功能磁共振對頸動脈狹窄患者支架植入術前后腦功能改變的評估作用

王潔 陳峰 董海波 王高燕

[摘要] 目的 研究磁共振灌注成像（PWI）及磁共振擴散張量成像（DTI）對頸動脈狹窄患者支架植入術前后腦功能變化的評估作用。 方法 選取20例經(jīng)腦血管造影證實的單側頸動脈重度狹窄患者，于頸動脈支架植入術（CAS）前后行PWI、DTI檢查，評估術前術后腦血流量（CBF）、腦血流容積（CBV）、平均通過時間（MTT）的變化以及各向異性分數(shù)（FA）的變化情況。 結果 20例患者術前雙側腦灌注存在差異，患側MTT延長，CBF、CBV降低，術后患側MTT縮短（t=4.396，P=0.000），CBF升高（t=-2.812，P=0.011），差異有統(tǒng)計學意義；CBV變化不明顯。術前患側額葉FA值較對側降低（t=-2.539，P=0.013），術后患側額葉FA值較術前升高（t=-2.322，P=0.032），而頂葉、枕葉、顳葉、內(nèi)囊前肢、內(nèi)囊后肢FA值變化不明顯。 結論 聯(lián)合應用PWI、DTI技術可提示腦組織血流灌注及腦白質受損情況，從而評估單側頸動脈狹窄患者CAS術前術后腦功能的變化。

[關鍵詞] 功能磁共振；頸動脈狹窄；頸動脈支架植入術；磁共振灌注成像；擴散張量成像

[中圖分類號] R743.3 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701（2018）06-0107-05

[Abstract] Objective To evaluate the changes of brain function before and after carotid artery stenting in patients with carotid stenosis by MR perfusion-weighted imaging （PWI） and MR diffusion tensor imaging （DTI）. Methods Twenty patients with carotid artery stenosis were underwent PWI and DTI before and after CAS. Cerebral blood volume （CBV）， cerebral blood flow（CBF）， mean transit time （MTT） and fractional anisotropy （FA） values were measured. Results There were differences in bilateral cerebral perfusion before operation in 20 patients with unilateral carotid stenosis. MTT in the affected side lengthened， while CBF and CBV decreased. After CAS， the MTT of the affected side was shortened（t=4.396， P=0.000）， and CBF increased（t=-2.812， P=0.011）， and the changes were statistically significant. Preoperative frontal lobe FA was lower than contralateral（t=-2.539， P=0.013）， and the frontal lobe FA value was higher（t=-2.322， P=0.032） than that before operation. The FA values of the parietal lobe， occipital lobe， temporal lobe， anterior limb of internal capsule and posterior limb of internal capsule were not significantly changed. Conclusion The application of PWI and DTI can indicate the cerebral blood flow perfusion and the damage of brain white matter， so as to evaluate the changes of brain function before and after CAS in patients with unilateral carotid stenosis.

[Key words] Functional MRI； Carotid artery stenosis； Carotid artery stenting； Magnetic resonance perfusion weight imaging； Diffusion tensor imaging

頸動脈狹窄最常見的原因為動脈粥樣硬化。動脈斑塊的形成可使得頸動脈管腔變窄，降低顱內(nèi)動脈末梢血流的灌注，且斑塊內(nèi)部新生血管脆弱，易發(fā)生破裂，引發(fā)斑塊破潰、出血，從而導致腦梗死的發(fā)生[1，2]。目前治療頸動脈狹窄的主要方法有藥物、頸動脈內(nèi)膜剝脫術（carotid endarterectomy，CEA）、頸動脈支架植入術（carotid artery stenting，CAS）等，因CAS手術簡單易行且創(chuàng)傷小，目前在國內(nèi)開展普及[3]。對于行CAS手術的患者，術前術后的評估必不可少。目前很多醫(yī)院對頸動脈狹窄的評估及手術治療效果的評價以血管形態(tài)學為主，多認為狹窄的消失即表示疾病的治愈。我們近一步探索了頸動脈狹窄與腦功能的關系以及CAS手術對患者腦功能的影響，通過磁共振擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）及磁共振灌注成像（perfusion-weighted imaging，PWI）等多模式MRI的聯(lián)合運用，對CAS術前術后患者腦功能改變的情況進行評估。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取我院2016年1～12月頸動脈狹窄支架手術患者20例作為研究對象，入組標準為：經(jīng)腦血管造影證實的單側頸動脈重度狹窄患者，即單側頸動脈狹窄程度為>70%，對側頸動脈無狹窄或狹窄程度≤30%；無明確腦梗死病史；患者及家屬同意行CAS手術。排除標準：存在CAS手術禁忌證的患者；合并腫瘤患者；有抑郁癥、精神疾病病史及癡呆患者；無法配合完成MRI檢查的患者；嚴重心、肝、腎功能不全的患者。共入組20例，其中男12例，女8例，年齡47～81歲，平均（66.0±9.8）歲。

