头颅CT血管造影联合多模态磁共振成像对评估急性缺血性脑卒中的价值

摘要：目的 "探讨CT血管造影（CTA）联合多模态MRI评估急性缺血性脑卒中（AIS）缺血半暗带（IP）和侧枝循环情况及其在预后评估中的价值。方法 "回顾性收集2019年1月～2022年1月在我院确诊的AIS患者57例，年龄36～78（63.4±12.3）岁，所有患者均行多模态MRI联合CTA检查，收集MRI、CTA资料和临床资料，通过CTA联合3D-TOF-MRA诊断脑侧枝循环和IP，通过组间比较分析影响IP、灌注-扩散不匹配及治疗疗效的影响因素。结果 "57例患者中，IP 30例（52.6%），无IP 27例（47.4%），IP组糖尿病、高血压和动脉硬化患病比例高于无IP组患者（Plt;0.05）。侧枝循环分级和入院时梗死区体积及低灌注区体积呈负相关（r=-0.603、-0.331，Plt;0.01），和灌注-扩散不匹配呈正相关（r=0.528，Plt;0.001）。侧支循环开放良好组mRS评分≤2分者比例显著高于开放不良组（Plt;0.05）。疗效显著组的美国国立卫生研究院卒中量表评分改善值、灌注-扩散不匹配、侧枝循环分级优于疗效不显著组（Plt;0.05）。结论 "CTA联合多模态MRI有助于评估AIS患者脑组织血流变化情况，侧支循环及IP的准确评估可有效预测AIS的短期疗效。

关键词：急性缺血性脑卒中；磁共振成像；缺血半暗带；侧枝循环；CT脑血管造影

Study on the value of cranial CT angiography combined with multimodal magnetic resonance imaging in acute ischemic stroke

JI Tingju1， ZHU Wenwen2， ZHANG Li1

1Department of Imaging， The First People's Hospital of Lianyungang Guannan campus （The First People's Hospital of Guannan County）， Lianyungang 222500， China; 2Department of General Surgery， The First People's Hospital of Lianyungang City， Lianyungang 222500， China

Abstract： Objective To explore the value of CT angiography （CTA） combined with multimodal MRI in evaluating the ischemic penumbra （IP） and collateral circulation in acute ischemic stroke （AIS） and its application in prognostic assessment. Methods Fifty-seven "cases of AIS patients diagnosed from January 2019 to January 2022 at our hospital were retrospectively collected， with the age of 36-78 （63.4±12.3） years old. All patients underwent multimodal MR combined with CTA examination， and the MRI data， CTA data and clinical data were collected. Cerebral collateral circulation and IP were diagnosed through CTA combined with 3D-TOF-MRA. The factors affecting IP， perfusion-diffusion mismatch and therapeutic efficacy were analyzed by intergroup comparison. Results 30 cases （52.6%） in the IP group， and 27 cases （47.4%） in the non-IP group. The difference was statistically significant （Plt;0.05）. The grade of collateral circulation was negatively correlated with the volume of infarct area and hypoperfusion area on admission （r=-0.603， -0.331， Plt;0.01）， and positively correlated with perfusion-diffusion mismatch （r=0.528， Plt;0.001）. There were 37 patients （64.9%） with good collateral circulation and 20 patients （35.1%） with poor patency. The proportPlt;0.05）. The improved value of NIHSS score， perfusion-diffusion mismatch， and collateral circulation grades in the significant effect group were significantly better than those in the insignificant effect group （Plt;0.05）. Conclusion CTA combined with multimodal MRI is helpful to evaluate the changes of cerebral blood flow in patients with AIS， and the accurate assessment of collateral circulation and IP can effectively predict the short-term curative effect of AIS.

Keywords： acute ischemic stroke; magnetic resonance imaging; ischemic penumbra; collateral circulation; CT cerebral angiography

急性缺血性脑卒中（AIS）占脑血管疾病70%及以上，发病率高、预后差［1］ 。缺血半暗带（IP）指与脑梗死核心相同血管供血区内梗死灶周围的血流低灌注区，该区域神经细胞存在功能障碍，但尚未死亡，及时改善低灌注可恢复正常。IP的存在意味着溶栓取栓时间窗的存在，及早判定IP，挽救可逆性损伤脑组织是临床评估AIS患者病情及评判预后中非常重要的一部分［2］ 。缺血脑组织存活的时间长短同样取决于侧支循环，侧支循环好，缺血脑组织存活时间长，血管再通率高、神经功能恢复更优［3］ 。准确评估AIS患者侧支循环及IP是临床诊疗的基础［4］ 。

