磁共振彌散張量成像對急性腦梗死患者預(yù)后的評估價值

林燕，許麗鳳，吳玉珍，李輝，林晨陽(通信作者)

1 解放軍聯(lián)勤保障部隊第九〇〇醫(yī)院 (福建福州 350025)；2 解放軍聯(lián)勤保障部隊第九〇〇醫(yī)院倉山院區(qū) (福建福州 350002)

目前，臨床通過溶栓、清除自由基、抗血小板聚集等綜合干預(yù)方案挽救急性腦梗死(acute ischemic stroke，AIS)患者的缺血半暗帶區(qū)，促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)。但因AIS患者梗死部位、梗死體積的差異性，治療后仍可能造成殘疾，導(dǎo)致預(yù)后不良[1]。因而，采取有效的措施評估AIS患者的預(yù)后十分必要。磁共振彌散張量成像(magnetic resonance diffusion tensor imaging，MR-DTI)可根據(jù)水分子的特性施加彌散敏感梯度，獲得水分子的彌散程度與方向，量化梗死后腦組織的微觀結(jié)構(gòu)變化；同時，MR-DTI可追蹤大腦神經(jīng)纖維束走形，利用神經(jīng)纖維束的形態(tài)評估神經(jīng)損傷程度[2]。由此推測，MR-DTI參數(shù)檢查或可較好地評估AIS患者的預(yù)后?；诖?，本研究旨在分析MR-DTI參數(shù)評估AIS患者預(yù)后的價值，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年1月至2021年1月解放軍聯(lián)勤保障部隊第九〇〇醫(yī)院收治的122例AIS患者為研究對象，男69例，女53例；年齡50～72歲，平均(59.68±2.12)歲；發(fā)病至入院時間2.0～22.5 h，平均(11.63±1.38)h。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核批準(zhǔn)，患者家屬均已簽署知情同意書。

納入標(biāo)準(zhǔn)：符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》[3]中AIS的診斷標(biāo)準(zhǔn)，且經(jīng)頭顱CT檢查證實；均為首次發(fā)?。痪鶇⒄丈鲜鲈\治指南在醫(yī)院接受規(guī)范化治療；治療后病情平穩(wěn)，接受MR-DTI檢查；病灶均位于單側(cè)大腦半球或小腦半球。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并出血性疾病的患者；帶有心臟起搏器、體內(nèi)磁性器具物(如人工支架、義齒)的患者；經(jīng)CT或MRI檢查顯示顱內(nèi)多發(fā)病灶的患者；既往有顱內(nèi)手術(shù)史的患者；在檢查時由各種原因?qū)е聢D像質(zhì)量較差的患者。

1.2 方法

1.2.1短期預(yù)后評估及分組方法

所有患者在接受規(guī)范化治療后，均隨訪3個月(患者每個月需到院復(fù)診1次)，在隨訪期間未出現(xiàn)病死或再發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)疾病。隨訪3個月時，臨床醫(yī)師采用改良Rankin量表(modified Rankin scale，mRS)[4]評估患者的預(yù)后情況，評分0～5分，分值越高表明癥狀越嚴(yán)重，其中，mRS評分>2分表示預(yù)后不良，納入預(yù)后不良組，mRS評分≤2分表示預(yù)后良好，納入預(yù)后良好組。

1.2.2MR-DTI檢查及圖像處理

儀器選用西門子公司的Skyra 3.0T磁共振成像系統(tǒng)。在檢查時采用配套20通道頭頸聯(lián)合線圈，掃描序列參數(shù)如下。(1)橫斷位T1加權(quán)像(T1weighted image，T1WI)：TR為2 000 ms，TE為7.1 ms，層厚4 mm，間隔0.4 mm，F(xiàn)OV為250 mm×250 mm，矩陣320×224，激勵2次。(2)橫斷位T2加權(quán)像(T2weighted image，T2WI)：TR為5 430 ms，TE為125 ms，層厚4 mm，間隔0.4 mm，F(xiàn)OV為250 mm×250 mm，矩陣320×320，激勵2次。(3)橫斷位T2WI液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(T2WI fluid attenuated inversion recovery，T2WI FLAIR)：TR為8 500 ms，TE為81 ms，層厚4 mm，間隔0.4 mm，F(xiàn)OV為250 mm×250 mm，矩陣320×224，激勵1次。(4)彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)序列：TR為8 200 ms，TE為98 ms，層厚4 mm，間隔0.4 mm，F(xiàn)OV為250 mm×250 mm，矩陣192×182，激勵4次，b值為0、1 000 mm2/s。

在完成上述檢查后采用單次激發(fā)自旋回波-平面回波技術(shù)進(jìn)行DTI掃描。參數(shù)設(shè)置如下：TR為3 700 ms，TE為95 ms，層厚4 mm，間隔1.2 mm，F(xiàn)OV為220 mm×220 mm，矩陣128×128，激勵2次，b值為1 000 mm2/s，彌散梯度方向數(shù)為20個。將掃描獲得的磁共振擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)圖像傳入計算機(jī)自帶的軟件，進(jìn)行平滑去噪處理，調(diào)整閾值，使腦組織全部被綠線覆蓋，自動獲得各向異性指數(shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)、容積比各向異性(volume ratio anisotropy，VRA)、平均彌散系數(shù)(mean diffusivity，MD)、衰減指數(shù)(exponential attenuation，Exat)，選取DTI圖像上病灶及相應(yīng)對側(cè)的感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，ROI面積在70～140 mm2之間，記錄病灶及相應(yīng)對側(cè)的FA、VRA、MD、Exat值，每個參數(shù)需檢測3次，取平均值，然后計算各參數(shù)的相對值，相對值=病灶的參數(shù)值/相應(yīng)對側(cè)的參數(shù)值。