1.2 方法

入組患者均行頸動脈支架植入術及功能磁共振檢查。

（1）頸動脈支架植入術：所有患者術前常規(guī)口服阿司匹林片（拜耳，國藥準字J20130078）100 mg/d+氯吡格雷片（賽諾菲，國藥準字J20130083）75 mg/d共5 d，2%利多卡因局部麻醉后穿刺股動脈，穿刺成功后置入8F動脈鞘，在導絲的導引下將8F導引導管置入病變側頸總動脈，再次造影確認后，在狹窄遠端放置保護傘，根據(jù)狹窄血管長度及寬度選擇合適的支架，使用雅培公司的頸動脈支架Acculink系統(tǒng)，支架到位后再次造影證實，確認殘余狹窄在30%以內(nèi)。

（2）磁共振檢查：在術前1～3 d、術后1周采用美國GE公司的Discovery MR750 3T磁共振儀，8通道頭顱相控陣線圈檢查，行常規(guī)平掃、PWI及DTI檢查。①常規(guī)MR平掃： 軸位T1 Flair：TR 1750 ms，TE 24 ms，TI 780 ms；軸位PROPELLER T2：TR 9367 ms，TE 93 ms。FOV 24.0 cm×24.0 cm，矩陣227×256。②PWI：采用梯度回波-回波平面成像（GRE-EPI）序列，TR/TE 2300/minimum，F(xiàn)OV 24.0 cm×24.0 cm，矩陣128×128，掃描層數(shù) 24層。使用高壓注射器由肘前靜脈快速團注順磁性對比劑 Gd-DTPA（拜耳，國藥準字J20080065）0.2 mL/kg，流率設置為4 mL/s，注射完畢后注入15 mL生理鹽水沖洗。后處理采用GE ADW工作站的去卷積灌注軟件分析，于頸動脈狹窄側取半卵圓中心區(qū)白質前、中、后3點，作為感興趣區(qū)（region of interest，ROI），ROI形狀及大小盡量保持一致。得到MTT（平均通過時間）、CBV（腦血流容積）和CBF（腦血流量）值。并通過鏡像方法在對側相應位置設立對照區(qū)。將患側值和對側對應部位值相比，得到rMTT（相對平均通過時間）、rCBV（相對腦血流容積）和rCBF（相對腦血流量）值，進行分析比較。③DTI：采用SE-EPI序列，TR/TE=4500/minimum，矩陣128×128，F(xiàn)OV 24.0 cm×24.0 cm，層厚 5 mm，層間距 1 mm，b值 1000 s/mm2，擴散敏感梯度場施加方向為25個。檢查結束后，用GE ADW工作站functool軟件進行后處理，在狹窄側額葉、頂葉、枕葉、顳葉、內(nèi)囊前肢、內(nèi)囊后肢分別取ROI，測得患側FA（各向異性分數(shù)）值，ROI區(qū)域遠離腦脊液、腦溝回、腦皮質，并通過鏡像方法在對側相應位置設立對照區(qū)，測得對側FA值。

