3D-ASL对急性缺血性脑卒中患者严重程度及预后的评估价值分析

王 强，李会生，张博海，潘 剑，李易明

(1.河北省保定市第一医院医学影像科，河北 保定 071000；2.河北医科大学临床学院实验中心，河北 石家庄 050017)

急性缺血性脑卒中(acute ischemic stroke,AIS)是局部脑组织供血动脉狭窄或闭塞，导致其供血区域血流灌注减少或中断，脑组织因缺血缺氧、坏死而引发的一系列神经系统损伤症状和体征[1-2]。因该病具有高发病率、致残率、致死率，给患者及其家庭带来沉重经济和精神负担，严重影响其生活质量[3]。因此，如何在发病早期即对疾病的严重程度及预后作出精准预测，从而针对不同病情调整治疗方案，对提高AIS患者的诊治效果改善患者预后尤为重要。AIS患者的病理基础为脑血流灌注异常，脑组织血流量可及时反映脑组织的血流动力学变化[4]。因此，观测脑梗死区域血流量(cerebral blood flow,CBF)对疾病的诊断及评估具有重要价值。三维动脉自旋标记(three-dimensional arterial spin labeling,3D-ASL)是将自身动脉血质子作为内源性示踪剂，从而快速获取组织血流灌注信息的一种非侵入性磁共振灌注技术，具有完全无创、无需对比增强、影像图片清晰、重复性好等特点[5-6]。本研究对入院当天的AIS患者行3D-ASL检查，获取脑梗死灶核心区血流灌注情况，分析其与美国国立卫生研究院卒中量表评分(National Institutes of Health Stroke Scale, NIHSS)、Apelin-13蛋白水平、改良Rankin量表(modified Rankin Scale, mRS)评分、改良Barthel指数(modified Barthel index,MBI)的相关性，探讨梗死灶CBF值对疾病严重程度及患者短期预后的评估价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2018年5月—2019年8月河北省保定市第一医院确诊的128例急性缺血性脑卒中患者作为研究对象。所有AIS患者均符合中华医学会神经病学分会颁布的《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2014》[7]的诊断标准。

AIS患者的入选标准：①均为首次发病入院，且起病急；②发病时间明确，均<24 h;③梗死灶均位于单侧大脑；④患者或家属均签署知情同意书。

排除标准：①磁共振成像检查禁忌者；②同时伴有脑外伤、颅脑肿瘤、脑血管畸形等颅脑疾病者；③伴有重度高热患者；④伴有精神类疾病无法配合诊治者；⑤伴有严重心、肝、肾功能不全、凝血功能异常及糖尿病患者；⑥心源性脑梗死、血管炎性梗死患者。

根据NIHSS将入选的AIS患者分为轻度组(≤4分)、中度组(5～15分)、重度组(≥16)。所有患者的性别、年龄、脑梗死灶位置分布差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 三组急性缺血性脑卒中患者的一般资料

1.2检查指标

1.2.13D-ASL检查脑梗死灶核心区血流灌注情况 利用磁共振成像扫描系统，8通道头颈相控阵线圈，患者取仰卧位，双手置于身体两侧，头部先进，连续扫描覆盖全脑。3D-ASL成像具体参数设置：TR=4 598 ms、TE=10.5 ms、层厚=4 mm、FOV=24 mm×24 mm、扫描层数=33。由两名具有脑部影像诊断经验的副主任医师采用随机携带的GE ADW 4.6后处理工作站对获取的MRI图像进行分析处理。选取图像显示清晰、脑梗死灶最大层面的血流灌注异常区域作为核心部位测定其CBF值，每个观测点 CBF值测量三次，求其均值作为最终测量点的CBF值。

1.2.2AIS患者神经功能缺损程度评分 入院当天，由本科室两名医师采用NIHSS从意识、语言、运动、感觉、视觉等多个方面评估患者神经功能缺损程度，评估分值越高提示患者入院当天神经功能缺损程度越严重[8]。

1.2.3血清Apelin-13蛋白水平测定 患者于入院首日采集静脉血5 mL，室温静置30 min后，3 000 r/min，离心5min，取上清用于Apelin-13蛋白水平测定。采用酶联免疫吸附法测定血清 Apelin-13蛋白水平(试剂盒购自上海酶联生物科技有限公司)，测定过程严格按照试剂盒操作说明进行。

