多参数ASL成像联合MRA成像对判断TIA后脑梗死的价值研究*

李 杰 李 颖 吴立梅 田玉红

短暂性脑缺血发作(transient cerebral attack，TIA)是临床上非常常见的缺血性脑血管病，是缺血性脑卒中最重要的危险因素，如果未得到重视及早期诊断治疗，其发生脑梗死的概率非常高。TIA后脑梗死的发生率在1周内达12%，3个月内高达10～20%，因此TIA是脑梗死非常重要的预警信号[1-2]。TIA是由于脑血流量减少而导致的脑组织缺血，动脉硬化性颈颅动脉狭窄是其主要病理生理学基础。磁共振血管造影(magnetic resonance angiography，MRA)是一种无创性血管检查技术，无须注入对比剂，无任何不良反应，可重复性强，是临床非常常用的检查手段。多参数3D动脉自旋标记(3D arterial spin labeling，3D ASL)成像，使用长、短两个标记延迟(post label delay，PLD)时间分别为1.5 s和2.5 s，可以反应脑组织缺血区灌注及侧枝代偿情况[3]。但MRA阳性、3D ASL成像PLD阳性与TIA后脑梗死的发生之间的关系未见报道。为此，本研究回顾性分析39例临床诊断TIA患者的MRA与3D ASL成像结果，旨在比较MRA阳性、3D ASL成像PLD阳性及MRA与3D ASL均为阳性与TIA后脑梗死的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2018年10月至2019年3月秦皇岛市工人医院收治的经临床确诊的39例TIA住院患者资料，其中男性26例，女性13例；年龄47～92岁，平均年龄(65.7±11.3)岁。本研究经医院医学伦理委员会通过。

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准：①TIA诊断符合《短暂性脑缺血发作的中国专家共识更新版(2011年)》诊断标准；②患者于末次发病24～72 h内进行MR检查，并在7～30 d内至少复查一次MR或CT检查。

(2)排除标准：急性脑梗死、脑出血、脑肿瘤及其他可能影响脑血流量等疾病。

1.3 仪器设备

采用GE EXPLORER型1.5T超导磁共振扫描仪(美国GE公司)；GE ADW4.7工作站(美国GE公司)。

1.4 检查方法

MRA及3D ASL灌注检查采用GE EXPLORER型1.5T超导磁共振扫描仪进行头颅扫描，使用16通道头相控阵线圈。

(1)扫描序列：包括T1加权成像(T1weighted image，T1WI)、T2加权成像(T2weighted image，T2WI)、T2液体衰减反转恢复(T2fluid attenuated inversion recovery，T2FLAIR)、弥散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)、3D时间飞跃法(time of flight，TOF)MRA和3D ASL。

(2)扫描方法：分别于患者末次发病后24～72 h内进行脑部MR常规扫描及MRA、3D ASL全脑灌注成像。

(3)3D TOF MRA扫描参数：重复时间(repetition time，TR)23 ms，回波时间(echo time，TE)3.8 ms，视野(field of view，FOV)22 cm，矩阵=320×192，层厚1.4 mm，激励次数(number of excitation，NEX)1次。

(4)3D ASL扫描参数：TR为4631 ms，PLD为1525 ms，以及TR为5326 ms，PLD为2525 ms，TE为10.5 ms，层厚4.0 mm，层数36层，NEX为3次。

1.5 观察与评价指标

(1)3D ASL灌注图像及MRA的影像评价：将3D ASL扫描后的图像传至GE ADW4.7工作站，后处理分别生成PLD 1525 ms及PLD 2525 ms脑血流量伪彩图。应用镜像法分别测量1525 ms及2525 ms脑血流量(cerebral blood flow，CBF)图灌注异常区，以CBF＜23 ml，100 g/min，认为低灌注区域ASL阳性，并计算异常侧CBF值与对侧CBF的比值，比值＞20%为异常(ASL阳性)。将3D TOF MRA原始数据传至工作站，生成血管图，评价脑内动脉有无狭窄(狭窄率＞50%者为阳性，＜50%为阴性)，并进一步评价低灌注区与血管狭窄供血区是否一致，由两名从事影像工作10年以上的医生对灌注图像及MRA图像进行评价，取得一致意见。

(2)TIA后脑梗死的判定：TIA患者末次发病24～72 h内进行MR检查，并于7～30 d内再进行1次MR检查，证实为同一责任血管分布区新发脑梗死灶，并伴临床症状和体征。

1.6 统计学方法

使用SPSS20.0统计软件，计量资料数据满足正态分布，以均值±标准差()表示，采用独立样本t检验，计数资料采用x2检验，相关性分析使用Pearson方法，应用受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线下面积(area under curve，AUC)评价MRA阳性、3D ASL PLD 1.5 s、2.5 s阳性以及MRA+3D ASL PLD 1.5 s、2.5 s阳性与TIA后脑梗死的的关系，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 MRA、3D ASL PLD 1.5 s和2.5 s结果与TIA脑梗死影像表现

