磁共振三维动脉自旋标记技术应用于急性缺血性卒中诊断的价值研究

摘要

目的:
　　研究磁共振三维动脉自旋标记技术(three dimensional artery spin labeling，3DASL)对于急性缺血性脑卒中的应用价值，探讨急性缺血性卒中患者脑血流量变化情况，并与磁共振弥散成像(diffusion weighted imaging，DWI)、磁共振动脉血管成像(magnetic resonance angiography，MRA)等技术进行对比，评估其诊断价值。
　　方法:
　　本次实验采用前瞻性的研究方法。选取19例无脑血管病、脑肿瘤及其他颅脑疾病或影响颅脑血流量疾病的志愿者作为对照组，其中男性11例，女性8例，平均年龄66岁;选取19例急性缺血性脑卒中患者作为实验对象，其中男性11例，女性8例，平均年龄66岁;急性缺血性脑卒中的诊断及分期依据中国急性缺血性脑卒中诊治指南（2014版），将发病2周内的缺血性脑卒中归为急性期。根据脑梗死区面积，将病灶分为大梗死灶（长径＞5.0cm）、中梗死灶(3.1～5.0cm)、小梗死灶(1.6～3.0cm)、腔隙性脑梗死灶（≦1.5cm）。
　　使用美国GE signa HDxt1.5T MR扫描仪对对照组及实验组进行检查，扫描序列包括横断面T1WI FSE、横断面T2WI FSE、矢状面T1WI FSE、T2WI FLAIR、3DASL、横断面DWI及3D-TOF法MRA，扫描总时长约为20min。图像后处理使用aw4.6工作站fuctool软件包。
　　在对照组中，结合常规扫描序列，对后处理生成的脑血流量(cerebral bloodflow，CBF)图像进行分析:在脑干、背侧丘脑，豆状核，额、顶叶灰、白质区域划取直径约10mm圆形感兴趣区，并以脑中线为对称轴，在对侧生成镜像感兴趣区，获得脑内不同部位的局部脑血流量(regional cerebral blood flow，rCBF)，重复测量三次，取平均值。分析脑内不同部位脑血流量分布差异，判断3DASL可靠性。
　　结合MRI常规序列，比较实验组DWI与CBF图像，分析急性缺血性脑卒中患者CBF图像特点，探讨3D ASL相对于DWI对急性脑梗死灶、脑缺血灶的检出情况。利用后处理软件，在实验组中，手动划取病变区域范围，获得病变区异常灌注面积及rCBF值，与对侧正常灌注区rCBF值进行比对、分析，评估梗死、缺血区脑血流量变化。手工划取DWI图像中高信号梗死区面积，比较DWI图像与CBF图像中脑梗死区病灶范围，判断梗死后DWI图像与CBF图像中病变范围的关系。结合MRA图中颅内动脉血管状况，分析CBF图像中低灌注区与颅内动脉狭窄、闭塞的关系。
　　采用SPSS21.0软件进行统计学分析，均数以(x)±s表示。根据不同数据类型，计量资料使用两独立样本t检验、配对样本t检验、单因素方差分析以及Mann-Witney U检验，四格表资料采用Fisher精确概率法。检查方法的敏感性、特异性采用受试者工作特性曲线（Receiver Operator Characteristic curve，ROC）进行分析。P＜0.05认为存在统计学差异。
　　结果:
