动脉自旋标记成像对轻中度急性脑梗死侧支代偿显示的临床应用价值

周建国，孟云，马先军，刘晓丽

（南京中医药大学附属连云港市中医院①放射科，②脑病科，江苏 连云港 222004）

论著

动脉自旋标记成像对轻中度急性脑梗死侧支代偿显示的临床应用价值

周建国1，孟云1，马先军2，刘晓丽2

（南京中医药大学附属连云港市中医院①放射科，②脑病科，江苏 连云港 222004）

目的：探讨MRI动脉自旋标记（ASL）成像对轻中度急性脑梗死侧支代偿状态及近期预后的临床评估价值。方法：收集经临床和影像学证实且未经溶栓治疗的35例急性期轻中度缺血性脑卒中患者，采用GE 3.0 T超导MRI扫描仪行常规和三维伪连续式标记（3D-PCASL）序列检查，根据脑血流量伪彩图提示梗死核心区周围是否出现匍匐走行、条状高灌注信号，将35例分为侧支代偿组和对照组，分别对其入院当日与30 d行美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）评分并分析比较。结果：2组入院当日NIHSS评分差异无统计学意义（P＞0.05），侧支代偿组入院当日及30 d临床NIHSS评分好转率、稳定率及进展率分别为76.47%（13/17）、17.65%（3/17）、5.88%（1/17）；而对照组入院当日及30 d临床NIHSS评分好转率、稳定率及进展率分别为33.33%（6/18）、27.78%（5/18）、38.89%（7/18）；2组近期预后NIHSS评分比较差异有统计学意义（P＜0.05）。结论：通过ASL显示梗死核心区周围血液灌注信息反映侧支循环代偿状态，可为临床评估急性期缺血性脑卒中患者病情现状、近期预后及治疗方案的选择提供依据。

大脑梗塞；动脉自旋标记；侧支循环；预后；磁共振成像

脑卒中的发病率逐年递增，其中缺血性脑卒中占脑卒中发病率的60%～80%［1］。目前临床治疗过程中，由于受到溶栓治疗时间窗的严格限制，发病早期能够通过溶栓治疗获益的患者不足3%［2］。良好的侧支循环可改善阻塞动脉供血区域的血氧供应。现收集2014年12月至2016年3月我院收治的35例急性期轻中度缺血性脑卒中，以探讨MRI动脉自旋标记（aterial spin labeling，ASL）成像对该病侧支代偿状态及病情转归的临床评估价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料35例中男22例，女13例；年龄49～80岁，平均（65.69±9.6）岁。分为侧支代偿组17例，对照组18例。主要临床症状：肢体无力，活动障碍，偏身麻木，头晕头痛，言语不清等。

1.2 纳入及排除标准纳入标准：①经脑病科确诊为急性缺血性脑卒中，符合第四届全国脑血管病会议修订的诊断标准；②发病到入院接受MRI检查时间在72 h内；③应用美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）行神经功能缺损程度评估，NIHSS评分＜15分；④无MRI检查禁忌证。排除标准：①脑干或基底节区腔梗；②复发性脑梗死，但不包括无明显后遗症患者；③动脉炎、血液系统疾病等所致的非动脉血管硬化性脑梗死；④脑梗死出血转化。所有患者由脑病科专业医师分别于MRI检查当日及30 d对患者神

经功能缺损程度行NIHSS评分。

1.3 仪器与方法采用GE 3.0 T Discovery 750 MRI机，8通道相控头颈线圈。行轴位T1WI、T2WI、T2FLAIR、DWI，矢状面T1WI，三维伪连续式标记（3D-PCASL）扫描，具体参数：T1WI TR/TE 1 750 ms/21.8 ms；T2WI TR/TE 3 598 ms/107.3 ms；T2FLAIR TR/TE 8 400 ms/ 87ms；DWI TR/TE 6000ms/73.5ms；3D-PCASL TR/TE 5 369 ms/10.5 ms；FOV 24 cm×24 cm，分辨率512× 8，NEX 3，标记后延迟时间2 500 ms。