(1)在39例TIA患者中：①MRA显示颈颅动脉狭窄和(或)闭塞阳性患者共30例(占76.9%)，共35处狭窄，其中左侧大脑中动脉狭窄12例(2例闭塞)，右侧大脑中动脉狭窄18例(3例闭塞)，基底动脉狭窄5例，右侧颈内动脉闭塞1例，左侧颈内动脉闭塞3例；②3D ASL灌注PLD 1.5 s显示低灌注(阳性)33例(占84.6%)，无低灌注(阴性)6例(15.4%)。3D ASL灌注PLD 2.5 s显示低灌注(阳性)18例(46.2%)，无低灌注(阴性)21例(53.8%)；③MRA+ASL PLD时间1.5 s均为阳性患者24例(占61.5%)，MRA+ASL PLD时间2.5 s均为阳性患者15例(占38.5%)。

图1 MRA、3D ASL PLD 1.5 s及 2.5 s均为阳性TIA后脑梗死图像

图2 MRA阴性，3D ASL PLD 1.5 s及 2.5 s均为阳性TIA后脑梗死图像

表1 39例患者MRA阳性与3D ASL PLD 1.5 s及2.5 s阳性与TIA后脑梗死关系[例(%)]

(2)在39例患者中，TIA后脑梗死13例(33.3%)，其中10例发生在TIA末次发病后7 d内，3例发生在15～23 d内。13例TIA后梗死患者中3D ASLPLD 1.5 s均为阳性，2例3D ASL PLD2.5 s阴性，其余11例MRA、3D ASL PLD1.5 s及2.5 s均为阳性，见图1；13例TIA后梗死患者中12例MRA均为阳性，1例MRA阴性，见图2。

(3)在39例患者中，3D ASL PLD 2.5 s阳性、MRA+ASL PLD 1.5 s及2.5 s阳性与TIA后脑梗死相关性有统计学意义(R=0.546，R=0.447，R=0.671；P＜0.05)，其中MRA+ASL PLD 2.5 s阳性与TIA后脑梗死相关性最大，MRA阳性、3D ASL PLD 1.5 s阳性与TIA后脑梗死相关性无统计学差异(R=0.258，R=0.302；P＞0.05)，见表1。

2.2 不同方法诊断TIA后脑梗死的灵敏度和特异度

绘制脑动脉MRA阳性、3D ASL PLD 1.5 s阳性、3D ASL PLD 2.5 s阳性、MRA+ASL PLD 1.5 s阳性和MRA+ASL PLD 2.5 s阳性与TIA后脑梗死关系的ROC曲线。其中MRA+ASL PLD 2.5 s均为阳性AUC最大(0.846)，诊断灵敏度、特异度较其他方法比较均有统计学意义(Z=5.464，P＜0.05)，其次为ASL PLD 2.5 s阳性AUC为0.788及MRA+ASL PLD 1.5 s均为阳性AUC为0.731；而单独MRA阳性及ASL PLD 1.5 s阳性对TIA后脑梗死诊断效能较低(Z=1.921，Z=2.739；P＞0.05)，见表2和图3。

图3 不同检查方法与TIA后脑梗死的关系ROC曲线

表2 MRA阳性与3D ASL PLD 1.5 s及PLD 2.5 s阳性与TIA后脑梗死灵敏度和特异度比较(%)

3 讨论

TIA是脑梗死重要的预警信号，如何对TIA患者进行准确评估其发生脑卒中的风险，从而避免TIA后梗死的发生，已经成为医学界研究的热点问题。以往对TIA诊断及预测脑梗死发生主要依赖临床，主观性强，且缺乏影像学的支持，准确性并不高。近年来随着影像学的快速发展，尤其是MRI的快速普及新技术、新序列的产生，可以利用MRA、DWI及3D ASL灌注成像等技术进一步了解TIA的病理改变，在TIA的病因诊断、标准制定、脑卒中风险评估和预后检测中的作用越来越突出[4]。

MRA是一种无创性血管检查技术，利用血液流入增强效应，从而获得三维脑血管影像。因其无须注入对比剂进行成像，无任何副作用，可重复性强，已经成为当前常用的脑血管检查手段。但由于空间分辨力和血液流速限制，对颈颅动脉大血管中-重度狭窄/闭塞检出效果较好，多用于颅底动脉环(Willis环)及近端动脉血管的评价。当颅内供血动脉发生严重狭窄、甚至闭塞时，并不一定导致区域神经组织的坏死与功能的缺失[5]。机体可以通过开放脑侧支循环血管、扩张供血小动脉，增加局部脑组织血流量，可以维持脑血流动力学的稳定，因此缺血区脑组织的侧支循环建立与否是颅内狭窄动脉供血区发生脑梗死的独立预测因素[6]。MRA由于自身存在局限性，对细小侧支血管显示不足，也无法显示侧枝循环，当血流较慢或者血管走形迂曲时易导致血流信号的丢失，造成假阳性。因此，仅靠MRA显示血管是否狭窄无法准确判断脑组织缺血程度及范围。本研究的39例TIA患者中，MRA显示颈颅动脉狭窄和(或)闭塞(阳性)患者共30例(占76.9%)，其中TIA后梗死12例(占40%)，两者相关性较差。对TIA后脑梗死的敏感性较高(占92.31%)，但诊断的特异性很低(占30.77%)，差异无统计学意义，1例MRA阴性患者发生了梗死，分析原因可能与微栓子脱落阻塞末梢血管，而MRA无法检出所致，表明不能单独使用MRA是否狭窄评估TIA患者缺血程度及预后，不能单独作为TIA后梗死的预测指标。

