三維動脈自旋標記成像技術對急性腦梗死溶栓后再灌注效果的評價意義

張嫻 邊燦軍 呂鈿 潘瑞根 馮建鉅

急性缺血性腦卒中（acute ischemic stroke，AIS）已成為我國居民健康的第一殺手，具有高發(fā)病率和高致殘率，早期靜脈溶栓是提高AIS治愈率和降低致殘率的有效方法［1］。但溶栓后出血風險與溶栓血管再通之間的利弊權(quán)衡備受爭議，臨床上急需一種可有效評估溶栓后再灌注療效的手段［2］。彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）是臨床診斷AIS常用的檢查手段，但無法反映梗死最初期的血流動力學改變［3］。研究表明，三維動脈自旋標記（three-dimensional arterial spin labeling，3D-ASL）不僅可發(fā)現(xiàn)急性腦梗死早期的低灌注區(qū)域及降低程度，還可評估缺血半暗帶（ischemic penumbra，IP）的范圍［4］。通過比較不同匹配3D-ASL/DWI的AIS患者溶栓再灌注療效，探討3D-ASL對溶栓效果是否具有評價意義。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 前瞻性選取2018年1月至2020年9月在本院接受溶栓治療的AIS患者43例。（1）納入標準：①符合2018年《中國急性缺血性腦卒中診治指南》［1］中AIS的診斷標準；②病程＜4.5 h；③首次發(fā)病；④符合靜脈溶栓條件，且同意接受靜脈溶栓治療者。（2）排除標準：①急診靜脈溶栓聯(lián)合血管內(nèi)治療；②靜脈溶栓前后未能完成頭部MR檢查；③頭部MR彌散加權(quán)成像陰性；④臨床資料不全者；⑤溶栓后出血患者。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準，所有患者簽署知情同意書。

1.2 研究方法 （1）檢查方法：采用高場超導磁共振（GE 1.5T，美國通用電氣公司），使用高分辨率8通道頭線圈進行掃描，包括3D-ASL和DWI兩個序列。3D-ASL序列采用三維快速自旋回波成像技術，參數(shù)：TR 4,596.0 ms，TE 9.5 ms，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，層厚4.0 mm，無間隔3D掃描（橫斷面不打角度），厚度約40 cm覆蓋全腦，掃描時長4 min 25 s，標記延遲1,525 ms。DWI序列使用平面回波成像技術，參數(shù)：TR 4,600.0 ms，TE 83.5 ms，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，層厚6.0 mm，層間距1.0 mm，擴散敏感因子b值為0、1,000 s/mm2，掃描時長41 s。（2）溶栓治療：所有患者均行阿替普酶（商品名：愛通立，注冊證號：S20110051）靜脈溶栓治療，劑量為0.9 mg/kg，最大劑量為90 mg。治療開始的1 min內(nèi)靜推總使用劑量的10%，剩余90%在60 min內(nèi)經(jīng)輸液泵行靜脈輸注。溶栓過程中要密切關注患者的病情變化，一旦發(fā)現(xiàn)有惡心嘔吐、血壓增高、嚴重頭痛及意識障礙等癥狀，則立即中止溶栓治療，同時急診查頭顱CT排除腦出血。

1.3 觀察指標 根據(jù)溶栓治療前及治療后7 d患者頭部磁共振掃描取得的相應區(qū)域的表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）、腦血流量（cerebral blood flow，CBF）和神經(jīng)功能缺損程度進行溶栓療效評價。（1）使用Functool 2軟件對溶栓前后采集的3D-ASL和DWI序列的原始數(shù)據(jù)進行處理分析，選取DWI高信號灶面積最大的層面，分別測得感興趣區(qū)內(nèi)對應的ADC值和CBF值。由2名具有主治及以上職稱的影像學醫(yī)師共同進行圖像評估，當意見不一致時另請1名具有副主任職稱的影像學醫(yī)師參與決定最終結(jié)果。（2）患者的神經(jīng)功能缺損程度，采用美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表［5］（national institutes of health stroke scale，NIHSS）進行評估，由同1名主治及以上職稱的神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)師完成。（3）療效判斷標準：基本痊愈，溶栓后NIHSS評分較前降低＞90%；顯效，評分降低＞45%～90%；有效，評分降低＞18%～45%；無效，評分降低或增加均≤18%；惡化，死亡或評分增加＞18%。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 20.0統(tǒng)計學軟件。計量資料符合正態(tài)分布以（±s）表示，多組間比較采用F檢驗，兩兩比較采用LSD-t檢驗；計數(shù)資料以（n）表示，等級資料采用秩和檢驗；溶栓療效與3D-ASL/DWI的不同匹配關系采用Spearman相關性分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 分組 根據(jù)溶栓前患者3D-ASL和DWI顯示的灌注及高信號異常面積的大小將所有患者分為3D-ASL＞DWI 組（差值＞20%）、3D-ASL=DWI組（-20%＜差值≤20%）、3D-ASL＜DWI組（差值≤-20%），分別有22例、14例、7例。

