魏江漫，潘晶晶，范 薇，陈 新

（辽宁医学院中国人民解放军第二炮兵总医院研究生培养基地医学影像科，北京 100088）

磁敏感加权成像在评估脑卒中方面的临床应用价值

魏江漫，潘晶晶，范 薇，陈 新

（辽宁医学院中国人民解放军第二炮兵总医院研究生培养基地医学影像科，北京 100088）

目的：探讨磁敏感加权成像在评估脑卒中方面的临床应用价值。方法：回顾性分析25例单侧大脑中动脉狭窄或闭塞的患者，症状发作后几小时至24小时内。所有25例患者均行常规MR检查，包括T1WI、T2WI、FLAIR、DWI、SWI、PWI、MRA。采用Alberta卒中项目早期CT评分比较个体DWI、SWI、PWI。结果：88.0%（22/25）的患者在SWI序列上出现静脉显著不对称及平均通过时间（MTT）的延长。SWI-ASPECTS与MTT-ASPECTS关联性最好（r=0.796，P=0.000＜0.001）。结论：SWI可提供与MTT可比的脑灌注信息，但SWI在指导溶栓治疗方面需要进一步前瞻性研究的评估。

脑血管意外；磁共振成像

目前国内应用磁敏感加权成像 （Susceptibilityweighted imaging，SWI）对磁共振灌注成像（Perfusion-weighted MR imaging，PWI）评价的研究很少。SWI是近几年应用于临床的新序列。SWI是T2*三维梯度高分别率回波，采用了三维空间、流动补偿和薄层扫描技术，利用相位改变增强不同属性组织之间的对比度，从而提高引起磁敏感效应的显示。SWI提高了对中枢神经放射学的认识，应该作为颅内肿瘤和血管病变检查的常规序列，SWI已经应用于评估铁沉积、血管畸形、静脉窦血栓、颅内肿瘤等[1-5]。在急性缺血性脑卒中患者中，脑灌注压力减低，会通过增加氧摄取分数 （Oxygen extraction fraction，OEF）来提高去氧血红蛋白与氧合血红蛋白的比例。研究表明T2*信号的下降与OEF增加有关[6-7]。在缺血和正常组织之间由于不同去氧血红蛋白集聚，SWI能显示显著不对称的静脉血管低信号。在没有对比剂的情况下，这种在SWI上潜在的代谢信息能帮助描述缺血半暗带。本研究通过对SWI与PWI平均通过时间（MTT）的相关性研究，探讨SWI在评估脑卒中方面的临床应用价值。

1 材料与方法

1.1 一般资料

收集第二炮兵总医院2014年1月—2015年7月脑卒中患者729例，纳入标准包括：①症状发作后几小时至24小时内，完成MR常规序列包括MRA、DWI、SWI、PWI；②MRA上显示一侧大脑中动脉或其分支闭塞或狭窄。有出血或图像质量不佳者如运动伪影，排除于本研究外。共有25例患者符合纳入标准。其中女13例，男12例，年龄34～83岁，平均62.2岁。临床症状包括一侧偏瘫、言语不利和头痛等。本研究获得医院审查委员会的批准且符合道德标准。

1.2 影像设备与参数

用西门子公司Skyra syngo 3T磁共振扫描仪进行扫描。PWI数据通过静脉注射钆喷酸葡胺注射液后用平面回波序列获得。通过高压注射泵以4mL/s静脉注射钆喷酸葡胺注射液。PWI后处理通过运动校正和3mm空间滤波，由无T1值校正自动测量进行灌注评估。PWI序列参数：TR=1 870ms，TE=30ms，层厚4mm，激励次数1，FOV 220mm×220mm，偏转角90°，体素大小1.7mm×1.7mm×4.0mm，采集时间119 s；SWI序列参数：TR=27ms，TE=20ms，激励次数1，FOV read=300mm，FOV phase=168mm，体素大小1.2mm×1.2mm×1.5mm，偏转角15°，带宽120Hz，层厚1.5mm，iPAT因子2，采集时间194 s；DWI序列参数TR=5 200ms，TE=98ms，层厚5.0mm，FOV read=220mm，FOV phase=220mm，体素大小0.8mm× 0.8mm×5.0mm，采集时间85 s。

