动脉自旋标记磁共振灌注技术结合磁共振血管成像预测后循环脑梗死患者病情进展中的应用

赵宗波， 贾传海， 刘 晖

（扬州大学第五临床医学院 常熟市第二人民医院a.神经内科；b.放射科，江苏 常熟 215500）

后循环脑梗死 （posterior circulation ischemia，PCI）是脑梗死中病情较为凶险的类型之一，约占缺血性脑卒中的20%[1]。由于供血区域集中了感觉和运动的传导束以及密集的神经核团，故PCI常可导致严重的神经功能损伤[2]。多数患者发病急，病情凶险，病死率和致残率相对较高，发病30 d后的病死率约为3．6%，预后不良率约为19．6%[3]。早期预测PCI患者的病情进展对选择治疗方案非常重要，但又很困难。

后循环急性卒中预后早期CT评分（posterior circulation Alberta Stroke Program Early CT Score，pc-ASPECTS）是一种评价急性缺血性后循环卒中患者供血区早期缺血性改变的简单且可靠的方法，有助于预测患者预后，提高了判断病情的可靠性[4]。磁共振血管成像 （magnetic resonance angiography,MRA）可以在无创的条件下显示血管形态及病理改变（动脉硬化、动脉狭窄、动脉闭塞），已广泛应用于大血管病变的筛查[5]。动脉自旋标记 (anerial spin labeling，ASL)则是一种无需外源性对比剂的MRI技术，具有无电离辐射、安全可重复的优点。发生脑梗死时，患者脑缺血区的血流灌注量会迅速减少，若同时缺乏侧支循环，则会导致疾病进展，因此改善预后的关键在于实现再灌注[6]。ASL可用于脑组织血流灌注情况的检测。但目前，关于应用ASL技术诊断PCI的研究较少，尤其是应用ASL技术对PCI病情进展进行评估的研究，国内外均较少涉及。本研究收集分析了2016年6月至2018年6月常熟市第二人民医院神经内科收治的57例PCI患者的临床资料，以探讨ASL技术结合pc-ASPECTS及MRA检查在评估PCI患者病情进展中的作用。

资料与方法

一、资料

收集2016年6月至2018年6月，在常熟市第二人民医院神经内科收治的57例PCI患者，其中男性34例，女性23例；年龄为37～91岁，平均年龄为（66±11）岁。本研究的纳入标准为，①患者的临床表现符合2015年中国脑血管疾病分类的脑梗死的诊断标准；②急性起病，发病1周内入院，所有患者均经头颅MRI平扫+DWI检查证实为急性PCI，且病灶与临床体征相符合。同时排除继发性脑出血、合并有前循环急性梗死、严重肝肾功能不全、恶性肿瘤的患者及临床资料不全者。本研究经扬州大学第五临床医学院医学伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

二、方法

1．病史收集及分组：收集患者的年龄、性别、吸烟饮酒史和高血压、糖尿病、心脏疾病等既往病史资料。入院当天及入院72 h，采用美国国立卫生研究院卒中量表 （National Institute of Health stroke scale，NIHSS）评分评价患者的神经功能损害程度，评分增加3分以上为病情进展组，其余为对照组（病情稳定及好转组）。

2．MRI检查：资料所有患者于发病48 h内采用美国3．0T GE Discovery MR750W 磁共振扫描仪以及8通道颅脑线圈进行MRI检查。扫描序列包括轴位T2加权、T1加权、弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）、冠状位 T2 自由水抑制、3D 快速扰相梯度回波的T1加权及3D-ASL序列。DWI的扫描参数为，重复时间（repetition time，RT）6 800 ms，回波时间（echo time，TE）90 ms，视野（field of view，FOV）24 cm×24 cm，矩阵 128×128，层厚 6．0 mm，层间距 1．5 mm，层数 19层，b值为 0和 1 000 s/mm2；MRA的扫描参数为，TR 21 ms，TE最小值，FOV 24 cm×24 cm，矩阵 320×256，层厚 1．4 mm，重叠0．5 mm，反转角 15°，扫描时间 200 s；3D 快速扰相梯度回波 T1 加权扫描参数为，TR 6．7 ms，TE 2．9 ms，FOV 25．6 cm×25．6 cm，矩阵 256×256，层厚 1．0 mm，采集次数1次，扫描层数200层，扫描时间 251 s；3D-ASL 的采集参数为，TR 4 640 ms，TE 10．7 ms，FOV 24 cm×24 cm，矩阵 512×8（3D 螺旋采集），层厚4．0 mm，激励次数3次，扫描层数36层，标记延迟时间为1 525 ms，扫描时间269 s。

