3D-ASL聯(lián)合彌散加權(quán)成像、血管成像可準(zhǔn)確評(píng)估急性缺血性腦梗死患者的缺血半暗帶區(qū)域

劉海靜，尹繼磊，王麗坤

邯鄲市中心醫(yī)院CT/MRI室，河北 邯鄲 056000

急性缺血性腦梗死是臨床常見的腦血管疾病，當(dāng)腦動(dòng)脈血管閉塞后，會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)部位腦組織缺血缺氧，引發(fā)神經(jīng)功能缺失，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量［1］。腦缺血發(fā)生后，缺血中心區(qū)的血流完全中斷，迅速發(fā)展為梗死區(qū)域，但缺血中心區(qū)周圍仍存在部分側(cè)支循環(huán)，形成缺血半暗帶區(qū)域（IP）［2］。研究認(rèn)為，第一時(shí)間確認(rèn)IP區(qū)范圍，及時(shí)恢復(fù)血供，可逆轉(zhuǎn)缺血腦組織損傷，有利于患者的恢復(fù)［3］。彌散加權(quán)成像（DWI）和血管成像（MRA）是臨床診斷缺血性腦梗死的常用影像學(xué)檢查方法，但二者不能反映腦組織血流灌注情況，在區(qū)分梗死核心區(qū)與IP區(qū)方面存在不足［4］。三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記灌注成像（3DASL）是一種新型灌注成像技術(shù)，該技術(shù)以水分子為示蹤劑，可以提供常規(guī)影像檢查所無(wú)法獲得的血流灌注信息，而3D-ASL成像與DWI不匹配在一定程度上代表IP的存在［5］。當(dāng)前，有關(guān)3D-ASL的應(yīng)用研究多涉及腦腫瘤、炎性病變等方面，但在腦血管疾病中的應(yīng)用尚處臨床研究階段［6］。本研究分析了3D-ASL 聯(lián)合DWI、MRA對(duì)急性缺血性腦梗死IP區(qū)的評(píng)估價(jià)值，旨在為急性缺血性腦梗死的早期診斷提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021年1月～2022年6月本院收治的急性缺血性腦梗死患者62例為對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：臨床檢查符合急性缺血性腦梗死的診斷標(biāo)準(zhǔn)［7］，且均根據(jù)臨床表現(xiàn)、顱腦CT/MRI檢查確診；鏡面對(duì)側(cè)腦實(shí)質(zhì)無(wú)明顯異常；病灶最大層面直徑＞1.0 cm；均為首次發(fā)病，且發(fā)病時(shí)間≤24 h；患者知情同意，簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并腦出血、蛛網(wǎng)膜下腔出血、多發(fā)性硬化等其他神經(jīng)系統(tǒng)疾??；合并重要臟器功能障礙；存在MRI檢查禁忌證；存在嚴(yán)重認(rèn)知功能障礙，難以配合研究。根據(jù)患者發(fā)病至首次MRI檢查時(shí)間（T）將患者分為超急性期（T＜6 h，n=22）和急性期（6 h≤T≤24 h，n=40）。其中超急性期組男15例，女7例，年齡49～74（63.78±6.64）歲；病變部位：顳葉部位5例，額葉部位4例，基底節(jié)區(qū)部位9例，多部位病變4例；基礎(chǔ)疾病：糖尿病5例，高血壓6例，冠心病4例。急性期組男25例，女15例，年齡50～75（64.25±6.18）歲；病變部位：顳葉部位11例，額葉部位9例，基底節(jié)區(qū)部位15例，多部位病變5例；基礎(chǔ)疾病：糖尿病10例，高血壓12例，冠心病8例。兩組患者性別、年齡、病變部位、基礎(chǔ)疾病基礎(chǔ)疾病等一般資料的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），有可比性。本研究符合赫爾辛基宣言。