ASL是利用血液中水分子作为内源性、可自由扩散示踪剂进行颅脑灌注成像的MRI技术。随着ASL技术的进步，尤其是近年来3D ASL序列的应用，其图像质量、成像范围及成像速度有了极大的提高，逐渐受到影像学和神经科学工作者的关注，并越来越多地应用于科研和临床工作[7]。由于3D ASL灌注成像方法无须注入外源性对比剂，能直接反映组织的灌注水平，在脑灌注成像上具有独特的优势。3D ASL可以及时发现脑梗死前期的异常灌注，当发生缺血性脑血管病时，异常脑血流量是可以监测到的第一事件，因此CBF值可以作为诊断TIA的有效指标。PLD是从标记脉冲结束到3D ASL灌注图像采集开始所等待的时间，单时相PLD时间ASL可快速成像，但是该方法不能提供ATT信息。ATT延长导致低估CBF，这种影响可能对患有狭窄性闭塞性疾病的患者特别重要。PLD时间的长短对ASL灌注结果有重要影响，相对短时间的PLD灌注成像可以更多的反映灌注的行为特征和快速侧枝循环及前向血流信息；相对长时间PLD可以更多反映最后的灌注结果，因此多个PLD的使用常用于脑血管病患者。采用长、短PLD时间相结合可以更好反映大血管狭窄后的代偿水平。既往研究发现，侧支循环状态的差异对血管狭窄和(或)闭塞患者的症状严重程度、功能结局及缺血性卒中均存在影响[8-9]。本研究采用2个PLD时间(1.5 s及2.5 s)，结果显示，39例TIA患者中3D ASL PLD 1.5 s时发现低灌注33例，其中有13例发生TIA后脑梗死(占39.4%)，诊断敏感性很高(占100%)，但特异性很低(占23.08%)，其原因可能与Zaharchuk[10]提出的3D ASL短PLD时间对于早期脑缺血时慢血流探测不良而产生的低灌注放大效应有关，对发现TIA缺血具有很高的价值，但无法评价缺血区慢血流及侧枝代偿情况，与本研究结果显示的短PLD时间与TIA后脑梗死之间相关性差的结果相符。有研究表明，对于颅内动脉长期狭窄的患者，长PLD时间的3D ASL PLD 2.5 s更加能够反映灌注减低的真实情况[11]。本研究结果显示，PLD 2.5 s低灌注病灶，PLD 1.5 s均发现低灌注，且范围大于或等于PLD 2.5 s显示低灌注范围，两者面积差异有统计学意义。本研究中PLD 2.5 s显示低灌注18例，其中11例发生TIA后脑梗死(占61.1%)，特异度明显提高(占73.08%)，与TIA后脑梗死之间相关性强，AUC与PLD 1.5 s差异有统计学意义。表明PLD 2.5 s低灌注提示缺血区侧枝代偿不良，与TIA后脑梗死关系密切。

MRA与3D ASL PLD 1.5 s、2.5 s联合应用，与TIA后脑梗死均明显相关，尤其是MRA与3D ASL PLD 2.5 s均为阳性时，相关性最强，AUC最大；MRA+ASL PLD 2.5 s阳性与脑MRA阳性、3D ASL PLD 1.5 s阳性比较差异有统计学意义，表明MRA与ASL PLD 2.5 s联合对TIA后脑梗死预测价值更大，诊断效能优于MRA及ASL PLD 1.5 s，可以为临床提供更多及更准确的信息，对TIA患者治疗方案的选择提供影像学支持。

对TIA患者进行MRA成像及多参数ASL灌注成像，通过MRA可以了解责任病灶供血动脉是否狭窄及狭窄程度，ASL短PLD时间对发现TIA低灌注区域敏感，而长PLD时间反映低灌注区侧枝代偿水平，MRA阳性与3D ASL PLD 2.5 s阳性提示脑组织缺血区侧枝代偿不良并与TIA后脑梗死关系密切，对预测TIA后梗死有重要临床意义。

本回顾性研究尚存在一些局限性，由于所选取的病例全部为住院患者，多数病情较重，且病例样本数较少，可能存在偏倚。对脑血管评价仅依靠TOFMRA，ASL灌注成像PLD时间只选择1.5 s及2.5 s两个参数，可能存在一定的假阳性及假阴性。在日后的研究中会增加样本数并联合其他血管检查方法，如CTA和DSA，并进行更多参数ASL灌注成像，以使结果更加准确。