磁共振弥散加权成像联合3D动脉自动自旋标记技术对急性缺血性脑卒中的诊断分析

张晓婷

缺血性脑卒中由于其发病急，病情变化迅速，使得其致残率、致死率较高，脑组织梗死治疗不及时，将严重影响预后，甚至威胁到患者生命健康[1]。若在脑梗死前期尽早发现，并给予干预治疗，可有效降低缺血性脑卒中致残、致死率，尤其是对提高急性缺血性脑卒（AIS）中预后具有重要意义[2]。目前，临床上缺血性脑卒中大多为定性诊断，且确诊时脑梗死已发生较长时间，对病灶梗死区、缺血半暗带区域血流及是否有再出血情况并不清楚。国内已有外诸多研究采用不同形式的磁共振功能成像对急性缺血性脑卒中进行综合评估，例如磁共振弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）、3D动脉自动自旋标记技术（3-dimensional arterial spin labeling，3D ASL）等[3-4]。目前，DWI 联合3D ASL评估AIS脑梗死病灶、血栓、缺血半暗带情况未见相关报道。本研究拟采用DWI联合3D ASL评估患者缺血半暗带及梗死区是否存在出血，为临床AIS早期诊断、制定合理治疗方案及促进预后提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取福建医科大学附属福州市第一医院2018年8月-2020年8月收治的48例急性缺血性脑卒中（AIS）患者作为研究对象。（1）纳入标准：①符合缺血性脑卒中诊断标准，且经MRI检查确诊为AIS；②无其他颅脑疾病且无颅脑手术病史；③体内无支架、起搏器及金属植入物；④肝肾功能正常[5-7]。（2）排除标准：①合并其他心脑血管疾病者；②脑外伤及脑部肿瘤；③合并恶性肿瘤或自身免疫性疾病；④脑神经功能异常或有精神疾病[6]。AIS患者48例，男30例，女18例；年龄44 ～75岁，平均（62.42±6.02）岁。同时选取48例健康人作为对照组，男28例，女20例；年龄41 ～76岁，平均（61.72±6.26）岁。两组性别、年龄等一般资料比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），有可比性。本研究获得本院医学伦理委员会批准，患者及其家属均充分了解本研究目的，签署知情同意书。

1.2 方法

采用GEHdxt 1.5T MRI扫描仪对AIS患者头颅部位进行扫描检测，患者取仰卧位后，头先进，耳内塞棉花球，设置8通道线圈以便头颅扫描检测，采集DWI和3D ASL序列图像，扫描基准线为前后联合连线水平。DWI测定的参数设置如下：DWI TR 4 800 ms，TE 81.8 ms，层数 16，层厚 6 mm，层 距 2 mm，FOV 24 cm×24 cm，NEX 为 2， 矩 阵128×130。3D-ASL采用3D Spiral快速自旋回波序列进行测定。参数：TR 5 282 ms，TE 10.4 ms，层厚 4 mm，FOV 26 cm×26 cm，NEX 为 3， 矩 阵512×8。

1.3 观察指标

采用DWI联合3D ASL测量脑梗死区、缺血半暗带区及其镜面区的脑血流量（CBF）绝对值和相对值，运用相应的工作站、Funtool软件等生成3D ASL-CBF图像，并通过软件勾画脑梗死病灶、血栓、缺血半暗带，自动测量CBF和ADC，测量定量参数时，尽量避开血管、脑室、脑池、颅骨结构。然后，由2名诊断经验丰富的医师对所得DWI、3D ASL结果进行分析，根据相对脑血流量（rCBF）和相对表观扩散系数（rADC）评估AIS患者合并出血情况。DWI阳性：病灶显示明显高信号，rADC高于正常范围。3D ASL阳性标准：rCBF显著降低；其中一种阳性即可诊断。计算DWI联合3D ASL对急性缺血性脑卒中的敏感度和准确度。