3．图像分析：由2位具有20年以上神经影像诊断经验的MRI诊断副主任医师共同观察图像，记录并分析脑梗死部位（主要为小脑、脑干、枕叶）、DWI序列上脑梗死部位及大小、MRA上颅内动脉狭窄程度等数据，并进行pc-ASPECTS评分。应用随机携带ASL分析软件包连续测量ASL图的脑血流量（cerebral blood flow，CBF）值。 对 DWI、MRA 及ASL图像进行判断（见图1、2），并对ASL技术所得的CBF进行分析，测量其CBF值，感兴趣区选择病灶最大层面的中心部位及CBF图灌注均匀处，且尽量避开脑室，选择面积大小l cm2，共测量3次，求其平均CBF值。对于灌注不均的病灶，取不同灌注区CBF值的平均值。同时，采用相同方法测量对侧镜像层面的CBF值，计算相对脑血流（rCBF）值（rCBF=缺血区域 CBF/对侧镜像层面 CBF）。rCBF比值在 0．80～1．20 为正常， 低于 0．80 为灌注减低，大于 1．20 为灌注增高[7]。

4．pc-ASPECT：pc-ASPECT将后循环分为10分。左、右丘脑，小脑和大脑后动脉的每一早期缺血性改变分别减1分，中脑或桥脑任何区域的早期缺血性改变减2分，尽管最初设计ASPECTS是为了用于CT，但后来证明其在MRI的DWI中也适用。DWI-ASPECTS因简便、可重复性高而应用广泛[8]。

5．MRA检查：检查时无需引入任何对比剂,即可获取能与数字减影相毗美的血管影像。因该技术的局限性,对终末细小动脉闭塞显示不佳，目前主要用来获取大动脉的血管改变[5]。

三、统计学处理

使用SPSS 21．0软件进行统计学处理，计量资料以均数±标准差表示，计量资料的显著性检验采用独立样本t检验；计数资料以频数和频率表示，计数资料的显著性检验采用Chi-square检验。双变量的相关性检验使用Spearman分析方法。对单因素分析有统计学意义的变量进一步采用多因素Logistic回归模型，筛选评分变化的影响因素。使用R3．6．0 中 Optimal Cutpoints 程序包绘制受试者工作特征曲线，并获得指标的临界值。P＜0．05表示差异有统计学意义。

结 果

一、rCBF、pc-ASPECT评分、大动脉狭窄率与患者预后间的关系

结果显示，对照组的rCBF值和pc-ASPECT评分明显高于进展组，差异有统计学意义（P＜0．05）。ASL 测得进展组的 rCBF 值为 0．69±0．19，对照组为1．25±0．37,提示 rCBF 值与 PCI患者急性期病情的进展密切相关。进展组大动脉狭窄率（见图1、2）高于对照组 （P＜0．05）， 提示大动脉狭窄、pc-ASPECT与疾病进展相关（见表1）。

表1 进展组与对照组的临床及生化指标比

图1入院后病情进展的患者影像学表现

图2 入院后病情好转的患者影像学表现

二、rCBF与MRA、pc-ASPECT间的关系

1．与MRA检查结果间的关系：低rCBF组（rCBF＜0．8，33 例） 的大动脉狭窄发现率高于高rCBF 组 （rCBF≥0．8，24 例）， 差异有统计学意义[70．6%（24/33）比 29．4%（10/24）， χ2=5．569，P＜0．05]。有大动脉狭窄组（34例）的平均rCBF值低于无大动脉狭窄组（23 例），差异有统计学意义[（0．87±0．38）比（1．24±0．65），t=2．753，P＜0．05]。 但大动脉狭窄的患者中仍有10例（占总数29．4%）rCBF值不低。

2．与 pc-ASPECT评分间的关系：rCBF值与pc-ASPECT评分间无统计学相关性 （r=0．219，P=0．102）。

三、影响PCI病情进展的相关因素分析

对单因素分析有统计学差异的指标进行多因素Logistic回归分析。结果显示，高rCBF值是病情进展的保护因素（OR=3．703，95%CI为 1．971～6．956，P＜0．05）。 受试者工作特征曲线提示，rCBF 值≥1．014时预示PCI患者预后较好，72 h疾病无进展（见图3）。虽然大动脉狭窄及pc-ASPECTS在2组中有差异，但与病情进展无关（见表2）。

表2 影响PCI进展的多因素分析

讨 论

PCI患者的脑梗死部位包括丘脑、颞叶、枕叶、脑干及小脑，常累及多个部位。因PCI涉及生命中枢，病情进展常导致严重不良后果，而早期对PCI患者进行病情评估，有助于对高危人群进行早期诊断和早期治疗，从而有效预防病情进展，降低PCI的发病率和致残率。

