磁共振弥散张量成像对急性脑梗死患者预后的评估价值

林燕，许丽凤，吴玉珍，李辉，林晨阳(通信作者)

1 解放军联勤保障部队第九〇〇医院 (福建福州 350025)；2 解放军联勤保障部队第九〇〇医院仓山院区 (福建福州 350002)

目前，临床通过溶栓、清除自由基、抗血小板聚集等综合干预方案挽救急性脑梗死(acute ischemic stroke，AIS)患者的缺血半暗带区，促进神经功能恢复。但因AIS患者梗死部位、梗死体积的差异性，治疗后仍可能造成残疾，导致预后不良[1]。因而，采取有效的措施评估AIS患者的预后十分必要。磁共振弥散张量成像(magnetic resonance diffusion tensor imaging，MR-DTI)可根据水分子的特性施加弥散敏感梯度，获得水分子的弥散程度与方向，量化梗死后脑组织的微观结构变化；同时，MR-DTI可追踪大脑神经纤维束走形，利用神经纤维束的形态评估神经损伤程度[2]。由此推测，MR-DTI参数检查或可较好地评估AIS患者的预后。基于此，本研究旨在分析MR-DTI参数评估AIS患者预后的价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年1月至2021年1月解放军联勤保障部队第九〇〇医院收治的122例AIS患者为研究对象，男69例，女53例；年龄50～72岁，平均(59.68±2.12)岁；发病至入院时间2.0～22.5 h，平均(11.63±1.38)h。本研究经医院医学伦理委员会审核批准，患者家属均已签署知情同意书。

纳入标准：符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018》[3]中AIS的诊断标准，且经头颅CT检查证实；均为首次发病；均参照上述诊治指南在医院接受规范化治疗；治疗后病情平稳，接受MR-DTI检查；病灶均位于单侧大脑半球或小脑半球。排除标准：合并出血性疾病的患者；带有心脏起搏器、体内磁性器具物(如人工支架、义齿)的患者；经CT或MRI检查显示颅内多发病灶的患者；既往有颅内手术史的患者；在检查时由各种原因导致图像质量较差的患者。

1.2 方法

1.2.1短期预后评估及分组方法

所有患者在接受规范化治疗后，均随访3个月(患者每个月需到院复诊1次)，在随访期间未出现病死或再发神经系统疾病。随访3个月时，临床医师采用改良Rankin量表(modified Rankin scale，mRS)[4]评估患者的预后情况，评分0～5分，分值越高表明症状越严重，其中，mRS评分>2分表示预后不良，纳入预后不良组，mRS评分≤2分表示预后良好，纳入预后良好组。

1.2.2MR-DTI检查及图像处理

仪器选用西门子公司的Skyra 3.0T磁共振成像系统。在检查时采用配套20通道头颈联合线圈，扫描序列参数如下。(1)横断位T1加权像(T1weighted image，T1WI)：TR为2 000 ms，TE为7.1 ms，层厚4 mm，间隔0.4 mm，FOV为250 mm×250 mm，矩阵320×224，激励2次。(2)横断位T2加权像(T2weighted image，T2WI)：TR为5 430 ms，TE为125 ms，层厚4 mm，间隔0.4 mm，FOV为250 mm×250 mm，矩阵320×320，激励2次。(3)横断位T2WI液体衰减反转恢复序列(T2WI fluid attenuated inversion recovery，T2WI FLAIR)：TR为8 500 ms，TE为81 ms，层厚4 mm，间隔0.4 mm，FOV为250 mm×250 mm，矩阵320×224，激励1次。(4)弥散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)序列：TR为8 200 ms，TE为98 ms，层厚4 mm，间隔0.4 mm，FOV为250 mm×250 mm，矩阵192×182，激励4次，b值为0、1 000 mm2/s。

在完成上述检查后采用单次激发自旋回波-平面回波技术进行DTI扫描。参数设置如下：TR为3 700 ms，TE为95 ms，层厚4 mm，间隔1.2 mm，FOV为220 mm×220 mm，矩阵128×128，激励2次，b值为1 000 mm2/s，弥散梯度方向数为20个。将扫描获得的磁共振扩散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)图像传入计算机自带的软件，进行平滑去噪处理，调整阈值，使脑组织全部被绿线覆盖，自动获得各向异性指数(fractional anisotropy，FA)、容积比各向异性(volume ratio anisotropy，VRA)、平均弥散系数(mean diffusivity，MD)、衰减指数(exponential attenuation，Exat)，选取DTI图像上病灶及相应对侧的感兴趣区(region of interest，ROI)，ROI面积在70～140 mm2之间，记录病灶及相应对侧的FA、VRA、MD、Exat值，每个参数需检测3次，取平均值，然后计算各参数的相对值，相对值=病灶的参数值/相应对侧的参数值。

