磁敏感血管征在缺血性腦卒中的臨床應(yīng)用進(jìn)展

譚洋,張良 綜述 王斌 審校

腦卒中是我國(guó)居民致死、致殘的首要病因。據(jù)調(diào)查顯示,腦卒中的總發(fā)病率呈現(xiàn)逐年下降趨勢(shì),但缺血性腦卒中的發(fā)病率卻在不斷上升[1]。磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging,SWI)是在T2*加權(quán)梯度回波序列的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的成像技術(shù),其優(yōu)勢(shì)在于進(jìn)一步提高了不同磁性物質(zhì)間的對(duì)比度,能比常規(guī)梯度回波序列(gradient recalled echo,GRE)更敏感地顯示出細(xì)小靜脈和微出血灶[2]。近年來(lái)SWI序列在缺血性腦血管疾病診療領(lǐng)域的相關(guān)研究與應(yīng)用受到學(xué)界廣泛關(guān)注,在SWI序列上發(fā)現(xiàn)的磁敏感血管征(susceptibility vessel sign, SVS)與缺血性腦卒中的相關(guān)研究也逐漸受到研究者們的重視,并成為該領(lǐng)域關(guān)注的熱門(mén)話題。

1 SVS形成的基本原理

常規(guī)的磁共振成像原理是根據(jù)組織間質(zhì)子含量不同,在能量衰減時(shí)間上存在差異來(lái)形成圖像,而SWI則是基于不同物質(zhì)磁敏感性差異而成像。SWI將T2*加權(quán)幅度圖像與梯度回波序列獲取的濾波相位圖像以乘法關(guān)系相結(jié)合,進(jìn)一步增強(qiáng)了不同磁敏感性組織之間的對(duì)比[3],使其在不同磁敏感性物質(zhì)顯示方面更具有優(yōu)勢(shì)。

磁敏感性是物質(zhì)的固有特性,它反映了物質(zhì)在外加磁場(chǎng)作用下的磁化水平,通常用磁化率來(lái)衡量物質(zhì)的磁敏感性的強(qiáng)弱。鐵是人體內(nèi)磁敏感性較高的物質(zhì),其在不同狀態(tài)下所表現(xiàn)出的磁化率存在顯著差異。血紅蛋白在人體內(nèi)含鐵量很高,其代謝過(guò)程會(huì)經(jīng)歷氧合血紅蛋白、脫氧血紅蛋白、正鐵血紅蛋白以及含鐵血黃素等變化;根據(jù)是否含有不成對(duì)電子,可以將這些代謝物質(zhì)劃分為順磁性的脫氧血紅蛋白、含鐵血黃素和反磁性的氧合血紅蛋白,而正鐵血紅蛋白則因?yàn)榕紭O子效應(yīng)磁敏感性很弱[4]。在大腦不同部位的血液中,紅細(xì)胞內(nèi)含氧血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的含量存在差異,這些差異會(huì)引起磁敏感性發(fā)生改變,并在SWI的圖像上顯現(xiàn)出來(lái)。

Chalela等[5]最早報(bào)道了SVS的出現(xiàn),他們?cè)诩毙匀毖阅X卒中(acute ischemic stroke,AIS)患者的GRE序列上發(fā)現(xiàn)沿大腦中動(dòng)脈走行區(qū)域的卵圓形低信號(hào)影,并認(rèn)為此征象能夠提示急性血栓形成,由此提出了SVS的概念,即GRE序列上AIS患者患側(cè)大腦中動(dòng)脈走行區(qū)域內(nèi)直徑超過(guò)對(duì)側(cè)血管直徑的低信號(hào)影。Kim等[6]認(rèn)為SVS是急性血栓中順磁性脫氧血紅蛋白由于自旋失相而產(chǎn)生明顯的信號(hào)丟失,在SWI序列上呈現(xiàn)低信號(hào)改變。隨著血栓的收縮以及纖維蛋白的聚合,血栓中紅細(xì)胞壓積和脫氧血紅蛋白濃度進(jìn)一步升高,使得這種改變更為明顯。目前SVS被認(rèn)為是反映缺血性腦卒中責(zé)任血管內(nèi)血栓存在的可靠征象。

