定量磁化率成像在急性缺血性腦卒中微出血灶中的應用價值

戴海芬 劉威文 吳小東 毛海燕

[摘要]?目的?探討定量磁化率成像（quantitative?susceptibility?mapping，QSM）在急性缺血性腦卒中微出血灶中的應用價值。方法?選取2022年1～7月臺州市第二人民醫(yī)院收治的49例急性缺血性腦卒中合并腦內(nèi)微出血的患者。所有患者均進行磁敏感加權成像（susceptibility?weighted?imaging，SWI）和QSM掃描，比較兩種方法的腦微出血灶檢出數(shù)量、不同回波時間下的微出血病灶面積及圖像質(zhì)量評分。結果?QSM對幕下、基底節(jié)區(qū)及幕上基底節(jié)外區(qū)微出血灶的檢出數(shù)量均多于SWI。QSM不同回波時間所測微出血病灶面積比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；回波時間80ms時SWI所測微出血病灶面積大于回波時間40ms（P<0.05）；回波時間80ms時，SWI所測微出血病灶面積大于QSM（P<0.05）。QSM幕下及基底節(jié)區(qū)的圖像質(zhì)量評分顯著高于SWI（P<0.05），兩種方法幕上基底節(jié)外區(qū)的圖像質(zhì)量評分比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。結論?與SWI相比，QSM在急性缺血性腦卒中微出血灶診斷中更有助于提高檢出率、病灶面積及圖像質(zhì)量，可為急性缺血性腦卒中微出血灶的影像鑒別診斷提供一定的參考價值。

[關鍵詞]?急性缺血性腦卒中；微出血灶；定量磁化率成像

[中圖分類號]?R743.3；R445.2??????[文獻標識碼]?A??????[DOI]?10.3969/j.issn.1673-9701.2023.13.011

Application?value?of?quantitative?susceptibility?mapping?in?microbleeding?foci?of?acute?ischemic?stroke

DAI?Haifen1，?LIU?Weiwen1，?WU?Xiaodong2，?MAO?Haiyan3

1.Department?of?Radiology，?Taizhou?Second?Peoples?Hospital，?Tiantai?317200，?Zhejiang，?China;?2.Department?of?Radiology，?Linhai?First?Peoples?Hospital，?Linhai?317000，?Zhejiang，?China;?3.Department?of?Radiology，?Taizhou?Hospital?of?Zhejiang?Province，?Linhai?317000，?Zhejiang，?China

[Abstract]?Objective?To?investigate?the?application?value?of?quantitative?susceptibility?mapping?（QSM）?in?microbleeding?foci?of?acute?ischemic?stroke.?Methods?Forty-nine?patients?with?acute?ischemic?stroke?complicated?with?intracerebral?microbleeds?admitted?to?Taizhou?Second?Peoples?Hospital?from?January?to?July?2022?were?selected.?All?patients?were?scanned?by?susceptibility?weighted?imaging?（SWI）?and?QSM?sequence，?and?the?numbers?of?microbleeding?foci?detected，?the?area?of?microbleeding?foci?under?different?echo?time?and?the?image?quality?score?were?compared?of?two?methods.?Results?The?number?of?subtentorial，?basal?ganglia?and?supratentorial?extratentorial?basal?ganglia?microbleeding?lesions?detected?by?QSM?was?higher?than?that?by?SWI.?There?was?no?significant?difference?in?the?area?of?microbleeds?measured?by?QSM?with?different?echo?time?（P>0.05）.?When?the?echo?time?was?80?ms，?the?area?of?microbleeding?lesion?measured?by?SWI?was?greater?than?that?measured?by?40?ms?（P<0.05）.?When?the?echo?time?was?80?ms，?the?area?of?microbleeds?measured?by?SWI?was?larger?than?that?measured?by?QSM?（P<0.05）.?The?image?quality?scores?of?subtentorial?and?basal?ganglia?of?QSM?were?significantly?higher?than?those?of?SWI?（P<0.05）.?There?was?no?statistically?significant?difference?in?the?image?quality?scores?of?supratentorial?extratentorial?basal?ganglia?between?the?two?methods?（P>0.05）.?Conclusion?Compared?with?SWI，?QSM?is?more?helpful?to?improve?the?detection?rate，?lesion?area?and?image?quality?in?the?diagnosis?of?microbleeding?foci?of?acute?ischemic?stroke，?which?can?provide?a?certain?reference?value?for?the?imaging?differential?diagnosis?of?microbleeding?foci?of?acute?ischemic?stroke.