CT和MRI为结构成像，急性期患者常无阳性图像表现［5］ 。CT血管造影（CTA）与常规MRI序列相比，假阳性率更低，可初步对脑血管缺血性疾病进行诊断，明确病变血管，但无法明确其脑血流灌注状况，对脑梗死区域的综合情况评估能力有限［6］ 。多模态MRI运用三维动脉自旋标记（3D-ASL）成像技术，以自身动脉血内自由弥散的水质子作为内源性示踪剂，通过对比标记前后采集的图像进行定量分析，可准确直观地反映脑组织内血流灌注情况［7］ ，与弥散加权成像（DWI）联合，可有效评估灌注-扩散不匹配（PDM），是临床判断IP的金标准，可以对缺血范围、程度、类型作出评价，但关于其应用价值尚存在一定争议，有研究认为急性脑梗死患者经3D-ASL联合DWI检查能够明确IP病灶位置及灌注情况，准确判断IP；另有研究则认为其与IP缺乏相关性，因此尚需进一步研究［8， 9］ 。本研究旨在通过CTA联合MRI评估AIS患者IP和侧枝循环情况，预测近期疗效，以期为该领域研究提供进一步的数据支持。

1 "资料与方法

1.1 "一般资料

回顾性连续纳入2019年1月～2022年1月于我院诊断为AIS且完成多模态MRI检查及头颈部CTA检查的住院患者。纳入标准：根据《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018》确诊为AIS，发病至接受治疗时间≤8 h，发病至接受多模态MRI检查时间≤24 h；临床症状及体征符合AIS发病特点；大脑中动脉供血区梗死，DWI高信号且ADC值下降；通过CT平扫确定无颅内出血或肿瘤病变等。排除标准：合并严重肝肾等脏器功能障碍，颅内肿瘤、严重感染等；出血性脑卒中或合并出血转化；图像存在扫描伪影；存在影像学检查禁忌证。本研究共纳入AIS患者78例，剔除21例（后循环梗死12例、3D-ASL成像移动伪影严重至无法测量4例、金属假牙致严重磁化率伪影2例、病情变化未完成 3D-ASL检查3例），最终纳入57例AIS患者，年龄36～78（63.4±12.3）岁；男性33例（57.9%），女性24例（42.1%）；左侧病变45例（78.9%），右侧病变12例（21.1%）。糖尿病12例（21.1%），高血压42例（73.7%），吸烟20例（35.1%），动脉硬化37例（64.9%）。本研究经本院医学伦理委员会审核通过（审批号：2022-01-001）。本研究为回顾性研究，免除知情同意。

1.2 "图像采集

1.2.1 "MRI检查 " 采用德国Siemens Verio 3.0T MR成像系统，扫描序列包括 T1WI、T2WI、FLAIR、DWI 3D-TOF-MRA和3D-ASL。MRA采取3D-TOF法，开展颈部及颅内动脉血管成像：TR 24 ms，TE 33 ms，FOV 20 cm，带宽20.503 Hz，矩阵320×192，NEX 1.0，翻转角15°，层厚1.5 mm。3D-ASL脑灌注成像参数如下：ASL 1525 ms（TR 4777 ms，TE 11.2 ms，分辨率512×512），采集时间4 min 35 s；ASL 2524 ms（TR 5472 ms，TE 11.3 ms，分辨率512×512），采集时间5 min 17 s。完成扫描后将MRI图像传输至传至Syngo MR Workplace工作站，通过灌注后处理软件获取ASL伪彩图，进行影像判读。

1.2.2 "CTA检查［10］ " "采用西门子128层螺旋CT进行头部扫描。具体参数如下：管电压、管电流：70 kV、200 mA；扫描范围：从自主动脉弓下1～2 cm处到颅顶。在降主动脉设置自动激发的感兴趣区域，静脉团以4.0 mL/s注入45～60 mL造影剂，注射完后以相同速度静脉团注射25 mL生理盐水，造影剂在血管内达到最高值时自动引发造影扫描头颈CT血管。在工作站处理中将Refomat软件导入各时相灌注的原始数据，生成多时相CTA图像，行图像分析。

