定量磁化率成像在急性缺血性脑卒中微出血灶中的应用价值

戴海芬 刘威文 吴小东 毛海燕

[摘要] 目的 探討定量磁化率成像（quantitative susceptibility mapping，QSM）在急性缺血性脑卒中微出血灶中的应用价值。方法 选取2022年1～7月台州市第二人民医院收治的49例急性缺血性脑卒中合并脑内微出血的患者。所有患者均进行磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging，SWI）和QSM扫描，比较两种方法的脑微出血灶检出数量、不同回波时间下的微出血病灶面积及图像质量评分。结果 QSM对幕下、基底节区及幕上基底节外区微出血灶的检出数量均多于SWI。QSM不同回波时间所测微出血病灶面积比较差异无统计学意义（P>0.05）；回波时间80ms时SWI所测微出血病灶面积大于回波时间40ms（P<0.05）；回波时间80ms时，SWI所测微出血病灶面积大于QSM（P<0.05）。QSM幕下及基底节区的图像质量评分显著高于SWI（P<0.05），两种方法幕上基底节外区的图像质量评分比较差异无统计学意义（P>0.05）。结论 与SWI相比，QSM在急性缺血性脑卒中微出血灶诊断中更有助于提高检出率、病灶面积及图像质量，可为急性缺血性脑卒中微出血灶的影像鉴别诊断提供一定的参考价值。

[关键词] 急性缺血性脑卒中；微出血灶；定量磁化率成像

[中图分类号] R743.3；R445.2      [文献标识码] A      [DOI] 10.3969/j.issn.1673-9701.2023.13.011

Application value of quantitative susceptibility mapping in microbleeding foci of acute ischemic stroke

DAI Haifen1， LIU Weiwen1， WU Xiaodong2， MAO Haiyan3

1.Department of Radiology， Taizhou Second Peoples Hospital， Tiantai 317200， Zhejiang， China; 2.Department of Radiology， Linhai First Peoples Hospital， Linhai 317000， Zhejiang， China; 3.Department of Radiology， Taizhou Hospital of Zhejiang Province， Linhai 317000， Zhejiang， China

[Abstract] Objective To investigate the application value of quantitative susceptibility mapping （QSM） in microbleeding foci of acute ischemic stroke. Methods Forty-nine patients with acute ischemic stroke complicated with intracerebral microbleeds admitted to Taizhou Second Peoples Hospital from January to July 2022 were selected. All patients were scanned by susceptibility weighted imaging （SWI） and QSM sequence， and the numbers of microbleeding foci detected， the area of microbleeding foci under different echo time and the image quality score were compared of two methods. Results The number of subtentorial， basal ganglia and supratentorial extratentorial basal ganglia microbleeding lesions detected by QSM was higher than that by SWI. There was no significant difference in the area of microbleeds measured by QSM with different echo time （P>0.05）. When the echo time was 80 ms， the area of microbleeding lesion measured by SWI was greater than that measured by 40 ms （P<0.05）. When the echo time was 80 ms， the area of microbleeds measured by SWI was larger than that measured by QSM （P<0.05）. The image quality scores of subtentorial and basal ganglia of QSM were significantly higher than those of SWI （P<0.05）. There was no statistically significant difference in the image quality scores of supratentorial extratentorial basal ganglia between the two methods （P>0.05）. Conclusion Compared with SWI， QSM is more helpful to improve the detection rate， lesion area and image quality in the diagnosis of microbleeding foci of acute ischemic stroke， which can provide a certain reference value for the imaging differential diagnosis of microbleeding foci of acute ischemic stroke.

[Key words] Acute ischemic stroke; Microbleeding foci; Quantitative susceptibility mapping

脑微出血是脑内小血管周围腔隙内发生小型慢性脑出血，可能是由小血管结构异常所致[1]。研究发现25%～35%的急性缺血性脑卒中患者存在脑微出血灶，且随着脑微出血灶的增多，发生脑出血的风险增加[2]。脑微出血病灶微小，临床症状不明显，随着疾病进一步发展，可导致脑组织功能异常，引起一系列精神心理症状[3]。磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging，SWI）是一种磁共振成像，能够根据生物组织的磁化率产生的图像对比度，判断是否存在脑微出血，尽管SWI对脑微出血诊断准确性较高，但对铁沉积类疾病、钙化类病变有时难以区分[4-5]。定量磁化率成像（quantitative susceptibility mapping，QSM）是一种良好的、非侵入性技术，可判断组织对外部磁场的反应，从而对病灶内铁沉积进行定量分析，且操作较为便捷，在脑微出血的临床诊断中具有显著成效[6-7]。本研究拟探讨QSM在急性缺血性脑卒中微出血灶中的应用价值，以期为此病的临床诊断提供理论依据。

