第一部分PWI/DWI图像融合在急性缺血性脑卒中患者缺血半暗带评估中的应用价值目的:探讨灌注/弥散(perfusion weighted imaging/diffusion weighted imaging,PWI/DWI)图像融合法在急性缺血性脑卒中(acute ischemic stroke,AIS)患者缺血半暗带(ischemic penumbra,IP)评估中的应用价值。材料和方法:回顾性分析42例发病时间24小时以内的前循环AIS患者,所有患者均行磁共振成像(magnetic resonace imaging,MRI),成像序列包括弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)和灌注加权成像(perfusion weighted imaging,PWI)。通过3D-fusion融合软件,选取PWI图像中达峰时间(time to peak,TTP)图与DWI图像进行融合,获取PWI/DWI融合图像;采用Alberta卒中早期CT评分(Alberta Stroke Program Early CT Score,ASPECTS)对融合图像进行灌注-弥散不匹配(perfusion-diffusion mismatch,PDM)定性评估;通过volume半自动测量软件,定量测量PDM,当PWI/DWI体积比>1.2时,认为存在缺血半暗带。采用Kappa和Spearman相关系数比较两名医师采用融合图像PDM-ASPECTS评分的一致性和相关性;受试者工作特性曲线(receiver operating characteristic,ROC)分析两位医师使用融合图像评估PDM的诊断效能;采用方差分析评估体积测量法和图像融合法在PDM评估中所花费时间差异。结果:PDM阳性和阴性组之间ASPECTS存在显著性差异,且两位医师的PWI-DWI融合图像ASPECTS结果一致性较好(kappa=0.969,p<0.001)。以基于体积测量的PDM为“金标准”进行对照,两位医师采用融合图像评估的PDM-ASPECTS,ROC曲线下面积分别为0.857、0.881,均具有较高的诊断效能,低年资医师和高年资医师在诊断信心和诊断耗时上无显著性差异(p<0.05),且融合图像法评估PDM耗时明显低于体积测量法。结论:(1)PWI/DWI融合图像可以有效评估大脑中动脉供血区AIS患者是否存在PDM,显著缩短PDM的评估时间。(2)可以作为AIS患者IP评估的一个有效方法,有助于经验不足的放射科医师和神经内科医师做出准确的判断。第二部分MHV在AIS患者临床评估中的应用价值目的:回顾性研究多发低信号血管征(multiple hypointense vessels,MHV)评估AIS患者PDM的价值,分析MHV与梗死体积、梗死部位以及脑血流灌注状态的关系。材料和方法:回顾性分析43例发病时间在24小时以内的大脑中动脉脑梗死患者,所有患者均行包括DWI、磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging,SWI)和PWI序列的多模态MRI成像。获取的图像传入后处理工作站,SWI获取全脑静脉最小密度投影(minimum intensity projection,min IP)图像,根据minIP图像上MHV的显示程度将其分为4级:未出现为0级;轻度显示为1级;中度显示为2级;明显显示为3级。PWI图像包括脑血流量(cerebral blood flow,CBF)、脑血容量(cerebral blood volume,CBV)、达峰时间(time to peak,TTP)和平均通过时间(mean transit time,MTT),并对低灌注区进行测值。TTP图、minIP图像分别与DWI图像进行融合,获取PWI/DWI及SWI/DWI融合图像。采用ASPECTS对融合图像进行PDM、磁敏感/弥散不匹配(susceptibility-diffusion mismatch,SDM)半定量评估;采用ROC曲线分析SDM-ASPECTS评估PDM的诊断效能;Spearman相关系数用于分析SDM-ASPECTS和PDM-ASPECTS之间的相互关系以及MHV分级与梗死体积、脑血流灌注的关系。结果:入组病例中,MHV(+)组占72.09%(31/43),MHV(+)组SDM-ASPECTS评分高于MHV(-)组(p<0.05);MHV(+)组SDM-ASPECTS评分和PDM-ASPECTS评分一致性较好(rho=0.820,p<0.01)。