1.3 評價指標(biāo)

比較兩組DTI各參數(shù)的相對值；繪制受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve，ROC)，觀察曲線下面積(area under the curve，AUC)，分析DTI參數(shù)評估AIS患者預(yù)后的價值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 122例AIS患者短期預(yù)后情況

隨訪3個月時，122例AIS患者中76例預(yù)后良好，占62.30%(76/122)；46例預(yù)后不良，占37.70%(46/122)。

2.2 預(yù)后不良組、預(yù)后良好組的AIS患者DTI檢查相關(guān)參數(shù)比較

預(yù)后不良組FA相對值、VRA相對值均低于預(yù)后良好組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；兩組MD相對值、Exat相對值比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 預(yù)后不良組、預(yù)后良好組的AIS患者DTI檢查相關(guān)參數(shù)比較

2.3 DTI參數(shù)評估AIS患者預(yù)后的價值

將2.2中差異有統(tǒng)計學(xué)意義的參數(shù)(FA相對值、VRA相對值)作為檢驗變量，將AIS患者預(yù)后情況作為狀態(tài)變量(1=預(yù)后不良，0=預(yù)后良好)，繪制ROC曲線(圖1)。FA相對值、VRA相對值單獨及兩者聯(lián)合評估AIS患者預(yù)后不良的AUC分別為0.863、0.849、0.902，單獨指標(biāo)評估均具有一定的診斷價值，而聯(lián)合評估的價值較高，當(dāng)FA相對值取0.605，VRA相對值取0.385時可獲得最佳評估效能，見表2。

注：FA為各向異性指數(shù)；VRA為容積比各向異性，AIS為急性腦梗死，ROC為受試者工作特征曲線

表2 DTI參數(shù)評估AIS患者預(yù)后的價值

3 討論

AIS發(fā)生后會出現(xiàn)局部腦組織血液供應(yīng)障礙，引起腦局部缺血、缺氧，造成不同程度的神經(jīng)功能損傷，往往不利于患者預(yù)后效果的改善。經(jīng)臨床研究發(fā)現(xiàn)，缺血缺氧引起的細(xì)胞膜功能障礙和細(xì)胞毒性水腫可限制水分子的自由擴(kuò)散[5]。因而，通過觀察AIS患者病灶組織內(nèi)水分子的運動情況對評估其預(yù)后具有重要的作用。

目前，DWI檢查可反映水分子的彌散運動，并通過計算梗死病灶的表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值來分析AIS患者梗死病灶情況。但DWI評估AIS病情主要依靠單一指標(biāo)ADC值，忽視了病灶部位的影響；且該方法主要通過計算梗死病灶的體積來評估AIS患者預(yù)后，存在手動繪制病灶范圍耗時和誤差較大等缺點。因此，臨床亟需尋找更為有效的影像學(xué)技術(shù)評估患者的預(yù)后情況。DTI是在DWI基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，可描述水分子在人體纖維組織及其他組織中擴(kuò)散規(guī)律的方向性，不僅可顯示組織的形態(tài)學(xué)信息和方向信息，還可顯示腦白質(zhì)纖維束的走行方向及分布，通過定量DTI參數(shù)的變化顯示病變部位與纖維束的關(guān)系，以此達(dá)到評估病情及預(yù)后的目的[6]。相關(guān)研究證實，DTI定量參數(shù)的變化與AIS患者的預(yù)后情況密切相關(guān)[7]。

本研究結(jié)果顯示，預(yù)后不良組FA相對值、VRA相對值均低于預(yù)后良好組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，分析原因可能為，F(xiàn)A與VRA值主要反映組織各向異性的參數(shù)，相對值越高則表示神經(jīng)纖維越完整，預(yù)后不良的患者梗死后突觸重建及纖維環(huán)路代償性較差，梗死區(qū)腦組織纖維髓鞘破壞較為嚴(yán)重，細(xì)胞膜被破壞、細(xì)胞溶解，導(dǎo)致組織微觀結(jié)構(gòu)的正常順序喪失，造成FA、VRA相對值降低[8]。此外，兩組MD相對值、Exat相對值比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，可能是MD相對值、Exat相對值主要體現(xiàn)水分子的彌散幅度，但忽視了特異性這一特點，若選取的ROI組織結(jié)構(gòu)無明顯的破壞性，病灶區(qū)域正常組織的水分子彌散運動可能相似。為驗證上述推測，本研究進(jìn)一步繪制ROC曲線，結(jié)果顯示，F(xiàn)A相對值、VRA相對值單獨及兩者聯(lián)合評估AIS患者預(yù)后不良的AUC均>0.80，且聯(lián)合診斷的價值更高。因此，臨床可通過MR-DTI檢查AIS患者的FA相對值、VRA相對值來評估其預(yù)后情況。但在勾畫病灶區(qū)及病灶邊緣區(qū)ROI時，由于受到梗死病灶大小、形態(tài)及病灶內(nèi)腦溝、腦裂等因素的影響，ROI的大小及形態(tài)不完全一致，可能對研究結(jié)果產(chǎn)生一定的影響?？梢?，如何通過調(diào)節(jié)FA相對值、VRA相對值來評估AIS患者預(yù)后仍需進(jìn)一步探討。

綜上所述，MR-DTI參數(shù)對評估AIS患者的預(yù)后具有一定的價值，未來可考慮通過檢測FA相對值、VRA相對值來評估AIS患者的預(yù)后不良情況。