2 SVS在缺血性腦卒中臨床診斷中的應(yīng)用

2.1 SVS對(duì)責(zé)任血管內(nèi)血栓的顯示 早期、快速且準(zhǔn)確地顯示AIS患者責(zé)任血管內(nèi)血栓對(duì)AIS再通治療方法的選擇以及預(yù)后的改善有著重要作用。臨床上常采用數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)技術(shù)作為確診血栓存在的金標(biāo)準(zhǔn)。為了驗(yàn)證SVS與DSA診斷血栓的一致性,Naggara等[7]以DSA作為參考,發(fā)現(xiàn)SVS診斷血栓的敏感度為81.1%,此外他們的研究還發(fā)現(xiàn)SVS可以可靠地評(píng)估血栓的位置和長(zhǎng)度(特別是長(zhǎng)度大于6 mm的血栓),且與DSA診斷結(jié)果具有良好的一致性。磁共振血管成像(magnetic resonance angiography,MRA)技術(shù)是臨床用來(lái)評(píng)估腦血管狹窄和尋找AIS責(zé)任血管的又一重要手段,Payabvash等[8]用SVS與MRA對(duì)比來(lái)診斷AIS患者動(dòng)脈內(nèi)的血栓,發(fā)現(xiàn)其敏感度為51%,而特異度高達(dá)99%。這些結(jié)果都表明SVS對(duì)急性血栓的顯示有著很高的價(jià)值。黃月等[9]在一項(xiàng)前瞻性研究中發(fā)現(xiàn)SVS 在診斷責(zé)任動(dòng)脈血栓方面與 MRA有良好的一致性且SVS的診斷能力高于MRA,但王立爽等[10]的研究卻發(fā)現(xiàn)MRA顯示血栓的能力大于SVS,而在顯示大腦中動(dòng)脈遠(yuǎn)端血栓時(shí)SVS要較MRA更具優(yōu)勢(shì)。目前,運(yùn)用SVS來(lái)診斷急性腦梗死動(dòng)脈血栓已被學(xué)界廣泛接受,聯(lián)合SWI與 MRA等多序列將為AIS患者責(zé)任血管內(nèi)血栓的顯示提供更全面和準(zhǔn)確的影像資料,為AIS臨床診斷和治療提供更多幫助。

2.2 SVS提示缺血性腦卒中的發(fā)病時(shí)期 缺血性腦卒中按時(shí)間可以分為超急性期、急性期、亞急性期以及慢性期。對(duì)于SVS的出現(xiàn)時(shí)期目前存在不同的說(shuō)法。SVS的出現(xiàn)與血栓內(nèi)順磁性的脫氧血紅蛋白成分有關(guān),Aoki等[11]認(rèn)為SVS的存在為急性或亞急性期血栓的影像表現(xiàn),因?yàn)檠ㄖ醒鹾涎t蛋白到脫氧血紅蛋白的過(guò)程需要一段時(shí)間,所以SVS在缺血性腦卒中的急性期或亞急性期更常見(jiàn)。Soize等[12]在一項(xiàng)回顧性試驗(yàn)中納入從發(fā)病到MR檢測(cè)小于8 h的患者,發(fā)現(xiàn)在梗死后1 h SVS出現(xiàn)的幾率約為60%,而梗死后8 h則可上升至90%,這表明SVS的出現(xiàn)幾率會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。然而,有一部分學(xué)者研究卻發(fā)現(xiàn)SVS的出現(xiàn)幾率似乎會(huì)隨時(shí)間延長(zhǎng)而降低。Vanacker等[13]對(duì)59例未接受溶栓治療缺血性腦卒中患者進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn),在血管閉塞后24 h內(nèi),有37%的患者出現(xiàn)了自發(fā)再通,這會(huì)使得SVS的陽(yáng)性率降低。夏爽等[14]對(duì)20例SVS陽(yáng)性患者進(jìn)行隨訪,發(fā)現(xiàn)2周后17例患者SVS消失且預(yù)后良好。還有一些學(xué)者的研究認(rèn)為72 h內(nèi),SVS出現(xiàn)幾率沒(méi)有差異[15]。即血栓中的脫氧血紅蛋白數(shù)量72 h內(nèi)保持相似,但這與血栓的演化并不相符。楊志宏等[16]對(duì)43例SVS陽(yáng)性患者分別于7 d、2周、3 個(gè)月進(jìn)行 SWI檢查,發(fā)現(xiàn)患者的SVS早期為均勻低信號(hào),恢復(fù)期時(shí)則為等低混雜信號(hào),最終變?yōu)榈刃盘?hào),認(rèn)為SVS的變化是缺血性腦卒中血栓成分隨時(shí)間改變的體現(xiàn)。