2.2 三組患者溶栓前后的ADC值比較 溶栓前及溶栓后患者的ADC值組間比較，差異均有統(tǒng)計學意義（＜0.001）。3D-ASL＞DWI組和3D-ASL=DWI組患者溶栓后的ADC值均較溶栓前明顯增加，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表1。

表1 三組患者溶栓前后的ADC值比較［10-3 mm2/s，（±s）］

表1 三組患者溶栓前后的ADC值比較［10-3 mm2/s，（±s）］

組別 ADC值溶栓前 溶栓后 t值 P值3D-ASL＞DWI 組（n=22） 0.41±0.09 0.81±0.14 -11.273 ＜0.001 3D-ASL＝DWI 組（n=14） 0.46±0.10 0.77±0.13 -7.072 ＜0.001 3D-ASL＜DWI 組（n=7） 0.58±0.10 0.63±0.11 -0.935 0.368 F值 8.566 4.892 P值 ＜0.001 0.013

2.3 三組患者溶栓前后的CBF值比較 溶栓前及溶栓后患者的CBF值組間比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.001）。3D-ASL＞DWI 組和3D-ASL=DWI 組患者溶栓后的CBF值均較溶栓前明顯增加，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.001）。見表2。

表2 三組患者溶栓前后的CBF值比較［mL/（100 g·min），（±s）］

表2 三組患者溶栓前后的CBF值比較［mL/（100 g·min），（±s）］

組別 CBF值溶栓前 溶栓后 t值 P值3D-ASL＞DWI 組（n=22） 26.18±4.35 62.39±8.46 -17.854 ＜0.001 3D-ASL＝DWI 組（n=14） 20.82±4.01 41.09±6.77 -9.639 ＜0.001 3D-ASL＜DWI 組（n=7） 16.14±2.60 17.32±3.23 -0.837 0.413 F值 19.064 109.301 P值 ＜0.001 ＜0.001

2.4 三組患者溶栓前后的NIHSS評分比較 溶栓前及溶栓后患者的NIHSS評分組間比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.001）。3D-ASL＞DWI組和3D-ASL=DWI組患者溶栓后的NIHSS評分均較溶栓前明顯降低，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.001）。見表3。

表3 三組患者溶栓前后NIHSS評分比較（±s）

表3 三組患者溶栓前后NIHSS評分比較（±s）

組別 NIHSS評分溶栓前 溶栓后 t值 P值3D-ASL＞DWI 組（n=22） 10.24±3.09 3.15±0.98 10.258 ＜0.001 3D-ASL＝DWI 組（n=14） 8.44±1.87 3.52±1.12 8.446 ＜0.001 3D-ASL＜DWI 組（n=7） 5.56±1.33 5.27±1.04 0.550 0.589 F值 9.397 11.198 P值 ＜0.001 ＜0.001

2.5 三組患者溶栓療效比較 三組患者溶栓療效比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表4。經(jīng)Spearman相關性分析顯示，溶栓療效與不同匹配的3D-ASL/DWI有明顯相關性（r=0.789，P＜0.001）。

表4 三組患者溶栓療效比較（n）

3 討論

急性缺血性腦卒中是由于大腦血液供應障礙，腦組織發(fā)生缺氧、缺血性壞死的一類致殘致死性臨床綜合征，其病因包括大動脈粥樣硬化、心源性栓塞、小動脈閉塞等，主要表現(xiàn)為局灶性神經(jīng)功能缺損，并出現(xiàn)相應的體征［7］。腦組織耗氧量大且對缺氧耐受性極差，血供中斷2 min腦細胞電生理活動便會停止，5 min即發(fā)生不可逆損傷，因此早期診斷腦組織灌注情況對指導治療十分重要［8］。

