磁共振动脉自旋标记成像在急性脑梗死诊断及预后评估中的价值

张仕兵 韩军苗 曹 振

急性脑梗死(acute cerebral infarct, ACI)是指脑血供突然中断后导致的脑组织坏死，具有发病快、进展迅速、死亡率高的特点[1]。对发病6 h内的超早期ACI患者，进行紧急溶栓治疗，能够使其治疗获益最大化[2]，因此，在入院时采取可靠方案诊断ACI并鉴别出超早期ACI患者具有重要意义。另有报道[3-5]指出，缺血半暗带(ischemic penumbra, IP)面积变化情况、侧枝循环代偿建立状态、出血转化(hemorrhage transformation, HT)等均与ACI患者预后密切相关。快速准确获得脑血流灌注信息，对ACI的早期鉴别及诊断，IP、侧枝循环及HT的观察均有重要作用，目前临床主要采用磁共振灌注成像技术(perfusion weighted imaging, PWI)评估脑血流灌注[6]。动脉自旋标记成像(arterial spin labeling, ASL)是一种无创PWI技术，其直接利用动脉血中的水分子作为示踪剂，可用于评估脑血流动力学及微循环变化[7]。本研究拟探讨MR ASL技术对ACI的诊断及预后评估作用，以期为ACI的临床诊疗提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 纳入2020年6月至2021年6月全椒县人民医院收治的47例ACI患者，纳入标准：参考《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018》[8]确诊为ACI；临床发病至接受MR检查间隔≤72 h；单侧发病；临床资料完整。排除标准：昏迷、美国国立卫生研究院卒中量表(National Institute of Health Stroke Scale, NIHSS)[9]>15分及其他原因导致无法有效配合者；心、肺等重要脏器严重功能障碍者；脑干或基底节区腔梗者；反复脑梗死发作患者。47例患者中男性34例，女性13例；年龄44～90岁，平均(66.23±3.85)岁；发病至接受MR检测间隔时间4～68 h，中位时间8 h，其中超早期ACI(发病至接受MR检测间隔≤6 h)患者13例。

1.2 检查方法 检测仪器为GE 750W 3.0T 高场MR扫描仪，使用32通道头颈部专用相阵控线圈。扫描时患者取仰卧位，减少头部运动。先常规进行轴位T1WI扫描、轴位T2WI扫描、T2WI FLAIR扫描、矢状位T2WI扫描。再进行弥散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)，参数：TR 3 700 ms，TE 90 ms，扩散敏感系数b值为0，矩阵128×128，层厚5 mm，共扫描24层。最后行ASL扫描，参数：TR 4 500～5 500 ms，TE 10 ms，视窗250 mm × 250 mm，层厚 4.0 mm，矩阵512×8，激励3次，共获得36幅图像。

1.3 图像处理 扫描数据传输至设备配套的ADW 4.7工作站，DWI图像中DWI序列上的统计梗死面积(square measure of DWI， SDWI)。ASL图像经FuncTool软件处理，得到全脑伪彩图，统计脑血流量(cerebral blood flow, CBF)异常灌注面积(square measure of infarction abnormal perfusion on CBF, SCBF)，结合DWI图像，确定梗死核心(infarction core, IC)、SDWI与SCBF不匹配区(mismatch area of SDWI and SCBF, MACD)，选择若干感兴趣区，测量CBF、异性指数(fractional anisotropy, FA)、平均弥散系数(average diffusion coefficient, DCavg)值，并以大脑中线为对称轴，生成对侧镜像感兴趣区，测量该处CBF、FA、DCavg值，计算得出相对CBF(relative CBF, rCBF)、相对FA(relative FA, rFA)、相对DCavg(relative DCavg, rDCavg)。上述处理过程由3名神经放射科医师合作完成，结果不一致时，协商达成一致结果。

1.4 对比及观察方案 ①按是否为超早期ACI，将患者划分为超早期组(n=13)和非超早期组(n=34)。对比分析IC和MACD的rCBF、rFA、rDCavg对鉴别诊断超早期ACI的价值。②47例ACI患者中，31例未接受溶栓治疗，仅接受降低颅内压和抗凝治疗。根据ASL图像，将IC区周围存在条状高灌注区的17例患者归入侧支代偿组，其余14例为非侧支代偿组，对比两组入院时、入院15天时NIHSS得分。③对接受溶栓治疗的16例患者，统计溶栓治疗前、溶栓治疗后第7天IP面积变化情况。IP根据MACD判定，IP面积=SCBF-SDWI[10]。④根据IC灌注状态，将47例患者划分为高灌注组(9例)和非高灌注组(38例)，对比两组HT发生情况。其中高灌注指IC区域rCBF>1.1[11]。

2 结果

2.1 ASL对鉴别诊断超早期ACI的价值 超早期组与非超早期组性别、年龄差异无统计学意义(P>0.05)。在IC区域，超早期组rFA、rDCavg高于非超早期组；在MACD区域，超早期组rCBF低于非超早期组，rFA高于非超早期组，上述差异均有统计学意义(P<0.05)。见图1、表1。

注：A，患者女性，73岁，发病4 h，ASL图像显示梗死病灶灌注较对侧低，两侧有较为明显的差异；B，患者男性，50岁，发病15 h，ASL图像显示梗死病灶灌注较对侧低，但两侧差异较超早期ACI患者更明显。

