SWAN-rLMC評分和腦血流量變化對慢性大腦中動脈閉塞患者預(yù)后評估的臨床意義

許開喜 徐行茹 陳新建 王金 馬先軍 左濤生 陳宇辰 顧寶東孟云 殷信道

1南京中醫(yī)藥大學(xué)連云港附屬醫(yī)院 南京醫(yī)科大學(xué)康達(dá)學(xué)院附屬連云港市中醫(yī)院影像科，連云港 222004；2南京中醫(yī)藥大學(xué)連云港附屬醫(yī)院 南京醫(yī)科大學(xué)康達(dá)學(xué)院附屬連云港市中醫(yī)院腦病科，連云港 222004；3南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京市第一醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，南京 210006

慢性大腦中動脈閉塞（CMCAO）患者臨床癥狀差異很大，患側(cè)通過軟腦膜血管維持遠(yuǎn)端皮質(zhì)供血區(qū)域代償。CMCAO 的區(qū)域腦血流量（rCBF）隨著其代償程度、rCBF 情況與梗死灶大小及預(yù)后密切相關(guān)。近年來，高分率3.0T 磁共振的三維時間飛躍法磁共振血管成像（TOF-MRA）、磁敏感加權(quán)血管成像（SWAN）的不對稱脈靜脈血管征（AVS）［1-3］和三維偽連續(xù)動脈自旋標(biāo)記（3D-pcASL）的CBF［4］變化對急性大腦中動脈閉塞（AMCAO）廣泛應(yīng)用，區(qū)域性軟腦膜側(cè)支（rLMC）評分［5］僅包括前循環(huán)側(cè)支循環(huán)評分，對大腦后動脈（PCA）和側(cè)腦室體旁的不對稱深髓質(zhì)靜脈（DMV）參與CMCAO 區(qū)域供血側(cè)支循環(huán)未見包含在側(cè)支循環(huán)評分之中。鑒于此，本研究通過改良SWAN-rLMC 評分和CMCAO 患者患側(cè)供血區(qū)域的AVS和CBF變化，并分析其與CMCAO的側(cè)支循環(huán)及預(yù)后的相關(guān)性研究。

資料與方法

1.一般資料

本回顧性分析以2017年1月至2022年1月南京中醫(yī)藥大學(xué)連云港附屬醫(yī)院收治的35 例CMCAO 患者為研究對象，其中男21 例、女14 例，年齡46～90（66.57±10.28）歲，臨床表現(xiàn)為頭痛、頭暈、頭昏、肢體不利、短暫性缺血發(fā)作（TIA）、語音不清等，有高血壓21 例，高血脂21 例，糖尿病12 例，飲酒9 例，吸煙8 例。納入標(biāo)準(zhǔn)：⑴年齡＞40 歲；⑵完成頭顱多參數(shù)磁共振成像（MRI）檢查；⑶MRA 顯示單側(cè)大腦中動脈（MCA）M1段閉塞；⑷頭顱磁共振多參數(shù)檢查及臨床資料結(jié)果完整、無缺失。排除標(biāo)準(zhǔn)：⑴陳舊性腦梗死范圍大于相應(yīng)供血區(qū)直徑20 cm 引起MCA 閉塞；⑵腫瘤、煙霧病、血管炎、夾層動脈瘤；⑶彌散加權(quán)成像（DWI）顯示多發(fā)腦梗死灶；⑷危急重昏迷患者。對確定為CMCAO 患者進(jìn)行電話隨訪，專科門診復(fù)查，記錄有無新發(fā)腦梗死、TIA，特別是閉塞血管供血區(qū)域梗死。發(fā)病至入院時間、出院時改良Rankin量表（mRS）評分及入院時血壓，入院第2天空腹靜脈血檢查結(jié)果，包括血脂、血糖、糖化血紅蛋白等指標(biāo)水平。納入本研究患者進(jìn)行1、3、5 年隨訪（采用?？崎T診電話隨訪和/或住院隨訪），隨訪期間患者M(jìn)CA 供血區(qū)TIA、腦梗死、死亡。

本研究經(jīng)南京中醫(yī)藥大學(xué)連云港附屬醫(yī)院倫理委員會審批通過［批準(zhǔn)文號：（KY）-02］，回顧性分析免除受試者知情同意。