1  资料与方法

1.1  临床资料

选取2022年1～7月台州市第二人民医院收治的急性缺血性脑卒中合并脑内微出血患者49例为研究对象，其中男26例，女23例；年龄34～79岁，平均（58.23±7.59）岁。纳入标准：因头晕头痛、视物模糊、恶心呕吐、语言交流障碍、吞咽困难、一侧或两侧肢体麻木无力等症状就诊；符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018》[8]中急性缺血性脑卒中的诊断标准和《中国脑小血管病诊治共识》[9]中脑微出血的诊断标准；发病时间不足24h。排除标准：脑血管畸形及颅内占位患者；有脑出血病史的患者；有磁共振成像检查禁忌证的患者；严重器官衰竭患者；合并严重感染或系统性疾病者。本研究经台州市第二人民医院医学伦理委员会批准（伦理审批号：TZEY-LW-2022-03），患者均知情同意并签署知情同意书。

1.2  检查方法

采用GESIGNAMR380型1.49T磁共振扫描仪和16通道头颅表面线圈，患者取仰卧位，头先进，从颅底到颅顶进行扫描，扫描参数：视野240，层厚2mm，层间距1mm，矩阵352×256，依次采集常规磁共振及SWI图像，并在SWI基础上加做QSM，采用最小密度投影重建图像，获得QSM图像数据并通过图像软件处理，获得对应的QSM图像，将图像导入Image.J软件，对相应影像数据进行后处理。由2名5年以上工作经验的放射科医生分析观察病灶，排除小静脉影、基底节区钙化、海绵状血管瘤、血管周围间隙，确定病灶及数目，以直径2～10mm非血管的圆形或卵圆形低信号病灶作为微出血灶的判定标准。在磁化率图病灶截取面积的最大层面对病灶中心区域设置感兴趣区，在幅度图上测量病灶最大面积，测量3次磁化率值。

1.3  影像学分析

记录SWI、QSM对幕下、基底节区及幕上基底节外区内微出血灶的检出情况，并于回波时间为40ms及80ms时，分别测量病灶面积，测量3次，取平均值。评价SWI及QSM图像质量，评价标准：1分，显影较差；2分，病变主体隐约可见；3分，病变主体清晰；4分，病变显示非常清楚。

1.4  统计学方法

采用SPSS 20.00软件对数据进行统计分析。计量资料符合正态分布的以均数±标准差（）表示，组间比较采用独立样本t检验；计数资料以例数（百分率）[n（%）]表示，组间比较采用c2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2  结果

2.1  两种方法微出血灶检出数量比较

共49例患者。QSM检出81个微出血灶，其中幕下及基底节区检出38个，幕上基底节外区检出43个；SWI检出67个微出血灶，其中幕下及基底节区检出31个，幕上基底节外区检出36个。QSM对微出血灶的检出数量明显多于SWI。

2.2  两种方法不同回波时间微出血病灶面积比较

QSM不同回波时间所测微出血病灶面积比较差异无统计学意义（P>0.05）；回波时间80ms时SWI所测微出血病灶面积大于回波时间40ms（P<0.05）；回波时间40ms时，两种方法微出血病灶面积比较差异无统计学意义（P>0.05），回波时间80ms时，SWI所测微出血病灶面积大于QSM（P<0.05），见表1。

2.3  兩种方法的图像质量评分比较

QSM幕下及基底节区的图像质量评分显著高于SWI（P<0.05），两种方法幕上基底节外区的图像质量评分比较差异无统计学意义（P>0.05），见表2。

3  讨论

脑微出血作为脑小血管病的出血性影像学标志之一，是指慢性小灶性血液分解产物（主要物质为含铁血黄素）沉积在脑组织内形成的微小病灶[10]。脑微出血是发生脑出血的危险因素，研究认为衰老是脑微出血的独立危险因素，其发病率随着年龄的增加而升高，80岁时可达40%[11-12]。研究表明，脑微出血可引发急性脑血管病变，其发生机制与脑微出血损伤周围组织、破坏神经元正常功能、导致神经功能障碍有关[13]。此外，脑微出血对急性缺血性脑卒中造成不同程度的影响，可加重原有疾病，且当脑叶脑微出血数量增加时，出血性转化及复发风险也随之增加[14]。因此，如何准确判断急性缺血性腦卒中患者是否存在脑微出血，对改善患者预后极为重要。CT对脑微出血病变敏感度极低，难以发现其影像学特征。磁共振成像是脑微出血的临床常用诊断方式，能够清晰显示出血病灶，但常规磁共振序列不能辨别钙化灶与脑微出血病灶，导致临床应用存在一定局限性。故寻找一种能够提高急性缺血性脑卒中微出血灶检出率的方法仍是临床诊断学的研究重点。