1.3 图像分析

在MR扫描图像层面选取大脑中动脉2个层面上的区域：①核团层面即丘脑和纹状体层面：MCA前部皮质（M1）、岛叶侧面皮质（M2）、MCA后部皮质（M3）、岛叶（I）、豆状核（L）、尾状核（C）和内囊后肢（IC）。②核团以上层面（在核团水平上方约2 cm）：包括MCA前部皮质 （M4）、MCA侧面皮质 （M5）和MCA后部皮质（M6）。两者界限为尾状核头部。各序列得分是从10分中减去缺血区病变，包括DWI上扩散受限、SWI序列上静脉的显著不对称、MTT的延长、CBF和CBV的减少。采用Alberta卒中项目早期 CT评分 （Alberta Stroke Program Early CT Score，ASPECTS）评价个体PWI、DWI、SWI，且计算DWI-PWI不匹配和DWI-SWI不匹配。由2名神经放射专家独立评估ASPCETS，他们对患者病史均不知道。当意见不一致时，通过讨论达成一致。

1.4 统计分析

用IBM SPSS 20.0软件进行数据分析。由于这些数据不属于正态分布，所以用非参数检验。对DWI、SWI、MTT、相对CBF和相对CBV进行Wilcoxon符号秩和检检和Friedman M检验，判断它们之间是否有差别。用Spearman’s秩和检验检测SWIASPECTS得分与MTT-ASPECTS得分的关联性。

2 结果

88.0%（22/25）的患者在SWI序列上出现静脉显著不对称及MTT的延长，其中72.7%（16/22）的患者DWI扩散受限（图1）。12.0%（3/25）各参数均无表现。25例患者病变的分布统计见表1。其中SWIASPECTS得分与MTT-ASPECTS得分统计无差异性，两者关联性具有统计学意义（r=0.796，P=0.000＜0.001），见图2。

Table 1 Distribution of DWI,SWI and MTT in the lesions of patients

3 讨论

由于对顺磁性物质的高度敏感，SWI成为了MR不可或缺的序列，对于诸如铁质沉积、静脉畸形、血栓或肿瘤的分级等，SWI已被证实为可靠的诊断工具[2-4，8-9]。SWI扩大了目前MRI临床应用的范围，它有可能提高我们对急性脑卒中病理生理的认识[2]。Verma等[10]的研究发现显著的皮质静脉（Prominent cortical veins，PCV）的出现与软脑膜动脉侧支循环的分级有关。PCV的显著程度反映了去氧血红蛋白与氧合血红蛋白比例的增加，而去氧血红蛋白与氧合血红蛋白比例的增加是由于OEF的增加所致。Yata等[11]的PET研究中，OEF的增高与MTT的延长显著相关。Kamath等[12]关于CT灌注和PET研究中也发现MTT是与OEF相关的最好参数。MTT和OEF可以提供相似的潜在代谢信息。国内曾有研究者发现MTT能显示颈内动脉和大脑中动脉重度狭窄或闭塞患者的脑灌注损伤范围，对研究脑梗死的发病机制有重要意义[13]。

但PWI有需要注射药物、有创检查且所需时间相对较长的缺点，而且PWI与SWI相关性的研究甚少。本研究发现SWI上双侧静脉不对称的ASPECTS得分与MTT延长的ASPECTS得分显著相关 （r= 0.796，P=0.000＜0.001），这与Kao等[14]的研究中的发现是类似的。本研究尚不能认为SWI可以代替MTT，因为SWI-ASPECTS得分与MTT-ASPECTS得分并不总是一致的，大多数情况下MTT-AASPECTS得分要低于SWI-ASPECTS得分，也就是说MTT延长的部位要多于SWI序列上双侧静脉不对称的部位，此研究的25例患者中共128个部位出现MTT延长，101个部位出现SWI双侧静脉的不对称。在本研究中88.0%（22/25）的患者出现MTT的延长与SWI上双侧静脉不对称，27.3%（6/22）的患者DWI未出现异常变化，但却出现SWI双侧静脉显著不对称，MTT延长，可能是因为单侧大脑中动脉闭塞或狭窄的脑卒中患者，患侧脑灌注压力减低，会通过增加OEF来提高去氧血红蛋白与氧合血红蛋白的比例，在缺血和正常组织之间去氧血红蛋白就会集聚，而且患侧侧支循环的代偿和局部无氧代谢产生的乳酸等物质堆积可能会造成血管扩张，所以在SWI上出现双侧不对称的静脉低信号，患侧静脉增多增粗。12.0%（3/25）的患者MTT与SWI均无阳性表现，可能与大脑中动脉狭窄程度与良好的侧支循环有关，大脑中动脉轻度狭窄、较年轻的患者有良好的侧支循环者，MTT与SWI可无表现。