1.2.3 "CTA联合3D-TOF-MRA诊断脑侧枝循环分级 "评分参照ASITN/SIR系统［1］ ，将侧支循环状态分为0～4级：无侧枝血管在缺血侧出现为0级；缓慢的侧枝血流在缺血灶周围出现，但有区域仍无血流现象为1级；快速侧枝血流在缺血灶周围出现，只有部分缺血灶内有血流为2级；缺血灶有缓慢但完整的血流在静脉期晚期阶段出现为3级；整个血管区域通过侧枝血流逆向灌注被快速供应为4级。将容积数据导入MIstar灌注定量分析软件。定义MIstar软件灌注参数DTgt;3s为缺血半暗带区［12］ 。

1.2.4 "疗效评价 " 治疗15 d后进行疗效观察，主要观察患者临床症状（如言语、运动、感觉功能）的改善情况。疗效显著组通常会有明显的临床症状改善［13］ 。评估美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）评分，包括意识水平、眼球运动、视野、面部麻痹、上肢运动、下肢运动、共济失调、感觉、语言、构音障碍、忽视部分，总分为0～42分，NIHSS评分越高表示卒中引起的功能障碍越严重，治疗后NIHSS评分的下降通常表明疗效显著。

1.3 "统计学分析

数据分析采用SPSS21.0软件。正态分布的计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验；非正态分布的计量资料以中位数（四分位数间距）表示，组间比较采用Mann-Whitney U检验；分类变量以n（%）表示，组间比较采用χ2检验；采用Kappa系数评价观察指标的一致性程度；采用Spearman秩相关评价两组计量资料的相关性。以Plt;0.05为差异有统计学意义。

2 "结果

2.1 "IP和无IP患者临床资料比较

体积测定法评估显示，57例AIS患者中IP组 30例（52.6%），无IP 组 27例（47.4%）。IP患者的糖尿病、高血压和动脉硬化患病比例高于无IP组患者，差异有统计学意义（Plt;0.05）。两组患者的年龄、性别、病变侧和吸烟率，差异无统计学意义（Pgt;0.05，表1）。典型病例（图1）。

2.2 "CTA联合3D-TOF-MRA对侧枝循环分级的一致性评价

57例患者的侧枝循环分级：1级5例（8.8%），2级26例（45.6%），3级19例（33.3%），4级7例（12.3%）。侧枝循环分级和入院时梗死区体积呈负相关（r=-0.603，Plt;0.001），与低灌注区体积呈负相关（r=-0.331，Plt;0.01），与IP呈正相关（r=0.528，Plt;0.001）。两位影像诊断医生利用CTA联合3D-TOF-MRA评价ASITN/SIR侧枝循环分级的结果有较高的一致性（Kappa=0.714，Plt;0.001）。

2.3 "侧支循环水平对AIS预后的影响

侧支循环开放良好的患者37例（64.9%），开放不良者20例（35.1%）。发病3月时，侧支循环开放良好组mRS评分≤2分者多于开放不良组（94.6% vs 70.0%，P=0.011）。

治疗15 d后，疗效显著组和疗效不显著组患者入院NIHSS评分差异无统计学意义（Pgt;0.05）。疗效显著组患者出入院的NIHSS评分差值、灌注-扩散不匹配大于疗效不显著组，侧支循环分级优于疗效不显著组，梗死体积小于疗效不显著组，差异有统计学意义（Plt;0.05，表2）。

3 "讨论

AIS具有高发病率、高复发率、高致残率、高病死率的特点，严重威胁患者的健康和生命，影响患者躯体功能。该病主要由动脉粥样硬化导致颅内、外动脉不同程度狭窄或闭塞，最终造成脑组织坏死［14］ 。IP是缺血性脑梗死治疗的关键靶点，随着AIS患者脑血流灌注状态变化，脑组织从可挽救的IP转变为梗死区［15］ 。研究发现部分存在IP的患者，超过时间窗仍可从再灌注治疗中获益，IP成为拓宽血管内治疗时间窗的最新证据［16］ 。本研究发现IP组高血糖、高血压及动脉粥样硬化发生率显著高于非IP组，表明其均为IP的危险因素。

脑侧支循环是指当大脑的供血动脉严重狭窄或闭塞时，血流通过其他血管（侧支或新形成的血管吻合）到达缺血区，从而使缺血组织得到不同程度的灌注代偿，是脑循环代偿机制之一［17］ 。侧支循环可以维持梗死核心区周围的血液循环，是决定AIS后最终梗死体积和IP的主要因素［18］ 。有效的侧支循环开放和建立，可以明显增加梗死区的血流灌注，精确评估侧支循环对于临床治疗起到至关重要的指导作用［19］ 。