1.4 图像处理与分析将3D-ASL原始数据信息经GE AW 4.6工作站Functool应用软件处理后得出脑血流量（cerebral blood flow，CBF）伪彩图。结合DWI图像，当CBF伪彩图提示缺血梗死区周围、邻近大脑皮层及皮层下出现匍匐走行、条状高灌注信号时，测量高灌注区CBF值。当梗死区周围未出现条状高灌注信号时，则于梗死区周围低灌注区选择多处ROI，对每处ROI重复测量3次，取其平均CBF值，并与同层面镜像区灌注值做对比，得出相对脑血流量（relative cerebral blood flow，rCBF）。依据rCBF值，将其分为正常灌注（0.9～1.1）、高灌注（＞1.1）和低灌注（＜0.9）。图像由2名放射科主治医师进行分析，当意见不一致时协商后达成一致。

1.5 统计学分析应用SPSS 21.0统计软件，根据CBF伪彩图提示梗死核心区周围是否出现匍匐走形条状高灌注信号，将35例分为侧支代偿组和对照组，分别对其入院当日及30 d临床NIHSS评分进行比较，计量资料以x±s表示，2组NIHSS评分比较采用t检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2组梗死核心及其周围异常灌注区CBF值见表1。侧支代偿在CBF伪彩图表现为梗死核心区周围匍匐走行、条状高灌注信号，分布以皮层及皮层下为主，白质区较少显示（图1，2）。2组入院当日和30 d NIHSS评分见表2。2组入院当日临床NIHSS评分差异无统计学意义（P＞0.05），侧支代偿组入院当日与30 d NIHSS评分比较差异有统计学意义（P＜0.05），入院30 d神经功能缺损程度轻于入院当日；而对照组入院30 d较入院当日NIHSS评分增加，近期预后进展。入院30 d 2组NIHSS评分相比较，侧支代偿组低于对照组（P＜0.05）。

表1 2组梗死核心及其周围异常灌注区CBF值比较（mL·100 g-1·min-1，±s）

表1 2组梗死核心及其周围异常灌注区CBF值比较（mL·100 g-1·min-1，±s）

注：CBF，脑血流量。

组别例数侧支代偿组1719.293±4.91354.702±9.918对照组1818.913±4.36223.989±7.533 CBF值梗死核心区梗死核心周围

表2 2组入院当日和30 d NIHSS评分比较（分±s）

表2 2组入院当日和30 d NIHSS评分比较（分±s）

注：NIHSS，美国国立卫生研究院卒中量表。

组别例数侧支代偿组176.71±4.364.59±3.1对照组187.39±3.189.00±4.3 NIHSS评分入院当日入院30 d

3 讨论

3.1 ASL基本原理ASL灌注成像利用自体动脉血液中的水质子作为自由弥散的内源性对比剂，运用反转脉冲于成像平面上游将其标记。当已标记的水质子在成像平面的毛细血管与组织水自旋交换时，组织纵向弛豫时间将发生改变，通过将标记像和未标记的图像进行减影，即得到灌注像［3］。选择合适的标记后延迟时间，可准确反映实际灌注情况。利用计算机工作站将不同脑组织区域的CBF值进行伪彩标记区分，可更直观显示血流灌注信息，通过测定CBF值亦可定量单位时间内流经局部脑组织的血容量。目前3D-PCASL较广泛应用于脑灌注成像，可在数分钟内完成全脑血流灌注数据采集。由于其运用连串射频脉冲来模拟连续的反转脉冲，能够减轻磁敏感及运动伪影，同时采用三维容积式扫描，提高图像SNR［4］。

3.2 脑侧支循环的组成及临床意义根据解剖学结构将侧支循环分为3级：1级，Willis环的前后交通动脉，作为最重要的代偿途径，其主要沟通两侧大脑半球及前后循环；2级，眼动脉、软脑膜及其他相对较小的侧支与侧支吻合，其中软脑膜侧支吻合血管为大脑皮层动脉末梢分支广泛沟通形成的血管网；3级，新生血管，其作为最终代偿，通过血管发生与血管生成，产生新的供血血管来改善供血［5］。由于50%的个体不具有完整的Willis环，血管变异将影响侧支循环的有效建立，无法完成两侧大脑半球及前后循环之间的沟通代偿［6］。3级侧支循环新生血管的发生需数天才能完成，急性期亦不能发挥其侧支代偿作用［5］。