1.2 檢查方法

患者取仰臥位，采用GE Discovery MR 750 3.0T磁共振儀，選擇8通道頭部相控陣線圈，行3D-ASL、DWI和MRA掃描，掃描范圍為顱底至顱頂。3D-ASL檢查：基于快速自旋回波脈沖序列的3D Spiral 采集，TR 4632.0 ms，TE 10.5 ms，層厚4 mm，層數(shù)36，矩陣512×512，F(xiàn)OV 24.0 cm，激勵(lì)次數(shù)3，PLD 1525 ms，掃描時(shí)間4 min 29 s。DWI檢查：采用SE序列T2加權(quán)的單次激發(fā)平面回波成像，TR 2130 ms，TE 65 ms，層厚5 mm，F(xiàn)OV 24 cm，層間距1 mm，掃描矩陣128×128，彌散敏感系數(shù)b值為0、1000 s/mm2。MRA檢查：采用三維時(shí)間飛躍磁共振血管成像技術(shù)，TR 25 ms，層厚1.2 mm，層間距0.6 mm。

1.3 圖像處理

獲得圖像后由自帶后處理工作站處理，所有圖像由2名高年資的影像學(xué)醫(yī)師進(jìn)行雙盲分析，雙方結(jié)論一致為最終結(jié)果，意見不統(tǒng)一時(shí)，由第3名醫(yī)師進(jìn)行分析，獲得最終結(jié)果。

1.3.1 3D-ASL 將掃描數(shù)據(jù)傳輸至GE 工作站，使用Functool軟件對(duì)圖像進(jìn)行后處理，紅色表示高灌注、藍(lán)色表示低灌注，手動(dòng)描繪出感興趣區(qū)，軟件自動(dòng)鏡像生成相應(yīng)部位對(duì)側(cè)感興趣區(qū)域，獲得異常灌注面積、中心梗死區(qū)與對(duì)側(cè)鏡像區(qū)腦血流量（CBF）值，計(jì)算IP區(qū)/對(duì)側(cè)鏡像區(qū)相對(duì)CBF值（rCBF），連續(xù)測(cè)量3次，以平均值為最終結(jié)果。

1.3.2 DWI 將掃描數(shù)據(jù)傳輸至AW4.5工作站，確認(rèn)病變范圍后，生成表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）圖，在ADC圖上于病灶最大層面測(cè)量DWI異常高信號(hào)面積，并與3D-ASL異常灌注面積比較，以3D-ASL異常灌注面積＞DWI異常高信號(hào)面積，且超過(guò)10%及以上為存在IP。測(cè)量中心梗死區(qū)、IP區(qū)、對(duì)側(cè)鏡像區(qū)ADC值，計(jì)算IP區(qū)/對(duì)側(cè)鏡像區(qū)相對(duì)ADC值（rADC），連續(xù)測(cè)量3次，以平均值為最終結(jié)果。

1.3.3 MRA 獲取MRA三維重建圖像，對(duì)異常血管供血區(qū)的血管狹窄程度進(jìn)行分級(jí)。0級(jí)：閉塞，遠(yuǎn)端血管無(wú)顯影；1級(jí)：部分血管信號(hào)缺失，遠(yuǎn)端血管不完整顯影；2級(jí)：遠(yuǎn)端血管完全顯影，狹窄程度≥50%；3級(jí)：遠(yuǎn)端血管完全顯影，狹窄程度＜50%；4級(jí)：血管無(wú)狹窄。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩組間比較行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以n(%)表示，行χ2檢驗(yàn)或Fisher確切概率檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 急性缺血性腦梗死患者3D-ASL、DWI、MRA圖像特征分析

病灶DWI表現(xiàn)為斑點(diǎn)狀或小片狀高信號(hào)，48例患者3D-ASL異常灌注面積明顯大于DWI異常高信號(hào)面積，顯示存在IP區(qū)，14例患者3D-ASL異常灌注面積近于或小于DWI異常高信號(hào)面積；MRA顯示顱內(nèi)某支主干動(dòng)脈節(jié)段性狹窄，遠(yuǎn)端血管明顯變細(xì)甚至消失，部分顯示血管無(wú)明顯異常。典型病例（圖1～2）。

圖1 患者女，67歲，左側(cè)內(nèi)囊后肢新發(fā)梗塞Fig.1 Images of a 67-year-old female patient with new posterior internal capsule infarction.