3D-TOF-MRA作为目前最常用的磁共振血管成像方法，对颅内大血管显示能力极佳，且存在分辨率高、无辐射、无需注射对比剂等优点［16］ 。本研究通过CTA联合3D-TOF-MRA对侧支循环进行评价，并评估其与预后的关系，结果表明，不同诊断医师基于CTA联合3D-TOF-MRA评估侧支循环分级具有良好的一致性，表明该方法可重复性强，实用度高。相似地，有研究发现联合t-ASL与TOF-MRA对侧支开放的评估与多时相CTA的一致性中等（Cohen's Kappa：0.667，95%CI：0.261～1.073，Plt;0.05）［13］ 。均证实该方法可重复性高且具有临床实用及推广价值。

联合ASL、DWI序列可准确地评估脑组织血流动态变化及缺血半暗带情况。CTA联合3D-TOF-MRA的侧支循环分级与初始梗死体积呈显著负相关，与灌注-扩散不匹配呈显著正相关，这与国外相关研究［20］ 结果一致，均表明使用磁敏感加权成像的对比增强磁共振成像可以用来评估灌注状态。有研究发现，三维动脉自旋标记闭塞颈内动脉供血区脑血流量值明显低于镜像区（Plt;0.05），证实了3D ASL成像技术可用于评估单侧颈内动脉闭塞后侧支循环建立及灌注状态，对于患者治疗方案的选择及预测临床预后均具有重要价值［21］ 。本研究结果表明，计算机断层血管造影最大强度投影联合MRA对侧支循环的评分进行评估，侧支循环开放良好组的神经功能恢复显著优于开放不良组，这与既往研究［22］ 结果相似，该研究多因素回归分析显示，FHV-ASPECTS≤2独立与良好的预后相关联。同样也有研究发现，AIS患者病情进展及预后不良与多种因素有关，其中基于多模式计算机断层灌注成像评估侧支循环状态可独立预测病情进展及预后不良风险［23］ 。此外，本研究指出与疗效不显著组比较，疗效显著组患者出入院的NIHSS评分差值、灌注-扩散不匹配、侧支循环分级显著增高，梗死体积显著减少，表明较差的侧支循环是导致患者预后不良的一个风险因素。这可能是因为侧支循环不良导致较大的梗死核心和较高的出血转化风险。因此，患者入院后利用CTA评估侧支循环的状况，对于预后评估极为重要。这一发现提示，在侧支循环良好的情况下，患者可挽救的缺血半暗带较大，从而可能适合延长溶栓治疗时间；而对于侧支循环不良的患者，血运重建的努力可能无效，应在进行相关治疗决策时谨慎考虑。本研究的疗效评价为治疗后15 d的短期评价，有研究以3月为限分析了侧支循环对疗效评价的作用，结果表明mCTA对临床预后的预测能力最高，与3月临床预后的相关性最高［24］ 。也有研究发现NIHSS评分、合并房颤、核心梗死体积、侧支循环不良、相对时间到峰值及相对平均通过时间均是患者预后不良的危险因素（Plt;0.05），相对脑血流量、相对脑血容量值是其保护因素（Plt;0.05）［25］ 。可能因相对脑血流量、相对脑血容量值越高意味着更好的侧支循环，故预后更佳，提示借助计算机断层灌注成像灌注参数也有助于AIS预后的早期评估。

综上，CTA联合多模态MRI有助于评估AIS患者脑组织血流变化情况，侧支循环及IP的准确评估可有效预测AIS的短期疗效。

参考文献：

［1］ " "中国老年医学学会急诊医学分会， 中华医学会急诊医学分会卒中学组， 中国卒中学会急救医学分会， 等. 急性缺血性脑卒中急诊急救中国专家共识（2018）［J］. 临床急诊杂志， 2018， 19（6）： 351-9.

［2］ " "中国医师协会神经内科医师分会脑血管病学组， 党 超， 卢 洁， 等. 急性脑梗死缺血半暗带临床评估和治疗中国专家共识［J］. 中国神经精神疾病杂志， 2021， 7（6）： 324-35.

［3］ " "Mosconi MG， Paciaroni M. Treatments in ischemic stroke： current and future［J］. Eur Neurol， 2022， 85（5）： 349-66.

［4］ " "Maguida G， Shuaib A. Collateral circulation in ischemic stroke： an updated review［J］. J Stroke， 2023， 25（2）： 179-98.

［5］ " "Kim HJ， Roh HG. Imaging in acute anterior circulation ischemic stroke： current and future［J］. Neurointervention， 2022， 17（1）： 2-17.

