荆彦平, 骆 宾, 黄 敏, 刘万周, 陈丽微, 张 焱, 张 勇, 程敬亮
时间窗内的急性脑梗死(acute cerebral infarctio,ACI)患者行静脉溶栓或血管内治疗,在严格把握适应证情况下,可明显提高预后。国内外指南推荐：把静脉溶栓<4.5 h,血管内治疗<6 h做为时间窗[1,2]。其实大约30%的急性脑梗死患者没有明确的发病时间,例如醒后卒中及其它没有目击证人且自己不能明确说出发病时间的患者。按照当前规范这些患者通常会被从静脉溶栓或血管内治疗中排除。显然这会造成一部分患者错失最佳治疗时机,磁共振多模态成像可以高效、准确的评估这部分不明时间窗患者,为临床选择合适的治疗手段提供依据[3]。
1.1 研究对象 联合神经内科选取我院2020年7月-2022年8月无明确发病时间并进行脑部多模态磁共振成像(DWI、FLAIR、3D ASL、MRA)的急性脑梗死患者35例以及发病时间<4.5 h的患者35例。两组的排除标准遵循中国缺血性脑卒中急性期诊疗指导规范[4]。35例双不匹配组入选标准：(1)不明确具体发病时间的急性脑梗死患者,包括醒后卒中患者;(2)被发现卒中样表现至入院时间小于3 h;(3)美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)神经功能缺损程度评估>4分,病前改良Rankin(mRS)评分为0分;(4)年龄≥18岁;(5)存在大血管闭塞。其中男21例,女14例,年龄35～79岁,平均(9.5±7.2)岁。
所有患者及家属对本研究完全知情同意,已通过我院伦理委员会审核。35例发病时间<4.5 h的急性脑梗死患者入选标准：(1)症状出现小于4.5 h;(2)NIHSS评分>4分,病前mRS评分0分;(3)年龄≥18岁;(4)存在大血管闭塞。男18例,女17例,年龄48～89岁,平均(66.3±7.5)岁。
1.2 影像检查设备及方法 MRI扫描使用美国GE 3.0T SIGNA pioneer超导型扫描仪,32通道头颈部联合一体相控阵线圈。采用快速自旋回波FSE序列进行横轴位液体衰减翻转恢复序列(fluid attennated inversion recovery,FLAIR)及弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)扫描,T2Flair(TR/TE 7200 ms/180 ms),扫描层厚为5 mm,层间距5 mm。DWI使用单次激发自旋回波-平面技术SE-EPI(TR/TE 6000 ms/92 ms);矩阵192×192,层厚5 mm,扩散敏感因子b值取1000 s/mm2。
磁共振血管成像(Magnetic resonance angiography,MRA)参数：层厚3 mm、TR/TE=30/3;三维动脉自旋标记成像(three dimensional arterial spin labeling,3D-ASL)技术参数：全脑三维轴位定位,两次标记延迟时间(1.5 s,2.5 s)采集：层厚3.5 mm,TR/TE 3600 ms/80 ms,将患者仰卧,头部置于线圈内,扫描基线为听眦线,扫描范围包括全脑部。
1.3 图像后处理分析 在ADW4.0工作站将采集的3D ASL原始图像数据进行后处理,调入Functool软件,获取动脉自旋脑血流量图(cerebral blood flow,rCBF),伪彩图的颜色通常是基于蓝色到红色的过渡,代表从低到高的灌注状态,通常低灌注rCBF<0.9。由两位影像科医师及一位神经内科医师共同分析,测绘出低灌注区及相应DWI 新发脑梗死的范围(DWI高信号的多层测量的最大值、ASL 测量相应层面的最大范围),同时计算新发梗死区与镜像侧正常脑组织的相对脑血流量(rCBF)。
