ASL联合SWI对急性脑梗死侧支代偿建立状态的评估价值

周建国， 孟 云， 马先军



ASL联合SWI对急性脑梗死侧支代偿建立状态的评估价值

周建国1， 孟 云1， 马先军2

目的 初步探讨磁共振动脉自旋标记成像(ASL)联合磁敏感加权成像(SWI)在急性脑梗死侧支代偿储备评估中的应用价值。方法 收集研究2014年10月-2016年4月经我院临床和影像证实的40例急性脑梗死患者，采用GE3.0T超导磁共振进行常规序列，ASL和SWI序列检查，观察分析ASL伪彩图，依据梗死核心区周围条形高灌注信号的出现与否，将患者分为侧支代偿储备组和对照组，分别对两组患者于入院当日及15日进行NIHSS评分。同时通过SWI观察侧支代偿储备组梗死核心区周围引流静脉形态变化。结果 两组患者入院当日NIHSS评分差异无统计学意义(P>0.05)，侧支代偿储备组患者入院当日与15日NIHSS评分好转率、稳定率及进展率分别为77.78%(14/18)、16.67%(3/18)、5.55%(1/18)；对照组患者入院当日与15日临床NIHSS评分好转率、稳定率及进展率分别为是31.82%(7/22)、22.73%(5/22)、45.45%(10/22)，两组15日NIHSS评分差异有统计学意义(P<0.05)。SWI提示侧支代偿储备组18例患者，梗死核心区周围引流静脉明显显示率为66.67(12/18),正常显示率为33.33%(6/18)。结论 依据ASL提示梗死核心周围区域血液灌注信息，能够客观反映血液动力学改变，联合SWI能够更好评估侧支循环代偿储备建立状态，对于临床了解急性脑梗死患者缺血现状及短期预后评估提供依据，为制定个体化、精准化的治疗方案提供参考。

缺血性卒中； 动脉自旋标记； 侧支循环； NIHSS评分

脑卒中因其具有较高的致死致残率、复发率已成为严重的社会公众健康问题。缺血性脑卒中占全部脑卒中的60%～80%[1]，由于溶栓治疗时间窗的限制，能够通过溶栓获益的患者不足3%[2]。此时梗死核心区域的神经细胞往往已经死亡，挽救缺血半暗带(ischemic penumbra IP)则是急性期首要治疗目标，而IP区的转归又与侧支代偿密切相关，良好的侧支代偿能够恢复或改善缺血区域的血液供应，对于临床治疗方案的抉择和病情预后的评估具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 一般资料 收集2014年10月-2016年4月在连云港市中医院神经内科住院的40例急性期(72 h内)缺血性脑卒中患者，入组标准：(1)急性脑卒中诊断符合第四届全国脑血管病学术会议修订的诊断标准；(2)临床发病至接受MRI扫描检查时间为72 h内；(3)MRI检查前未行溶栓治疗。排除标准：(1)脑梗死面积大于80 cm2或脑干、基底节区腔梗患者；(2)既往有脑梗死病史(不包括无明显后遗症者)。本次研究经过我院伦理委员会批准，并取得患者及家属的知情同意。

1.2 缺血性脑卒中临床神经功能评分 由神经内科专业医师依据美国国立卫生研究院卒中量表(National Institute of Health Stroke Scale，NIHSS)于MRI检查当日及15 d对患者进行评分。

1.3 仪器与方法 使用美国GE Discovery 750 3.0TMRI扫描仪，头部8通道相控线圈。常规序列：T1WI：TR 1750 ms，TE 21.8 ms；T2WI：TR 3598，TE 107.3；FLAIR：TR 8400 ms，TE 87 ms；DWI：TR6000 ms，TE 73.5 ms；3D-ASL成像序列：TR 5369 ms，TE 10.5 ms，视野24 cm×24 cm，分辨率512×8，激励次数3，标记后延迟时间2500 ms。SWI扫描参数：采用3D-SWAN序列，TR 37.4 ms，TE 22.9 ms，FOV 24 cm×24 cm，矩阵416×320，层厚2 mm，间距0 cm，采集次数为一次，NEX 0.70次，带宽62.5 KHZ，反转角20°。

1.4 数据处理和分析 ASL原始数据经GE AW4.6工作站Functool软件后处理得出全脑CBF伪彩图，依据DWI选择最佳梗死灶层面，对CBF伪彩图提示的血液灌注异常区域选择感兴趣区(regionof interest ROI)，ROI=40±5 mm2，测量时尽量避开脑室、脑沟及颅底，对每处感兴趣区行3次测量，求其平均值，获取平均脑血流量(cerebral blood flow，CBF)，与同层面镜像区CBF值作为对照，得出相对脑血流量(relative cerebral blood flow，rCBF)。依据rCBF值，将大于1.1定义为高灌注，0.9～1.1为正常灌注，小于0.9为低灌注。SWI原始数据行最小密度投影，观察梗死核心区周围引流静脉形态改变，并与对侧镜面区比较，将引流静脉数量增多、管径增粗定义为明显显示；数量及管径大致相仿定义为正常显示。

