動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像對(duì)進(jìn)展性卒中的腦灌注機(jī)制研究

錢晶晶，吳卿杰，陸忠烈，張曉玲，劉 虎，馬勤衛(wèi)

（嘉興市第二醫(yī)院，浙江 嘉興 314000）

進(jìn)展性卒中指卒中發(fā)生72 h[1]內(nèi)神經(jīng)功能缺損癥狀逐漸進(jìn)展或呈階梯式加重，是多種原因、多種機(jī)制共同參與的復(fù)雜狀態(tài)，是影響腦卒中患者預(yù)后的一個(gè)特殊類型，常造成患者嚴(yán)重而持久的神經(jīng)功能缺損，使卒中病死率增加4倍以上[2]，其發(fā)病率為29%～37%[3-4]，致死率和遠(yuǎn)期致殘率較高，掌握其臨床特點(diǎn)和發(fā)病原因、早期預(yù)測(cè)其神經(jīng)功能惡化是治療成功的關(guān)鍵。

急性腦梗死最有效的治療方法是超早期溶栓。它可直接溶解血栓，恢復(fù)血供，挽救瀕死的腦組織。盡早對(duì)腦梗死的位置、大小、組織代謝、血供等情況提供一個(gè)明確的信息來(lái)指導(dǎo)溶栓治療，顯得尤為重要。磁共振灌注成像中的動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)（Dynamic susceptibility contrast，DSC）能夠提供血流動(dòng)力學(xué)信息，反映腦組織血流動(dòng)力學(xué)異常灌注情況，對(duì)判斷急性腦梗死患者早期缺血性改變有重要臨床價(jià)值。以往研究中，利用腦血流量的值來(lái)預(yù)測(cè)哪些受損的腦組織最終會(huì)形成梗死灶，目前尚無(wú)統(tǒng)一結(jié)論。本研究擬探討進(jìn)展性卒中病情進(jìn)展前或進(jìn)展期內(nèi)腦血流灌注參數(shù)的變化，以便臨床醫(yī)師盡早對(duì)病情預(yù)后做出判斷，從而早期制定有效的治療方案，控制病情發(fā)展，減小病情進(jìn)展對(duì)患者神經(jīng)細(xì)胞損傷的范圍及程度，從而改善預(yù)后。

1 資料和方法

1.1 病例選擇

2012年6月—2014年12月嘉興市第二醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科收治的急性腦卒中患者60例。本研究已獲得被試者知情同意，均簽署知情同意書，并經(jīng)浙江省嘉興市第二醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 研究對(duì)象

進(jìn)展性腦卒中組24人；同期住院的非進(jìn)展性腦卒中組36人。

1.2.1 分組標(biāo)準(zhǔn)

在入院時(shí)（即發(fā)病24 h內(nèi)）及入院48 h內(nèi)（發(fā)病72 h內(nèi)）應(yīng)用NISS量表進(jìn)行神經(jīng)功能評(píng)分。分組：發(fā)病72 h內(nèi)病情逐漸進(jìn)展或呈階梯式加重，NISS評(píng)分增加2分或以上者確診為進(jìn)展性卒中，納入進(jìn)展組；否則納入非進(jìn)展組。

1.2.2 入選標(biāo)準(zhǔn)

①急性單側(cè)腦梗死患者（符合1995年中華醫(yī)學(xué)會(huì)第4次全國(guó)腦血管學(xué)術(shù)會(huì)議修訂的診斷標(biāo)準(zhǔn)）；②發(fā)病在24 h以內(nèi)；③經(jīng)常規(guī)MRI檢查排除腦出血；④首次發(fā)病或再次發(fā)病無(wú)既往遺留癥狀；⑤無(wú)慢性心肝腎功能不全、昏迷、精神病患者；⑥無(wú)體內(nèi)金屬植入物及其它MRI檢查禁忌者；⑦無(wú)外傷、手術(shù)、腦腫瘤、感染、代謝性腦病及其它神經(jīng)系統(tǒng)疾病等病史；⑧無(wú)過(guò)敏體質(zhì)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