總之,對(duì)于SVS能否提示AIS發(fā)病時(shí)期以及其在不同時(shí)期如何變化仍然存在爭(zhēng)議,還有待與更多不同時(shí)期取栓后的病理結(jié)果進(jìn)行對(duì)比研究。

2.3 SVS預(yù)測(cè)缺血性腦卒中亞型 依據(jù)類肝素藥物治療急性缺血性腦卒中試驗(yàn)(Trial of Org 10 172 in acute stroke treatment,TOAST)分型,缺血性腦卒中可以分為大動(dòng)脈粥樣硬化型、心源性栓塞型、小動(dòng)脈閉塞型、其他病因以及病因不明等5類[17],其中心源性栓塞型是缺血性腦卒中重要的病因之一。Liu等[18]在一項(xiàng)薈萃分析中指出SVS陽(yáng)性與心源性卒中密切相關(guān)。這可能是由于心源性血栓多為紅色血栓,其內(nèi)有較多的紅細(xì)胞,在血栓的演化過(guò)程中,紅細(xì)胞內(nèi)的含氧血紅蛋白逐漸變成脫氧血紅蛋白,進(jìn)而在SWI上表現(xiàn)為SVS。Zhang 等[19]對(duì)SVS進(jìn)一步進(jìn)行量化,并提出了高估率的概念,他們將高估率定義為SVS寬度與對(duì)應(yīng)的責(zé)任血管寬度的比值。有研究表明SWI上隨著高估率增加,血栓來(lái)源于心臟可能性更大,且在受試者工作特征曲線(ROC)上當(dāng)高估率為2.003時(shí),其預(yù)測(cè)缺血性腦卒中為心源性栓塞型的可能性最高,敏感度和特異度分別可達(dá)97.1%和91.3%[20-21]。

盡管上述研究均指出SVS多為心源性血栓的表現(xiàn),但是取栓治療后血栓的成分分析似乎并不支持這一觀點(diǎn)。有學(xué)者對(duì)急性缺血性腦卒中患者進(jìn)行機(jī)械取栓治療,并將術(shù)中取得的血栓進(jìn)行定量分析,發(fā)現(xiàn)大動(dòng)脈粥樣硬化型卒中患者血栓中紅細(xì)胞含量較心源性栓塞型患者明顯增加[22-23]。這與學(xué)界普遍認(rèn)為的大動(dòng)脈粥樣硬化型血栓多產(chǎn)生于血流快速的區(qū)域,其成分以纖維蛋白和血小板為主;而心源性栓塞型則來(lái)源于血流速慢(如左心耳)的區(qū)域,故以紅細(xì)胞為主要成分的觀點(diǎn)相悖。Horie等[24]的試驗(yàn)對(duì)這種現(xiàn)象提供了一定的解釋,發(fā)現(xiàn)用支架回收器取得的血栓比抽吸導(dǎo)管取栓血栓得到的血栓纖維蛋白百分比增加,且術(shù)前運(yùn)用rt-PA的患者取得的血栓纖維蛋白百分比更高。還有研究表明多次取栓會(huì)損傷血管壁,使取得的血栓樣本中纖維組織含量增高[25]。這些因素都會(huì)影響血栓的成分,導(dǎo)致SVS與心源性血栓的相關(guān)性存疑。

