多模態(tài)MR在急性缺血性腦卒中的應用研究

1.黑龍江省大慶市第五醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 (黑龍江 大慶 163714)

2.黑龍江省大慶市第五醫(yī)院內(nèi)分泌科 (黑龍江 大慶 163714)

張艷波1 宋志成2 史麗杰1

我國卒中發(fā)生率高，有調(diào)查顯示，我國首發(fā)卒中患者增長率呈現(xiàn)升高趨勢，且大部分為缺血性卒中，可對人類健康造成嚴重危害[1-2]。急性缺血性腦卒中(acute ischemic stroke，AIS)患者臨床診治中，神經(jīng)影像學技術發(fā)揮著重要作用。多模態(tài)磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)可以反映AIS病人病理生理學狀態(tài)，對其臨床診斷、治療、治療方案的選擇與預后評估起著重要指導作用。AIS靜脈溶栓理想時間窗為4.5h，如果超過該時間窗，需通過影像方式測定梗死核心以及缺血半暗帶，從而選出可接受緊急再灌注者[3-4]。MRI灌注-彌散不匹配(perfusion-diffusion mismatch，PDM)屬于評估AIS缺血半暗帶常用方式。本文以58例AIS患者作為研究對象，探討多模態(tài)MRI在AIS中的應用價值?，F(xiàn)匯報如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2017年2月～2018年12月我院收治的58例AIS患者，納入標準：①AIS發(fā)病至接受MRI檢查時間＜24小時；②產(chǎn)生偏癱癥狀；③電子計算機斷層掃描(Computed Tomography，CT)平掃除外腦出血；④彌散加權成像(Diffusion weighted imaging，DWI)(其中b=1000mm/s2)上，大腦中動脈梗死部位呈現(xiàn)高信號，表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)降低；⑤簽署研究知情同意書。排除標準：①具有溶栓或抗凝治療史；②伴隨出血轉(zhuǎn)化；③不能明確發(fā)病時間；④伴隨其他中樞神經(jīng)疾病；⑤具有MRI檢查禁忌。其中男38例，女20例，年齡36～70歲，平均(60.09±0.68)歲；病變側(cè)：左側(cè)36例，右側(cè)22例；吸煙史：20例有，38例無；合并癥：糖尿病18例，高血壓35例，動脈硬化32例。

1.2 方法

1.2.1 MRI檢查：使用MR成像系統(tǒng)(型號：德國Siemens Verio 3.0T)，并于Syngo MR Workplace工作站予以MR影像后處理與圖像判讀。MR掃描序列包含有T1WI、T2WI、液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(Fluid-attenuated Inversion Recovery，F(xiàn)LAIR)、DWI、灌注加權成像(perfusion weighted imaging，PWI)。對比劑選擇馬根維顯(國藥準字號：H20160593，生產(chǎn)廠家：Bayer Pharma AG)0.1mmol/kg，通過高壓注射器團注，控制速率4mL/s。然后將獲得的PWI圖像傳輸?shù)焦ぷ髡?，利用灌注后處理軟件處理后獲得4組圖像，包括平均通過時間、腦血流量、達峰時間以及腦血容量圖像。

1.2.2 圖像融合與PDM半定量評估：將患者圖像傳送到工作站，通過3D-fusion軟件包精確配準各患者DWI以及平均通過時間圖像(見圖1-3)，不匹配主要指PWI呈低灌注區(qū)，且為DWI完全正常區(qū)，詳細記錄不匹配Alberta卒中早期CT評分(Alberta Stroke Program Early CT Score，ASPECTS)區(qū)域分值。評估ASPECTS方法如下：對患者大腦中動脈供血區(qū)進行分區(qū)，共十個區(qū)域。如果PWI＞DWI，每產(chǎn)生1個不匹配區(qū)即可計1分，沒有不匹配則需計0分；如果PWI＜DWI，每產(chǎn)生1個不匹配區(qū)即可計-1分[5]。全部圖像均安排2位影像科醫(yī)師(醫(yī)師1具有3年工作資歷，而醫(yī)師2具有15年工作資歷)進行獨立評估。

