3D-ASL对急性缺血性脑卒中保守治疗远期预后的预测价值

李胜楠 王佳佳 张彤 王勇

急性缺血性脑卒中(acute ischemic stroke,AIS)是由血管原因引起的中枢神经系统急性局灶性损伤导致的神经功能缺损,造成细胞发生不可逆转死亡及组织损伤,还会引起血脑屏障破坏和脑血流动力学受损[1-2]。因此及时识别、早期恢复脑组织血液供应是AIS患者治疗的关键,也是改善预后的必然要求[3]。动脉自旋标记(arterial spin labeling,ASL)是一种无创的灌注成像技术,在AIS中不仅可评估局部血流减少,还能够区分不可逆梗死和可抢救的脑组织,识别缺血半暗带和低灌注区域[4-5]。然而,AIS不同灌注状态的病理生理机制复杂,笔者发现其临床意义尚未完全明确,与AIS严重程度及预后的相关性仍存在争议。因此,本研究旨在探讨不同灌注水平对AIS预后的临床实用价值,以期为临床急性脑卒中患者精细化管理及个性化治疗方案的选择提供影像学依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 招募河北医科大学第一医院2021年10月至2022年10月诊断为AIS的患者作为研究对象。患者均>18岁,采取药物保守治疗,且入院前后均未行血管内介入治疗。本研究获取50例脑卒中患者资料,其中14例由于梗死病灶位于双侧大脑半球、运动伪影明显影响图像分析排除,共纳入36例AIS患者。年龄39～87岁,平均年龄(63.56±10.51)岁。根据患者3个月后预后随访分为预后良好组(n=20)和预后不良组(n=16)。收集所有受试者临床资料,包括性别、年龄、既往脑梗死史、冠心病史、糖尿病、高血压、房颤史、抽烟史、饮酒史、白细胞计数、中性粒细胞百分比、血小板计数、血糖(空腹)、三酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白、肌酐,入院时美国国立卫生研究院卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale,NIHSS),卒中分型,病变位置及区域。于起病3个月后,对患者进行电话随访,依照改良 Rankins 评分量表(modified Rankin Scale,mRS)进行预后评估[6],定义mRS评分0～2分者预后良好,3～6分者预后不良。本研究经河北医科大学第一医院伦理委员会审批。所有受试者在研究前给予了书面知情同意。

1.2 纳入与排除标准

1.2.1 纳入标准：于起病72 h内入院,并完成MRI检查;梗死灶位于单侧大脑半球;脑梗死后未进行溶栓或再通治疗。

1.2.2 排除标准：既往脑梗死遗留有严重后遗症影响此次入院后评估者;既往颅脑出血、肿瘤或外伤史者;图像质量不佳者。

1.3 成像方案 采用飞利浦Ingenia 3.0T磁共振机器进行头颅MR检查,采用16通道的头颈联合线圈。

DWI：TR/ TE=2 400 ms/80 ms,层厚=6 mm,无间距, FOV=230 mm×230 mm,b值设置为0 s/mm2、1 000 s/mm2;T1WI：TR/ TE=1 700 ms/20 ms,层厚=6 mm,无间距,FOV=230 mm×230 mm;T2WI：TR/ TE=3 500 ms/100 ms,层厚=6 mm,无间距, FOV=230 mm×230 mm;ASL：TR/ TE=4 252 ms/12 ms,层厚=6 mm,无层间距,FOV=240 mm×240 mm,并于标记后延迟1 800 ms成像。

1.4 图像分析 MRI图像由两位具有高级职称的影像学医师进行分析、评分及测量。

1.4.1 DWI：根据患者DWI所显示高信号最大层面进行最大梗死面积分型：其中,大梗死为>1个脑叶,卒中面积>5.0 cm2;中梗死定义为卒中<1个脑叶,面积3.1～5.0 cm2;小梗死为1.6～3.0 cm2。

1.4.2 ASL：将ASL图像上传至飞利浦后处理工作站DATABASE,得到伪彩图。对应DWI高信号最大层面,ASL上勾选感兴趣区域(region of interest,ROI),尽可能避免脑沟、脑室等生理结构影响脑血流结果,测量患侧及对侧同层同源区域ROI内平均脑血流量(cerebralblood flow,CBF),分别记录CBF1、CBF2,计算相对脑血流量(relativa cerebralblood flow,rCBF),rCBF=CBF1/CBF2,将rCBF<80%、80%～120%、>120%分别记录为低灌注、正常灌注及高灌注[7-8]。

2 结果

2.1 急性缺血性脑卒中预后不良危险因素临床资料分析 入院NIHSS评分对AIS预后差异有统计学意义(P<0.01);性别、年龄、既往脑梗死史、冠心病史、糖尿病、高血压、房颤史、抽烟史、饮酒史、白细胞计数、中性粒细胞百分比、血小板计数、血糖(空腹)、三酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白、肌酐,卒中分型,病变位置及区域在预后良好和预后不良组间差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 急性缺血性脑卒中预后良好与预后不良组临床资料比较

2.2 急性缺血性脑卒中预后不良危险因素灌注水平分析 不同灌注水平在预后良好与预后不良组间存在差异(P<0.05),低灌注以及正常灌注在AIS不同预后差异有统计学意义(P<0.05)。高灌注表现在预后良好和预后不良组间无统计学意义(P>0.05)。见表2,图1。