表1 超早期组与非超早期组rCBF、rFA、rDCavg对比

2.2 ASL相关参数对诊断超早期ACI的价值 取超早期组与非超早期组间差异有统计学意义的指标，即IC区域rFA、rDCavg，MACD区域rCBF、rFA，建立ROC曲线。上述4项指标鉴别诊断超早期ACI的ROC曲线下面积分别为0.941、0.817、0.822、0.784，最佳截断值分别为0.865、0.560、0.465、1.115，最佳截断值对应的灵敏度分别为0.923、0.846、0.769、0.846，特异度分别为0.765、0.765、0.941、0.618。见图2、表2。

注：A，MACD区域rCBF诊断超早期ACI的ROC曲线；B，IC区域rDCavg诊断超早期ACI的ROC曲线；C，MACD区域rFA诊断超早期ACI的ROC曲线；D，IC区域rFA诊断超早期ACI的ROC曲线。

2.3 ASL对未接受溶栓治疗患者预后的评估作用 侧支代偿组与非侧支代偿组性别、年龄差异无统计学意义(P>0.05)。入院时，两组患者NIHSS评分差异无统计学意义(P>0.05)；入院第15天，侧支代偿组NIHSS评分降低幅度大于非侧支代偿组，差异有统计学意义(P<0.05)。见图3、表3。

注：A，患者男性，侧支代偿组，55岁，可见梗死核心区周围匍匐走行条状高灌注区域；B，患者女性，非侧支代偿组，58岁，梗死核心区周围无明显条状高灌注区。

表3 侧支代偿组与非侧支代偿组NIHSS评分对比分)

2.4 溶栓患者治疗前后图像异常灌注区对比 16例患者接受溶栓治疗，溶栓治疗后第7 天SDWI、SCBF、IP面积均缩小，差异有统计学意义(P<0.05)。见表4。

表4 溶栓患者治疗前后图像异常灌注区对比

2.5 不同灌注组HT发生情况比较 高灌注组与非高灌注组，性别、年龄差异无统计学意义(P>0.05)。高灌注组9例患者均发生HT，占比100%；非高灌注组6例发生HT，占15.79%。两组HT发生率对比，差异有统计学意义(χ2= 20.030，P<0.001)。

3 讨论

ACI是临床常见危重疾病，发病率、致死率及致残率均较高，早期诊断、及时治疗是改善患者预后的关键。有研究[15]显示，ASL成像技术能够获取灌注图像，有效显示血流灌注情况与微血管分布，提供血流动力学信息，定量反映脑血流灌注情况，比常规采用的MR灌注成像技术更安全可靠。本研究发现脑梗死核心区在DWI图像下表现为高信号，在ASL图像下则表现为相应的低灌注区域，说明ASL能够有效检出脑梗死病灶，与既往报道[16]结论相符。

本研究结果显示，超早期ACI患者IC区域rFA、rDCavg高于非超早期组，而在MACD区域，超早期组rCBF低于非超早期组，rFA高于非超早期组，且上述4项指标对鉴别诊断超早期ACI均有良好的效能，提示ASL技术可协助医师更好地找出适宜开展紧急溶栓治疗的患者，从而保障患者预后。ASL技术能够定量显示脑血流量，有助于鉴别脑梗死的病情。黄文明等[17]报道与本研究结论相似，其还发现在MACD区域，超早期组rDCavg也低于非超早期组。CBF能够显性表现患者脑部血流状态，FA则是评价白质纤维束三维结构完整性的重要指标，DCavg则能够反映脑组织的整体平均弥散情况，超早期ACI患者与非超早期ACI患者上述指标的差异提示超早期患者神经组织短时间内受到了一定损伤，导致脑动脉血管硬化堵塞，将会导致脑组织血流灌注量下降，进而形成脑梗死。

无法接受溶栓治疗的ACI患者，预后相对较差，有报道[18]显示侧支代偿循环有助于改善患者预后。本研究发现，ASL有助于早期发现患者侧支代偿储备，这主要是因为ASL图像下IC区周围匍匐条状高灌注信号与侧支循环的建立密切相关，当血管内水质子到达缺血区后，能够停留在大血管至微血管水平，因此会形成高灌注假象[19]，虽然并非再通后的高灌注，却能够提示该区域有良好的血液供应能力，因此可以反映侧支代偿储备。本研究发现存在上述条状高灌注信号的患者，经保守治疗后，NIHSS评分高于对照组，一方面提示ASL有助于发现患者侧支代偿储备，另一方面也能够证实侧支循环的建立能够改善患者预后。

对能够接受紧急溶栓的患者而言，尽可能拯救IP是保证预后的关键[20]，而及时发现IP区域，密切关注其面积变化，则是提升IP保护效果的关键。本研究发现，对紧急溶栓患者，其SCBF普遍较SDWI区域大，这两个区域的不匹配区可提示为IP，其存在说明缺血核心区域较少，而低灌注区较大，早期开通血管能够有效挽救缺血组织，检测并发现IP也可以作为扩大紧急溶栓时间窗的依据。本研究所有患者经治疗后IP区均下降，提示溶栓治疗能够有效保护缺血的脑组织，进而改善预后，与既往报道[21]结论相符。

本研究发现部分脑梗死患者存在IC区高灌注状况，这可能是因为IC区血脑屏障受破坏，导致血管内水分子到达IC区后停留，从而形成高灌注假象[22]。而血脑屏障受损则是血管再通后发生HT的主要生理机制[23]，因此发现IC区高灌注的9例患者均在治疗后发生HT。可见，ASL对预测HT也有一定价值。

综上所述，MR常规序列检查联合ASL能够有效显示急性脑梗死患者梗死病灶血流动力学信息，这对诊断及鉴别ACI与超早期ACI，评估IP范围、侧支循环代偿状态、HT风险、预测近期预后等均有重要作用，值得关注。