2.2 急性缺血性腦梗死患者中心梗死區(qū)、IP區(qū)和對(duì)側(cè)鏡像區(qū)CBF、ADC值比較

患者中心梗死區(qū)、IP區(qū)和對(duì)側(cè)鏡像區(qū)CBF、ADC值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），且中心梗死區(qū)CBF、ADC 值小于IP 區(qū)、對(duì)側(cè)鏡像區(qū)（P＜0.001），IP 區(qū)CBF、ADC值小于對(duì)側(cè)鏡像區(qū)（P＜0.05，表1）。

表1 急性缺血性腦梗死患者中心梗死區(qū)、IP區(qū)和對(duì)側(cè)鏡像區(qū)CBF、ADC值比較Tab.1 Comparison of CBF and ADC values of central infarcted area,IP area and contralateral area in patients with acute ischemic cerebral infarction(Mean±SD)

2.3 不同時(shí)期急性缺血性腦梗死患者rCBF、rADC值比較

急性缺血性腦梗死患者的rCBF值、rADC值分別為0.68±0.09 mL/(100 g·min)、（0.85±0.07）×10-3mm2/s。超急性期患者的rCBF值、rADC值均大于急性期患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001，表2）。

表2 不同時(shí)期急性缺血性腦梗死患者rCBF、rADC值比較Tab.2 Comparison of rCBF and rADC values between patients with acute ischemic cerebral infarction in different phases(Mean±SD)

圖2 患者男，65歲，左側(cè)尾狀核頭新發(fā)腦梗塞Fig.2 Images of a 65-year-old male patient with new infarction in the head of the left caudate nucleus.

2.4 急性缺血性腦梗死患者M(jìn)RA血管狹窄程度與IP區(qū)的關(guān)系分析

DWI圖像分析結(jié)果顯示，存在IP區(qū)患者48例，非IP區(qū)患者14例。存在IP區(qū)的患者M(jìn)RA血管狹窄程度以0級(jí)為主，非IP區(qū)患者M(jìn)RA血管狹窄程度以3級(jí)為主。兩組患者的MRA血管狹窄程度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，表3）。

表3 急性缺血性腦梗死患者M(jìn)RA血管狹窄程度與IP區(qū)的關(guān)系分析Tab.3 Relationship between vascular stenosis degree displayed by MRAand IP in patients with acute ischemic cerebral infarction[n(%)]

3 討論

IP區(qū)是灌注-彌散不匹配區(qū)域，該區(qū)域腦組織并未完全死亡，若及時(shí)恢復(fù)血流阻止神經(jīng)功能進(jìn)一步損傷，對(duì)臨床急性缺血性腦梗死的救治具有重要意義［8］。MRI是臨床診斷急性缺血性腦梗死的常用影像學(xué)檢查手段，其中DWI是建立在MR流動(dòng)效應(yīng)基礎(chǔ)上的成像方法，可通過(guò)水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)間接反映患者組織微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其變化，但DWI檢查異常區(qū)域只存在少部分IP，對(duì)于更早期的血流灌注狀態(tài)的檢測(cè)不敏感［9］；MRA能獲得較為直觀的血管圖像，可多角度觀察腦動(dòng)脈狹窄的形態(tài)和范圍，但在診斷較小缺血灶方面敏感度較低，不能反映腦組織血流灌注情況［10］。3D-ASL 是一種無(wú)創(chuàng)MRI灌注技術(shù)，可提供顱底腦組織至頂葉皮層異常灌注區(qū)域的腦組織灌注信號(hào)，區(qū)分尚未永久壞死的腦組織，使患者腦組織受益于再灌注療法［11］。有學(xué)者認(rèn)為，3DASL聯(lián)合多模態(tài)MRI能夠幫助提高缺血性腦血管病診斷的特異性及敏感度，可為患者的病情演變及臨床治療方案的確定提供相應(yīng)的影像學(xué)證據(jù)［12］。