图1 急性缺血性脑卒中预后良好与预后不良组不同灌注水平发生率

表2 急性缺血性脑卒中预后良好组与预后不良组影像资料比较 例(%)

2.3 急性缺血性脑卒中预后不良危险因素多因素分析 将单因素分析P<0.05的预后不良相关的危险因素(入院NIHSS评分、灌注水平)纳入二元Logistic回归分析。低灌注(OR=0.149,95% CI：0.030～0.743,P=0.020)是AIS预后不良的独立危险因素。入院NIHSS评分(OR=1.197,95% CI：0.954～1.503,P=

0.120)不能有效预测临床预后。见表3。

表3 急性缺血性脑卒中患者预后不良的多因素Logistic回归分析

2.4 急性缺血性脑卒中不同灌注水平对预后预测价值 通过rCBF值预测脑卒中预后的ROC曲线,曲线下面积(area under curve,AUC)为0.7266(P=0.0210;95% CI：0.5270～0.9261)。灌注比值预测脑卒中预后的最佳界点为61.50%,敏感性为95.00%,特异性为62.50%。见图2、3。

图2 急性缺血性脑卒中rCBF值预测脑卒中预后的ROC曲线

图3 AIS患者不同灌注水平;A、B为同一患者,表现为梗死区域高灌注;C、D为同一患者,表现为梗死区域正常灌注;E、F为同一患者,表现为梗死区域低灌注

3 讨论

脑卒中是低灌注、持续时间和卒中严重程度等变量不断相互作用的结果,其严重程度受脑组织代谢需求和侧支水平的高度影响[9]。ASL是常用的MRI检查方法,能够安全、便捷地评估AIS灌注及侧支水平,因此,本研究围绕ASL上不同灌注状态探讨脑卒中患者与预后相关的神经影像因素。

卒中患者24～48 h脑组织灌注变化百分比与功能结果相关,并提供独立的预警信息[10]。ASL作为无创评价脑血流动力学损伤的新方法,具有高信噪比和高空间分辨率的特点,可用于定量测量CBF[11],且与正电子发射体层成像在评价脑血流方面具有较高的一致性[12]。本研究对ASL的研究显示, AIS后患者主要表现为正常灌注和低灌注,且不同灌注水平在AIS预后中存在差异(P<0.05),这表明,在缺血性脑卒中急性期,ASL能直观地预测远期的临床恢复情况。

在缺血性脑卒中中,低灌注的程度和持续时间是最终梗死大小的关键决定因素。Chalela等[13]研究表明CBF减低与NIHSS评分相关,为AIS治疗和预后评价提供依据。多项研究发现卒中后ASL上低灌注与侧支循环不良及脑血管反应性降低有关,是AIS患者病情进展、预后不良的有力预测因子[12,14-15]。此外,有学者提出一种无复流现象,指AIS患者即使近端血管再灌注后,仍有部分组织无法恢复血供,表现为持续低灌注,氧浓度降低,比初始缺血闭塞时更危重,导致患者血管内治疗后仍出现无效再通,神经功能恢复缓慢[6]。然而,目前卒中再灌注治疗后无复流研究较少,美国卒中协会指南[17]建议可在卒中发作后24 h内进行再灌注以期指导更多前瞻性研究。

既往文献数据指出,卒中后可出现自发再灌注,并持续数小时,其幅度和持续时间与缺血的严重程度呈正比[10,18]。OEF减低时,脑代谢耗氧量(cerebral metabolic rate of oxygen consumption,CMRO2)增加,这种增强的氧化代谢可能促进了高灌注的发展,并与“血管麻痹”机制相叠加。而本研究中,AIS后患者高灌注数量较少,可能与样本量较小有关,且本研究显示高灌注与脑卒中患者预后无明显相关性。

ASL对患者治疗和预后阴性预测值达94%。ASL灌注正常患者症状一般较轻,罕见远期神经系统缺损,故也无需长时间住院。ASL对判断严重狭窄或闭塞也有较好的阴性预测能力。Buch等[19]发现ASL正常时,99%的患者颅内、外动脉狭窄<70%,其中仅1%有严重狭窄,没有患者存在动脉闭塞,这表明ASL和DWI正常的患者可不进行血管检查。

然而,ASL信号强度受多种因素影响,包括年龄、狭窄闭塞状况和潜在疾病,使用ASL信号强度定量计算患侧CBF值可能会造成数据的低估,影响实验结果[20]。在本项研究中,我们通过AIS梗死侧与对侧正常组织CBF比值计算rCBF,直观显示双侧灌注差异,在一定程度校正了个体化差异的影响。通过Logistic回归比较,我们发现ASL上低灌注是急性脑卒中患者不良预后的独立危险因素,这也表明了灌注水平作为治疗分层的客观评价和定量生物标志物的预测价值。另外,通过rCBF值绘制描述AIS临床结局的ROC曲线,曲线下面积为0.727,截断值61.50%,敏感性95.00%,特异性62.50%,这提示ASL测得的rCBF低于61.50%时,AIS患者远期神经功能恢复较差。

综上所述,脑卒中患者急性期ASL可有效预测保守治疗后远期预后,当梗死区域正常灌注,倾向于预后良好,低灌注者往往预后不良,而梗死区域出现高灌注与临床预后无明显相关性。