当颅内供血动脉发生严重狭窄、甚至闭塞时，并不一定导致区域神经组织的坏死与功能的缺失［7］。机体通过开放脑侧支循环血管、扩张供血小动脉及增加组织氧摄取分数来改善神经细胞的血氧代谢需求，其中脑侧支循环开放后，血液可通过侧支循环血管到达病变区，维持脑血流动力学的稳定，使其血氧供应得到改善或恢复，延缓神经损伤的过程，缩小梗死范围。Marks等［8］研究表明，优良的侧支循环与临床神经功能缺失程度、梗死区的最终面积及临床溶栓治疗后发生再灌注情况密切相关。侧支循环建立与否为症状性颅内狭窄动脉供血区发生脑梗死的独立预测因素［9］。同时侧支循环亦能使临床治疗药物不仅依赖于已经狭窄或闭塞的责任动脉，且能通过侧支血管抵达病变区域。血管内治疗研究显示：缺血

梗死区域发生再灌注之前，较为良好的侧支循环储备与临床预后密切相关，其临床再灌注治疗成功率较高、脑梗死最终面积亦较小且发生症状性出血转化的概率较低［10-11］。

目前临床工作中，决定缺血性脑卒中溶栓治疗的主要因素是时间窗，通过时间窗来判定是否进行溶栓治疗，不能客观反映不同患者缺血梗死区神经细胞的功能状态，可能会导致临床治疗不足的发生。侧支循环的存在，使不同患者的溶栓时间窗存在一定的个体差异。对于侧支循环形成良好的急性脑梗死患者，即使入院治疗时间超过溶栓时间窗，在排除溶栓禁忌后，仍可适当增宽临床溶栓治疗时间窗［12］；对于侧支循环代偿较差的急性脑卒中患者，较适合采用血管内介入治疗方法；而对于缺血区侧支循环代偿良好且无明显症状者，则更适合采用内科保守治疗［13］。侧支循环的建立对缺血性脑卒中病情的发生、发展及预后起到重要作用，其不仅决定缺血半暗带及最终梗死面积，同时也与临床治疗方案的选择、近期病情预后转归密切相关。准确评估侧支循环代偿状态和细胞代谢状态，能客观掌握不同患者的生理时间窗差异，为临床选择更合理、个体化治疗方案提供依据［14］。

3.3 侧支循环影像评估方法影像学为侧支循环的显示与评估提供了诸多成像方法。目前临床工作中大致分为直接血管评估和灌注评估2种，直接血管评估包括：TCD、DSA、CTA、MRA；灌注评估则主要通过评估血流动力学改变来提示血流侧支循环信息，包括MRI灌注、CTP、SPECT和PET等［15］。DSA因其具有较高空间分辨力，能较好显示梗死区责任动脉、侧支循环血管及血流动力学信息，是目前临床评价侧支循环的金标准，但其具有有创、对比剂并发症的风险，且少数患者可能会出现血管痉挛甚至栓子脱落等并发症［16］。CTA可直观显示脑血管侧支循环状况，Martinon等［17］研究认为：动态CTA可作为软脑膜侧支循环评估的最佳检查方法，但其需注射对比剂，且图像处理较为复杂。PET目前被公认为是CBF检测的最好指标［18］，但以上各种影像方法均因有创、耗时多、费用高等，未能在临床广泛应用。TCD因受医务操作人员技术水平、检查相应部位的骨窗穿透能力及血管声束角度的影响，尚不能完整显示Willis环及软脑膜侧支血管，现多用于脑侧支循环的筛查或初步诊断；MRA由于空间分辨力和血液流速限制，多用于Willis环及近端动脉血管的评价，对细小侧支血管显示不足。PWI包括动态磁敏感灌注加权成像（DSC-PWI）和ASL灌注成像技术，目前临床较常用DSC-PWI，可早期发现缺血梗死区血液异常血流动力学改变，较好显示侧支循环延迟灌注的特点，但亦需团注对比剂，且可重复性不强。随着高场MRI的推广与应用，ASL灌注成像可在常规序列、形态学基础上定量局部脑血流灌注信息，且无需注射对比剂、安全便捷的优势逐渐显现，现逐渐应用于临床。Wang等［19］研究表明：ASL能够较DSC-PWI更敏感显示再灌注改变。Rahmah等［20］研究亦认为，ASL可对急性缺血性脑卒中行及时、全程的血液灌注信息评估。