1.3 评价指标

比较两组DTI各参数的相对值；绘制受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve，ROC)，观察曲线下面积(area under the curve，AUC)，分析DTI参数评估AIS患者预后的价值。

1.4 统计学处理

2 结果

2.1 122例AIS患者短期预后情况

随访3个月时，122例AIS患者中76例预后良好，占62.30%(76/122)；46例预后不良，占37.70%(46/122)。

2.2 预后不良组、预后良好组的AIS患者DTI检查相关参数比较

预后不良组FA相对值、VRA相对值均低于预后良好组，差异有统计学意义(P<0.05)；两组MD相对值、Exat相对值比较，差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 预后不良组、预后良好组的AIS患者DTI检查相关参数比较

2.3 DTI参数评估AIS患者预后的价值

将2.2中差异有统计学意义的参数(FA相对值、VRA相对值)作为检验变量，将AIS患者预后情况作为状态变量(1=预后不良，0=预后良好)，绘制ROC曲线(图1)。FA相对值、VRA相对值单独及两者联合评估AIS患者预后不良的AUC分别为0.863、0.849、0.902，单独指标评估均具有一定的诊断价值，而联合评估的价值较高，当FA相对值取0.605，VRA相对值取0.385时可获得最佳评估效能，见表2。

注：FA为各向异性指数；VRA为容积比各向异性，AIS为急性脑梗死，ROC为受试者工作特征曲线

表2 DTI参数评估AIS患者预后的价值

3 讨论

AIS发生后会出现局部脑组织血液供应障碍，引起脑局部缺血、缺氧，造成不同程度的神经功能损伤，往往不利于患者预后效果的改善。经临床研究发现，缺血缺氧引起的细胞膜功能障碍和细胞毒性水肿可限制水分子的自由扩散[5]。因而，通过观察AIS患者病灶组织内水分子的运动情况对评估其预后具有重要的作用。

目前，DWI检查可反映水分子的弥散运动，并通过计算梗死病灶的表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)值来分析AIS患者梗死病灶情况。但DWI评估AIS病情主要依靠单一指标ADC值，忽视了病灶部位的影响；且该方法主要通过计算梗死病灶的体积来评估AIS患者预后，存在手动绘制病灶范围耗时和误差较大等缺点。因此，临床亟需寻找更为有效的影像学技术评估患者的预后情况。DTI是在DWI基础上发展而来的，可描述水分子在人体纤维组织及其他组织中扩散规律的方向性，不仅可显示组织的形态学信息和方向信息，还可显示脑白质纤维束的走行方向及分布，通过定量DTI参数的变化显示病变部位与纤维束的关系，以此达到评估病情及预后的目的[6]。相关研究证实，DTI定量参数的变化与AIS患者的预后情况密切相关[7]。

本研究结果显示，预后不良组FA相对值、VRA相对值均低于预后良好组，差异有统计学意义(P<0.05)，分析原因可能为，FA与VRA值主要反映组织各向异性的参数，相对值越高则表示神经纤维越完整，预后不良的患者梗死后突触重建及纤维环路代偿性较差，梗死区脑组织纤维髓鞘破坏较为严重，细胞膜被破坏、细胞溶解，导致组织微观结构的正常顺序丧失，造成FA、VRA相对值降低[8]。此外，两组MD相对值、Exat相对值比较，差异无统计学意义(P>0.05)，可能是MD相对值、Exat相对值主要体现水分子的弥散幅度，但忽视了特异性这一特点，若选取的ROI组织结构无明显的破坏性，病灶区域正常组织的水分子弥散运动可能相似。为验证上述推测，本研究进一步绘制ROC曲线，结果显示，FA相对值、VRA相对值单独及两者联合评估AIS患者预后不良的AUC均>0.80，且联合诊断的价值更高。因此，临床可通过MR-DTI检查AIS患者的FA相对值、VRA相对值来评估其预后情况。但在勾画病灶区及病灶边缘区ROI时，由于受到梗死病灶大小、形态及病灶内脑沟、脑裂等因素的影响，ROI的大小及形态不完全一致，可能对研究结果产生一定的影响。可见，如何通过调节FA相对值、VRA相对值来评估AIS患者预后仍需进一步探讨。

综上所述，MR-DTI参数对评估AIS患者的预后具有一定的价值，未来可考虑通过检测FA相对值、VRA相对值来评估AIS患者的预后不良情况。