24 h內(nèi)發(fā)病的腦卒中患者，入院時(shí)首先給予NISS評(píng)分，然后進(jìn)行常規(guī)MRI+T2-FLAIR+DWI+MRA掃描排除急性腦出血，明確為急性腦梗塞者進(jìn)行DSC-MRI掃描，發(fā)病72 h內(nèi)病情加重，NISS評(píng)分增加2分或以上者歸入進(jìn)展組，未加重者歸入非進(jìn)展組。其中，利用3D-TOF-MRA排除對(duì)側(cè)大腦半球有大動(dòng)脈狹窄的患者，使各患者的半定量參數(shù)rCBF具有可比性。

1.4 掃描方法

采用GE Signa 1.5T磁共振掃描系統(tǒng)，使用8通道相控陣頭線圈。T1WI：TE=Min full，TR=2 000 ms，Slice thicking=6.0 mm，Spacing=2.0 mm，Slices=17，時(shí)間 78s。T2WI：TE=90ms，TR=3000ms，Slice thicking=6.0 mm，Spacing=2.0 mm，Slices=17， 時(shí)間 54 s。DWI：TR=4500ms，TE=Min full，Slice thicking=6.0mm，Spacing=2.0 mm，Slices=17， 時(shí)間 18 s。3D-TOFMRA：TOF-SPGR TR=21 ms，TE=Min full，F(xiàn)lip angle=20°，Bandwidth=15.63，Slice thicking=1.4 mm，Overtap Locs=8，Locs per Slab=32，時(shí)間 156 s。PWI：采用GR-EPI T2*序列，連續(xù)掃描50次，在第5次掃描后立即用高壓注射器20號(hào)頭皮針經(jīng)肘前臂正中靜脈注射Gd-DTPA 20 mL，速率為4 mL/s，其參數(shù)分別為 TR=1 600 ms，TE=30 ms，F(xiàn)ov=24 cm，Slice thicking=6.0，Spacing=2.0，Matrix Freq×Phase=128×128，NEX=1，F(xiàn)lip angle=90°，Slices=16，掃描時(shí)間 80s。

1.5 圖像后處理

將PWI圖像傳輸?shù)紾E公司SUN ADW 4.3 Advantage工作站，利用Functool 2.0版軟件中的Brainstat模塊進(jìn)行分析，得到腦灌注參數(shù)圖，包括腦血流量（Cerebral blood flow，CBF）、腦血容量（Cerebral blood volume，CBV）、對(duì)比劑平均通過(guò)時(shí)間（Mean transit time，MTT）和灌注達(dá)峰時(shí)間（Time to peak，TTP）。將時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線轉(zhuǎn)化為時(shí)間-對(duì)比劑濃度曲線，獲得部分血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，對(duì)灌注異常區(qū)域進(jìn)行分析，并與DWI進(jìn)行比較，確定梗死中心區(qū)及缺血半暗帶，分別取梗死灶中央及周圍作為感興趣區(qū)（ROI），用鏡像方法分別測(cè)量梗死側(cè)和對(duì)側(cè)相應(yīng)區(qū)域的CBF、CBV、MTT、TTP值，自身對(duì)照，計(jì)算患側(cè)與對(duì)側(cè)灌注參數(shù)的相對(duì)值。灌注分析各參數(shù)對(duì)應(yīng)的偽彩圖及時(shí)間-強(qiáng)度曲線見(jiàn)圖1。

1.6 統(tǒng)計(jì)方法

采用SPSS 17.0軟件，對(duì)進(jìn)展組和非進(jìn)展組的梗死灶中央及周圍 CBF、CBV、MTT、TTP進(jìn)行正態(tài)性和方差齊性檢驗(yàn)后分別進(jìn)行兩獨(dú)立樣本均數(shù)比較的t檢驗(yàn)，當(dāng)P<0.05時(shí)兩組間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。將病變區(qū)CBF、CBV值分別除以正常對(duì)照側(cè)相應(yīng)值，得出比值 rCBF（Relative cerebral blood flow）、rCBV（Relative cerebral blood volume），測(cè)量梗死側(cè)和對(duì)側(cè)MTT、TTP值，計(jì)算MTT延遲值和TTP延遲值 TI（Peak time delay）（梗死側(cè)-對(duì)側(cè)）。