3.4 ASL对侧支代偿显示的临床应用CBF伪彩图提示脑梗死区周围侧支代偿的显示与良好的临床转归相关［21-22］。血液经过冗长的侧支循环血管到达病变区域后，质子停留在大血管与微血管之间，由于纵向弛豫时间缩短，CBF伪彩图提示病变区与对侧正常脑灌注图像对比形成高灌注假象［23］，表现为脑皮层表面与皮层下匍匐走行的条状高灌注信号，即动脉内穿行伪影（arterial transit artifact，ATA），ASL对梗死核心区周围条状高灌注信号非常敏感，提示侧支循环的建立［24］。本研究侧支代偿组近期预后优于对照组（P＜0.05），CBF伪彩图提示ATA的出现与良好的临床预后有关。ASL灌注成像技术对于侧支循环的显示具有重要临床作用，无创检测全脑CBF变化，可为急性缺血性脑卒中患者病情现状及近期临床预后评估提供依据。

4研究不足与展望

本研究不足：样本数量偏少，未将重度急性脑梗死、白质区和基底节区的腔隙性梗死病例纳入研究，这可能会使统计学结果产生偏差；采用3D-PCASL未能判定侧支动脉供血来源及区分病理性慢血流，因此可能会高估侧支循环代偿的影响。随着高场MRI的完善与推广，特别是血管编码ASL技术可行单根靶血管供血区的脑灌注信息分析，提示侧支循环供血来源，并可对侧支循环进行量化，从而为临床提供更为可靠、准确的侧支循环血流动力学信息。

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图1 男，63岁，右侧半卵圆中心急性脑梗死。左侧肢体麻木2 d入院图1aDWI示右侧半卵圆中心、分水岭区多发斑点状高信号图1b，1c CBF伪彩图示病变侧皮层及皮层下条状高灌注图1dMRA示右侧大脑中动脉M1段重度狭窄。入院当日NIHSS评分为6分，30 d评分为2分，临床症状好转图2男，68岁，左侧额叶及侧脑室旁急性脑梗死。右侧肢体活动不利7 h入院图2aDWI提示左侧额叶及脑室旁斑片状高信号图2b，2cCBF伪彩图示病变侧皮层及皮层下条状高灌注图2dMRA示左侧大脑中动脉M1段重度狭窄。入院当日NIHSS评分为6分，30 d评分为3分，临床症状好转

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Clinical value of ASL in the treatment of mild to moderate acute cerebral infarction

ZHOU Jianguo，MENG Yun，MA Xianjun，LIU Xiaoli.Department of Radiology，Nanjing University of Chinese Medicine Affiliated Lianyungang Hospital and Lianyungang Hospital of Traditional Chinese Medicine，Lianyungang，222004，China.

Objective：To study the clinical value of magnetic resonance combined with arterial spin labeling in evaluation of collateral compensatory reserves，and the recent prognosis of patients with acute cerebral infarction.Methods：From December 2014 to March 2016，35 cases diagnosed by clinical and radiological professors with acute ischemic stroke were collected in our hospital.Conventional sequences，3D-PCASL of superconducting MRI（GE 3.0）were performed.By applying post-processing software，the minimum density projection of pseudo color map of ASL were analyzed.We divided 35 cases without thrombolytic therapy into collateral compensation reserve group and the control group，and compared on the admission day with NIHSS score 30 days after，according to perfusion of infarction core in ASL.Results：There was no statistical significance in two groups of patients on admission NIHSS score difference（P＞0.05）.Collateral compensation reserve group admission and 30 clinical NIHSS score improvement rate，control rate and progression rate was 76.47%（13/17），17.65%（3/17），5.88%（1/17），respectively；and the control group on the admission day and 30 day clinical NIHSS score improved rate，control rate and progression rate was 33.33%（6/18），27.78%（5/18），38.89%（7/18），respectively.The two groups were statistically significant prognostic different in NIHSS score（P＜0.05）.Conclution：By displaying blood perfusion information around infarction core area，ASL can reflect collateral circulation state，provide the basis for clinical evaluation of the status，prognosis and treatment options for patients with acute ischemic stroke.

Cerebral infarction；Aterial spin labeling；Collateral circulation；Prognosis；Magnetic resonance imaging

2016-05-19）

10.3969/j.issn.1672-0512.2016.06.002

周建国，E-mail：13645132158@163.com。