图1 女，50岁，突发右侧肢体力弱伴言语不利5.5 h。图1a：MRA图见左侧大脑中动脉闭塞。图1b，1c：DWI图示左侧L、M5稍高信号，ASPECTS=8分。图1d，1e：ADC图显示DWI上稍高信号的区域在ADC图上为低信号。图1f，1g：MTT图示左侧M1、M2、M3、I、M4、M5、M6延长，ASPECTS=3分。图1h，1i：SWI图示静脉显著不对称包括左侧M1、M2、M3、I、M4、M5、M6，ASPECTS=3分。Figure 1. A 50-year-old woman presenting with right-sided weakness,numbness,slurred speech for 5.5 hours.Figure 1a:MRA shows left middle cerebral artery occlusion.Figure 1b,1c:On diffusion-weighted images,the ASPECTS value is 8 because of slight hyperintensities in the left L,M5.Figure 1d,1e:The regions of DWI high signal are slow signal on the ADC mapping.Figure 1f,1g:The mean transit time(MTT)map.Figure 1h,1i:Susceptibility-weighted images,the ASPECTS values are 3 as areas of prolonged MTT or asymmetric prominent vessels involve I and M1～M6.

有研究者认为SWI上出现深部静脉不对称可以快速且简便的评价脑卒中的严重程度[15]。本研究认为在没有对比剂的情况下，SWI可以作为一个理想工具提供脑灌注方面的一些信息。所以当大脑中动脉狭窄或闭塞的患者在DWI上未发现急性梗死时，在不注射对比剂进行有创检查的情况下，SWI可以快速评价脑灌注情况。另外，对比剂对人体肾功能是有害的，所以肾功能严重受损者不宜行有创的PWI检查，对对比剂过敏者亦不宜行PWI检查。对于这些患者可考虑应用不需要对比剂且无创的SWI快速半定量评估脑灌注情况。此外，SWI检测血栓和微出血有高度的敏感性，这些优势对帮助病人也非常重要。

图2 SWI-ASPECTS得分与MTT-ASPECTS得分的相关性 （r= 0.796，P=0.000＜0.001）。Figure 2. Correlation between SWI-ASPECTS value and MTT-ASPECTS value(r=0.796,P=0.000＜0.001).

本研究的缺陷：①ASPECTS是一个半定量评估缺血性改变和缺血性脑卒中患者功能的预后方法，而不是定量测量脑低灌注容量的方法；②本研究的数据尚需要扩大，有许多病人由于出血及图像质量不佳被排除于此研究之外；③随访调查不统一，然而随着解剖信息一体化，ASPECTS有利于减少调查者间潜在的评分差异和由于水肿及皱缩造成梗死面积不同的比较。另外，ASPECTS会对轻微的梗死不敏感；④该评分方法未能包括全部的大脑中动脉供血区，在脑内其他动脉狭窄或闭塞下，评价困难；⑤本组病例中少数患者在检查前已先行溶栓治疗，然而大部分患者没有进行溶栓治疗，可能会影响本研究的结果，但是本研究中治疗的潜在利益出现了。

总之，本研究的结果表明SWI可以提供与MTT可比的脑灌注信息，如果PWI不可行或结果不清或DWI上未出现急性梗死时，可快速且容易的评价脑卒中严重程度，但仍低于MTT。SWI应该作为脑卒中患者的常规检查序列，它可作为急性脑卒中患者的一个很好的额外成像参数。

[1]Park MG,Yoon CH,Baik SK,et al.Susceptibility vessel sign for intra-arterial thrombus in acute posterior cerebral artery infarction [J].J Stroke Cerebrovasc Dis,2015,24(6):1229-1234.

[2]Hermier M,Nighoghossian N.Contribution of susceptibilityweighted imaging to acute stroke assessment[J].Stroke,2004,35 (8):1989-1994.

[3]Weisstanner C,Gratz PP,Schroth G,et al.Thrombus imaging in acute stroke:correlation of thrombus length on susceptibilityweighted imaging with endovascular reperfusion success[J].Eur Radiol,2014,24(8):1735-1741.