[Key?words]?Acute?ischemic?stroke;?Microbleeding?foci;?Quantitative?susceptibility?mapping

腦微出血是腦內(nèi)小血管周圍腔隙內(nèi)發(fā)生小型慢性腦出血，可能是由小血管結構異常所致[1]。研究發(fā)現(xiàn)25%～35%的急性缺血性腦卒中患者存在腦微出血灶，且隨著腦微出血灶的增多，發(fā)生腦出血的風險增加[2]。腦微出血病灶微小，臨床癥狀不明顯，隨著疾病進一步發(fā)展，可導致腦組織功能異常，引起一系列精神心理癥狀[3]。磁敏感加權成像（susceptibility?weighted?imaging，SWI）是一種磁共振成像，能夠根據(jù)生物組織的磁化率產(chǎn)生的圖像對比度，判斷是否存在腦微出血，盡管SWI對腦微出血診斷準確性較高，但對鐵沉積類疾病、鈣化類病變有時難以區(qū)分[4-5]。定量磁化率成像（quantitative?susceptibility?mapping，QSM）是一種良好的、非侵入性技術，可判斷組織對外部磁場的反應，從而對病灶內(nèi)鐵沉積進行定量分析，且操作較為便捷，在腦微出血的臨床診斷中具有顯著成效[6-7]。本研究擬探討QSM在急性缺血性腦卒中微出血灶中的應用價值，以期為此病的臨床診斷提供理論依據(jù)。

1??資料與方法

1.1??臨床資料

選取2022年1～7月臺州市第二人民醫(yī)院收治的急性缺血性腦卒中合并腦內(nèi)微出血患者49例為研究對象，其中男26例，女23例；年齡34～79歲，平均（58.23±7.59）歲。納入標準：因頭暈頭痛、視物模糊、惡心嘔吐、語言交流障礙、吞咽困難、一側(cè)或兩側(cè)肢體麻木無力等癥狀就診；符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》[8]中急性缺血性腦卒中的診斷標準和《中國腦小血管病診治共識》[9]中腦微出血的診斷標準；發(fā)病時間不足24h。排除標準：腦血管畸形及顱內(nèi)占位患者；有腦出血病史的患者；有磁共振成像檢查禁忌證的患者；嚴重器官衰竭患者；合并嚴重感染或系統(tǒng)性疾病者。本研究經(jīng)臺州市第二人民醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準（倫理審批號：TZEY-LW-2022-03），患者均知情同意并簽署知情同意書。

1.2??檢查方法

采用GESIGNAMR380型1.49T磁共振掃描儀和16通道頭顱表面線圈，患者取仰臥位，頭先進，從顱底到顱頂進行掃描，掃描參數(shù)：視野240，層厚2mm，層間距1mm，矩陣352×256，依次采集常規(guī)磁共振及SWI圖像，并在SWI基礎上加做QSM，采用最小密度投影重建圖像，獲得QSM圖像數(shù)據(jù)并通過圖像軟件處理，獲得對應的QSM圖像，將圖像導入Image.J軟件，對相應影像數(shù)據(jù)進行后處理。由2名5年以上工作經(jīng)驗的放射科醫(yī)生分析觀察病灶，排除小靜脈影、基底節(jié)區(qū)鈣化、海綿狀血管瘤、血管周圍間隙，確定病灶及數(shù)目，以直徑2～10mm非血管的圓形或卵圓形低信號病灶作為微出血灶的判定標準。在磁化率圖病灶截取面積的最大層面對病灶中心區(qū)域設置感興趣區(qū)，在幅度圖上測量病灶最大面積，測量3次磁化率值。