1.3 觀察指標

（1）觀察并比較術前與術后狹窄側磁共振灌注參數(shù)的變化，磁共振灌注參數(shù)包括rMTT、rCBV、rCBF。

（2）觀察并比較術前狹窄側額葉、頂葉、枕葉、顳葉、內(nèi)囊前肢、內(nèi)囊后肢FA值及對側FA值，并比較術前與術后狹窄側以上部位的FA值變化。

1.4 統(tǒng)計學方法

應用SPSS 16.0 統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學處理，計量資料比較采用t檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 磁共振灌注檢查結果

20例單側頸動脈狹窄患者經(jīng)CAS術后，有18例患者MTT縮短（90%），15例患者CBF升高（75%），CBV變化不明顯。術前與術后狹窄血管供血區(qū)rMTT及rCBF值變化有統(tǒng)計學意義（P<0.05），而rCBV值變化無明顯差異（P>0.05）。見表1。

2.2 磁共振擴散張量成像結果

比較術前頸動脈狹窄側與對側各感興趣區(qū)的FA值，其中狹窄側額葉FA值為（0.361±0.021），對側FA值為（0.399±0.052），兩者差異有統(tǒng)計學意義（t=-2.539，P=0.013），而兩側頂葉、枕葉、顳葉、內(nèi)囊前肢、內(nèi)囊后肢FA值無明顯差異。術前、術后頸動脈狹窄側各感興趣區(qū)的FA值變化如表2所示。術前額葉FA值為（0.361±0.021），術后FA值明顯上升，為（0.402±0.102），兩者差異具有統(tǒng)計學意義（t=-2.322，P=0.032）。而所測得的其他感興趣區(qū)（頂葉、枕葉、顳葉、內(nèi)囊前肢、內(nèi)囊后肢）術后FA值較術前變化無明顯差異（P>0.05）。

2.3典型病例圖像

患者男性，67歲。CAS術前行DSA檢查示右側頸內(nèi)動脈起始部重度狹窄（>70%）；PWI檢查結果：右側半卵圓中心區(qū)較左側CBF、CBV值降低，MTT值延長，rCBF=0.905，rCBV=0.949，rMTT=1.047，見圖1。CAS術后血管通暢，頸內(nèi)動脈起始部剩余狹窄約10%；術后1周PWI檢查結果：rCBF=1.010，rCBV=1.043，rMTT=0.955。rCBF及rCBV較術前升高，rMTT縮短，見圖2。

3 討論

頸動脈狹窄是導致缺血性卒中的主要危險因素之一，占比10%～15%[4]，而動脈狹窄程度與遠端血流動力學情況并不一定完全匹配，還取決于腦內(nèi)側枝循環(huán)情況和腦血管儲備能力。隨著技術的發(fā)展，越來越多的學者發(fā)現(xiàn)長期的頸動脈狹窄不僅可以導致卒中，而且由于腦的缺血缺氧也可導致腦功能的改變[5]。有指南指出對于中重度的無癥狀性頸動脈狹窄進行血運重建術可以預防將來發(fā)生腦卒中[6]。CAS手術目前在國內(nèi)各醫(yī)療單位廣泛開展，最初該手術目的為預防卒中發(fā)作，且已被證明是有效的[7]，隨著技術的不斷發(fā)展，越來越多的學者開始探索CAS手術在其他方面的作用。Nancy C等[8]觀察79例無癥狀性頸動脈狹窄患者后發(fā)現(xiàn)其認知和行為能力有損害。胡子成等研究顯示，CAS術后3個月患者的MMSE評分明顯增加，阿爾茨海默病評估量表認知部分（ADAS-Cog）、連線測驗（TMTa，TMTb）評分顯著降低，說明CAS手術可以改善患者的認知功能[9]。目前對CAS術后患者的隨訪僅僅以卒中為主要終點事件，以影像學或B超方法檢查管腔大小、有無再狹窄，方法較簡單。而我們認為，隨著頸動脈狹窄的解除，腦內(nèi)血流增加及灌注情況的改善，可能引起腦功能的改善。我們通過PWI、DTI等多模式MRI的聯(lián)合運用，對CAS術前術后患者腦功能改變的情況進行了評估。