2 结 果

2.1 一般情况 本研究共筛选入组缺血性脑卒中患者40例，其中男性患者25例，女性患者15例，平均年龄67.7岁，梗死病灶单发19例，病灶多发21例。

2.2 侧支代偿储备与临床预后的相关性 侧支代偿储备在ASL伪彩图上常表现为脑皮质表面及皮质下区域匍匐走行、条状高灌注信号。SWI提示侧支代偿储备组18例患者梗死核心区周围引流静脉明显显示率为66.67(12/18)，正常显示率为33.33%(6/18)(见表1、表2、图1)。

表1 梗死核心区及其周围异常灌注区CBF值比较

表2 两组入院当日和15 d NIHSS评分比较

侧支代偿储备组与对照组入院15 d NIHSS评分差异有统计学意义(P<0.05)

图1a DWI序列提示右侧半卵圆中心多发急性脑梗死;图1b ASL序列提示梗死核心区周围条状高灌注(提示侧支代偿);图1c SWI序列提示梗死区域引流静脉正常显示。入院当日NIHSS评分为6分，入院15 d 评分为2分，病情好转

图1 男性，63岁，左侧肢体麻木2 d入院

3 讨 论

3.1 ASL及SWI基本原理及技术特点 ASL利用自体动脉血中可以自由弥散的水分子作为内源性对比剂，利用反转脉冲于将成像平面上游动脉血中的氢质子标记，标记的动脉血因受到T1弛豫作用，可引起组织纵向弛豫时间的变化，将所得标记像减影没有标记图像即得到灌注像[3]。因为标记的是动脉血中的水分子，ASL伪彩图可通过测定CBF值来定量单位时间内流经脑组织的血流。通过对脑组织血液灌注CBF值进行伪彩区分，能够较直观显示脑内血管微循环血流灌注信息。SWI对引流静脉血管内脱氧血红蛋白具有高敏感性，可显示引流静脉沿脑沟或垂直于脑室分布，呈柔软、弯曲的线条样低信号，梗死核心区周围引流脑静脉内的脱氧血红蛋白(DHB)含量的改变，将直接导致引流静脉的形态学异常。

3.2 脑侧支循环机制 侧支循环分为3级：一级侧支循环通过颅底Willis环前后交通动脉沟通两侧大脑半球之间的前后循环血流；二级侧支循环通过眼动脉、软脑膜吻合支等代偿缺血区域的血液供应，其中由大脑血管皮质支末梢交织形成的弥漫血管网广泛存在于软脑膜内；三级侧支循环通过新生血管改善供血[4]。 侧支血管的完整性是缺血区血液再灌注的前提，由于责任血管的严重狭窄或闭塞，导致其与邻近侧支血管之间的压力差将引发侧支循环的开放。因50%的人不具有完整的Willis环，其中以胚胎型大脑后动脉最为常见，此种一级侧支不能发挥前后循环之间的沟通代偿作用[5]。三级侧支需要通过再生血管完成代偿作用，这一过程需要数天时间才能完成，早期较难发挥其代偿作用。此时良好的软脑膜动脉可以较明显改善缺血区血液供应。

3.3 ASL联合SWI在急性期脑梗死代偿储备显示方面的临床应用 脑缺血发生后，机体通过代偿储备来满足神经细胞的血氧需求，主要包括侧支吻合、扩张小动脉及增加OEF，其中脑侧支循环储备是维护神经功能活动的基础，当供血动脉发生严重狭窄或闭塞时，血液可以通过侧支血管到达缺血区，使其血液供应得到改善或恢复。Marks等研究表明侧支循环良好的患者其NIHSS评分、最终梗死面积以及溶栓后再灌注状况明显优于侧支循环不良者[6]。多因素回归分析亦显示治疗前侧支循环建立较差为脑卒中梗死体积扩大的独立预测指标[7]。脑缺血发生后，侧支循环的快速建立将对缺血区域神经细胞的保护和后期功能恢复有着积极的意义。脑梗死发生的责任血管以大脑中动脉为多见，当其深穿支动脉病变引发梗死时，常因其为终末血管且管径细小，侧支代偿往往形成不良，当供血动脉主干或皮质支发生病变引发梗死时，软脑膜侧支代偿程度则往往优于深穿支梗死，因此当责任血管为大脑中动脉时，往往可能因病变部位不同导致侧支代偿状态不同，而存在临床症状及预后差异。侧支代偿储备不仅可以增加缺血区的血液供应、决定IP容积，而且可以使治疗药物不依赖于已狭窄或闭塞的责任血管抵达缺血区。目前影响临床进行溶栓治疗的主要因素是时间窗的严格限制，然而依赖时间窗决定是否进行溶栓治疗不能客观反映缺血梗死区域神经细胞的功能状态和卒中个体情况，不同患者由于侧支循环的存在与否对于溶栓时间窗亦存在个体差异，有研究表明侧支循环代偿储备良好的患者动脉内治疗的时间窗可相应延长，溶栓不仅疗效好且长期临床预后亦较好[8]。陈翠荣的研究亦表明对于侧支循环形成较良好的脑梗死患者即使发病时间超过溶栓时间窗，临床排除溶栓禁忌，仍可适当增宽溶栓时间[9]。通过明确缺血组织区的侧支循环，从而把握不同患者潜在有效的生理时间窗，采用更为合理的治疗策略。侧支循环的存在不仅决定IP及最终梗死范围，同时也与治疗方案的抉择、病情预后转归密切相关，客观、完整地反映侧支循环储备状况将做为急性脑梗死患者个体化、精准化治疗的前提条件之一[10]。ASL伪彩图提示低灌注区周围条状高灌注信号与侧支循环的建立相关，当血质子经过冗长的侧支循环到达缺血区域后，因T1时间短，质子停留在较大血管至微血管水平，尚未进入毛细血管网与脑细胞进行血氧交换，结果导致与对侧正常脑组织对比形成高灌注假象[11]。ASL伪彩图提示梗死核心区周围条状高灌注信号非常之敏感，提示侧支循环建立[12]。本研究得出侧支代偿储备组入院15 d NIHSS评分明显高于对照组(P<0.05)，ASL提示脑梗死周围侧支循环的显示可能提示着较好的临床转归[13]。同时我们通过结合SWI图像，分析侧支代偿储备状态是否能够充分满足缺血区域神经细胞的血氧需求，梗死核心区周围脑血流量减少，此时缺血区域的神经细胞为满足自身血氧需求，代偿性增加OEF，其直接导致缺血区引流脑静脉内的DHB含量的增多，SWI可提示梗死核心区引流静脉增多显示，当有效的侧支循环代偿建立后，缺血区域恢复血氧供应，引流静脉内DHB减少、甚至恢复正常，SWI提示引流静脉明显显示的表现将有所减轻，甚至正常显示。ASL联合SWI能够客观提示梗死区周围侧支循环代偿储备建立状态，且无需注射造影剂、安全方便、可重复性强，可做为临床治疗方案的选择、病情现状及近期预后的评估提供依据。