1.4 再灌注治疗 35例不明发病时间的急性脑梗死患者同时满足DWI高信号且FLAIR在相应的DWI 高信号区未显影及DWI 高信号、3D ASL存在灌注减低区且灌注减低区/DWI高信号区>1.2双不匹配,13例行单纯静脉溶栓治疗,11例行静脉溶栓治疗后的血管内治疗(桥接治疗,血管均达到mTICI 分级2b/3级再通),11例直接行血管内治疗。同时对发病时间窗内(<4.5 h)急性脑梗死患者35例,进行再灌注治疗,其中单纯静脉溶栓17例,9例行静脉溶栓治疗后的血管内治疗(血管均达到2b/3级再通), 9例直接行血管内治疗。
静脉溶栓具体方法是：采用阿替普酶(50 mg/支,德国Boehringer Ingelheim公司),一次用量0.9 mg/kg,最大剂量<90 mg,先予10%的剂量静脉推注,其余剂量1 h内持续静脉泵入。血管内治疗的具体方法是：血管内介入治疗前,快速行病变侧脑血管造影,了解血管狭窄或闭塞部位、前向血流。根据医师经验、病变特点及患者具体情况,选择血管内机械开通(机械性取栓、导管抽吸等)或血管成形术。术后闭塞远端血流达到2b/3 级[改良脑梗死溶栓疗法(modified thrombolysis in cerebral infarction,mTICI 分级)]再通。
双不匹配组(见图1、2)与明确时间窗组治疗前后24 h NIHSS 评分比较均有明显改善,差异有统计学意义(P<0.05)。90 d mRS组间比较无显著性差异(P>0.05)。双不匹配组桥接治疗颅内出血1例,静脉溶栓颅内出血1例;明确时间窗组静脉溶栓颅内出血1例。
图1 男,56岁,右侧额颞岛叶、右侧基底节区急性脑梗死,DWI-Flair、DWI-3D ASL双不匹配。A：DWI显示右侧额颞岛叶、右侧基底节区见扩散受限高信号;B：T2Flair脑实质内未见明显异常高信号;C：3D ASL示右侧额颞岛叶、右侧基底节区ROI区CBF值较镜像侧明显减低,低灌注区范围大于DWI扩散受限范围约20%;D：MRA示右侧大脑中动脉M1段重度狭窄或闭塞;E：CTA示右侧大脑中动脉取栓术后复查,右侧大脑中动脉通畅
图2 女,43岁,左侧颞岛叶急性脑梗死,DWI-Flair、DWI -3D ASL 双不匹配。A：DWI显示左侧颞岛叶扩散受限高信号;B：T2Flair脑实质内未见明显异常高信号;C：3D ASL示左侧额颞岛枕叶ROI区CBF值较镜像侧明显减低,低灌注区范围明显大于DWI扩散受限范围约20%;D：MRA示左侧大脑中动脉M1段重度狭窄或闭塞
DWI技术是唯一能够检测水分子在活体细胞内外运动状态的一种磁共振成像方法[4,5]。DWI技术应用的是自旋-回波平面成像(spin-echo planar imaging,SE-EPI)技术,它使信号采集速度提高,扫描时间缩短,敏感性高。在急性缺血性脑血管病中,DWI 高信号代表细胞毒性水肿导致的水分子布朗运动受限,梗死发生数分钟后即可显影。FLAIR序列使用长反转时间(inversion time,IT)抑制脑脊液的信号,使用长重复时间和长回波时间产生重T2加权像[6];在常规T2WI,游离水与结合水均呈高信号,但是,在T2FLAIR,游离水呈低信号,而结合水呈高信号;T2FLAIR能更清楚、更敏感显示在常规T2WI被脑脊液掩盖的病变,尤其在脑室周围,脑表面、蛛网膜下腔区域,在急性脑梗死的诊断明显优于T1WI、T2WI。T2FLAIR对血管源性水肿敏感,梗死发生后数小时显影,急性脑卒中特别是醒后卒中的患者有相当一部分存在 DWI高信号,而 FLAIR无明显显影,即DWI-FLAIR的不匹配现象[7,8],有研究认为存在这种不匹配可以行再灌注治疗[9,10]。