　　1.对照组中19例志愿者在颅脑常规MRI图像、DWI及CBF图像上未见阳性病灶，在MRA图像中6例出现了颅内动脉狭窄或动脉硬化。对照组中脑干区平均rCBF值为48.6±7.4ml/100g·min。右侧及左侧背侧丘脑平均rCBF值分别为46.1±5.8，ml/100g·min与45.4±6.6ml/100g·min;右侧及左侧豆状核平均rCBF值分别为49.4±7.0ml/100g·min与50.3±8.6ml/100g·min;右侧及左侧额叶白质平均rCBF值分别为25.1±4.0ml/100g·min与26.1±4.3ml/100g·min;右侧及左侧额叶灰质平均rCBF分别为67.1±8.9ml/100g·min与67.9±8.1ml/100g·min;右侧及左侧顶叶白质平均rCBF为24.4±4.4ml/100g·min与24.9±5.2ml/100g·min。右侧及左侧顶叶灰质平均rCBF值分别为62.7±7.9ml/100g·min与62.0±6.7ml/100g·min。经统计学分析各对称解剖区rCBF无统计学差异;脑灰质、脑白质组内rCBF无统计学差异;脑灰质、白质及脑内灰质核团rCBF均值间存在统计学差异。
　　2.19例急性脑梗死患者中，共3个缺血灶、31个梗死灶;31个梗死灶中，CBF阳性者16个，阳性率为51.6％，其中腔隙性梗死CBF阳性率为25％，非腔隙性梗死CBF阳性率为80％。对两组阳性率进行统计学分析，得出P＜0.05，认为腔隙性脑梗死的CBF阳性检出率较低。3个缺血灶在DWI图像中表现为阴性，CBF图中表现为低灌注。
　　对31个梗死灶的ADC值及rCBF值进行ROC统计分析，ADC的敏感度接近100％，特异性为97％，ROC曲线下面积为0.986; CBF组的敏感度为70.6％，特异性为73.5％，ROC曲线下面积为0.734;P值小于0.05。
　　3.实验组中18个异常灌注区与对侧镜像正常灌注区rCBF差值为-12.3±19.4ml/100g·min，配对t检验得出t=-3.522，P＜0.05，比较两组均数后，认为异常灌注区比镜像区血流量低。
　　4.19例急性脑梗死患者中，5例患者出现了梗死灶旁过度灌注区，将高灌注区与镜像区的rCBF进行配对t检验，得出t=3.064，P＞0.05。
　　5.34个缺血、梗死灶中，共有17个病灶存在DWI、CBF面积不匹配现象，占比50％，对两组图像中获得的病变面积进行配对t检验，得出t=-2.684，P＜0.05，认为CBF图像中获得的低灌注面积多数大于DWI高信号区面积，这种不匹配区中可能存在缺血性半暗带。
　　6.实验组19例患者中，1例表现为单侧颈内动脉闭塞，1例表现为大脑中动脉闭塞，7例为单支颅内血管单发或多发狭窄，4例表现为颅内多发动脉硬化。采用Fisher精确概率法对将卒中组MRA结果与CBF结果进行相关性分析，得出P＞0.05，认为两者间存在相关性。
　　结论:
　　1.3D ASL可以检测出急性缺血性脑卒中患者脑内rCBF值的下降及梗死后过度灌注现象，实现脑缺血性脑卒中患者脑血流量的可视化。
　　2.3D ASL诊断急性缺血性脑卒中的敏感度、特异性均不及DWI;随着缺血性脑卒中面积增大，ASL阳性检出率提高。同时，3D ASL与MRA的检查结果间存在一定相关性。
　　3.3D ASL技术可以检出T1WI、T2WI、DWI无法显示的脑缺血区，向临床提供更多关于脑组织缺血的信息。

目录

声明

摘要

前言

材料和方法

一、研究对象

二、仪器设备与扫描方法

三、图像处理及数据采集

结果

(一)一般临床资料

(二)对照组脑血流量分布描述及统计分析

(三)实验组DWI图像与CBF图像分析

(四)梗死灶rCBF分析

(五)梗死灶旁异常灌注统计分析

(六)MRA图像分析

讨论

(一)正常人脑血流量分布

(二)急性缺血性脑卒中脑血流量变化

(三)ASL技术与其他技术应用效果的对比

(四)局限性与展望

结论

参考文献

综述 磁共振技术在急性缺血性脑卒中诊断中的应用

致谢