1.2.4患者日常生活质量评价 入院2周后，采用MBI评价患者的日常生活能力。MBI 是测评患者日常生活能力的权威量表，共包含10个基础性日常生活活动项目。其中7项为自理性活动，如进食、穿衣、如厕、洗澡、个人卫生、大、小便控制等，其余3项为移动性活动。通过对这10项基础性日常生活活动的完成情况来评估患者生活质量，即患者预后情况。该量表总分100分，分数越高表示患者日常生活质量越高[9]。

1.2.5AIS患者神经功能恢复情况评估 入院2周后，由两名具有临床经验的康复医师采用mRS对患者神经功能恢复情况进行评估。mRS从患者症状、日常生活、工作能力、生存情况等方面进行综合评分。mRS评分范围为0～5 分，共6个等级。0分：无症状；1分：有症状但无明显残疾；2～5分依次代表轻度、中度、中重度、重度残疾[10]。用mRS量表评价卒中患者近期预后，分值越高提示患者近期预后越差。

1.2.6绘制ROC曲线分析CBF值对急性缺血性脑卒中患者严重程度的预测价值 绘制急性缺血性脑卒中患者梗死灶CBF的ROC曲线，观察曲线下面积，选取敏感度、特异度二者之和最大的截断点作为轻度组与中度组、中度组与重度组脑卒中患者的最佳CBF截断值。

1.3统计学方法 应用SPSS 13.0统计学软件进行处理分析。计量资料组间比较采用单因素方差分析，两组之间多重比较采用SNK-q检验，计数资料比较采用χ2检验，双变量间关系采用Pearson相关分析。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1三组患者检测指标比较 入院当天，三组患者的梗死灶核心区CBF值、血清Apelin-13水平差异均有统计学意义，其中，中度组和重度组患者脑梗死灶核心区CBF值、血清Apelin-13水平明显低于轻度组(P<0.05)，重度组又明显低于中度组(P<0.05)。

入院2周后，三组患者的MBI指数、mRS评分差异有统计学意义。其中，中度组和重度组急性缺血性脑卒中患者的MBI指数明显低于轻度组(P<0.05)，重度组MBI指数又明显低于中度组(P<0.05)；中度组和重度组患者mRS评分明显高于轻度组(P<0.05)；重度组mRS评分则明显高于中度组(P<0.05)。见图1、表2。

表2 三组患者入院当天脑梗死灶核心区CBF值、血清Apelin-13水平、入院2周后MBI指数、mRS评分比较

图1 三组患者的DWI和ASL图像

2.2相关性分析 患者入院当天脑梗死灶核心区CBF值与Apelin-13水平呈正相关关系(r=0.735，P<0.0001)；与入院两周后的MBI指数呈正相关关系(r=0.760，P<0.001)，与mRS评分呈负相关关系(r=-0.689，P<0.001)。见表3。

表3 患者入院当天脑梗死灶CBF值与血清Apelin-13水平、入院2周后MBI指数、mRS评分的相关性

2.3脑梗死灶CBF截断值及ROC曲线下面积 轻度组与中度组脑梗死灶CBF最佳截断值为20.5 mL·min-1·100 g-1，敏感度为95.6%，特异度为74.5%，ROC曲线下面积为0.946(95%CI：0.907～0.985，P<0.05)；中度组与重度组的CBF最佳截断值为13.5 mL·min-1·100 g-1，敏感度为75%，特异度为97.8%，ROC曲线下面积为0.924(95%CI：0.861～0.987，P<0.05)。见图2。

3 讨 论

脑卒中是临床上一种常见病多发病，其中75%～85%患者为缺血性脑卒中[11]。随着人民生活水平的不断改善以及人口老龄化的加剧，缺血性脑卒中的发病率也逐年升高[12]。缺血性脑卒中的高致残率、致死率严重影响了患者的生存质量。早期对缺血性脑卒中严重程度及预后进行精确评估，对治疗措施调整、改善患者预后具有重要意义。因此，本研究在患者入院当天采用3D-ASL技术测定反映单位时间内流经局部脑组织血流量的CBF值，探索其对缺血性脑卒中患者严重程度及预后的评估价值。