1.2.3 基于體積測定方法的PDM評估：全部圖像均安排神經(jīng)影像醫(yī)師3(具有豐富診斷經(jīng)驗)進行測量，采取Syngo MR Workplace工作站之中volume半自動測量軟件，于患者DWI以及PWI圖像上分別手工勾畫出具體梗死區(qū)域與低灌注區(qū)范圍，同時通過半自動測量軟件進行面積計算，注意測兩次之后取平均值，詳細記各層面積；對患者彌散受限/低灌注區(qū)域的體積進行計算，達峰時間延長區(qū)體積大小與DWI彌散受限體積大小之比＞1.2，即認為存在PDM。

1.3 觀察指標比較體積測定法評估的PDM陽性組與陰性組一般資料、PDM-ASPECTS情況，分析PWI-DWI融合圖像ASPECTS的兩名觀察醫(yī)師間一致性，以體積測定法PDM作為對照，評估PWI-DWI融合圖像ASPECTS診斷效能。

1.4 統(tǒng)計學分析使用SPSS19.0進行統(tǒng)計學分析，計量資料表示為()，以t檢驗；計數(shù)資料表示為(%)，以χ2檢驗，P＜0.05為比較有統(tǒng)計學意義；一致性分析采取Kappa檢驗法，Kappa值＞0.4為具有一致性；采取受試者特性(receiver operating characteristic，ROC)曲線進行診斷效能分析。

2 結(jié) 果

2.1 體積測定法評估的PDM陽性組與陰性組一般資料、PDMASPECTS情況比較見表1。陽性組與陰性組性別、年齡、吸煙史比較無顯著差異(P＞0.05)；陽性組糖尿病、高血壓、動脈硬化所占比例、PDM-ASPECTS明顯高于陰性組(P＜0.05)。

2.2 PWI-DWI融合圖像ASPECTS的兩名觀察醫(yī)師間一致性分析經(jīng)一致性分析發(fā)現(xiàn)，兩名觀察者具有較好一致性，Kappa=0.75。

2.3 PWI-DWI融合圖像ASPECTS診斷效能以基于體積測定方法的PDM為“金標準”，發(fā)現(xiàn)2名醫(yī)師通過PWI/DWI融合圖像ASPECTS進行PDM判定的ROC曲線下面積(見圖4)分別為0.886(95%CI，0.740～0.973)與0.882(95%CI，0.772～0.994)，將PDM-ASPECTS 2分作為本次斷點值，可知醫(yī)師1診斷敏感性與特異性分別為63.72%、90.23%，醫(yī)師2分別為68.25%、90.30%。

表1 體積測定法評估的PDM陽性組與陰性組一般資料、PDM-ASPECTS情況比較

表1 體積測定法評估的PDM陽性組與陰性組一般資料、PDM-ASPECTS情況比較

項目 陽性組(n=32) 陰性組(n=26) χ2/t P性別 男 19(59.38) 19(73.08) 1.192 0.275女 13(40.62) 7(26.92)年齡(歲) 59.36±0.62 60.87±0.69病變側(cè) 左 20(62.50) 16(61.54) 0.006 0.940右 12(37.50) 10(38.46)吸煙史 有 13(40.62) 7(26.92) 1.192 0.275無 19(59.38) 19(73.08)糖尿病 14(43.75) 4(15.38) 4.149 0.042高血壓 25(78.13) 10(38.46) 9.431 0.002動脈硬化 23(71.88) 9(34.62) 8.052 0.005 PDM-ASPECTS情況 醫(yī)師1 2.41±0.26 0.20±0.03 43.039 ＜0.001醫(yī)師2 3.04±0.32 -0.94±0.10 60.958 ＜0.001

圖1 于3D模塊之中導入DWI軸位圖像，并生成軸位、矢狀位以及冠狀位參考圖像；圖2 于模塊中導入與圖1中軸位參考圖像視野完全一致平均通過時間圖像，啟動自動配準功能后，予以手動微調(diào)，獲得DWI以及平均通過時間圖像精確配準效果；圖3 對融合圖像進行調(diào)整，軸位重建；圖4 ROC曲線。