PWI反映的是腦血流灌注情況，CBV、CBF、MTT、TTP是其4個重要觀察指標。腦組織的血流灌注改變通常較形態(tài)學改變要早得多，而PWI可提供最早、最直接的血流灌注信息，因此有較為重要的臨床應用價值[10，11]。本研究發(fā)現(xiàn)，雖然不少患者臨床癥狀并不明顯，但通過PWI檢查顯示患側大腦半球MTT延長、CBF及CBV降低，說明患側腦組織血流動力學的異常已經(jīng)存在了。當腦組織灌注壓降低時，正常的機體代償機制可以使腦部微小動脈擴張，代償性地增加CBV和CBF，延長MTT，維持正常的腦血流灌注。當腦組織灌注壓繼續(xù)下降，超過代償范圍后，CBV和CBF均開始下降[12-14]。因此，在腦血流灌注的檢測中，MTT是最敏感的指標，其變化出現(xiàn)較早且貫穿始終。本研究的20例患者中均表現(xiàn)出了 MTT不同程度延長，有18例患者CBF下降，15例患者CBV下降，CAS術后1周行PWI檢查顯示，MTT的縮短及CBF的上升有統(tǒng)計學意義，提示腦組織的血流灌注情況得到一定改善。

DTI是一種水彌散成像技術，通過水分子的彌散定量反應大腦白質及深部灰質的結構改變，在檢測腦組織低灌注而引起的腦白質損傷方面，DTI較其他的檢查方法更具有優(yōu)越性和敏感性，并且能對腦白質損害程度做出定量分析[14-17]。其中FA值（各向異性分數(shù)）是最常用也是最有價值的檢測指標，F(xiàn)A的大小與纖維致密性、髓鞘的完整性及平行性密切相關[18]。在本研究所檢測的各個感興趣區(qū)中，狹窄側額葉FA值明顯低于對側（t=-2.539，P=0.013），有統(tǒng)計學意義，提示存在狹窄側額葉損傷，而常規(guī)頭顱MR掃描通常無法提示這些病變。兩側頂葉、枕葉、顳葉、內(nèi)囊前肢、內(nèi)囊后肢FA值無明顯差異，可能與額葉對缺血較為敏感有一定的關系。Inoue Takashi等[19]通過DTI對50例大腦中動脈閉塞并行血管重建術患者術前及術后的腦組織缺血損傷情況進行對比研究，結果顯示，術前患側半卵圓中心區(qū)FA值減低，術后FA值較術前升高，提示改善腦組織灌注可使白質受累情況得到改善。本研究結果顯示，CAS術后，患側額葉FA值較術前提高，有統(tǒng)計學意義（t=-2.322，P=0.032），與相關研究[20]結果一致。有研究者分析指出，頸動脈狹窄容易導致顱內(nèi)大動脈的微栓子形成，而FA值的減低提示了因血管內(nèi)微血栓反復持續(xù)影響而導致腦組織的缺血損傷。在CAS術后，血管內(nèi)微栓子的影響基本消失，腦組織血流灌注增加，從而改善了術前的缺血狀態(tài)。

本研究尚存在一些不足：選取病例為單側頸動脈重度狹窄患者，并未覆蓋全部樣本群，因此所得到的數(shù)據(jù)有一定局限性。另外，研究樣本量有限，有待今后擴大樣本進行進一步研究。

近年來多模式功能磁共振的應用，促進了神經(jīng)影像學的快速發(fā)展，尤其對于缺血性腦血管病變的臨床研究有著重要意義。本研究顯示，聯(lián)合應用PWI、DTI技術可有效提示腦組織血流灌注及腦白質受損情況，從而評估單側頸動脈狹窄患者CAS術前術后腦功能的變化，幫助臨床探索CAS手術在卒中預防以外的價值。

[參考文獻]

[1] 游節(jié)委.超聲對腦梗死患者頸動脈斑塊聲像特征的觀察[J].臨床和實驗醫(yī)學雜志，2012，11（13）：1065-1067.

[2] Bonati LH，Dobson J，F(xiàn)eatherstone RL，et al.Long-term out-comes after stenting versus endarterectomy for treatment of symptomatic carotid stenosis：The international carotid stenting study（ICSS）randomised trial[J].Lancet，2015，385（9967）：529-538.