缺血性脑卒中发病机制为脑供血动脉狭窄或闭塞，导致脑实质缺血、缺氧以及脑细胞坏死。因此，脑血流动力学检查对判断脑组织损伤程度及患者病情进展具有重要指导意义。3D-ASL是一种非侵入性磁共振灌注成像技术，其将自身动脉血中水质子作为示踪剂进行标记，快速全脑成像获得标记图像，再通过一次未标记血成像获得未标记图像，将两者减影即可获得血液灌注信息，测定CBF值变化。3D-ASL无需注射造影剂，安全无创、操作简便，所获得的血流灌注图像显示均匀，能更敏感地显示脑组织血流灌注异常的部位、范围，可客观准确反映脑血流灌注情况，因此CBF值可作为脑血流量的定量指标[13-14]。NIHSS评分是临床上常用的神经功能缺损程度评估方法，分值越高提示患者神经功能损伤程度越严重。因此，本研究根据入院患者NIHSS评分的高低进行分组。结果显示，中度组、重度组缺血性脑卒中患者入院当天梗死灶核心区CBF值明显低于轻度组，而重度组又明显低于中度组。说明随着缺血性脑卒中患者梗死灶血流量的减少，神经损伤程度增加，即患者病情逐渐加重。ROC曲线下面积可以用来评价诊断试验的效果，其数值越大，说明试验的诊断价值越大。当ROC曲线下面积小于0.70时，说明诊断的准确度较低，在0.70～0.90范围时，说明准确度为中等，0.90以上则表示诊断的准确度较高。采用ROC曲线来评估以CBF值来诊断缺血性脑卒中患者病情轻度、中度、重度的准确性。结果显示：轻度组与中度组、中度组与重度组AIS患者CBF截断值，其对应的ROC曲线下面积分别为0.946、0.942。说明采用梗死灶的CBF值来诊断AIS患者的严重程度具有较高的准确度。提示缺血性脑卒中患者梗死灶CBF值大小可作为评估患者病情严重程度的重要检测指标。

Apelin是血管紧张素受体相关蛋白的内源性配体，Apelin-13是其生物活性形式，可通过抗氧化应激、抑制神经细胞凋亡、抗兴奋性毒性损伤等方式保护神经系统免受伤害[15]。研究表明，Apelin-13作为内源性神经保护因子，其含量的高低可作为神经系统损伤程度的指示因子，即含量越低，患者神经系统损伤越严重[16]。在本研究中，中度组、重度组患者血清Apelin-13水平明显低轻度组，而重度组又明显低于中度组。进一步证实Apelin-13水平高低可提示患者神经系统损伤程度，即随Apelin-13水平的降低，急性缺血性脑卒中患者的病情也随之加重。此外，相关性分析显示，急性缺血性脑卒中患者入院当天脑梗死灶CBF值与血清Apelin-13水平呈正相关，即随患者病情加重，CBF值与血清Apelin-13水平均呈逐渐下降趋势。表明随脑梗死灶CBF值下降，急性缺血性脑卒中患者的病情也随之加重，进一步说明梗死灶CBF值对缺血性脑卒中患者的早期诊断具有较大价值。因此，患者入院当天立即采用3D-ASL技术检测脑梗死灶CBF值，观察脑组织血流灌注情况，可对患者病情严重程度进行准确预测。

MBI 是临床上脑卒中患者使用最为广泛的基础性日常生活活动评定方法，操作简单，敏感度高。该方法通过患者完成基础性日常生活活动情况来评估其生活质量，评分越高表示患者生活质量越高，提示患者预后越好。mRS评分法主要用于评估患者神经功能恢复情况，分值越高，患者神经功能障碍越严重，即预后越差。急性脑卒中患者入院两周后，采用MBI和mRS评分法评估患者短期预后情况。结果显示，中度组、重度组患者的MBI指数明显低于轻度组，mRS评分则高于轻度组，重度组患者的MBI指数又明显低于中度组，mRS评分则高于中度组。说明随急性脑卒中患者病情加重，其两周后的生活质量也随之降低，神经功能恢复也越差，即急性脑卒中患者病情越重，其短期预后越差。相关性分析显示，患者入院当天测量的脑梗死区CBF值与MBI指数呈正相关关系，与mRS评分呈负相关关系。提示观测脑梗死区CBF值可预测患者短期预后，即随CBF值越小，患者预后越差。

本研究结果显示，急性脑卒中患者脑梗死灶CBF值与患者病情严重性及预后密切相关，患者入院当天即采取3D-ASL技术检测脑梗死灶CBF值，评估脑组织血流灌注情况，可作为早期预测患者病情严重程度及短期预后的一种有效检测手段，对指导临床针对患者病情及时制定或调整治疗方案，改善患者预后具有重要指导意义。