三维动脉自旋标记成像技术对急性脑梗死溶栓后再灌注效果的评价意义

张娴 边灿军 吕钿 潘瑞根 冯建钜

急性缺血性脑卒中（acute ischemic stroke，AIS）已成为我国居民健康的第一杀手，具有高发病率和高致残率，早期静脉溶栓是提高AIS治愈率和降低致残率的有效方法［1］。但溶栓后出血风险与溶栓血管再通之间的利弊权衡备受争议，临床上急需一种可有效评估溶栓后再灌注疗效的手段［2］。弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）是临床诊断AIS常用的检查手段，但无法反映梗死最初期的血流动力学改变［3］。研究表明，三维动脉自旋标记（three-dimensional arterial spin labeling，3D-ASL）不仅可发现急性脑梗死早期的低灌注区域及降低程度，还可评估缺血半暗带（ischemic penumbra，IP）的范围［4］。通过比较不同匹配3D-ASL/DWI的AIS患者溶栓再灌注疗效，探讨3D-ASL对溶栓效果是否具有评价意义。

1 资料与方法

1.1 临床资料 前瞻性选取2018年1月至2020年9月在本院接受溶栓治疗的AIS患者43例。（1）纳入标准：①符合2018年《中国急性缺血性脑卒中诊治指南》［1］中AIS的诊断标准；②病程＜4.5 h；③首次发病；④符合静脉溶栓条件，且同意接受静脉溶栓治疗者。（2）排除标准：①急诊静脉溶栓联合血管内治疗；②静脉溶栓前后未能完成头部MR检查；③头部MR弥散加权成像阴性；④临床资料不全者；⑤溶栓后出血患者。本研究经医院医学伦理委员会批准，所有患者签署知情同意书。

1.2 研究方法 （1）检查方法：采用高场超导磁共振（GE 1.5T，美国通用电气公司），使用高分辨率8通道头线圈进行扫描，包括3D-ASL和DWI两个序列。3D-ASL序列采用三维快速自旋回波成像技术，参数：TR 4,596.0 ms，TE 9.5 ms，FOV 24 cm×24 cm，层厚4.0 mm，无间隔3D扫描（横断面不打角度），厚度约40 cm覆盖全脑，扫描时长4 min 25 s，标记延迟1,525 ms。DWI序列使用平面回波成像技术，参数：TR 4,600.0 ms，TE 83.5 ms，FOV 24 cm×24 cm，层厚6.0 mm，层间距1.0 mm，扩散敏感因子b值为0、1,000 s/mm2，扫描时长41 s。（2）溶栓治疗：所有患者均行阿替普酶（商品名：爱通立，注册证号：S20110051）静脉溶栓治疗，剂量为0.9 mg/kg，最大剂量为90 mg。治疗开始的1 min内静推总使用剂量的10%，剩余90%在60 min内经输液泵行静脉输注。溶栓过程中要密切关注患者的病情变化，一旦发现有恶心呕吐、血压增高、严重头痛及意识障碍等症状，则立即中止溶栓治疗，同时急诊查头颅CT排除脑出血。

1.3 观察指标 根据溶栓治疗前及治疗后7 d患者头部磁共振扫描取得的相应区域的表观弥散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）、脑血流量（cerebral blood flow，CBF）和神经功能缺损程度进行溶栓疗效评价。（1）使用Functool 2软件对溶栓前后采集的3D-ASL和DWI序列的原始数据进行处理分析，选取DWI高信号灶面积最大的层面，分别测得感兴趣区内对应的ADC值和CBF值。由2名具有主治及以上职称的影像学医师共同进行图像评估，当意见不一致时另请1名具有副主任职称的影像学医师参与决定最终结果。（2）患者的神经功能缺损程度，采用美国国立卫生研究院卒中量表［5］（national institutes of health stroke scale，NIHSS）进行评估，由同1名主治及以上职称的神经内科医师完成。（3）疗效判断标准：基本痊愈，溶栓后NIHSS评分较前降低＞90%；显效，评分降低＞45%～90%；有效，评分降低＞18%～45%；无效，评分降低或增加均≤18%；恶化，死亡或评分增加＞18%。