此外,研究設(shè)備的差異也會(huì)對(duì)SVS的顯示產(chǎn)生影響,Bourcier等[26]的一項(xiàng)多中心體外研究表明,在不同廠家和不同磁場(chǎng)的磁共振掃描儀中SVS的顯示存在很大差異?？赡苄枰獙?duì)掃描儀器的磁場(chǎng)以及參數(shù)等進(jìn)行統(tǒng)一,才能更好地使用SVS來(lái)預(yù)測(cè)血栓亞型。

目前看來(lái),SVS能否正確預(yù)測(cè)缺血性腦卒中亞型還存在爭(zhēng)議,需要對(duì)取栓方式、取栓前藥物的使用、取栓治療次數(shù)以及磁共振掃描標(biāo)準(zhǔn)等統(tǒng)一后進(jìn)行驗(yàn)證。

3 SVS對(duì)缺血性腦卒中治療策略選擇及預(yù)后的影響

3.1 SVS對(duì)缺血性腦卒中治療策略選擇 血栓根據(jù)成分不同,可分為以紅細(xì)胞為主的紅色血栓,以血小板、纖維蛋白為主的白色血栓,以及兩者兼有的混合血栓,而目前對(duì)于血栓的治療方式主要有靜脈溶栓治療、機(jī)械取栓治療以及橋接治療等。

溶栓治療作為治療缺血性腦卒中的主要方法,已經(jīng)受到了廣泛的研究和臨床應(yīng)用,并且形成了專家共識(shí)[27]。白色血栓是富含血小板的血栓,Desilles等[28]的綜述中指出富含血小板的血栓比富含紅細(xì)胞的血栓更能抵抗溶栓藥物,溶栓后不易再通。Liebeskind等[29]認(rèn)為SVS的出現(xiàn)常代表血栓為紅細(xì)胞含量豐富的紅色血栓,并預(yù)示著溶栓治療有較高的再通率。但另一部分學(xué)者的研究結(jié)果卻與之恰恰相反,Aoki等[30]研究發(fā)現(xiàn)M1近端SVS陽(yáng)性患者早期再通的可能性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于M1 SVS陰性患者。駱嵩等[31]對(duì)25例急性缺血性腦卒中的患者進(jìn)行研究后也獲得了類似結(jié)果,可能是因?yàn)橄鄬?duì)陳舊的紅色血栓比新鮮血栓更容易表現(xiàn)出SVS,而陳舊的血栓結(jié)構(gòu)更為致密,rt-PA更難滲透,血栓內(nèi)的纖維蛋白網(wǎng)架結(jié)構(gòu)溶解效果較差,所以溶栓后再通困難。還有研究在對(duì)SVS進(jìn)一步分析中發(fā)現(xiàn),單獨(dú)SVS存在并不能預(yù)測(cè)靜脈溶栓后血管是否再通,血管的再通與SVS位置、形狀及長(zhǎng)度關(guān)系更為密切,當(dāng)患者的SVS長(zhǎng)度較短且位于大腦中動(dòng)脈遠(yuǎn)端時(shí),更容易在靜脈溶栓治療后實(shí)現(xiàn)血管再通[32]。Yan等[33]對(duì)SVS長(zhǎng)度進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)SVS長(zhǎng)度大于20 mm的患者,其靜脈溶栓后再通效果往往不佳;而小于20 mm患者再通效果則受到SVS形狀的影響。目前SVS是否能作為溶栓再通的指標(biāo)還有待更多試驗(yàn)驗(yàn)證。