以体积测量的PDM为金标准进行对照,SDM-ASPECTS、PDM-ASPECTS评估PDM的ROC曲线下面积为分别0.845(95%CI,0.709-0.981)、0.880(95%CI,0.757-1.000),两者诊断效能相当。取SDM-ASPECTS≥1分作为断点值,其诊断敏感性为94.74%,特异性为58.33%。所有入组患者中,MHV分级和梗死体积无明显相关性(rho=0.163,p=0.295),但在大脑中动脉(Middle cerebral artery,MCA)M1/M2段梗死的患者中MHV分级与梗死体积呈明显负相关(rho=-0.538,p<0.05)。MHV(+)和MHV(-)组间,四组灌注参数rCBF、r CBV、rMTT、rTTP均无明显差异,且MHV分级与灌注参数未发现存在明显相关性(p值均大于0.05)。结论:(1)MHV更常见于MI/M2段闭塞或狭窄所致的AIS。(2)MHV在评估PDM上具有较高的诊断效能,SDM-ASPECTS可有效评估PDM是否存在及其累及范围。(3)在MI/M2段闭塞或狭窄所致AIS病例中,MHV的等级和梗死体积呈负相关。第三部分动态MRI血管图侧枝循环分级在AIS患者近期疗效评估中的应用目的:探讨基于4D-MRA的侧枝循环分级评估AIS患者近期疗效的可行性,并且比较侧枝循环分级与FLAIR血管高信号征(FLAIR vascular hyperintensity,FVH)、MHV之间的关系。材料与方法:前瞻性研究36例单侧MCA起始部或M1、2段重度狭窄/闭塞的AIS患者。所有研究对象均在发病4.5-24小时内完成多模态MRI检查。采用PWI原始图像创建MR动态血流图(4D-MRA),并采用美国介入和治疗神经放射学学会/介入放射学学会(American Society of Interventional and Therapeutic Neuroradiology/Society of Interventional Radiology,ASITN/SIR)制定的侧枝循环分级系统对AIS患者进行侧枝循环量化分级。将DWI高信号、ADC值下降的区域定义为梗死区;将TTP延长的区域定义为低灌注区;低灌注区与梗死区的体积比定义为灌注/弥散不匹配率(ratio of Perfusion-Diffusion mismatch,rPDM)。阅读FLAIR和SWI图像,对FVH和MHV的显示程度分别进行分级。将入院后15天美国国立卫生研究院卒中量表(National institutes of health stroke scal,NIHSS)评分的改善作为临床近期疗效的判定指标。入院后15天NIHSS评分小于2或入院15天NIHSS评分改善≥4分定义为疗效显著;其余病例定义为无显著疗效。根据NIHSS评分改善情况将入组的AIS患者分为疗效显著组和无显著疗效组。统计两组间在基线资料、梗死体积、rPDM、侧枝循环分级、FVH及MHV分级之间的差异,并以近期疗效是否显著作为为因变量,进行Logistic回归分析,p<0.05被认为差异有统计学意义。采用kappa系数分析观察者间侧枝循环分级的一致性,采用Spearman相关系数分析侧枝循环分级和梗死体积、rPDM体积、MHV、FVH等的相关性。结果:(1)基于4D-MRA的ASITN/SIR侧枝循环分级,不同观察者之间的评分具有很高的一致性(kappa=0.726,p<0.001)。(2)ASITN/SIR侧枝循环分级和入院时梗死区体积呈明显负相关(rho=-0.615,p<0.001),rPDM具有显著相关性(rho=0.533,p<0.001),与低灌注区的体积呈轻度负相关(rho=-0.326,p<0.01)。(3)疗效显著组和无显著疗效组在梗死体积、rPDM和侧枝循环分级上具有显著性差异(p<0.05)。疗效显著组患者梗死面积更小,rPDM值更高,侧枝循环更好。(4)Logistic回归分析结果提示,基于4D-MRA的侧枝循环分级是评估AIS患者是否具有显著疗效的良好的独立预测因子(OR=2.781,95%CI=0.341-1.835,p<0.05)。FVH分级和侧枝循环分级相关性(rho=0.338,p<0.001),MHV分级和侧枝循环分级未见显著相关性(rho=0.149,p>0.05)。结论:4D-MRA侧枝循环分级观察者之间一致性良好,评估脑组织动态血流变化可靠。基于4D-MRA的侧枝循环分级是预测AIS临床疗效的良好的独立预测因素。
