磁敏感加权血管成像在急性缺血性脑卒中缺血半暗带评估中的应用

周建国 符大勇 孙振虎 马先军 张芸芸

1南京中医药大学连云港附属医院放射科，连云港 222004；2南京中医药大学连云港附属医院脑病科，连云港 222004；3南京中医药大学连云港附属医院心电诊断科，连云港 222004

急性缺血性脑卒中占我国脑卒中类型的69.6%～70.8%，因其具有高发病率、高致死致残率及高复发率的特点，对患者生命健康及生活质量造成极大威胁［1］。急性缺血性脑卒中治疗的首要目标是及时再通责任动脉、恢复血流灌注，以挽救濒临死亡的缺血半暗带（ischemic penumbra，IP）。IP 位于缺血核心周围的低灌注区域，其范围内细胞生物电活动停止，但仍保持正常结构。IP 的预后可伴随缺血缺氧程度发生动态变化，也是临床进行再灌注治疗的关键和前提。客观评估IP 是临床再灌注治疗获益的关键，也是临床精准治疗的前提和要求［2］。目前，对于IP 的评估多采用CT 灌注成像、MR 灌注成像及三维动脉自旋标记（arterial spin labeling，3D ASL），灌注成像已经成为分析脑血流状态、动力学改变的主要影像检查方法，亦是缺血性脑卒中多模态影像检查方案中的重要组成部分［3］。磁敏感加权血管成像（star weighted angiography，SWAN）序列能够敏感显示脑实质内或血管内的脱氧血红蛋白等顺磁性物质，可利用SWAN 序列显示的脑静脉引流形态以及信号特点，分析脑组织脱氧血红蛋白含量的异常改变［4］。本研究通过分析SWAN 与3D ASL 在评估IP 方面的应用差异，评估突出血管征（prominent vessel sign，PVS）在IP 部位及范围显示方面的临床应用效果。

资料与方法

1.一般资料

回顾性收集2019 年1 月至2022 年12 月在南京中医药大学连云港附属医院诊治的急性缺血性脑卒中患者25 例，男15例，女10例，年龄37～78（55.7±14.4）岁。入组标准：⑴临床诊断依据《中国急性缺血性脑卒中诊治指南（2018）》［1］；⑵磁共振弥散加权成像（DWI）序列提示前循环急性缺血性脑卒中；⑶该项检查不增加患者院内延迟时间。排除标准：⑴病情急危重患者［美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）评分≥21 分］；⑵脑内陈旧性梗死软化灶最大层面范围≥5 cm2。

2.检查方法

采用美国通用医疗Discovery 750 3.0T MRI，扫描序列：T1WI、T2WI、T2 加权液体衰减反转恢复序列（T2WI fluid attenuated inversion recovery，T2Flair）、扩 散 加 权 成 像（diffusion-weighted imaging，DWI）、三维时间飞跃法磁共振血管成像（3D time-of-flight MR angiography，3D-TOF-MRA）、SWAN 及3D ASL；SWAN 参数：重复时间（TR）37.4 ms，回波时间（TE）22.9 ms，矩阵：416×320，层厚：2 mm，间距：0 cm，采集次数：1，激励次数（NEX）：0.70，带宽：62.5 kHZ，反转角：20°。3D ASL 参数：TR/TE=5 369 ms/10.5 ms，扫描野（FOV）：24 cm×24 cm，分辨率：512×8，NEX：3，标记后延迟时间（PLD）：2 525 ms。

3.数据后处理与分析

SWAN 原始数据采用MinIP 后处理，图像显示脑皮层、皮层下以及侧脑室旁较对侧镜像区管径增粗、更低信号的迂曲血管影定义为PVS 阳性［5］。3D ASL 原始数据采用Functool 软件进行图像后处理，并于脑血流量（cerebral blood flow，CBF）伪彩图勾勒低灌注区域，低灌注区CBF 值低于20 ml/min×100 g。选取PVS 阳性区与CBF 低灌注区最大层面，并勾勒范围。

4.统计学分析

采用SPSS 26.0 软件进行统计分析，计量资料经检验符合正态分布，以均数±标准差（±s）表示，组间比较采用独立样本t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

依据SWAN 序列提示PVS 阳性区、3D ASL 序列提示低灌注区与DWI 序列提示梗死核心区间的不匹配范围，SWAN-DWI 不匹配区范围为（2 289.42±721.47）mm2，3D ASL-DWI 不匹配区范围为（2 331.59±730.71）mm2，差异无统计学意义（t=0.205，P=0.838）。实例影像结果见图1。

讨 论

急性缺血性脑卒中的临床治疗措施是以再通责任动脉、恢复血流灌注为目的，通过溶栓、机械取栓等方式改善梗死核心区及其周围脑组织的缺血缺氧现状，促进患者神经功能的恢复［6］。这种濒临死亡的神经组织称为IP，采用快速、高效检查手段评估IP一直是临床治疗前的紧迫需求。