ASL經(jīng)射頻脈沖磁化血液后，以磁性標記的動脈血作為內(nèi)源性造影劑，血液中的水分子為自由擴散的內(nèi)部示蹤劑，經(jīng)過一段時間的延遲，被標記的血流進入腦組織，此時采集標記像，其中包括靜態(tài)組織水和標記水兩種信號。預先采集標記前的圖像作為控制像，將標記像與控制像相減，腦組織中的靜態(tài)水信號被減去，兩者的信號差異即為大腦血流灌注信息［9］。3D-ASL成像是一種基于三維快速自旋回波的成像技術，相較于2D圖像質(zhì)量穩(wěn)定且成像范圍更大，具有簡便無創(chuàng)、安全性高、可重復性好等優(yōu)點，目前已被廣泛應用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷、鑒別診斷和預后評估［10］。

在大多數(shù)急性腦梗死患者中，應用DWI可發(fā)現(xiàn)梗死核心區(qū)，但其檢測超急性期的血流灌注異常陽性率較低，與DWI相比3D-ASL可同時發(fā)現(xiàn)更早期的血管灌注異常，還可半定量分析得出目標區(qū)域的CBF［11］。一項由頸內(nèi)動脈閉塞所致的急性腦梗死研究發(fā)現(xiàn)，3D-ASL圖像上條狀、點狀的血管內(nèi)高信號影可識別患者的側(cè)支循環(huán)形成和血液停滯部位，對治療方案的制定具有一定的指導意義［12］。OKAZAKI等［13］在患者溶栓治療中的多個時間點進行3D-ASL檢查，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)動脈轉(zhuǎn)運偽影是血管再通的有效標志，有助于判斷是否需要額外進行機械取栓。另有研究表明，前循環(huán)大腦大動脈閉塞導致的急性腦梗死在發(fā)病6～24 h行灌注成像有助于篩選適宜機械取栓的患者［14］。

腦梗死不可逆轉(zhuǎn)，但梗死核心區(qū)的邊緣可存在缺血半暗帶，IP可轉(zhuǎn)歸為正常組織或繼續(xù)惡化成梗死灶，它的存在是急性腦梗死患者進行溶栓或機械取栓治療的依據(jù)［15］。DWI可顯示梗死核心區(qū)，但對血流灌注減少或血流量仍可維持腦組織形態(tài)和功能完整性的區(qū)域不敏感，而3D-ASL對血流灌注情況十分敏感［16］，二者的灌注-信號異常不匹配可用于識別IP并判斷其范圍大小，為治療方案選擇和預后評估提供依據(jù)。本研究3D-ASL＞DWI組和3D-ASL=DWI組患者在溶栓治療7天后的ADC值和CBF值均增加，NIHSS評分降低，表明治療效果良好；而3D-ASL＜DWI組患者治療前后的ADC值、CBF值和NIHSS評分比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），表明治療效果較差。經(jīng)Spearman相關性分析顯示，溶栓療效與不同匹配的3D-ASL/DWI有明顯相關性（r=0.789，P＜0.001）。3D-ASL＞DWI 組患者存在范圍較大的IP，此時溶栓效果顯著。3D-ASL=DWI組患者的IP范圍較小，或由于血管再通、側(cè)枝循環(huán)建立等血流灌注恢復正常，雖然溶栓有效，但較前一組的效果較差。3D-ASL＜DWI組可能由于病灶發(fā)生再灌注和反應性充血，溶栓后高灌注還會引起出血性轉(zhuǎn)化，且溶栓前患者NIHSS評分較低，病情較輕，因此溶栓無明顯效果。有研究認為，局部高灌注在一定程度上提示預后良好，但面積較大高灌注往往引起再灌注損傷，繼發(fā)出血轉(zhuǎn)化［17］。

綜上所述，3D-ASL＞DWI 和3D-ASL＝DWI的患者可行靜脈溶栓治療，3D-ASL＜DWI的患者由于病情無明顯改善，不宜行溶栓治療。3D-ASL/DWI的不同匹配情況可反映IP的存在及其范圍大小，可用于評價急性腦梗死溶栓后再灌注的效果，為治療方案的選擇提供影像學依據(jù)。本研究的不足之處在于，3D-ASL單一標記后延遲時間無法計算側(cè)支血流，其準確性易受到影響，且樣本量較小影響了研究結(jié)果的可信度，后續(xù)可通過擴大樣本量并采取多個標記后延遲時間的方式以進行下一步研究。