1.4 统计学方法 采用SPSS 20.0统计学软件。计量资料符合正态分布以（±s）表示，多组间比较采用F检验，两两比较采用LSD-t检验；计数资料以（n）表示，等级资料采用秩和检验；溶栓疗效与3D-ASL/DWI的不同匹配关系采用Spearman相关性分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 分组 根据溶栓前患者3D-ASL和DWI显示的灌注及高信号异常面积的大小将所有患者分为3D-ASL＞DWI 组（差值＞20%）、3D-ASL=DWI组（-20%＜差值≤20%）、3D-ASL＜DWI组（差值≤-20%），分别有22例、14例、7例。

2.2 三组患者溶栓前后的ADC值比较 溶栓前及溶栓后患者的ADC值组间比较，差异均有统计学意义（＜0.001）。3D-ASL＞DWI组和3D-ASL=DWI组患者溶栓后的ADC值均较溶栓前明显增加，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 三组患者溶栓前后的ADC值比较［10-3 mm2/s，（±s）］

表1 三组患者溶栓前后的ADC值比较［10-3 mm2/s，（±s）］

组别 ADC值溶栓前 溶栓后 t值 P值3D-ASL＞DWI 组（n=22） 0.41±0.09 0.81±0.14 -11.273 ＜0.001 3D-ASL＝DWI 组（n=14） 0.46±0.10 0.77±0.13 -7.072 ＜0.001 3D-ASL＜DWI 组（n=7） 0.58±0.10 0.63±0.11 -0.935 0.368 F值 8.566 4.892 P值 ＜0.001 0.013

2.3 三组患者溶栓前后的CBF值比较 溶栓前及溶栓后患者的CBF值组间比较，差异均有统计学意义（P＜0.001）。3D-ASL＞DWI 组和3D-ASL=DWI 组患者溶栓后的CBF值均较溶栓前明显增加，差异有统计学意义（P＜0.001）。见表2。

表2 三组患者溶栓前后的CBF值比较［mL/（100 g·min），（±s）］

表2 三组患者溶栓前后的CBF值比较［mL/（100 g·min），（±s）］

组别 CBF值溶栓前 溶栓后 t值 P值3D-ASL＞DWI 组（n=22） 26.18±4.35 62.39±8.46 -17.854 ＜0.001 3D-ASL＝DWI 组（n=14） 20.82±4.01 41.09±6.77 -9.639 ＜0.001 3D-ASL＜DWI 组（n=7） 16.14±2.60 17.32±3.23 -0.837 0.413 F值 19.064 109.301 P值 ＜0.001 ＜0.001

2.4 三组患者溶栓前后的NIHSS评分比较 溶栓前及溶栓后患者的NIHSS评分组间比较，差异均有统计学意义（P＜0.001）。3D-ASL＞DWI组和3D-ASL=DWI组患者溶栓后的NIHSS评分均较溶栓前明显降低，差异有统计学意义（P＜0.001）。见表3。

表3 三组患者溶栓前后NIHSS评分比较（±s）

表3 三组患者溶栓前后NIHSS评分比较（±s）

组别 NIHSS评分溶栓前 溶栓后 t值 P值3D-ASL＞DWI 组（n=22） 10.24±3.09 3.15±0.98 10.258 ＜0.001 3D-ASL＝DWI 组（n=14） 8.44±1.87 3.52±1.12 8.446 ＜0.001 3D-ASL＜DWI 组（n=7） 5.56±1.33 5.27±1.04 0.550 0.589 F值 9.397 11.198 P值 ＜0.001 ＜0.001

2.5 三组患者溶栓疗效比较 三组患者溶栓疗效比较，差异有统计学意义（P＜0.05），见表4。经Spearman相关性分析显示，溶栓疗效与不同匹配的3D-ASL/DWI有明显相关性（r=0.789，P＜0.001）。

表4 三组患者溶栓疗效比较（n）

3 讨论

急性缺血性脑卒中是由于大脑血液供应障碍，脑组织发生缺氧、缺血性坏死的一类致残致死性临床综合征，其病因包括大动脉粥样硬化、心源性栓塞、小动脉闭塞等，主要表现为局灶性神经功能缺损，并出现相应的体征［7］。脑组织耗氧量大且对缺氧耐受性极差，血供中断2 min脑细胞电生理活动便会停止，5 min即发生不可逆损伤，因此早期诊断脑组织灌注情况对指导治疗十分重要［8］。