1.4 统计学处理

采用SPSS 19.0对研究数据进行统计分析。符合正态分布的计量资料如rCBF等采用（±s）表示，组间比较采用独立样本t检验；同时采用DWI联合3D ASL对AIS的诊断价值，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 DWI及 3D ASL结果

ASI组中有4例在DWI图像上有阳性发现（图1A），对照组无DWI阳性发现。5例ASI患者在3D ASL图像上双侧枕叶等可见一个或多个低灌注区。急性缺血性脑卒中具体病例见图1。

图1 急性缺血性脑卒中患者DWI及3D ASL影像结果

2.2 两组脑梗死病灶区、缺血半暗带区及镜面区的rCBF比较

ASI组脑梗死病灶区的rCBF为（26.16±8.23）ml/（min·100 g）， 缺 血 半 暗 带 区 的 rCBF为（35.35±4.16）ml/（min·100 g），镜面区 rCBF 为（46.03±6.28）ml/（min·100 g），脑梗死病灶区、缺血半暗带区及镜面区rCBF与对照组比较差异均有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 两组脑梗死病灶区、缺血半暗带区及表镜面区rCBF比较[ml/（min·100 g），（±s）]

表1 两组脑梗死病灶区、缺血半暗带区及表镜面区rCBF比较[ml/（min·100 g），（±s）]

组别 脑梗死病灶区 缺血半暗带区 镜面区对照组（n=48） 57.88±5.94 58.11±6.37 56.05±5.36 ASI组（n=48） 26.16±8.23 35.35±4.16 46.03±6.28 t值 3.695 3.855 2.449 P值 0.010 0.008 0.042

2.3 两组脑梗死区、缺血半暗带区及镜面区的rADC比较

ASI组脑梗死病灶区rADC为（0.46±0.16）μm2/ms，缺血半暗带区rADC为（0.65±0.14）μm2/ms，镜面区rADC为（0.79±0.11）μm2/ms，脑梗死病灶区、缺血半暗带区rADC与对照组比较差异均有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 两组脑梗死病灶区、缺血半暗带区及镜面区rADC比较[μm2/ms，（±s）]

表2 两组脑梗死病灶区、缺血半暗带区及镜面区rADC比较[μm2/ms，（±s）]

组别 脑梗死病灶区 缺血半暗带区 镜面区对照组（n=4 8） 0.9 1±0.1 0 0.8 6±0.1 2 0.8 7±0.1 3 A S I 组（n=4 8） 0.4 6±0.1 6 0.6 5±0.1 4 0.7 9±0.1 1 t值 4.7 4 3 2.9 8 7 1.8 9 4 P值 0.0 0 4 0.0 2 8 0.1 3 5

2.4 DSA联合3D ASL对ASI患者出血诊断结果比较

以临床诊断结果为对照，DWI联合3D ASL检出ASI患者出血敏感度为87.50%，准确度为85.42%，见表3。

表3 DWI联合3D ASL对ASI患者出血情况诊断结果（例）

3 讨论

CBF代表了一定时间内流过脑组织的血流量，可反映脑供血的多少，在ASI患者脑组织梗死损伤评估中具有重要意义。一般情况下，正常健康人群的 CBF 值为大多数在 50 ml/（min·100 g）水平[8]。当患者脑组织CBF值下降至正常值的一半时，患者即会出现明显的临床症状，表明脑梗死较为严重；当CBF值下降但又高于正常值的50%时，表示脑组织有血流通过，虽然供血不足，但患者未出现任何临床症状[9]。有研究报道，ASI患者后续出现继发性脑出血的概率较正常人群明显增加[8-10]。当患者脑动脉狭窄或闭塞后，侧支循环代偿供血有明显不足，尤其是缺血区的血流灌注量会迅速减少，导致不可逆的梗死。因此，了解ASI患者梗死病灶、缺血半暗带及表面血流状况对制定治疗方案有至关重要的作用。