SWI作为临床诊断脑微出血的常用磁共振成像技术，具有较高的敏感度，可实现完全速度补偿、高分辨率三维梯度回波成像，可满足3个方向的流动补偿，并通过相位蒙片，在借助强度参数情况下对幅度图进行调节，从而得到SWI图像，有助于微小出血的检出[15]。红细胞中的脱氧血红蛋白、含铁血黄素等顺磁性物质可导致局部磁场均匀性改变，使得出血灶和周围组织产生相位差异，而SWI能够清晰显示顺磁性物质，并敏感检测出该相位差异，清晰显示脑微出血灶，在脑微出血灶诊断中具有较好的应用效果[16]。QSM是一种通过融合SWI相位图与幅度图，获得定量测量局部组织磁化率特性的磁共振影像技术，其以梯度回波序列为基础，获取幅度图和相位图，通过对相位图进行解缠绕、去除背景场等获取局部场图信息，对相位图进行一系列复杂的后处理，并结合幅度值信息计算出磁敏感图，重建磁敏感图像，定量分析磁敏感物质的磁化率，从而有效检出病灶[17-19]。本研究结果显示，QSM在幕下、基底节区和幕上基底节外区微出血灶的检出数量均多于SWI。脑微出血内含有含铁血黄素等顺磁性物质，导致磁场不均，即磁敏感效应。SWI和QSM均可捕捉到磁敏感效应，但SWI不能明确导致磁场变化的具体组织源头，且不能定量评估磁敏感值[20]。而QSM不仅对磁场变化敏感，还具有较高的对比度及分辨力，可清晰显示病变区域结构，与SWI相比，更能体现顺磁性与逆磁性物质的信号差异，有助于判断出血病灶。因此，QSM对急性缺血性脑卒中微出血灶的诊断更具优势，可避免非脑微出血病变的干扰，有效检出病灶，从而减少误诊及漏诊现象，为该疾病的临床治疗决策提供指导意见。

本研究结果发现，不同回波时间QSM所测微出血病灶面积的大小并无差异，但SWI所测微出血病灶面积的大小有统计学意义，说明QSM检测脑微出血与回波时间无关。脑微出血病灶在SWI图像上测量的面积大小出现失真，大于QSM图像上测量的面积。推测其原因：SWI可放大信号，使呈现低信号的脑微出血病灶面积超出实际范围，无法准确诊断病灶面积大小；而QSM经过后处理，根据病灶磁场，得到局部组织的磁化率源头，可精准辨别组织磁性，不会放大病灶面积；且随着回波时间的变化，SWI检测出的脑微出血面积大小也随之改变，导致测得的脑微出血真实面积不准确。

本研究中，QSM幕下及基底节区图像质量评分高于SWI，幕上基底节外区与SWI相比无统计学意义，可见相较于SWI，QSM图像质量更优，且在幕下、基底节区优势更为明显。QSM能消除伪影，避免几何依赖性情况发生，其图像具有伪影少、组织边界清晰的优点。SWI图像能够真实反映脑微出血的部位及形态等，但其获得的信噪比较低，图像精度差，边缘较为毛糙，而最大强度投影图质量虽好，但其需综合幅度图，易造成假象，无法反映出脑微出血的真实状况[21]。此外，幕下区含有骨骼、软组织等，结构复杂，导致组织间磁化率差异较大，形成较强的相位伪影，因此图像质量不佳；基底节区有较多钙化聚集，难以获得清晰的图像，不能保证图像质量。SWI检测脑微出血可表现为高低混杂信号，难以判断病变与钙化，尤其是处于基底节区的脑微出血，其形态通常不规则，信号不均匀，导致图像无法清晰显示病灶情况。而QSM经过后处理，在去背景场处理过程中应用复杂谐波伪影去除法或偶极场投影法等方法，提取病变中有价值的信息，有效提高组织边缘区的空间分辨力和清晰度，进一步提高图像质量。

综上所述，与SWI相比，QSM在急性缺血性脑卒中微出血灶诊断中更有助于提高检出率、病灶面积及图像质量，可为急性缺血性脑卒中微出血灶的影像鉴别诊断提供一定的参考价值。

[参考文献][1] PHILLIPS N S， HILLENBRAND C M， MITREA B G， et al. Cerebral microbleeds in adult survivors of childhood acute lymphoblastic leukemia treated with cranial radiation[J]. Sci Rep， 2020， 10（1）： 692.

[3] 王沈阳， 杨谦， 郭晓敏. 脑微出血的相关研究进展[J]. 中西医结合心脑血管病杂志， 2019， 17（3）： 384–388.

[12] WANG H L， ZHANG C L， QIU Y M， et al. Dysfunction of the blood-brain barrier in cerebral microbleeds： From bedside to bench[J]. Aging Dis， 2021， 12（8）： 1898–1919.