2 結(jié)果

兩獨(dú)立樣本均數(shù)比較的t檢驗(yàn)，進(jìn)展組病灶中心與對(duì)側(cè) CBF、CBV、MTT、TTP差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并且病灶中心CBF、CBV較對(duì)側(cè)明顯降低，MTT、TTP較對(duì)側(cè)延長(zhǎng)；非進(jìn)展組病灶中心與對(duì)側(cè)CBF、CBV、MTT、TTP差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并且病灶中心CBF、CBV較對(duì)側(cè)降低，MTT、TTP較對(duì)側(cè)延長(zhǎng)。進(jìn)展組與非進(jìn)展組病灶中心rCBF、MTT延遲值、TI之間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，rCBV差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）（表1～3）。

表1 進(jìn)展組病灶中心與對(duì)側(cè)灌注參數(shù)比較

表2 對(duì)照組病灶中心與對(duì)側(cè)灌注參數(shù)比較

表3 進(jìn)展組與非進(jìn)展組病灶中心灌注參數(shù)比較

本研究進(jìn)展組共24例，病灶中心CBF均下降，其中rCBF<0.5共23例，包含0.21.63共18例；TTP增加22例，TTP下降2例，其中TI>4 s共19例。非進(jìn)展組共36例，病灶中心CBF均下降，其中rCBF<0.5共31例，0.21.63共26例；TTP增加31例，TTP下降4例，其中TI>4 s共29例。

進(jìn)展組及非進(jìn)展組病灶周圍相對(duì)正常區(qū)域灌注參數(shù)分析后可歸納為4種類型（圖2～5）：①灌注不足，MTT明顯增加，局部CBV下降，局部CBF明顯下降；②側(cè)支循環(huán)信息，MTT增加，局部CBV增加或尚可；③血流再灌注，MTT下降或正常，局部CBV增加，局部CBF正?；蜉p度增加；④過(guò)度灌注信息，局部CBV顯著增加，局部CBF顯著增加。其中，進(jìn)展組中灌注不足21例，嚴(yán)重灌注不足（即rCBF<0.5、MTT增加>1.63、TI>4 s）11例，側(cè)支循環(huán)形成1例，血流再灌注1例，過(guò)度灌注1例；非進(jìn)展組中灌注不足13例，嚴(yán)重灌注不足無(wú)，側(cè)支循環(huán)形成11例，血流再灌注7例，過(guò)度灌注5例。

圖1 灌注分析各參數(shù)對(duì)應(yīng)偽彩圖及時(shí)間-強(qiáng)度曲線。圖1a：CBV；圖1b：CBF；圖1c：MTT；圖1d：TTP；圖1e：時(shí)間-強(qiáng)度曲線。Figure 1. The corresponding parameters of pseudo color map about perfusion analysis and the time intensity curve.Figure 1a:CBV;Figure 1b:CBF;Figure 1c:MTT;Figure 1d:TTP;Figure 1e:the time intensity curve.