1.3??影像學分析

記錄SWI、QSM對幕下、基底節(jié)區(qū)及幕上基底節(jié)外區(qū)內(nèi)微出血灶的檢出情況，并于回波時間為40ms及80ms時，分別測量病灶面積，測量3次，取平均值。評價SWI及QSM圖像質(zhì)量，評價標準：1分，顯影較差；2分，病變主體隱約可見；3分，病變主體清晰；4分，病變顯示非常清楚。

1.4??統(tǒng)計學方法

采用SPSS?20.00軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。計量資料符合正態(tài)分布的以均數(shù)±標準差（）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數(shù)資料以例數(shù)（百分率）[n（%）]表示，組間比較采用c2檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2??結果

2.1??兩種方法微出血灶檢出數(shù)量比較

共49例患者。QSM檢出81個微出血灶，其中幕下及基底節(jié)區(qū)檢出38個，幕上基底節(jié)外區(qū)檢出43個；SWI檢出67個微出血灶，其中幕下及基底節(jié)區(qū)檢出31個，幕上基底節(jié)外區(qū)檢出36個。QSM對微出血灶的檢出數(shù)量明顯多于SWI。

2.2??兩種方法不同回波時間微出血病灶面積比較

QSM不同回波時間所測微出血病灶面積比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；回波時間80ms時SWI所測微出血病灶面積大于回波時間40ms（P<0.05）；回波時間40ms時，兩種方法微出血病灶面積比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），回波時間80ms時，SWI所測微出血病灶面積大于QSM（P<0.05），見表1。

2.3??兩種方法的圖像質(zhì)量評分比較

QSM幕下及基底節(jié)區(qū)的圖像質(zhì)量評分顯著高于SWI（P<0.05），兩種方法幕上基底節(jié)外區(qū)的圖像質(zhì)量評分比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），見表2。

3??討論

腦微出血作為腦小血管病的出血性影像學標志之一，是指慢性小灶性血液分解產(chǎn)物（主要物質(zhì)為含鐵血黃素）沉積在腦組織內(nèi)形成的微小病灶[10]。腦微出血是發(fā)生腦出血的危險因素，研究認為衰老是腦微出血的獨立危險因素，其發(fā)病率隨著年齡的增加而升高，80歲時可達40%[11-12]。研究表明，腦微出血可引發(fā)急性腦血管病變，其發(fā)生機制與腦微出血損傷周圍組織、破壞神經(jīng)元正常功能、導致神經(jīng)功能障礙有關[13]。此外，腦微出血對急性缺血性腦卒中造成不同程度的影響，可加重原有疾病，且當腦葉腦微出血數(shù)量增加時，出血性轉(zhuǎn)化及復發(fā)風險也隨之增加[14]。因此，如何準確判斷急性缺血性腦卒中患者是否存在腦微出血，對改善患者預后極為重要。CT對腦微出血病變敏感度極低，難以發(fā)現(xiàn)其影像學特征。磁共振成像是腦微出血的臨床常用診斷方式，能夠清晰顯示出血病灶，但常規(guī)磁共振序列不能辨別鈣化灶與腦微出血病灶，導致臨床應用存在一定局限性。故尋找一種能夠提高急性缺血性腦卒中微出血灶檢出率的方法仍是臨床診斷學的研究重點。