图3 rCBF预测的临界值

一、ASL检测可预测PCI患者的短期病情进展

既往的MRI脑灌注研究多采用动态磁敏感增强对比成像技术，但该方法采用外源性含钆对比剂，可能加重患者的肾功能负担，且极少数患者还可出现过敏反应。ASL则是利用血液中水分子作为内源性对比剂，不需要额外引入对比剂，即可评价并量化脑组织的血流灌注情况，无电离辐射，属完全无创的脑灌注评价技术[9]。ASL图像信号噪声比高，不易受颅底结构影响，有助于显示后循环血流动力学的改变。

rCBF 值在 0．80～1．20 为正常，低于 0．80 为灌注减低，大于1．20为灌注增高[10]。而患者脑血管狭窄或阻塞后，如果缺乏有效的侧支循环代偿，缺血区血流灌注量会迅速减少。本研究发现，经ASL测得的rCBF值与PCI患者急性期病情的进展间密切相关，其中进展组的平均 rCBF 值为 0．69±0．19，处于低灌注范围；对照组的平均 rCBF值则为1．25±0．37，处于高灌注范围，说明ASL可以很好地提示脑组织的灌注情况，高灌注提示患者的侧支循环代偿良好，故预后较好[11]。本研究显示，rCBF值是病情进展的保护因素，且rCBF值≥1．014时预示患者预后较好，说明通过ASL技术测量rCBF值可以很好地评估PCI患者病情进展的可能。

二、MRA提示大动脉狭窄时检测ASL可辅助判断预后

颅内外大血管狭窄或闭塞既是缺血性卒中的病理学基础，也是卒中进展的病理学基础和独立危险因素。研究发现，早期神经功能恶化最重要的预测因素包括颈部血管狭窄或闭塞以及大脑中动脉闭塞，尤其是椎基底动脉病变[12]。有研究表明，我国急性PCI患者发生血管病变的比例较高[13]。本研究通过MRA检查来评估PCI患者颅内动脉狭窄程度，结果虽然显示进展组的大动脉狭窄发现率高于对照组，但统计分析发现大动脉狭窄与PCI患者急性期病情的进展无关。原因考虑与MRA不能显示远端较小分支血管有关[14]，即不能显示侧支循环。脑梗死病灶如不能充分建立侧支循环，缺血半暗带不能在短时间内迅速恢复血流，残存的神经元细胞会继续死亡，临床即表现为神经功能的恶化[15-17]。本研究结果显示，MRA提示大动脉狭窄的患者中有29．4%的患者rCBF值不低，说明部分大动脉狭窄的患者脑灌注获得侧支循环代偿良好，因而此类患者预后较好。MRA检查结果提示大动脉狭窄时，可再辅以ASL检测rCBF值，以判断其侧支循环是否有效建立，从而辅助判断患者预后。

三、pc-ASPECTS评分

Puetzp等[18]依据增强头颅CT的检查结果，Tei等[7]依据DWI检查的结果，均认为pc-ASPECTS评分是PCI预后的独立预测因子。pc-ASPECTS评分更有益于探查后循环缺血组织，以预测急性基底动脉梗死患者的功能结果及死亡概率。本研究也发现pc-ASPECTS在两组中有差异，而与病情进展无关，与文献报道不一致。可能原因：可能与样本量较少有关，本研究显示pc-ASPECTS与rCBF无关，即其无法评估是否存在侧支循环，进一步显示了rCBF的优势。

本研究提示，高rCBF值是病情进展的保护因素。虽然大动脉狭窄、pc-ASPECTS在2组间有差异，但其对PCI病情进展的影响无统计学意义，提示对于脑梗死患者尤其是PCI患者，不仅应行常规MRI及MRA检查，也应该进行ASL检查，以评估其脑血流情况，可以早期判断其病情进展可能。由于本研究样本量较少，同时也没有分析急性期治疗、康复治疗及一般因素可能对患者病情进展的影响。但本研究的初步结果提示，PCI患者的急性期病情进展与ASL检测出的rCBF值相关，值得开展大样本的前瞻性研究。

总之，ASL与传统灌注检查方法对急性脑梗死的诊断，具有较高的一致性[19-20]，可以利用ASL结合MRI常规检查序列和MRA检查，对急性脑梗死患者作出全面、准确的诊断和评估。对于PCI患者，通过ASL检测rCBF值结合MRA的方法判断早期病情进展，从而进行强化治疗，延缓病情发展、降低复发率，对挽救生命、改善预后、提高生活质量有重要意义。