灌注成像可以帮助确定脑组织灌注减低的范围和缺血状态下尚未完全坏死的脑组织，对缺血性脑卒中患者大脑血流评估及指导临床治疗具有指导意义[11]。目前，ASL灌注成像急/慢性脑血管病中应用非常广泛，其主要是标记成像层面的血液灌注情况，当被标记血液全部灌注到预定组织后即开始扫描，不仅能得到组织图像，同时还可以获得组织内标记的血流图像，而未标记的血流图像与标记图像之间的差值则用灌注像表示，常常通过CBF量化体现[12-15]。ASL可以帮助区分大脑灰质和白质灌注的不同，同时还可辨别缺血区与正常区域血流情况，以便确诊梗死病灶部位及大小。ASL技术无须注入外源性示踪剂，避免了对肾脏功能的损害，且具有无创、耗时短、可重复性高的特点，因此在脑血管神经系统疾病诊疗中具有重要应用价值。而3D-ASL是目前比较新的ASL技术，与常规ASL相比，其最主要的特点是全脑成像和信噪比、标记有效率高，此外，射频能量沉积少、磁化传递效应轻等也为其应用奠定了良好基础。

有研究表明，当 rCBF 值降低至20 ml/（min·100 g）左右时，脑血供应明显不足，细胞损伤不可逆[10]。本研究结果显示，ASI患者脑梗死病灶区的rCBF值为（26.16±8.23）ml/（min·100 g），缺血半暗带区的 rCBF 值为（35.35±4.16）ml/（min·100 g），镜面区 rCBF 值为（46.03±6.28）ml/（min·100 g），脑梗死病灶区、缺血半暗带区及镜面区rCBF与对照组比较均明显低（P＜0.05），表明ASI患者脑组织有缺血坏死，尤其是脑梗死病灶中心区细胞坏死；半暗带区虽然rCBF下降，但未发生缺血坏死，脑细胞尚可代偿；镜面区rCBF值接近正常，表明血流灌注接近生理状况。此外，ASI患者脑梗死病灶区的rADC为（0.46±0.16）μm2/ms，缺血半暗带区的 rADC为（0.65±0.14）μm2/ms， 镜 面 区 rADC为（0.79±0.11）μm2/ms，脑梗死病灶、缺血半暗带区rADC与对照组相比均显著低（P＜0.05）。有研究证实，DWI信号和ADC值的变化可以反映大脑缺血区组织及细胞结构的改变，尤其是急性缺血缺氧导致的电解质、有氧代谢紊乱均可引起神经元细胞水肿、凋亡等，这可以弥补缺血半暗带CBF的测量误差[16-17]。DWI和ASL从弥散和灌注不同角度评估了AIS发生后血流和细胞代谢的变化，组织缺血缺氧后造成的神经细胞损伤是其共同病理基础。有学者研究了DWI和ASL技术联用的特点，一般情况DWI和ASL图像存在不匹配IDE现象，通过这种不匹配，可分别定量分析缺血区和缺血半暗带脑血流及表观扩散系数等参数的变化；联合应用两种技术，相互补充、弥补不足，能提高诊断效能，体现多模态联合研究的特点[18]。本文也采用了同样的原理，比较脑梗死病灶区、缺血半暗带区及镜面区不同定量参数对AIS的诊断。最后评估DWI联合3D-ASL对ASI患者出血诊断结果发现，敏感度和准确度分别为87.50%和85.42%，联合诊断有助于减少误判，提高诊疗的准确性，促进预后。

综上所述，本文采用DWI联合3D ASL两种成像技术对AIS患者脑梗死病灶区、缺血半暗带区及镜面区的rCBF和rADC进行了分析比较，证实DSA联合3D-ASL检测有助于提高ASI诊断的准确性，ASL作为一种无创性灌注成像技术，能有效评估病变区血流情况，可以补充DWI技术的不足。因此，临床上可推广DWI联合ASL技术ASI患者对脑梗死病灶区、缺血半暗带区及镜面区进行评估和随访观察，对后续治疗及康复具有重要指导价值。