2.方法

采用美國GE Discovery 750 3.0T MR掃描儀，32通道相控陣頭部線圈，所有患者均行常規(guī)T1WI、T2WI、T2FLAIR、DWI、ADC、TOF-MRA、SWAN和3D-pcASL檢查。MRI掃描參數(shù)：T1WI 為重復(fù)時間（TR）/回波時間（TE）=1 750.0 ms/21.8 ms；T2WI 為TR/TE=3 598.0 ms/107.3 ms；T2FLAIR 為TR/TE=8 400.0 ms/87.0 ms；DWI 的b 值1 000 s/mm2，TR/TE=6 000.0 ms/73.5 ms；TOF-MRA 為TR/TE=22.0 ms/2.6 ms，反轉(zhuǎn)角15°，視野（FOV）24 cm×24 cm，矩陣320×224，層厚1.6 mm，間距0 mm，掃描時間155 s，帶寬31.25 kHz；3D SWAN 為TR/TE=37.4 ms/22.9 ms，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，矩陣224×320，層厚2.0 mm，間距0 mm，采集次數(shù)1，激勵次數(shù)（NEX）0.70，帶寬62.5 kHz，反轉(zhuǎn)角20°，掃描時間215 s；3D-pcASL 掃描參數(shù)：標(biāo)記后延遲時間（PLD）2 525 ms，TR/TE=5 327.0ms/10.5 ms，F(xiàn)OV 24 cm，矩陣320×224，層厚4.0 mm，層間距1.5 mm，NEX 3次，掃描時間309 s。

3.圖像處理

MRA 圖像采集原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾E 的4.6 工作站上應(yīng)用后處理軟件，分別對MRA、SWAN原始圖像進(jìn)行最小強(qiáng)度投影（MinIP）和CBF 偽彩圖，選擇為感興趣區(qū)（ROI），測量rCBF值，ROI為50 mm2，測量時避開腦室、腦溝等結(jié)構(gòu)，與同層面鏡像區(qū)對比?；趓LMC［5］評價病變側(cè)MCA 區(qū)側(cè)支循環(huán)情況在SWAN 進(jìn)行圖像MinIP 處理后的幅值圖進(jìn)行改良SWAN-rLMC 評分，增加PCA 供血區(qū)的不對稱皮質(zhì)靜脈征（CVS）、DMV，原9 個區(qū)域改為11 個區(qū)域共計(jì)24 分，即SWAN-rLMC 評分，具體評分方法如下：M1～6、大腦前動脈（ACA）、基底節(jié)區(qū)、PCA、DMV 供血區(qū)（0 分：未見，1 分：較對側(cè)少或等于，2 分：多于對側(cè)相應(yīng)區(qū)域）和外側(cè)裂區(qū)（0 分：未見，2分：較對側(cè)少或等于，4分：多于對側(cè)相應(yīng)區(qū)域）。當(dāng)患側(cè)CBF與健側(cè)CBF比率在0.9～1.1時為等灌注，比率＞1.1時為高灌注，比率＜0.9時為低灌注。低灌注為不良側(cè)支循環(huán)，等及高灌注為良好側(cè)支循環(huán)。偏側(cè)ACA、PCA 定義為MRA 像上CMCAO 患側(cè)ACA、PCA 較健側(cè)增粗、增多、延長的供應(yīng)缺血區(qū)域。AVS 陽性定義為SWAN 影像上病變側(cè)MCA 供血區(qū)的CVS 和DMV 條帶狀低信號影較對側(cè)增粗、增多。圖像分析：有2名15年工作經(jīng)驗(yàn)以上副主任醫(yī)師分別獨(dú)立閱片，意見不一致者協(xié)商決定。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 26.0 軟件進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)、Mann-WhitneyU檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料以例（%）表示，行χ2檢驗(yàn)。利用受試者操作特征曲線（ROC）下的面積（AUC）大小來評估不同序列rLMC 評分判斷不良預(yù)后的預(yù)測能力，AUC 值越接近1，預(yù)測價值越大，AUC 之間比較利用MedCalc 15.0 軟件采用Hanley&McNeil 法進(jìn)行分析。假設(shè)檢驗(yàn)統(tǒng)一使用雙側(cè)檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)果

1.影像學(xué)表現(xiàn)

