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磁敏感加权成像静脉影像预测急性缺血性卒中早期预后的价值

2022-03-31张虎翟建高俊马培旗章方红刘杨

沈阳医学院学报 2022年2期
关键词:脑组织静脉图像

张虎,翟建,高俊,马培旗,章方红,刘杨

(1.芜湖市第二人民医院影像科,安徽 芜湖 241000;2.皖南医学院弋矶山医院医学影像中心;3.阜阳市人民医院影像中心)

急性缺血性卒中(acute ischemic stroke,AIS)威胁人类健康,处理原则是早诊断、早治疗、早康复和预防再发[1]。2019 年推出的《脑血管病影像规范化应用中国指南》[2]指出,AIS影像评估应包括梗死范围、缺血半暗带(ischemic penumbra,IP)、责任血管和侧支循环等影像信息,指导临床决策。磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging,SWI)应用于静脉成像,其原理是基于静息态血氧水平依赖技术,静脉血中的脱氧血红蛋白如内源性示踪剂使静脉显示为低信号[3]。AIS发生后,缺血脑组织摄氧增加,静脉血中脱氧血红蛋白含量进一步增加,同健侧镜像区相比,灌注减低区可呈显著不对称低信号[4-5]。鉴于上述SWI 静脉影像特点,本研究通过对62 例大动脉硬化型AIS患者资料进行回顾性分析,旨在探寻一种快速有效、安全无创的影像技术来评估患者预后,为临床提供新思路,使患者获益。

1 资料与方法

1.1 研究对象 收集2016 年1 月至2018 年7 月皖南医学院弋矶山医院收治的大动脉硬化型AIS患者资料。纳入标准:(1)发病72 h 内完成MRI 检查,年龄>18岁;(2)AIS诊断均符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南》2018 版[1];(3)大动脉硬化型AIS 诊断符合急性卒中Org 10 172 治疗试验(Trial of Org 10 172 in acute stroke treatment,TOSAT)分型标准[6],梗死灶累及大脑皮层或皮层下病灶直径>1.5 cm,责任血管狭窄程度>50%;(4)AIS责任血管为颈内动脉(internal carotid artery,ICA)或大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA),梗死灶局限于一侧幕上大脑半球;(5)患者均接受抗凝和抗血小板治疗。排除标准:(1)既往AIS 且基础改良Rankin 量表(modified Rankin Scale,mRS)评分≥1 分;(2)颅内肿瘤、出血、手术史;(3)接受溶栓或血管内治疗者;(4)TOSAT 分型为其他类型脑梗死;(5)严重心肺功能或认知障碍,不能配合完成检查或图像质量不满足研究要求。登记患者年龄、性别、高血压、糖尿病、冠心病、高脂血症、吸烟史等,由神经内科医师评价患者入院第1 天和治疗14 d 后美国国立卫生研究院卒中量表(national institutes of health stroke scale,NIHSS)评分。按照第六届全国脑血管病学术会议修订制定的疗效标准[7],将NIHSS评分降低>45%,病残程度≤3级归为明显好转组,将NIHSS评分降低≤45%和或病残程度>3级归为无明显好转组。

1.2 MRI 检查和后处理 在Signa Excite HD GE 3.0T MRI 平台完成所有检查,采用8 通道相控阵头部线圈。扫描序列包括:T1WI、T2WI、T2-FLAIR、MRA、DWI、3D-SWAN。3D-SWAN扫描参数:TR 40.40 ms,TE 23.01 ms,FA 16,层厚2.0 mm,FOV 20 cm×20 cm,矩阵320×256,扫描范围包括幕上大脑半球。DWI 扫描参数:TR 4 200 ms,TE 74.9 ms,b 值为0、1 000 s/mm2,层厚6 mm,FOV 24 cm×24 cm,矩阵160×160,覆盖全脑。SWI 图像在AW4.4 工作站后处理,获得SWI 最小密度投影(MinIP)图像,MinIP 图像重建层厚10 mm,层间距2 mm。

1.3 图像分割及评判 以半定量Alberta 卒中项目早期CT 评分(Alberta Stroke Program Early CT Score,ASPECTS)[8]脑区划分为基础,优化脑穿支动脉,选择基底节和半卵圆中心层面将一侧大脑半球划分为15个脑供血区[9],进行DWI-ASPECTS图像分割,见图1。记录DWI高信号脑供血区,以健侧大脑半球SWI静脉影像为参照,记录静脉显示不对称和静脉增多的脑供血区数,见图2、图3。