ASL经射频脉冲磁化血液后，以磁性标记的动脉血作为内源性造影剂，血液中的水分子为自由扩散的内部示踪剂，经过一段时间的延迟，被标记的血流进入脑组织，此时采集标记像，其中包括静态组织水和标记水两种信号。预先采集标记前的图像作为控制像，将标记像与控制像相减，脑组织中的静态水信号被减去，两者的信号差异即为大脑血流灌注信息［9］。3D-ASL成像是一种基于三维快速自旋回波的成像技术，相较于2D图像质量稳定且成像范围更大，具有简便无创、安全性高、可重复性好等优点，目前已被广泛应用于中枢神经系统疾病的诊断、鉴别诊断和预后评估［10］。

在大多数急性脑梗死患者中，应用DWI可发现梗死核心区，但其检测超急性期的血流灌注异常阳性率较低，与DWI相比3D-ASL可同时发现更早期的血管灌注异常，还可半定量分析得出目标区域的CBF［11］。一项由颈内动脉闭塞所致的急性脑梗死研究发现，3D-ASL图像上条状、点状的血管内高信号影可识别患者的侧支循环形成和血液停滞部位，对治疗方案的制定具有一定的指导意义［12］。OKAZAKI等［13］在患者溶栓治疗中的多个时间点进行3D-ASL检查，发现出现动脉转运伪影是血管再通的有效标志，有助于判断是否需要额外进行机械取栓。另有研究表明，前循环大脑大动脉闭塞导致的急性脑梗死在发病6～24 h行灌注成像有助于筛选适宜机械取栓的患者［14］。

脑梗死不可逆转，但梗死核心区的边缘可存在缺血半暗带，IP可转归为正常组织或继续恶化成梗死灶，它的存在是急性脑梗死患者进行溶栓或机械取栓治疗的依据［15］。DWI可显示梗死核心区，但对血流灌注减少或血流量仍可维持脑组织形态和功能完整性的区域不敏感，而3D-ASL对血流灌注情况十分敏感［16］，二者的灌注-信号异常不匹配可用于识别IP并判断其范围大小，为治疗方案选择和预后评估提供依据。本研究3D-ASL＞DWI组和3D-ASL=DWI组患者在溶栓治疗7天后的ADC值和CBF值均增加，NIHSS评分降低，表明治疗效果良好；而3D-ASL＜DWI组患者治疗前后的ADC值、CBF值和NIHSS评分比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），表明治疗效果较差。经Spearman相关性分析显示，溶栓疗效与不同匹配的3D-ASL/DWI有明显相关性（r=0.789，P＜0.001）。3D-ASL＞DWI 组患者存在范围较大的IP，此时溶栓效果显著。3D-ASL=DWI组患者的IP范围较小，或由于血管再通、侧枝循环建立等血流灌注恢复正常，虽然溶栓有效，但较前一组的效果较差。3D-ASL＜DWI组可能由于病灶发生再灌注和反应性充血，溶栓后高灌注还会引起出血性转化，且溶栓前患者NIHSS评分较低，病情较轻，因此溶栓无明显效果。有研究认为，局部高灌注在一定程度上提示预后良好，但面积较大高灌注往往引起再灌注损伤，继发出血转化［17］。

综上所述，3D-ASL＞DWI 和3D-ASL＝DWI的患者可行静脉溶栓治疗，3D-ASL＜DWI的患者由于病情无明显改善，不宜行溶栓治疗。3D-ASL/DWI的不同匹配情况可反映IP的存在及其范围大小，可用于评价急性脑梗死溶栓后再灌注的效果，为治疗方案的选择提供影像学依据。本研究的不足之处在于，3D-ASL单一标记后延迟时间无法计算侧支血流，其准确性易受到影响，且样本量较小影响了研究结果的可信度，后续可通过扩大样本量并采取多个标记后延迟时间的方式以进行下一步研究。