圖2 病灶周圍相對(duì)正常區(qū)域灌注參數(shù)分析。灌注不足。圖2a：首次DWI，右側(cè)額、頂葉、右側(cè)腦室旁大面積梗死。圖2b：復(fù)查DWI，右側(cè)大腦腳發(fā)生新近腦梗死。圖2c：PWI，標(biāo)記1（實(shí)線箭頭）與對(duì)側(cè)標(biāo)記2（虛線箭頭）比較，rCBF<0.5，CBV下降，MTT延遲>1.63，TI>4 s，可能進(jìn)展為梗死。圖2d：時(shí)間-強(qiáng)度曲線可見(jiàn)標(biāo)記1曲線下面積較標(biāo)記2減小，提示灌注減少。圖2e：DWI，左側(cè)額、顳葉皮層及皮層下、左側(cè)島葉新近腦梗死。圖2f：標(biāo)記1（虛線箭頭）左側(cè)尾狀核與對(duì)側(cè)標(biāo)記2（實(shí)線箭頭）比較，CBF下降，CBV下降，MTT、TTP增加，提示灌注不足。圖2g：時(shí)間-強(qiáng)度曲線可見(jiàn)標(biāo)記1曲線下面積較標(biāo)記2減小，提示灌注減少。Figure 2. The analysis of perfusion parameters about the relative normal regional around lesions.Hypoperfusion.Figure 2a:The finding of DWI in the first time:the right side of the frontal,parietal,beside the right ventricle are shown the large area of infarction.Figure 2b:The finding of DWI for the second time after several days,the right side of the cerebral peduncle is shown new cerebral infarction.Figure 2c:PWI,The comparison between mark 1(solid arrow)and the contralateral mark 2(dotted arrow),rCBF<0.5,CBV dropped,MTT delayed>1.63,TI>4 s,may progress to infarction.Figure 2d:The time intensity curve is shown the area of the mark 1 under the curve lower than the mark 2,which prompted the perfusion of mark 1 decreasing.Figure 2e:The finding of DWI.The left frontal and temporal lobe cortex and subcortical,the left side of the island are shown new cerebral infarction.Figure 2f:The comparison between the mark 1(dotted arrow)on the left side of the caudate nucleus and the contralateral mark 2(solid arrow),determined CBF and CBV,increased MTT and TTP,which prompt hypoperfusion.Figure 2g:The time intensity curve is shown the area of the mark 1 under the curve lower than the mark 2 decrease,which prompted the perfusion of the mark 1 decreasing.

3 討論

急性腦梗死是臨床最常見(jiàn)的腦血管疾病之一。腦血流灌注下降、腦組織功能代謝變化、形態(tài)學(xué)變化，是腦缺血發(fā)展的病理生理過(guò)程。由于第2個(gè)階段是腦缺血可恢復(fù)期，因此在腦缺血研究中尤為重要。各種原因所致的CBF下降達(dá)到一定程度并超過(guò)一定時(shí)限后，均可導(dǎo)致供血區(qū)神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生缺血性梗死。本研究運(yùn)用DSC-MRI技術(shù)，獲取進(jìn)展性卒中及非進(jìn)展性卒中患者的部分血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析，初步探討進(jìn)展性卒中患者腦梗死前期的腦灌注機(jī)制。