在急性缺血性脑卒中早期，组织病理学改变为缺血缺氧导致的脑细胞毒性水肿，于DWI 序列图像表现为明显扩散受限的高信号，DWI 序列为早期发现急性期缺血性脑卒中最为敏感的检查方法［7-8］。通过结合表观弥散系数（ADC）低信号范围，确认梗死核心面积的准确性更高，并可利用其判定梗死核心、评估IP 范围更为客观和准确［9］。在急性缺血性脑卒中患者再灌注治疗前，利用影像学方法评估IP，并将梗死核心与IP 区域进行比对、分离显示，通过量化两者之间的容积范围以及各自所占比例，为临床筛选出能够从再灌注治疗中获益的患者，利用缺血区域部位及IP范围分析患者治疗风险以及近期临床预后［10］。利用组织窗对患者进行个体化评估，更为符合急性缺血性脑卒中病理学演变过程。目前，评估IP 的相关影像学技术正在快速发展和临床推广，对于IP 分析与评估越来越接近患者个体真实的脑血流灌注病理生理学状态［11］。

影像学技术是显示IP最为直观和有效的方法，CT、MRI灌注成像在评估缺血梗死方面的临床应用较为成熟，且成像方法相对便捷［12］。ASL 是一种无需注射外源性造影剂的脑灌注成像技术，其通过脉冲标记动脉血内的水质子，将流入成像层面的标记相与未标记相进行减影，得出CBF 定量图。ASL 技术较传统灌注成像技术更为经济便捷，并与传统灌注技术具有较高的相关性［13］。3D-ASL 与DWI 技术联合应用评估IP对于治疗方案的选择及预测临床预后均具有重要价值［14-15］，3D-ASL 与CT 灌注成像、MR 灌注成像来描述急性期缺血性脑卒中患者脑血流低灌注区和IP范围具有较好的一致性，能够在早期对急性缺血性脑卒中进行脑灌注状态的诊断分析［16-17］。但ASL 技术亦存在检查时间较长、后处理较为繁琐，且检查结果易受到PLD影响等［15］。

SWAN 技术是利用各组织间的不同磁化率进行成像，以静息态的血氧水平为基础，能够敏感检测血管及组织中脱氧血红蛋白、正铁血红蛋白以及含铁血黄素等顺磁性物质。由于供血动脉出现闭塞或重度狭窄后，脑组织利用增加氧摄取分数提高氧的利用量，以满足濒临崩溃的血氧代谢需求。基于此，该缺血区域的引流静脉中脱氧血红蛋白含量增加，通过将磁敏感成像原始图像行最大强度投影，可显示出低信号引流静脉的增粗以及分布增多，即PVS 阳性［18］。本研究结果显示，SWAN 序列提示PVS 阳性区域与3D ASL 序列所提示的CBF 减低区具有较好一致性，临床可通过其判断缺血区域的部位和范围，评估急性期缺血性脑卒中患者是否适合进行再灌注治疗及预测患者是否可以从再灌注治疗中获益。当经过积极再灌注治疗后，梗死核心区周围血流恢复，引流静脉中的脱氧血红蛋白含量逐步降低，PVS 影像表现亦将逐步消失［19］。PVS 是评估低灌注脑组织的有效预测因子，其提示脑组织处于“贫困灌注”状态及脑组织储备功能衰竭［20］。PVS 可作为急性期缺血性脑卒中患者IP 评估和量化的替代标志物，可为临床评估病情现状、治疗方案及近期预后的判断提供影像依据。

综上所述，磁共振SWAN 序列通过PVS 显示可用于急性缺血性脑卒中患者IP部位及范围的评估，同时，SWAN 序列在责任动脉血栓［21］、出血转化［22-23］中亦具有重要应用价值，且该序列检查时间仅为2 min［21］，无需注射造影剂，安全便捷。本研究不足在于：纳入的急性缺血性脑卒中患者均为非危重患者，且行MRI检查时间大部分为入院24 h内，可能会使统计学结果存在一定的偏倚；对于PVS 判定尚不能进行客观量化，在IP分析方面存在一定的主观性，人工智能在PVS 方面的应用仍较为匮乏，希望于今后运用中进一步深入和完善。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献声明周建国：酝酿和设计试验，实施研究，采集数据，起草文章，获取研究经费，行政、技术或材料支持；符大勇：采集数据，分析/解释数据，对文章的知识性内容作批评性审阅，统计分析，指导；孙振虎、马先军：实施研究，采集数据；张芸芸：酝酿和设计试验，分析/解释数据，对文章的知识性内容作批评性审阅，统计分析，指导