[4]Zhang Z,Liao W,Bernhardt B,et al.Brain iron redistribution in mesial temporal lobe epilepsy:a susceptibility-weighted magnetic resonance imaging study[J].BMC Neurosci,2014,15:117.

[5]Wu SF,Zhu ZF,Kong Y,et al.Assessment of cerebral iron content in patients with Parkinson’s disease by the susceptibilityweighted MRI[J].Eur Rev Med Pharmacol Sci,2014,18(18): 2605-2608.

[6]Derdeyn CP,Yundt KD,Videen TO,et al.Increased oxygen extraction fraction is associated with prior ischemic events in patients with carotid occlusion[J].Stroke,1998,29(4):754-758.

[7]Kesavadas C,Santhosh K,Thomas B.Susceptibility weighted imaging in cerebral hypoperfusion-can we predict increased oxygen extraction fraction[J].Neuroradiology,2010,52(11):1047-1054.

[8]Park MJ,Kim HS,Jahng GH,et al.Semiquantitative assessment of intratumoral susceptibility signals using non-contrast-enhanced high-field high-resolution susceptibility-weighted imaging in patients with gliomas:comparison with MR perfusion imaging[J].AJNR,2009,30(7):1402-1408.

[9]Huang P,Chen CH,Lin WC,et al.Clinical applications of susceptibility weighted imaging in patients with major stroke[J].J Neurol,2012,259(7):1426-1432.

[10]Verma RK,Hsieh K,Gratz PP,et al.Leptomeningeal collateralization in acute ischemic stroke:impact on prominent cortical veins in susceptibility-weighted imaging[J].Eur J Radiol,2014, 83(8):1448-1454.

[11]Yata K,Suzuki A,Hatazawa J,et al.Relationship between cerebral circulatory reserve and oxygen extraction fraction in patients with major cerebral artery occlusive disease:a positron emission tomography study[J].Stroke,2006,37(2):534-536.

[12]Kamath A,Smith WS,Powers WJ,et al.Perfusion CT compared to H(2) (15)O/O (15)O PET in patients with chronic cervical carotid artery occlusion[J].Neuroradiology,2008,50(9):745-751.

[13]卢洁，李坤成.颈内和大脑中动脉狭窄与闭塞的MR灌注成像研究[J].中国医学影像技术，2004，20（11）：1797-1799.

[14]Kao HW,Tsai FY,Hasso AN.Predicting stroke evolution:comparison of susceptibility-weighted MR imaging with MR perfusion[J].Eur Radiol,2012,22(7):1397-1403.

[15]Mucke J,Mohlenbruch M,Kickingereder P,et al.Asymmetry of deep medullary veins on susceptibility weighted MRI in patients with acute MCA stroke is associated with poor outcome[J].PLoS One,2015,10(4):e0120801.

Application value of magnetic susceptibility-weighted imaging in the evaluation of cerebral stroke

WEI Jiang-man,PAN Jing-jing,FAN Wei,CHEN Xin
(Department of Medical Imaging,the Research and Training Base of the Second Artillery Corps General Hospital of the People’s Liberation Army of China,Liaoning Medical University,Beijing 100088,China)

Objective:To study application value of magnetic susceptibility-weighted imaging(SWI)in the evaluation of cerebral stroke.Methods:It’s a retrospective analysis of 25 patients with unilateral middle cerebral artery stenosis or occlusion in a few hours to 24 hours after symptom onset.All of 25 cases underwent routine MR examination,including T2WI, T1WI,FLAIR,DWI,SWI,PWI.The scores of DWI,SWI and PWI was compared by alberta stroke program early CT score.Results:Asymmetric prominent vessels and prolonged mean transit time(MTT)map were found in 88%(22/25)of patients.SWI-ASPECTS and MTT-ASPECTS were associated with the best(r=0.796,P=0.000＜0.001).Conclusions:SWI has the similar ability to prolonged MTT,which can provide information about brain perfusion.But SWI needs further prospective studies in the guidance of thrombolytic therapy.

Cerebrovascular accident;Magnetic resonance imaging

R743.3；R445.2

A

1008-1062（2016）04-0232-04

2015-09-14；

2015-09-28

魏江漫（1986-），女，河北沧州人，在读硕士研究生。E-mail：weijiangman5987＠sina.com

陈新，辽宁医学院中国人民解放军第二炮兵总医院研究生培养基地医学影像科，100088。E-mail：Chenxin3261＠sina.com