除了溶栓治療,近年來(lái)血管內(nèi)取栓治療在腦梗死治療中也得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。Darcourt等[34]進(jìn)行了一項(xiàng)前瞻性研究,研究對(duì)象為前循環(huán)急性缺血性腦卒中的SVS陽(yáng)性患者,發(fā)現(xiàn)SVS的出現(xiàn)與機(jī)械取栓后較高再通率相關(guān)。這可能是因?yàn)榧t細(xì)胞含量較多的血栓結(jié)構(gòu)較為疏松,更容易通過(guò)取栓治療取出[35],而SVS為脫氧血紅蛋白的顯影,SVS的出現(xiàn)反映該區(qū)域血栓中的紅細(xì)胞更多,機(jī)械取栓再通效果更好。目前機(jī)械取栓方法以支架取栓術(shù)和直接血栓抽吸術(shù)為主。Bourcier等[36]進(jìn)行了接觸式抽吸對(duì)比支架回收成功血運(yùn)重建 (The Contact Aspiration vs Stent Retriever for Successful Revascularization,ASTER) 試驗(yàn),試圖確定SVS能否作為機(jī)械取栓策略選擇的參考,試驗(yàn)結(jié)果顯示SVS存在時(shí)使用支架取栓有更高的再通率,所以提出SVS陽(yáng)性患者選用支架取栓方法對(duì)取栓治療血管再通更有利。

橋接治療是在靜脈溶栓基礎(chǔ)上再進(jìn)行機(jī)械取栓,以往認(rèn)為橋接治療更有利于患者血管再通,但是Seners等[37]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于SVS小于9 mm的輕微腦卒中患者,單純的溶栓治療便可實(shí)現(xiàn)早期再通,不需再進(jìn)一步取栓治療,只有大于9 mm患者才有橋接治療的必要。而且不必要的橋接治療還會(huì)增加顱內(nèi)出血、血栓碎裂和遷移的可能[38]。就此而言,SVS作為缺血性腦卒中患者橋接治療方式選擇的參考值得深入研究。

3.2 SVS對(duì)缺血性腦卒中患者臨床預(yù)后的預(yù)測(cè) 影響患者臨床預(yù)后的因素有很多,再通時(shí)間以及血栓的位置被認(rèn)為是影響預(yù)后的重要因素。血栓位于動(dòng)脈近端患者神經(jīng)功能受損往往要比遠(yuǎn)端患者更為嚴(yán)重,預(yù)后也自然較差。SVS可以反映血栓形態(tài)位置,對(duì)缺血性腦卒中患者預(yù)后結(jié)果評(píng)估有著積極的意義。

有學(xué)者發(fā)現(xiàn)[29],M1段SVS是溶栓治療后預(yù)后不良的有力預(yù)測(cè)因素,認(rèn)為這可能與M1段血栓通常較大,溶栓治療后不易再通有關(guān),且M1段為大腦中動(dòng)脈近端,比遠(yuǎn)端血栓引起的腦功能受損更為嚴(yán)重。Legrand等[39]根據(jù)SVS顯示血栓位置的特點(diǎn),將其運(yùn)用于血栓負(fù)荷評(píng)分(Clot Burden Score,CBS)的評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)CBS較高(>6分)的患者24 h內(nèi)有較高的再通率,且預(yù)示著3個(gè)月后預(yù)后結(jié)果良好。此外,還發(fā)現(xiàn)單獨(dú)SVS的存在似乎并不能預(yù)測(cè)預(yù)后,而將其納入血栓負(fù)荷評(píng)分后能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)AIS患者的臨床結(jié)局。取栓預(yù)后的好壞除了受再通時(shí)間影響以外,還受到取栓完整性的影響。Belachew等[40]認(rèn)為SVS的存在是取栓治療后成功再通和預(yù)后良好的有力預(yù)測(cè)指標(biāo),但Soize等[41]的研究卻發(fā)現(xiàn)取栓后的成功再通與SVS的存在無(wú)關(guān),而與SVS反映的血栓長(zhǎng)度有關(guān)。這可能是取栓過(guò)程中較長(zhǎng)血栓更容易破碎,破碎的栓子會(huì)引起血管遠(yuǎn)端梗塞和新區(qū)域的梗死,進(jìn)而導(dǎo)致患者預(yù)后不良。由此,有學(xué)者提出了血栓長(zhǎng)度和支架長(zhǎng)度關(guān)系會(huì)影響取栓后的成功再通和預(yù)后結(jié)果的假設(shè)。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)取栓前用SVS評(píng)估血栓長(zhǎng)度后,再選擇合適長(zhǎng)度的支架能夠有效降低血栓破碎率,并改善患者預(yù)后[42]。