4 ASL应用不足与展望

(1)本研究纳入研究样本数量较少，可能会使统计学结果产生偏差；(2)3D-PCASL尚未能区分侧支血供来源，寄希望于MR新技术的发展与应用，尤其是流速选择动脉自旋标记及血管编码动脉自旋标记技术的推广将为临床提供更为精准的影像学信息；(3)侧支循环的建立受到多种因素的影响，如何在发病前促进脑侧支循环的建立，对于缺血性脑卒中的防治有着积极的意义[14]，也为临床提供新的研究方向。

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Evaluation of ASL combined with SWI on the establishment of collateral compensation in patients with acute cerebral infarction

ZHOU Jianguo,MENG Yun,MA Xianjun.

(Department of Radiology,Cerebrovascular Diseases,Nanjing University of Chinese Medicine Affiliated Lianyungang Hospital and Lianyungang Hospital of Traditional Chinese Medicine,Lianyungang 222004,China)

Objective To evaluate the value of magnetic resonance imaging (ASL) combined with magnetic susceptibility weighted imaging (SWI) in the assessment of collateral reserve in patients with acute cerebral infarction.Methods October 2014 to 2016 4 periods in our hospital clinical and imaging confirmed 40 cases of patients with acute cerebral infarction and conventional sequence ASL and SWI sequence were examined using standard superconducting magnetic resonance,observe and analyze ASL pseudo color pictures,out in the infarct core area around the bar high perfusion signals now or not,the patients were divided into the collateral flow reserve group and control group on the basis of,respectively,the two groups of patients at the admission day and 15 of NIHSS score analysis.At the same time,through the SWI observation of the collateral reserve group,analysis of the central area around the infarction of the drainage vein display.Results Two groups of patients on the day of admission NIHSS scores were no statistical significance (P>0.05) and collateral flow reserve group of patients admitted to hospital on the same day and 15 NIHSS score improvement rate,stable rate and progression rates were 77.78%(14/18),16.67%(3/18),5.55%(1/18);the control group of patients admitted to hospital on the same day and 15 NIHSS scores improved rate,stable rate and rate of progression were 31.82% (7/22),22.73% (5/22),45.45% (10/22) respectively,two groups of 15,NIHSS score difference has statistical significance (P<0.05).SWI suggested that 18 cases of collateral reserve group,the obvious display rate was 66.67(12/18),the normal display rate was 33.33%(6/18).Conclusion According to the ASL prompt infarct core area around the blood perfusion information,can objectively reflect the hemodynamic changes,combined with SWI can better evaluate the collateral circulation compensatory reserve establishment state for clinical acute cerebral infarction patients with ischemia of the status quo and short-term prognosis provide a basis to assess,provide reference for the development of individual and accurate treatment plan.

Ischemic stroke; Arterial spin labeling; Collateral pathway; NIHSS

1003-2754(2016)10-0886-04

2016-06-01；

2016-09-29

(1.南京中医药大学附属连云港市中医院放射科，江苏 连云港 222004；2.南京中医药大学附属连云港市中医院脑病科，江苏 连云港 222004)

周建国，E-mail：13645132158@163.com

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