急性缺血性脑卒中多模态MRI的应用研究

唐继芳 马 春 张 勇 刘高元 惠庆桃

德阳市人民医院放射科 (四川 德阳 618000)

急性缺血性脑卒中(AIS)指因突发脑动脉狭窄或闭塞所致的脑组织缺血、缺氧坏死，具有起病急、致残致死率高、易复发特点，是危害民众生命健康及生存质量的常见急性脑血管病，早诊断、早治疗是改善预后关键[1]。随着现代影像技术发展，影像学检查已成为AIS诊断基础，其评估结果能为患者诊断提供丰富信息，有助于指导临床个体化治疗[2]。磁共振成像(MRI)作为AIS评估中常用的影像手段，已从常规扫描技术发展到多模态成像技术，而多模态MRI的应用使得功能性成像成为可能，从而为AIS神经病理生理改变提供更丰富信息[3]。本研究将多模态MRI用于AIS患者评估中，旨在探究其对患者病情及预后评估价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料回顾性分析2019年1月至2019年10月本院收治的67例AIS住院患者临床资料。

纳入标准：具有AIS症状及体征，且发病6h内入院；经CT、常规MR检查明确脑梗死、排除脑出血；患者可耐受并完成多模态MRI扫描，且扫描在入院48h内完成；所有检查均获得知情同意；在本院接受规范治疗，临床资料完整。排除标准：合并脑外伤、脑血管畸形、颅内占位性病变等疾病，合并恶性肿瘤、严重器质性病变，既往脑卒中病史，对比剂过敏，无法耐受检查，存在MRI检查禁忌，临床资料不全。67例患者均以头痛头晕、意识障碍、言语不利、偏瘫、偏身感觉异常等症状入院，其中男41例，女26例，年龄49～81岁，平均(62.28±7.35)岁，NIHSS评分3～24分，平均(11.62±3.16)分。

1.2 方法

1.2.1 检查方法 采用PHILIPS Ingenia 3.0T磁共振扫描仪，32通道头部线圈，扫描序列包括：T1加权像(T1WI)、T2加权像(T2WI)、水抑制成像(FLAIR)、弥散加权成像(DWI)、磁敏感加权成像(SWI)、三维动脉自旋标记成像(3D-ASL)，扫描参数如下：T1WI：TR=1800ms，TE=24ms，层厚=4.0mm，间隔=0，FOV=240×240mm，矩阵352×256mm，NEX=1；T2WI：TR=4500ms，TE=105ms，层厚=5.0mm，间隔=1.0mm，FOV=240×240mm，矩阵384×384mm，NEX=1.5；FLAIR：TR=8000ms，TE=140ms，层厚=5.0mm，间隔=1.0mm，FOV=240×240mm，矩阵288×244mm，NEX=1；DWI：TR=4800ms，TE=81ms，层厚=5.0mm，间隔=1.5mm，FOV=240×240mm，矩阵160×160mm，NEX=1，扩散弥散系数b值0s/mm2和1000s/mm2；SWI：TR=42ms，TE=24ms，层厚=3.0mm，间隔=0，FOV=240×240mm，矩阵320×224mm，NEX=0.69，翻转角=15°；3D-ASL：行2次扫描，对应参数分别为，标记至采集时间隔(PLD)=1525ms，TR=4600ms，TE=11ms，层厚=4.0mm，间隔=0，FOV=240×240mm，矩阵512×8mm，NEX=3；PLD=2525ms，TR=5300ms，TE=11ms，层厚=4.0mm，间隔=0，FOV=240×240mm，矩阵512×8mm，NEX=3。

1.2.2 图像处理及资料分析 原始数据传输至DICOM数字影像工作站，利用自带Function软件包处理。DWI原始数据传到工作站后，以轴位高信号区为缺血损伤脑组织，选取病灶最大层面，勾勒高信号区范围，由软件自动计算脑卒中面积，若为多发病灶，则分别测量求和，梗死灶面积＜3cm2、3～5cm2、＞5cm2分别视为小面积、中面积、大面积梗死灶。SWI原始数据传至工作站后，以最小密度投影(minIP)为重建模式，得到SWI图、SWI-minIP图，SWI图观察脑内微出血灶(CMB)，即图像中0.3～0.5cm类圆形低信号，SWI-minIP图观察病变区域动脉血栓磁敏感征(SVS)，SVS定义：图像上血管走形区内点、短条状低信号影，且长度超过同一层面对侧动脉血管管径值。以DWI图像选择最佳卒中层面，选取3D-ASL伪彩图中灌注异常区、对侧正常脑组织区为感兴趣区，获得各感兴趣定量脑血流量(CBF)值，并计算相对脑血流量值(rCBF)，患侧与对侧rCBF＞1.2、0.8～1.2、＜0.8分别记为高灌注、正常灌注、低灌注。