圖3～5 病灶周圍相對(duì)正常區(qū)域灌注參數(shù)分析。圖3：側(cè)支循環(huán)信息。圖3a：DWI，左側(cè)額、顳葉皮層及皮層下、左側(cè)島葉新近腦梗死。圖3b：標(biāo)記3（虛線箭頭）左側(cè)豆?fàn)詈伺c對(duì)側(cè)標(biāo)記4（實(shí)線箭頭）比較，MTT增加，局部CBV增加或尚可。圖3c：時(shí)間-強(qiáng)度曲線（第2組）可見(jiàn)標(biāo)記3曲線下面積較標(biāo)記4增大，由于側(cè)支循環(huán)形成，灌注增加。圖4：血流再灌注。圖4a：首次DWI，右側(cè)額、頂葉及右側(cè)腦室旁大面積梗死。圖4b：復(fù)查DWI，右側(cè)胼胝體膝部新近腦梗死。圖4c：標(biāo)記1（實(shí)線箭頭）右側(cè)胼胝體膝部與對(duì)側(cè)標(biāo)記2（虛線箭頭）比較，CBF輕度增加，CBV增加，MTT下降，TTP下降，提示血流再灌注，新發(fā)梗死灶可能為再灌注損傷所致。圖4d：時(shí)間-強(qiáng)度曲線可見(jiàn)標(biāo)記1曲線下面積較標(biāo)記2增大，由于血流再灌注，因此灌注增加。圖5：過(guò)度灌注信息。圖5a：首次DWI，右側(cè)額、頂葉及右側(cè)腦室旁大面積梗死。圖5b：復(fù)查DWI，右側(cè)尾狀核新近腦梗死。圖5c：標(biāo)記3（實(shí)線箭頭）右側(cè)尾狀核與對(duì)側(cè)標(biāo)記4（虛線箭頭）比較，CBF增加，CBV增加，MTT輕度下降，TTP輕度下降，提示過(guò)度灌注，新發(fā)梗死可能為再灌注損傷所致。圖5d：時(shí)間-強(qiáng)度曲線（第1組）可見(jiàn)標(biāo)記3曲線下面積較標(biāo)記4增加，由于過(guò)度灌注，灌注增加。Figure 3～5. The analysis of perfusion parameters about the relative normal regional around lesions.Figure 3:Collateral circulation information.Figure 3a:The finding of DWI.The left frontal and temporal lobe cortex and subcortical,the left side of the island are shown new cerebral infarction.Figure 3b:The comparison between the mark 3(dotted arrow)on the left side of the lentiform nucleus and the contralateral mark 4(solid arrow),determined by MTT,local CBV rose or fair.Figure 3c:The time intensity curve(group 2)is shown the area of the mark 3 under the curve higher than the mark 4,which was contributed by the formation of collateral circulation and increasing perfusion.Figure 4:The blood reperfusion.Figure 4a:The finding of DWI in the first time,the large area of infarction by the right frontal,parietal,and the right ventricle.Figure 4b:DWI reviews,the right side of the corpus callosum knee is shown new cerebral infarction.Figure 4c:The comparison between the mark 1(solid arrow)on the right side of the corpus callosum knee and the contralateral mark 2(dotted arrow),a slight increased in CBF,increased,CBV determined by MTT dropping,TTP decreased,which prompted blood reperfusion.New infarction may be caused by reperfusion injury.Figure 4d:The time intensity curve is shown the area of the mark 1 under the curve higher than the mark 2,duing to the blood reperfusion,thus increasing perfusion.Figure 5:Excessive perfusion information.Figure 5a:DWI for the first time,large area of infarction in the right side of the frontal,parietal and beside the right ventricle.Figure 5b:DWI reviews,the right caudate nucleus is shown new cerebral infarction.Figure 5c:The comparison between the mark 3(solid arrow)on the right side of the caudate nucleus and the contralateral mark 4(dotted arrow),CBF and CBV increased,determined by MTT and TTP mild declining,which prompted excessive perfusion.New infarction may be caused by reperfusion injury.Figure 5d:The time intensity curve(group 1)is shown the area of mark 3 under the curve lower than the mark 4,duing to excessive perfusion,and increasing perfusion.

3.1 識(shí)別嚴(yán)重灌注不足可能發(fā)展為腦梗死的區(qū)域

Rohl等[5]指出 rCBF<0.59+MTT>1.63，若不給予治療，半暗帶將進(jìn)展為梗死，0.24 s，提示血流動(dòng)力學(xué)衰竭。本研究統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示進(jìn)展組及非進(jìn)展組梗死區(qū)中心共同點(diǎn)為CBF、CBV下降，MTT增加，TTP增加，提示灌注不足，且兩組梗死中心大部分腦組織rCBF<0.5，MTT 增加>1.63，TI>4 s， 結(jié)合 Rohl等的研究結(jié)果考慮嚴(yán)重灌注不足，可推斷它們可能是半暗帶發(fā)展為梗死的相關(guān)危險(xiǎn)因素。另外，本研究結(jié)果顯示病灶周圍相對(duì)正常區(qū)域，進(jìn)展組中灌注不足21例，嚴(yán)重灌注不足（即 rCBF<0.5、MTT 增加>1.63、TI>4 s）有11例。根據(jù)以上結(jié)論推斷，這些區(qū)域若不給予任何干預(yù)也可能發(fā)展為梗死，若早期積極及時(shí)治療，該缺血半暗帶可挽救，可能最終減少梗死的區(qū)域，而對(duì)照組中未發(fā)現(xiàn)rCBF<0.5、MTT增加>1.63及TI>4 s的病例，該缺血區(qū)域腦組織進(jìn)展為梗死的可能性較小。