35 例CMCAO 患者M(jìn)RI 顯示無腔隙性腦梗死23 例（65.71%），同側(cè)腔隙性腦梗死9 例（25.71%），對側(cè)3 例（8.58%）。MRA 顯示右側(cè)MCA 閉塞15 例（42.86%），左側(cè)20例（57.14%），均有偏側(cè)ACA及PCA 28例（80.00%），單獨(dú)偏側(cè)ACA 4例（11.43%），單獨(dú)偏側(cè)PCA 3例（8.57%）。SWAN顯示PCA的CVS 26例（74.29%），其右側(cè)9例、左側(cè)17例。DMV 21例（60.00%），其右側(cè)7例、左側(cè)14例，均顯示DMV 和PCA的CVS 擴(kuò)張19 例（54.29%），均無DMV 和PCA 的CVS 擴(kuò)張9 例（25.71%），單獨(dú)PCA 的CVS 擴(kuò)張7 例（20.00%）。有6 例亞急性血栓，右側(cè)1例、左側(cè)5例。見圖1、圖2。

圖1 男，72歲，頭痛、頭暈2 h，SWAN-rLMC 評分良好。A：DWI示腦實(shí)質(zhì)未見異常病灶；B：MRA 示右側(cè)MCA 的M1段閉塞，右側(cè)ACA、PCA遠(yuǎn)端增粗延長；C～E：SWAN-rLMC評分11分；F：3D-pcASL示雙側(cè)CBF未見改變，出院mRS評分為0分

圖2 男，62歲，反復(fù)頭暈、頭昏1個月，SWAN-rLMC 評分不良。A：MRA 示左側(cè)MCA 的M1段閉塞，左偏側(cè)優(yōu)勢ACA；B：SWAN 示左側(cè)基底節(jié)區(qū)DMV（短紅箭頭）、CVS 陽性（長紅箭頭）；C～D：SWAN 示左側(cè)DMV（短紅箭頭）、CVS 陽性（長紅箭頭），SWAN-rLMC 評分18 分；E：3D-pcASL示左側(cè)額頂顳枕葉CVS擴(kuò)張的區(qū)域低灌注為38.586 ml·100 g-1·min-1；F：DWI示左側(cè)半卵圓中心急性腔梗，出院mRS評分為1分

圖3 35例CMCAO患者SWAN-rLMC評分與預(yù)后交互點(diǎn)圖

2.CMCAO患者側(cè)支循環(huán)的SWAN評分與CBF關(guān)系

經(jīng)交互點(diǎn)圖分析，SWAN-rLMC 評分預(yù)測CMCAO 不良預(yù)后的最佳截?cái)帱c(diǎn)為12分，此時靈敏度為83.3%，特異度為88.2%，具有良好的區(qū)分度，將SWAN-rLMC 評分＞12分定義為側(cè)支不良組，≤12 分為側(cè)支良好組。35 例CMCAO 患者的SWAN-rLMC評分良好組18例（51.43%），其等、高灌注66.67%（12/18）；不良組17例（48.57%），其低灌注94.1%（16/17）。經(jīng)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)顯示，SWAN-rLMC 評分的側(cè)支不良組患側(cè)CBF 低于側(cè)支良好組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=3.296，P＜0.05）。經(jīng)χ2檢驗(yàn)，側(cè)支良好組與不良組患側(cè)低灌情況比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=16.431，P＜0.001）。 經(jīng)Mann-WhitneyU檢驗(yàn)，側(cè)支良好組灌注優(yōu)于不良組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=3.660，P＜0.001）。見表1、圖1～3。