[3] 何嫄，王建榜.經(jīng)皮頸動脈支架植入術治療頸動脈狹窄的近、遠期預后和生存率分析[J].微循環(huán)學雜志，2017，27（1）：34-38.

[4] Gensicke H，Engelter S，Bonati L.Endovascular treatment for carotid artery stenosis[J].Ther Umsch，2012，69（9）：523-535.

[5] 方慧，孟凡偉，姜洪雁，等.頸動脈狹窄致腦低灌注損傷多模態(tài)MRI[J].放射學實踐，2016，31（4）：350-354.

[6] Liapis CD，Bell PR，Mikhailidis D，et al.ESVS guidelines. Invasive treatment for carotid stenosis：Indications，techniques[J]. Eur J Vasc Endovasc Surg，2009，37（4 Suppl）：1-19.

[7] Gurm Hitinder S，Yadav Jay S，F(xiàn)ayad Pierre，et al.Long-term results of carotid stenting versus endarterectomy in high-risk patients[J]. N Engl J Med，2008，358（15）：1572-1579.

[8] Nancy C，Landgraff NC，Whitney SL，Rubinstein EN，et al.Cognitive and physical performance in patients with asymptomatic carotid artery disease[J]. J Neurol，2010，257（6）：982-991.

[9] 胡子成，張莉莉，皮燕，等.頸動脈支架置入術對無癥狀性頸動脈高度狹窄患者認知功能的影響[J]. 重慶醫(yī)學，2015（1）：34-35.

[10] 張兆，張千.磁共振灌注成像結合腦血管造影評估頸動脈狹窄致短暫性腦缺血發(fā)作預后的應用價值[J].微創(chuàng)醫(yī)學，2014，9（4）：414-416.

[11] 劉曉知，方勇超，周道田.磁共振DWI和PWI聯(lián)合在不同時期腦梗死早期診斷中的應用價值[J]. 臨床和實驗醫(yī)學雜志，2017，16（15）：1509-1513.

[12] 徐嘉璐，陸建平，劉崎，等.單側大腦中動脈狹窄的腦磁共振灌注成像研究[J].中國臨床神經(jīng)外科雜志，2010， 15（4）：215-218.

[13] 牛洪濤，張文麗，翟仁友，等. CT灌注成像評估頸動脈支架植入術前后腦血流灌注變化的價值[J].中華介入放射學電子雜志，2014，2（1）：53-56.

[14] 杜志華，王君，陳新平. 老年患者單側頸內(nèi)動脈病變磁共振灌注加權成像表現(xiàn)及其相關性分析[J].中華老年心腦血管病雜志，2015，17（1）：10-13.

[15] 曾雅清，宋志彬，周雁玲，等.頸內(nèi)動脈狹窄或閉塞患者不同灌注下的臨床表現(xiàn)及其DTI特點[J].海南醫(yī)學，2013， 24（8）：1121-1124.

[16] 于卉，田傳帥，韓鵬.磁共振DTI各參數(shù)在急性缺血性腦梗死預后評價中的聯(lián)合應用[J].神經(jīng)損傷與功能重建，2016，11（6）：486-488.

[17] 秦劍鋒，楊曉生，鄧少烽.DTI在超急性和急性缺血性腦梗死鑒別診斷中的效果[J].臨床醫(yī)學工程，2017，24（6）：739-740.

[18] Mossa Basha M.Low-Grade Carotid Stenosis：Implications of MR Imaging[J].S Neuroimaging Clin N Am. 2016， 26（1）：129-145.

[19] Inoue Takashi，Ogasawara Kuniaki，Konno Hiromu，et al.Diffusion tensor imaging in patients with major cerebral artery occlusive disease[J]. Neurol Med Chir （Tokyo），2003，43（9）：421- 426 .

[20] 張全全，謝敏杰，喻志源，等.小鼠雙側頸總動脈狹窄腦白質損傷模型的建立[J].神經(jīng)損傷與功能重建，2014，9（6）：458-460.

（收稿日期：2017-11-16）