SWI作為臨床診斷腦微出血的常用磁共振成像技術，具有較高的敏感度，可實現(xiàn)完全速度補償、高分辨率三維梯度回波成像，可滿足3個方向的流動補償，并通過相位蒙片，在借助強度參數(shù)情況下對幅度圖進行調(diào)節(jié)，從而得到SWI圖像，有助于微小出血的檢出[15]。紅細胞中的脫氧血紅蛋白、含鐵血黃素等順磁性物質(zhì)可導致局部磁場均勻性改變，使得出血灶和周圍組織產(chǎn)生相位差異，而SWI能夠清晰顯示順磁性物質(zhì)，并敏感檢測出該相位差異，清晰顯示腦微出血灶，在腦微出血灶診斷中具有較好的應用效果[16]。QSM是一種通過融合SWI相位圖與幅度圖，獲得定量測量局部組織磁化率特性的磁共振影像技術，其以梯度回波序列為基礎，獲取幅度圖和相位圖，通過對相位圖進行解纏繞、去除背景場等獲取局部場圖信息，對相位圖進行一系列復雜的后處理，并結合幅度值信息計算出磁敏感圖，重建磁敏感圖像，定量分析磁敏感物質(zhì)的磁化率，從而有效檢出病灶[17-19]。本研究結果顯示，QSM在幕下、基底節(jié)區(qū)和幕上基底節(jié)外區(qū)微出血灶的檢出數(shù)量均多于SWI。腦微出血內(nèi)含有含鐵血黃素等順磁性物質(zhì)，導致磁場不均，即磁敏感效應。SWI和QSM均可捕捉到磁敏感效應，但SWI不能明確導致磁場變化的具體組織源頭，且不能定量評估磁敏感值[20]。而QSM不僅對磁場變化敏感，還具有較高的對比度及分辨力，可清晰顯示病變區(qū)域結構，與SWI相比，更能體現(xiàn)順磁性與逆磁性物質(zhì)的信號差異，有助于判斷出血病灶。因此，QSM對急性缺血性腦卒中微出血灶的診斷更具優(yōu)勢，可避免非腦微出血病變的干擾，有效檢出病灶，從而減少誤診及漏診現(xiàn)象，為該疾病的臨床治療決策提供指導意見。

本研究結果發(fā)現(xiàn)，不同回波時間QSM所測微出血病灶面積的大小并無差異，但SWI所測微出血病灶面積的大小有統(tǒng)計學意義，說明QSM檢測腦微出血與回波時間無關。腦微出血病灶在SWI圖像上測量的面積大小出現(xiàn)失真，大于QSM圖像上測量的面積。推測其原因：SWI可放大信號，使呈現(xiàn)低信號的腦微出血病灶面積超出實際范圍，無法準確診斷病灶面積大小；而QSM經(jīng)過后處理，根據(jù)病灶磁場，得到局部組織的磁化率源頭，可精準辨別組織磁性，不會放大病灶面積；且隨著回波時間的變化，SWI檢測出的腦微出血面積大小也隨之改變，導致測得的腦微出血真實面積不準確。

本研究中，QSM幕下及基底節(jié)區(qū)圖像質(zhì)量評分高于SWI，幕上基底節(jié)外區(qū)與SWI相比無統(tǒng)計學意義，可見相較于SWI，QSM圖像質(zhì)量更優(yōu)，且在幕下、基底節(jié)區(qū)優(yōu)勢更為明顯。QSM能消除偽影，避免幾何依賴性情況發(fā)生，其圖像具有偽影少、組織邊界清晰的優(yōu)點。SWI圖像能夠真實反映腦微出血的部位及形態(tài)等，但其獲得的信噪比較低，圖像精度差，邊緣較為毛糙，而最大強度投影圖質(zhì)量雖好，但其需綜合幅度圖，易造成假象，無法反映出腦微出血的真實狀況[21]。此外，幕下區(qū)含有骨骼、軟組織等，結構復雜，導致組織間磁化率差異較大，形成較強的相位偽影，因此圖像質(zhì)量不佳；基底節(jié)區(qū)有較多鈣化聚集，難以獲得清晰的圖像，不能保證圖像質(zhì)量。SWI檢測腦微出血可表現(xiàn)為高低混雜信號，難以判斷病變與鈣化，尤其是處于基底節(jié)區(qū)的腦微出血，其形態(tài)通常不規(guī)則，信號不均勻，導致圖像無法清晰顯示病灶情況。而QSM經(jīng)過后處理，在去背景場處理過程中應用復雜諧波偽影去除法或偶極場投影法等方法，提取病變中有價值的信息，有效提高組織邊緣區(qū)的空間分辨力和清晰度，進一步提高圖像質(zhì)量。

綜上所述，與SWI相比，QSM在急性缺血性腦卒中微出血灶診斷中更有助于提高檢出率、病灶面積及圖像質(zhì)量，可為急性缺血性腦卒中微出血灶的影像鑒別診斷提供一定的參考價值。

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