表1 兩組CMCAO患者的SWAN-rLMC評分與CBF的關(guān)系

3.CMCAO患者側(cè)支循環(huán)的SWAN-rLMC、CBF與預(yù)后關(guān)系

35 例CMCAO 患者在隨訪中17 例發(fā)生不良預(yù)后，其中6 例發(fā)生腦梗死（隨訪10 個月后大面積腦梗死，mRS 評分4 分），1 例11 個月后腦出血死亡（mRS 評分6 分），10 例發(fā)生TIA；隨訪1 年中預(yù)后不良11 例，占64.7%（其中4 例急性腦梗死、1 例腦出血、TIA 6 例）；隨訪3 年預(yù)后不良4 例，占23.5%（其中急性腔隙性腦梗死1 例、TIA 3 例）；5 年隨訪中預(yù)后不良2 例，占11.8%（其中1 例急性腦梗死、1 例TIA）。mRS 評分0 分29 例，1 分4 例，4 分1 例，6 分1 例。SWAN-rLMC 評分側(cè)支良好組的良好預(yù)后比率高于側(cè)支不良組，等及高灌注組的良好預(yù)后比率高于低灌注組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.001）。SWAN-rLMC 評分預(yù)測不良預(yù)后的靈敏度為83.3%，特異度和陽性預(yù)測值均為88.2%。CBF 灌注預(yù)測不良預(yù)后的靈敏度為100.0%，特異度為76.5%，陽性預(yù)測值81.8%（表2）。SWAN-rLMC 評分和CBF灌注判斷不良預(yù)后均具有良好的識別能力。將SWAN-rLMC 評分與CBF 灌注相結(jié)合判斷不良預(yù)后預(yù)測能力有了一定提高，與AUCSWAN-rLMC相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=2.145，P=0.032），與AUCCBF相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=1.616，P=1.106）（圖4）。

表2 兩組CMCAO患者的SWAN-rLMC評分、CBF灌注與預(yù)后的關(guān)系（例）

圖4 35例CMCAO患者SWAN-rLMC評分、CBF灌注判斷預(yù)后的ROC

討論

隨著MRI 與MRA 廣泛應(yīng)用臨床，檢查出CMCAO 患者越來越多。MRA 能夠反映血管形態(tài)學(xué)改變，不能反映血管內(nèi)成分、腦氧代謝、CBF 變化。SWAN 是采用高分辨率、三維、完全速度補(bǔ)償梯度回波技術(shù)，利用組織間磁敏感度差異和BOLD 效應(yīng)成像的MRI 新技術(shù)，反映血氧代謝情況。CMCAO 腦組織的缺血耐受及側(cè)支循環(huán)代償程度通過影響缺血區(qū)域毛細(xì)血管和引流靜脈脫氧血紅蛋白含量，脫氧血紅蛋白增多改變局部磁化率，導(dǎo)致CVS和DMV顯示。rLMC評分僅考慮AMCAO 患者的前循環(huán)所有區(qū)域，CMCAO 患者有后循環(huán)參與供血和側(cè)腦室旁DMV 改變。本組中PCA 的CVS供血占74.29%，DMV 供血占60.00%，在rLMC 基礎(chǔ)上對CMCAO-rLMC 評分進(jìn)行改良，增加PCA 供血區(qū)的CVS 和DMV，由原9 個區(qū)域改為11 區(qū)域共計(jì)24 分，根據(jù)交互點(diǎn)圖得到的截?cái)嘀祵WAN-rLMC 評分≤12 分為側(cè)支良好組，＞12分定義為側(cè)支不良組。

腦血管內(nèi)血流動力學(xué)與腦血管形態(tài)改變之間相互影響，尤其當(dāng)狹窄程度≥50%時，可導(dǎo)致腦組織的血流動力學(xué)改變［6］，當(dāng)顱內(nèi)血管狹窄或閉塞后，使動脈內(nèi)壓力梯度增加，導(dǎo)致腦血流緩慢順行或逆行的軟腦膜側(cè)支進(jìn)入到小側(cè)支吻合口［7-9］，繞過狹窄，導(dǎo)致側(cè)支內(nèi)皮上的動脈內(nèi)液體剪切應(yīng)力增加［10-11］、側(cè)支血管壁增厚［12］，隨著側(cè)支長度增加，最終新直徑、長度［13］和重塑側(cè)支血管適應(yīng)血流量的增加［14］。同時通過自動調(diào)節(jié)和氧攝取分?jǐn)?shù)（OEF）增加代償反應(yīng)，導(dǎo)致脫氧血紅蛋白增加，通過這些互補(bǔ)機(jī)制，恢復(fù)腦組織血氧水平，防止或控制腦損傷。CMCAO 后的腦組織灌注區(qū)域血氧供需不平衡，CBF 繼續(xù)降低，腦組織血氧水平恢復(fù)緩慢或不能恢復(fù)，導(dǎo)致脫氧血紅蛋白升高，SWAN 顯示AVS 和/或DMV 擴(kuò)張。AVS 在大血管嚴(yán)重狹窄或閉塞患者中常見，并出現(xiàn)腦灌注不足，反映了腦組織和腦血管中的氧飽和度，是評估血流動力學(xué)的神經(jīng)影像學(xué)標(biāo)志物，此外，觀察到AVS在血運(yùn)重建后顯著減輕［15-16］。顱內(nèi)動脈狹窄或閉塞患者即使沒有明顯的神經(jīng)缺陷，腦血灌注和血管儲備仍然減少［17］。