3 討 論

在AIS患者臨床診治中，缺血半暗帶評估屬于關鍵環(huán)節(jié)。缺血半暗帶指人體腦組織喪失電活性，然而細胞結(jié)構(gòu)完整，同時細胞內(nèi)外離子交換依然維持正常水平，若可以及時恢復患者有效灌注，則能保持活性。臨床診治中，常采取PWI與DWI的不匹配進行缺血半暗帶評估，PWI主要呈現(xiàn)低灌注區(qū)，DWI能夠確認患者梗死核心區(qū)。多項研究指出，AIS患者治療需要評估缺血半暗帶，故采取快速、可靠評估方式具有重要意義[6-7]。在現(xiàn)代醫(yī)學影像技術快速發(fā)展背景下，單一模態(tài)影像學方式存在一定局限性與檢查側(cè)重點，無法提供充分信息用于診治。盡管多模態(tài)技術可以為臨床診治提供較為豐富信息，但是因為其原理或者檢查參數(shù)不盡相同，故均有各自優(yōu)缺點，一般很難在同1幅圖像予以全方位觀察。所謂醫(yī)學圖像融合，主要指通過整合來自相同或者來自不同成像方式所得圖像數(shù)據(jù)信息，于空間立體定位完全匹配的基礎上予以迭加[8]。該措施能夠整合反映患者同一處不同信息相應兩組圖像，最大化不同設備或者檢查方式的優(yōu)勢，達到優(yōu)勢互補目的，獲取同一處更全面以及更直觀信息，發(fā)揮直觀互補作用，使得各信息同步可視化成為可能。檢查醫(yī)師可以快速處理PWI所生成達峰時間與平均通過時間圖像，同時傳至工作站處理。放射科醫(yī)生可以通過分屏以及同層面觀察生成的PWI、DWI圖像，依靠視覺觀察或者經(jīng)簡單測量迅速評定是否存在PDM。該類觀察方式具有簡單、快速優(yōu)勢。多模態(tài)MRI中，PWI/DWI融合圖像可于同一幅圖像同時顯示灌注成像以及彌散成像信息，不僅能直觀顯示兩者有無不匹配現(xiàn)象，還能夠清晰顯示PDM 分布具體區(qū)域與范圍[9-10]。本次研究對象中，通過PWI/DWI融合圖像進行PDM評估，均能直觀呈現(xiàn)PWI以及DWI不匹配區(qū)域。因為體積測量耗時比較久，故有學者想利用視覺評估方式確定PDM存在情況，但存在不少爭議[11]。ASPECTS系統(tǒng)之中摻入解剖信息的方法實施最初并不屬于測量體積方式，但是基于這一評分系統(tǒng)確實可以實現(xiàn)體積半定量評估。多項研究已經(jīng)證實，腦卒中患者DWI檢查中，ASPECTS與體積具有[12-13]一致性。本次研究通過PWI/DWI融合圖像ASPECTS半定量評估PDM。因為融合圖像能于同一幅圖像上不僅直觀顯示卒中病人梗死區(qū)域，同時亦可顯示PDM分布區(qū)域以及范圍，降低了分窗口觀察方式視覺誤差[14]。研究結(jié)果顯示，PWIDWI融合圖像ASPECTS的兩名觀察醫(yī)師Kappa高達0.75，具有較好一致性，表明不同年資檢查醫(yī)師獲得的PWI-DWI融合圖像ASPECTS一致性好，多模態(tài)MRI有助于經(jīng)驗較低醫(yī)師作出準確評估。結(jié)果還顯示，陽性組糖尿病、高血壓、動脈硬化所占比例及PDM-ASPECTS明顯高于陰性組，與周宏等[15]研究結(jié)論一致。說明PWI-DWI融合圖像PDM-ASPECTS可用于評估PDM情況。ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)，醫(yī)師1診斷敏感性與特異性分別為63.72%、90.23%，醫(yī)師2分別為68.25%、90.30%，表明多模態(tài)MRI對AIS的診斷效能較高。

綜上，多模態(tài)MRI檢查中PWI/DWI融合圖像可以準確評估AIS PDM情況，診斷效能高，對評估AIS缺血半暗帶具有重要指導意義。