3.2 分析微循環(huán)異常灌注類型

本研究結(jié)果中病灶周圍相對(duì)正常區(qū)域DWI上未見(jiàn)明顯異常信號(hào)，而DSC-MRI參數(shù)顯示存在灌注異常的，可認(rèn)為該區(qū)域?yàn)槿毖氚祹?。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示進(jìn)展組及非進(jìn)展組病灶周圍相對(duì)正常區(qū)域，即DSC-MRI與DWI不匹配區(qū)域灌注參數(shù)分析可分為4 種情況（圖2～5）：①灌注不足，MTT 明顯增加，局部CBV下降，局部CBF明顯下降；②側(cè)支循環(huán)信息，MTT增加，局部CBV增加或尚可；③血流再灌注，MTT下降或正常，局部CBV增加，局部CBF正常或輕度增加；④過(guò)度灌注信息，局部CBV顯著增加，局部CBF顯著增加。其中，進(jìn)展組病灶周圍相對(duì)正常區(qū)域灌注類型主要為灌注不足，而非進(jìn)展組包括以上4種。

PWI與DWI非匹配區(qū)即缺血半暗帶，它是具有存活能力，但也有缺血、梗死危險(xiǎn)的區(qū)域，如立即給予干預(yù)，如動(dòng)、靜脈溶栓，恢復(fù)血供，可挽救缺血半暗帶的組織活力，而早期溶栓治療需要確定有效時(shí)間窗。時(shí)間窗是目前影響溶栓治療人選的主要因素，不同患者存在著巨大的個(gè)體差異。挽救缺血腦組織的時(shí)間窗更取決于充分的側(cè)支循環(huán)和代謝狀態(tài)，每個(gè)個(gè)體均有對(duì)干預(yù)治療自己的潛在有效的時(shí)間窗。本研究結(jié)果提示我們可以通過(guò)DSC-MRI技術(shù)對(duì)灌注異常腦組織進(jìn)行分型，探討其病理生理機(jī)制，從而及時(shí)采用相應(yīng)的治療策略。

本研究DSC-MRI參數(shù)分析提示低灌注區(qū)域，為尤其嚴(yán)重缺血但還有可逆機(jī)會(huì)的區(qū)域，給予積極溶栓治療，最終半暗帶組織可能被挽救，其中部分患者，如側(cè)支循環(huán)形成區(qū)域即使發(fā)病時(shí)間超過(guò)6 h，溶栓治療仍有效果，而參數(shù)分析提示血流再灌注及過(guò)度灌注區(qū)域若給予溶栓治療，治療效果不佳，甚至可能進(jìn)一步造成過(guò)度再灌注損傷。因此，在發(fā)現(xiàn)局部腦組織微循環(huán)異常的早期通過(guò)DSC-MRI技術(shù)對(duì)缺血半暗帶區(qū)域灌注類型進(jìn)行分析，明確中央梗死灶及缺血半暗帶范圍及程度，缺血腦組織的側(cè)支循環(huán)和代謝狀態(tài)，從而把握干預(yù)治療潛在有效的個(gè)體時(shí)間窗以及采用相應(yīng)的治療策略，可提高治療效果，改善預(yù)后。

可見(jiàn)，DSC-MRI的應(yīng)用，將腦梗死后超早期影像學(xué)研究提前到腦梗死前期進(jìn)行，可多方面提供超急性腦梗死前期病理生理信息，指導(dǎo)臨床治療。①有效評(píng)價(jià)腦梗死后的缺血范圍和程度，確定可逆性缺血半暗帶，識(shí)別嚴(yán)重灌注不足可能發(fā)展為腦梗死的區(qū)域，提示臨床進(jìn)行積極干預(yù)。②分析微循環(huán)異常灌注類型，便于有效把握溶栓時(shí)間窗及制定個(gè)體化治療方案，預(yù)防和減少最終腦梗死的發(fā)生。

隨著MRI新技術(shù)的成熟與研究的進(jìn)一步深入，對(duì)超急性腦梗死的診斷及缺血半暗帶的代謝與超微形態(tài)學(xué)研究將進(jìn)一步完善。另外，可以進(jìn)一步運(yùn)用DSC-MRI和DWI對(duì)梗死體積進(jìn)行預(yù)測(cè)，指導(dǎo)治療、判斷預(yù)后，不再拘泥于整體發(fā)病時(shí)間限制，可更有效地根據(jù)病人的具體情況來(lái)選擇治療方案及評(píng)價(jià)療效，對(duì)臨床治療將有重要意義及廣闊的前景。

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