图1 DWI-ASPECTS图像分割

图2 1例75岁男性右侧额叶脑梗死患者TOF-MRA、DWI和SWI图像

图3 1例78岁男性左侧半卵圆中心及顶叶脑梗死患者TOF-MRA、DWI和SWI图像

1.4 统计学方法 采用SPSS 23.0软件进行统计学分析。计数资料以[n(%)]表示,采用χ2检验和Fisher精确检验。符合正态分布计量资料采用均数±标准差表示,组间比较采用两独立样本t检验;以中位数(上、下四分位数)表示有序变量,组间比较采用Mann-WhitneyU非参数检验。采用Logistic 回归分析;采用Hosmer and Lemeshow Test 评判模型的拟合度。采用受试者工作特征(ROC)曲线评价各指标对临床预后的诊断价值,并计算敏感度、特异度。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 AIS 临床预后的单因素分析 62 例患者纳入研究,男41 例,女21 例;年龄39~85 岁,平均(64.5±11.0)岁;卒中临床预后明显好转者21 例,无明显好转者41 例。AIS 临床预后的单因素分析显示,明显好转组年龄更轻,DWI高信号累及的脑供血区更少,SWI-DWI不匹配及静脉增多的脑供血区更多,差异均有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1 AIS临床预后的单因素分析

续表1

2.2 AIS 临床预后的多因素Logistic 回归分析 将年龄、DWI 高信号及SWI-DWI 不匹配、静脉增多脑供血区纳入二元Logistic 回归模型。4 个自变量中,DWI 高信号及SWI 静脉增多脑供血区差异有统计学意义(P<0.05),见表2。Hosmer and Lemeshow Test显示χ2=5.726,P=0.572(P>0.05),证明该模型拟合优度较高,87.1%的研究对象被正确分类,敏感度为84.2%、特异度为88.4%。DWI高信号脑供血区每增加1个,无明显好转的风险增加2.5 倍;SWI 静脉增多脑供血区每增加1 个,明显好转增加约1/3。

表2 AIS临床预后的多因素二元Logistic回归分析

2.3 影像指标对AIS 临床预后的诊断价值 结合临床实际应用,DWI 高信号≥4 个脑供血区,AUC为0.724(P<0.05);SWI 静脉增多≥2 个脑供血区,AUC最大,为0.749,见表3。

表3 AIS影像指标对临床预后的诊断价值

3 讨论

3.1 SWI-DWI不匹配脑供血区临床价值 既往对MR 灌注加权成像(perfusion weighted imaging,PWI)研究认为,AIS 梗死核心区脑血流量(cerebral blood flow,CBF)小于镜像区正常脑组织的30%,脑血容量绝对值小于2.0 ml/100 g;并定义梗死核心区周围脑组织残余功能达峰时间>6 s或平均通过时间>145%镜像区正常脑组织为IP[10-12]。多项研究表明,SWI不对称静脉低信号与PWI 灌注减低区接近[3,5,13-15],本研究运用SWIDWI 不匹配结合半定量脑供血区划分,旨在寻找一种简便可行的影像方法对AIS 患者预后进行评估。本研究结果表明,良好预后组DWI 高信号累及脑供血区更少,SWI-DWI 不匹配更显著,与倪晓星等[13]的报道基本一致。其原因是,当责任血管(ICA 或MAC)狭窄或闭塞时,对应供血区CBF 下降,氧供减少,为维持脑组织正常氧代谢,动脉血中更多氧被摄取,对应引流静脉中脱氧血红蛋白含量增加,SWI 静脉影像呈显著低信号。结合脑供血区划分可半定量反映低灌注脑组织范围,该方法为识别IP的有效手段。

3.2 SWI 静脉增多与侧支循环的关系 既往研究表明,良好的侧支循环可限制梗死核心进展,改善患者预后[16-17]。若低灌注区脑组织摄氧障碍,将导致静脉氧合血红蛋白增加,脱氧血红蛋白减少,SWI 静脉影像显示减少或消失。脑灌注压下降,低灌注区小静脉和毛细血管扩张,阻力降低以维持CBF,使静脉氧合血红蛋白减少而脱氧血红蛋白增多,SWI 静脉影像显示增多、增粗。本研究结果显示,SWI静脉增多供血区是AIS明显好转的独立预测因子;当SWI 静脉增多≥2 个脑供血区时,SWI 静脉增多脑供血区诊断明显好转的AUC 值为0.749,本结果与许开喜等[18]和Park等[14]的研究基本一致。SWI 静脉增多和良好的侧支循环可增加脑组织对抗缺血的储备能力,临床神经功能症状明显好转的概率增加。值得注意的是,侧支循环还受Willis环解剖、开放与否及机体代谢等诸多因素影响,我们猜想SWI 静脉影像可能只是反映侧支循环的一个因子,两者不等同、也不可替代,这还需进一步研究证实。

综上所述,本研究通过对62 例大动脉硬化型AIS 患者临床、影像资料回顾发现,SWI-DWI 不匹配和SWI静脉增多脑供血区均是影响AIS患者预后的主要因素,SWI静脉增多脑供血区是AIS明显好转的独立预测因子。SWI 静脉影像可提供IP、侧支循环2个与临床预后密切相关的重要信息,且安全无创,可重复,可优化AIS的检查流程,指导临床决策,使患者获益。但本研究样本量较少,未能将静脉溶栓和动脉内治疗者纳入研究,可能会造成选择偏倚。本研究的时间截点为14 d,未对治疗14 d 后AIS 患者神经功能变化情况和远期预后进行随访。本研究通过阅片获取DWI、SWIDWI 不匹配和SWI 静脉增多脑供血区数,未进行一致性泛化测试,且未采取影像方案进行对照。

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