1.3 观察指标及标准观察各扫描序列影像特征；分析多模态成像技术DWI、SWI、3D-ASL影像特征与患者病因、病情及预后关系。病因主要分为心源性与非心源性，以临床特征、基础疾病等综合评估结果为准[4]；病情以入院时美国国立卫生院研究所卒中量表(NIHSS)评分[5]为准，NIHSS≤6分、7～14分、≥15分分别视为轻型、中型、重型，预后以治疗15天后NIHSS降低幅度为准，NIHSS降低46%～100%、15%～45%、＜15%或增加分别视为预后良好、尚可、预后不良。

1.4 统计学分析采用SPSS 19.0软件，符合正态分布计量资料用()表示，两组间比较进行独立样本t检验；多组间比较采用单因素方差分析，两两比较行LSD-t法，计数资料以n(%)形式表示，行Pearson卡方检验或连续矫正卡方；P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 各扫描序列影像特征67例AIS患者，常规扫描提示单发灶42例(62.69%)，多发灶25例(37.31%)，分布于脑叶、基底节区、半卵圆中心、小脑半球；T1WI序列所示梗死区呈等信号或稍低信号，T2WI、T2FLAIR序列呈高信号或稍高信号；DWI序列呈不规则斑片、点片状或斜形高信号影(见图1)，对应表面弥散系数图呈低信号，梗死灶面积范围在2.1cm2～34.2cm2，其中大面积梗死31例(46.27%)，中面积梗死25例(37.31%)，小面积梗死11例(16.42%)；SWI图中CMB阳性(见图2)例数18例，检出率(26.87%)，SVS阳性(见图3)例数36例，检出率(53.73%)；3D-ASL图像提示病灶区域周围灌注状态高灌注18例(26.87%)，正常灌注20例(29.85%)，低灌注(见图4)29例(43.28%)。

图1 不同患者多模态MRI成像典型特征。图1A：患者男，58岁，DWI图像示病灶多区域斑片状信号；图1B：患者男，51岁，SWI图可见多个微出血灶；图1C：患者男，61岁，SWI-mIP示右侧大脑中动脉内低信号；图1D：患者女，55岁，3D-ASL伪彩图提示左侧大脑半球低灌注改变。

2.2 心源性与非心源性AIS组多模态MRI特征比较67例AIS患者，心源性AIS共24例，非心源性AIS共43例；结果显示，心源性AIS与非心源性梗死面积、CMB阳性率、灌注状态比较差异无统计学意义(P＞0.05)，但心源性AIS组SVS阳性率显著高于非心源性组(P＜0.05)。

2.3 不同病情程度AIS组多模态MRI特征比较根据入院时NIHSS评分，67例患者可分为轻型14例，中型33例，重型20例；结果显示，不同病情程度AIS组梗死面积比较差异无统计学意义(P＞0.05)，但CMB阳性率、SVS阳性率、灌注状态比较差异有统计学意义(P＜0.05)，表现为中重型AIS患者CMB阳性率、SVS阳性率、低灌注状态显著高于轻型患者(P＜0.05)。

2.4 不同预后AIS组多模态MRI特征比较根据治疗15天后患者NIHSS评分降低幅度，67例患者可分为预后良好29例，尚可27例，预后不良11例；结果显示，不同预后组梗死面积、CMB阳性率、SVS阳性率、灌注状态比较差异有统计学意义(P＜0.05)，表现为预后良好组大梗死面积率、CMB阳性率、SVS阳性率、低灌注状态率更低(P＜0.05)。

表1 心源性与非心源性AIS组多模态MRI特征比较[n(%)]

表2 不同病情程度AIS组多模态MRI特征比较[n(%)]

表3 不同预后AIS组多模态MRI特征比较[n(%)]

3 讨 论

缺血性脑卒中是一个动态变化过程，具有复杂的病理生理改变，常规MRI检查很难实现完善的定性、定位分析，而多模态MRI成像可从不同层面分析患者病理变化，为诊疗提供更丰富信息[6]。本研究将DWI、SWI、3D-ASL三种多模态成像技术用于AIS诊断及综合评估，发现上述影像结果与患者病因、病情及预后关系密切。