在實(shí)際的臨床治療中,還有很大部分患者由于醫(yī)療條件的不允許以及就診時(shí)間的延誤等而錯(cuò)過(guò)了溶栓和取栓的時(shí)間窗,只能接受抗凝等常規(guī)治療。張冰等[43]研究了SVS與未溶栓和取栓的急性腦梗死患者預(yù)后的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)SVS陽(yáng)性組較陰性組腦梗死灶的面積更大、入院時(shí)的NIHSS 評(píng)分更高、神經(jīng)功能的缺損程度更重、短期預(yù)后也更差。劉慧勤等[44]對(duì)未接受溶栓和取栓AIS患者的SVS進(jìn)行量化,探討在未溶栓和取栓患者群體中SVS形態(tài)和位置等參數(shù)是否對(duì)患者的預(yù)后也存在影響,研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)SVS的出現(xiàn)預(yù)示著未接受溶栓和取栓的患者遠(yuǎn)期預(yù)后不良,但SVS的形態(tài)和位置等參數(shù)并未表現(xiàn)出與遠(yuǎn)期預(yù)后結(jié)果的相關(guān)性,患者的遠(yuǎn)期預(yù)后僅與患者入院時(shí)NIHSS評(píng)分相關(guān)。

以上研究表明,SVS對(duì)缺血性腦卒中患者臨床預(yù)后的預(yù)測(cè)有著重要意義,可以作為判斷缺血性腦卒中患者預(yù)后結(jié)果的影響參考。

4 小 結(jié)

近年來(lái)SVS與缺血性腦卒中的相關(guān)性研究越來(lái)越多,也越來(lái)越完善。盡管目前對(duì)于SVS臨床意義的研究仍存在爭(zhēng)議,但是SVS在顯示血栓形態(tài)、反映血栓位置、判定血栓性質(zhì)、預(yù)測(cè)血栓來(lái)源等方面的能力被越來(lái)越多的學(xué)者認(rèn)可。在一些研究中SVS已經(jīng)被當(dāng)做AIS患者治療方式選擇的依據(jù)以及預(yù)后結(jié)果評(píng)價(jià)的指標(biāo),但是SVS仍然有著一些明顯的缺點(diǎn):首先,在SWI序列上顱底及鼻竇內(nèi)氣體產(chǎn)生的偽影會(huì)影響SVS的評(píng)估;其次,不同的磁共振儀器以及主磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)對(duì)SVS顯示效果產(chǎn)生影響;再次,鈣化在SWI序列上也表現(xiàn)為低信號(hào),如果大腦動(dòng)脈管壁存在鈣化,可能引起SVS的誤判;最后,有些研究單純將SWI上動(dòng)脈內(nèi)低信號(hào)判定為SVS,而無(wú)論其寬度是否超過(guò)對(duì)側(cè)血管,這樣會(huì)提升SVS的陽(yáng)性率,降低檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性。以上這些因素也是SVS相關(guān)研究結(jié)果存在爭(zhēng)議的重要原因。目前有越來(lái)越多的研究者提倡將SWI作為磁共振檢查的常規(guī)序列,以此來(lái)為SVS的進(jìn)一步研究提供更多的樣本。相信隨著技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)SVS研究的深入,其在缺血性腦卒中患者的病因診斷、臨床治療策略選擇以及預(yù)后預(yù)測(cè)等領(lǐng)域?qū)l(fā)揮更為重要的作用。