动脉自旋标记(arterial spin labeling,ASL)技术是一种无需对比剂的新的脑灌注成像方法,具有易操作、安全、无创、成本低、图像后处理简单、可重复性检查等诸多独特的优点。近年来3D ASL已广泛应用于临床,在急性脑梗死中,DWI主要反应梗死核心,ASL反应缺血低灌注范围,通常ASL显示的血流低灌注区范围大于(一般>20%)DWI显示的异常高信号扩散受限区,DWI-ASL这种不匹配代表存在缺血半暗带(ischemic penumbra,IP),是目前临床上最常用的判定IP的方法,IP是弥散与灌注不匹配区,3D-ASL成像是常规动态磁敏感对比增强灌注成像(dynamic susceptibility contrast enhanced perfusion weighted imaging,DSC-PWI)的较好代替方法,可用于评估ACI患者的IP[11]。3D-ASL通过对动脉血中水质子标记前后图像减影而获得灌注参数CBF值,对诊断脑血管疾病及评价治疗效果均有重要作用[10,11]。
本组不明时间窗的35例病例中,2例3D-ASL表现为近似等灌注,3例为高灌注。研究[12]表明脑梗死后等或高灌注是脑组织缺血后侧支循环代偿或血管再通导致的血流再灌注,亦或可能与血脑屏障破坏致梗死后出血倾向有关。本研究纳入的30例大血管重度狭窄或闭塞低灌注ACI患者中,29例存在IP,预后优于非IP组,表明存在IP的ACI患者经相关治疗能获得较好预后,与既往研究[13]相符。DWI联合3D ASL可以准确探测IP的存在,很好评估ACI患者IP及预后,为制定ACI治疗方案提供参考依据。
规范推荐把静脉溶栓<4.5 h,血管内治疗<6 h做为时间窗[14,15]。时间窗固然重要,然而更重要的是需个体化评价缺血脑组织的病理生理状况。对不明时间窗急性脑梗死的再灌注治疗仍是一个普遍难题,2018 年新英格兰医学杂志发表的WAKE-UP相关研究论文：经过磁共振 DWI-FLAIR检查存在不匹配的发病时间不明患者静脉溶栓治疗是安全有效的,这表明发病时间在3～6 h的患者和这些不明发病时间的急性脑梗死患者有着相类似的临床特征,推测他们的病理生理状况是相一致的[16],在醒后卒中的患者,卒中多数发生于醒前的那一刻[17],对于这类患者存在着再灌注治疗的可能性,应该把这部分患者筛选出来。
本研究创新性地将MRI的多模态成像DWI-FLAIR、DWI-3D ASL的双不匹配技术应用于急性卒中患者梗死部位脑缺血的病理生理状况的评价,了解是否达到血管源性水肿及程度,同时评价有无缺血半暗带,又能间接评估发病时间。使用此双不匹配技术,结合 MRA成像能科学、有效指导不明时间窗脑梗死患者的急性期治疗。本研究正是基于这一双不匹配技术对35例不明时间窗患者进行了再灌注治疗,治疗前后比较,疗效显著;本组双不匹配组桥接治疗颅内出血1例,静脉溶栓颅内出血1例;而明确时间窗组静脉溶栓颅内出血1例;双不匹配组与明确时间窗组治疗前后NIHSS评分比较有显著性差异(P<0.05),90 d mRS 比较无显著性差异(P>0.05)。
目前国内外有关DWI、FLAIR与3D ASL双不匹配技术,联合MRA等多模态组合分析判断ACI的IP研究较少,本研究从分子水平、血流灌注、病变组织的病理生理状态评估发病时间窗,为病变的急性期溶栓及血管内治疗提供依据,值得临床推广及进一步深入研究。
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