3D-pcASL 從標(biāo)記血管內(nèi)水分子開始到大腦中完成交換的信號，獲得可量化和可視化的全腦灌注圖［18-19］。CMCAO 患者可長期處于慢性缺血代償期，側(cè)支循環(huán)主要通過軟腦膜血管支配腦組織供血，達(dá)到支配腦組織區(qū)域供血時間延長［20］。我們選擇3D-pcASL 的PLD=2 525 ms 檢查，反映的是延遲的動脈血流到達(dá)，能夠真實(shí)反映缺血腦組織灌注狀態(tài)及二級側(cè)支循環(huán)代償，這與文獻(xiàn)報道一致［21］。在正常體溫和正常氧的條件下，CBF保持在50～60 ml·100 g-1·min-1，以滿足大腦的代謝需求，CBF低于50 ml·100 g-1·min-1時，處于缺血狀態(tài)［22］。CBF 降至22 ml·100 g-1·min-1以下，通常就會發(fā)生缺血性損傷，CBF 在10～20 ml·100 g-1·min-1之間，神經(jīng)元功能可能喪失，在CMCAO 中，血流動力學(xué)嚴(yán)重受損時，卒中的年風(fēng)險高達(dá)35.6%～41.4%［23］。本組35 例CMCAO 患者中，SWAN-rLMC 評分的側(cè)支不良組患側(cè)CBF（31.76±10.72）ml·100 g-1·min-1，低于側(cè)支良好組的（48.82±18.63）ml·100 g-1·min-1，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。經(jīng)Mann-WhitneyU檢驗(yàn)，側(cè)支良好組的灌注優(yōu)于不良組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。在SWAN-rLMC 評分良好組有低灌注占33.33%，不良組有等灌注占5.9%，經(jīng)SWAN-rLMC評分與CBF灌注相結(jié)合判斷不良預(yù)后的預(yù)測能力有了一定提高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。在CMCAO 患者緩慢出現(xiàn)AVS 和DMV 擴(kuò)張及持續(xù)加重，這說明患側(cè)灌注壓力嚴(yán)重減低，正常血管收縮功能逐步消失，自我調(diào)節(jié)功能障礙，血管內(nèi)缺血、缺氧，CBF 下降，導(dǎo)致AVS擴(kuò)張。此時，處于貧困灌注期，細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性存在，積極有效改善血流可使其恢復(fù)，否則，引起腦卒中發(fā)生，甚至死亡風(fēng)險。同時，長期處于低灌注狀態(tài)，引起腦細(xì)胞代謝、認(rèn)知障礙、老年癡呆發(fā)生。

局限性：⑴單中心小樣本量的回顧性研究。⑵初步應(yīng)用改良SWAN-rLMC 評分和3D-pcASL 的CBF 評估CMCAO的側(cè)支循環(huán)、血管內(nèi)氧代謝狀態(tài)和CBF改變來預(yù)測預(yù)后，缺乏CTP、MRP 和DAS 對比研究，將進(jìn)一步聯(lián)合CTP、MRP 和DSA檢查來驗(yàn)證CMCAO側(cè)支循環(huán)、CBF與預(yù)后關(guān)系。

改良CMCAO-SWAN-rLMC 評分和3D-pcASL 可以直觀反映腦氧代謝、腦灌注水平和側(cè)支循環(huán)變化，為臨床預(yù)防、治療、預(yù)后評估提供個體定量依據(jù)，同時提供簡單、無輻射、無對比劑和隨訪復(fù)查判斷側(cè)支循環(huán)影像學(xué)方法。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明 許開喜：醞釀和設(shè)計(jì)試驗(yàn)，起草文章，對文章的知識性內(nèi)容作批評性審閱；徐行茹：采集數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析；陳新建、馬先軍：采集數(shù)據(jù)；王金：醞釀和設(shè)計(jì)試驗(yàn)，采集數(shù)據(jù)，對文章的知識性內(nèi)容作批評性審閱；左濤生：采集、分析/解釋數(shù)據(jù)；陳宇辰、顧寶東：采集、分析/解釋數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析；孟云：醞釀和設(shè)計(jì)試驗(yàn)，對文章的知識性內(nèi)容作批評性審閱；殷信道：醞釀和設(shè)計(jì)試驗(yàn)