本研究分析了D-ASL聯(lián)合DWI、MRA對(duì)急性缺血性腦梗死IP區(qū)的評(píng)估價(jià)值，結(jié)果顯示48例患者3D-ASL異常灌注面積明顯大于DWI異常高信號(hào)面積，顯示存在IP區(qū)；且患者不同區(qū)域CBF、ADC值比較：中心梗死區(qū)＜IP區(qū)＜對(duì)側(cè)鏡像區(qū)，與既往研究[13]結(jié)果一致，提示中心梗死區(qū)血流灌注較IP區(qū)更低，通過(guò)對(duì)比中心梗死區(qū)、IP區(qū)及對(duì)側(cè)鏡像區(qū)的ADC值、CBF值將有助于判定IP情況。缺血性腦血管疾病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的首要病理特征是CBF改變，中心梗死區(qū)的細(xì)胞毒性水腫、細(xì)胞外間隙縮小及細(xì)胞內(nèi)粘稠度增加等作用會(huì)導(dǎo)致彌散受限，使血流灌注水平下降，進(jìn)而導(dǎo)致CBF值降低；而IP區(qū)位于正常區(qū)與梗死區(qū)之間的邊緣帶，仍存在較完整的腦組織，細(xì)胞膜離子泵尚能維持細(xì)胞外離子梯度，故CBF、ADC值較中心梗死區(qū)略高［14-15］。

既往研究發(fā)現(xiàn)，DWI與ASL參數(shù)存在明顯個(gè)體差異，對(duì)不同時(shí)間、不同梗死面積患者的CBF、ADC值進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可能存在一定的范圍區(qū)間，臨床檢測(cè)結(jié)果差異較大［16］。本研究應(yīng)用病變側(cè)與健側(cè)對(duì)比的方法，計(jì)算rCBF、rADC值。結(jié)果顯示，急性缺血性腦梗死患者的rCBF 值、rADC 值分別為0.68±0.09 mL/（100g·min）、（0.85±0.07）×10-3mm2/s，且超急性期患者的rCBF值、rADC值均大于急性期患者，提示超急性期患者的腦血流量值下降水平較急性期更高，考慮與細(xì)胞缺血導(dǎo)致的細(xì)胞外水分子擴(kuò)散能力較低有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，隨著發(fā)病時(shí)間的延長(zhǎng)，患者的rADC值逐漸下降［17］。但也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，超急性期與急性期rCBF值、rADC值以降低為主，亞急性期rCBF值、rADC值基本正常，與急性期比較無(wú)差異，考慮與急性缺血性腦梗死分期不同、檢測(cè)參數(shù)存在差異有關(guān)［18］。本研究中，存在IP區(qū)的患者M(jìn)RA多數(shù)可見頭頸部大血管病變，非IP區(qū)患者M(jìn)RA血管狹窄程度以3級(jí)為主，提示存在IP區(qū)的急性缺血性腦梗死患者，其大血管病變的風(fēng)險(xiǎn)更高，可能是由于側(cè)支循環(huán)代償彌補(bǔ)了責(zé)任血管的灌注缺失［15］。有學(xué)者對(duì)比了合并IP區(qū)與無(wú)IP區(qū)急性腦梗死患者的責(zé)任血管類型發(fā)現(xiàn)，無(wú)IP區(qū)患者多數(shù)無(wú)頭頸部血管病變［16］，這也驗(yàn)證了本研究結(jié)論。

綜上所述，3D-ASL聯(lián)合DWI、MRA檢測(cè)可準(zhǔn)確評(píng)估急性缺血性腦梗死患者IP區(qū)的存在和血管狹窄程度，有利于梗死臨床精準(zhǔn)化治療方案的選擇。