当脑实质出现缺血缺氧时，脑细胞膜功能受损，大量水分子、钠离子在胞内聚集，使得细胞水肿，而在早期细胞尚未发生坏死、胞膜裂解时，常规MRI很难显示这些变化[7]。DWI成像技术基于常规T2WI上施加一对强度相等、方向相反的弥散梯度，经平面回波成像技术，组织间弥散系数与T2对比产生图像，通过早期分子弥散速度变化，可观察缺陷区信号，对脑卒中早期细胞毒性水肿及血管源性水肿具有很高的敏感性，被广泛用于脑组织缺血早期损伤情况检测及梗死灶面积评估[8]。本研究患者DWI序列可呈不规则斑片、点片状或斜形高信号影，对应表面弥散系数图呈低信号，评估梗死灶面积，发现大、中、小面积梗死分别有31例(46.27%)、25例(37.31%)、11例(16.42%)。血液中红细胞有含氧和脱氧血红蛋白，含氧血红蛋白中血红素铁处于低自旋状态，具有抗磁性，而脱氧血红蛋白中含铁血黄素处于高自旋状态，具有顺磁性。SWI是基于T2加权梯度回波序列的一种成像技术，可根据不同组织磁敏感差异提供图像对比增强，极为敏感地显示不同磁化率物质，脑出血灶及动脉血栓中脱氧血红蛋白含量明显增加，在SWI图上呈明显低信号，因此采用SWI成像能准确描述血栓栓子，筛选微出血灶，监测患者出血性转化[9]。CMB是AIS治疗中常见出血性转化特征，其发生可能作为血管再通、再灌注自然过程，同时也提示临床及时防范远期脑出血可能。SVS逐步被定义为颅内动脉走行区低信号改变，是预测血栓存在的重要影像学特征，既往还有报道认为[10-11]，SVS可用来预测心源性栓塞、预测患者静脉溶栓后血管再通情况等，具有重要临床应用价值。本研究67例患者，检出CMB阳性18例(26.87%)，SVS阳性36例(53.73%)，这些特征检出为临床评估患者出血性转化、调整治疗方案、预测预后等具有重要意义。脑血流量灌注异常是缺血性脑卒中病理基础，可破坏突触传递、能量代谢、膜离子泵等生理功能，继而造成神经元损伤。3D-ASL成像是一种简便、无创的定量磁共振脑灌注成像技术，以血液中水质子为内源性失踪剂，利用射频脉冲标记成像层面血液改变其自旋驰豫状态，经控制图像与标记图像剪影，得到大脑灌注图像，既往报道显示，3D-ASL脑血流灌注成像评估与正电子发射型计算机断层显像(PET)一致性较高[12]。本研究采用3D-ASL成像评价AIS患者病灶周围灌注状态，发现高灌注18例(26.87%)、正常灌注20例(29.85%)、低灌注29例(43.28%)，这对评估患者血流动力学改变程度、了解侧支血流分配、指导临床靶向血运重建治疗等有重要参考价值。

AIS根据其栓塞形成原因一般分为心源性与非心源性，鉴别其类型对患者管理具有重要意义，既往临床为鉴别AIS亚型，常需结合患者24h心电图、超声心动图，耗时较长，尽早预测其栓塞原因，更利于患者早期管理。本研究发现，心源性AIS组SVS阳性率显著高于非心源性组，与黄荣慧等[13]报道类似。分析原因，可能因为心源性血栓主要为红血栓，而非心源性血栓以白血栓为主，前者脱氧血红蛋白含量明显高于后者[14]，故SVS阳性率更高，本结果也提示经SWI成像分析SVS，有助于预测AIS心源性栓塞预测，可为临床早期管理提供依据。本研究根据患者入院时NIHSS评分，将其病情严重程度分为轻型14例、中型33例、重型20例，结果显示，不同病情程度AIS组CMB阳性率、SVS阳性率、灌注状态有明显差异，表现为中重型AIS患者CMB阳性率、SVS阳性率、低灌注状态率显著高于轻型患者，提示CMB征象、SVS征象、低灌注状态患者神经功能受损更严重，说明行多模态MRI成像有助于患者病情程度分析。此外，不同预后组梗死面积、CMB阳性率、SVS阳性率、灌注状态比较差异均有统计学意义，表现为预后良好组大梗死面积率、CMB阳性率、SVS阳性率、低灌注状态率更低，提示梗死面积越大、示CMB征象、SVS征象、低灌注状态患者神经功能受损更不易恢复，也说明行多模态MRI成像有助于患者短期预后判断。

综上所述，多模态MRI技术能从多角度、多方向发现AIS患者病理特征，对患者病因、病情及预后判断有指导意义，也有助于临床针对性干预，符合精准医学方向。