［6］ " "Higashida RT， Furlan AJ， Roberts H， et al. Trial design and reporting standards for intra‑arterial cerebral thrombolysis for acute ischemic stroke［J］. Stroke， 2003， 34（8）： e109-37.

［7］ " "Iqbal J， Vogt M， Bajorath J. Activity landscape image analysis using convolutional neural networks［J］. J Cheminf， 2020， 12（1）： 34.

［8］ " "Nannoni S， Cereda CW， Sirimarco G， et al. Collaterals are a major determinant of the core but not the penumbra volume in acute ischemic stroke［J］. Neuroradiology， 2019， 61（9）： 971-8.

［9］ " "Lu SS， Zhang X， Xu XQ， et al. Comparison of CT angiography collaterals for predicting target perfusion profile and clinical outcome in patients with acute ischemic stroke［J］. Eur Radiol， 2019， 29（9）： 4922-9.

［10］ "Zhou JG， Fu DY， Meng Y， et al. Application of three-dimensional arterial spin labeling technique in the assessment of cerebral blood perfusion in patients with middle cerebral artery occlusion： analysis of clinical implications and prognostic factors［J］. Dis Markers， 2022， 2022： 6990590.

［11］ Förster A， Wenz H， Kerl HU， et al. FLAIR vascular hyperintensities and dynamic 4D angiograms for the estimation of collateral blood flow in posterior circulation occlusion［J］. Neuroradiology， 2014， 56（9）： 697-707.

［12］ Yang SH， Liu R. Four decades of ischemic penumbra and its implication for ischemic stroke［J］. Transl Stroke Res， 2021， 12（6）： 937-45.

［13］ "Yu F， Bai XS， Sha A， et al. Multimodal CT imaging characteristics in predicting prognosis of wake-up stroke［J］. Front Neurol， 2021， 12： 702088.

［14］ Renú A， Millán M， Román LS， et al. Effect of intra-arterial alteplase vs placebo following successful thrombectomy on functional outcomes in patients with large vessel occlusion acute ischemic stroke： the CHOICE randomized clinical trial［J］. JAMA， 2022， 327（9）： 826-35.

［15］ Leigh R， Knutsson L， Zhou JY， et al. Imaging the physiological evolution of the ischemic penumbra in acute ischemic stroke［J］. J Cereb Blood Flow Metab， 2018， 38（9）： 1500-16.

［16］ Fainardi E， Busto G， Morotti A. Automated advanced imaging in acute ischemic stroke. Certainties and uncertainties［J］. Eur J Radiol Open， 2023， 11： 100524.

［17］ Vitt JR， Trillanes M， Hemphill JC 3rd. Management of blood pressure during and after recanalization therapy for acute ischemic stroke［J］. Front Neurol， 2019， 10： 138.

［18］ "Sheth SA， Liebeskind DS. Collaterals in endovascular therapy for stroke［J］. Curr Opin Neurol， 2015， 28（1）： 10-5.

［19］ Ghozy S， Reda A， Varney J， et al. Neuroprotection in acute ischemic stroke： a battle against the biology of nature［J］. Front Neurol， 2022， 13： 870141.

［20］Çetinkaya E， Aralaşmak A， Goksungur G， et al. Comparing perfusion data of CE‑MRI， SWI， and CTA with MR perfusion in stroke［J］. Curr Med Imaging， 2023， 19（2）： 136-41.

［21］ Fan SY， Bian YY， Wang EL， et al. An automatic estimation of arterial input function based on multi‑stream 3D CNN［J］. Front Neuroinform， 2019， 13： 49.

［22］Nave AH， Kufner A， Bücke P， et al. Hyperintense vessels， collateralization， and functional outcome in patients with stroke receiving endovascular treatment［J］. Stroke， 2018， 49（3）： 675-81.

［23］ "杨莎莎， 林惠卿， 方欣欣， 等. 急性缺血性脑卒中预后的影响因素及与基于CTP评估侧支循环状态的关系［J］. 中国实用神经疾病杂志， 2022， 25（10）： 1196-202.

［24］Yabalak A， Ögün MN， Önalan A， et al. Evaluation of the relationship between computed tomography angiography collateral scores and clinical outcome［J］. Arq Neuropsiquiatr， 2024， 82（3）： 1-7.

［25］ " 刘 "芮， 王 "汉， 陈 "艳， 等. CTA和CTP评估急性缺血性脑卒中侧支循环状态及与预后的关系［J］. 中国实用神经疾病杂志， 2024， 27（4）： 442-7.

（编辑：林 "萍）