磁共振表面弥散系数及灌注成像在脑梗死中脑组织缺血状态的诊断价值

　　　　作者：许祖梅， 李梅芳， 陈国章， 郭庆清， 林鹏星

【摘要】 　　目的 探讨磁共振表面弥散系数(ADC)值、灌注成像(PWI)对腔隙性脑梗死和较大面积脑梗死的诊断价值。 方法 对40例不同时期脑梗死患者进行80人次MRI检查，采用常规MRI检查，T1WI、T2WI和T2FLAIR，以及DWI、PWI等，使用工作站Funtiontool专业图像后处理软件包进行图像分析。 结果 发现腔隙性脑梗死及较大面积脑梗死病灶的ADC值在不同时期发生类似变化，PWI在较大面积脑梗死诊断中具有明显优势，而在腔隙性脑梗死中未发现明显的缺血半暗带。 结论 对脑缺血病灶，ADC值和PWI均可量化缺血程度，各具优势，二者结合应用对于临床治疗及评估预后均具有重要作用。

【关键词】 脑梗死 磁共振成像 弥散 脑缺血 急性病 灌注 局部

　　脑梗死是一种常见的致残率、致死率很高的疾病，如何在急性亚急性期甚至超急性期治疗脑梗死成为医学界研究的热点。近年来，随着磁共振技术的发展，对脑梗死进行早期、快速、准确的诊断，并获得相关的血流动力学信息已成为可能，但多局限于较大面积脑梗死的超急性期及急性期的研究[1]。本课题主要探讨表面弥散系数(ADC)值和灌注成像(PWI)在不同时期腔隙性脑梗死及较大面积脑梗死中的作用，观察脑梗死的演变。

　　1 材料与方法

　　1.1 一般资料 收集2007年1月-2008年9月脑梗死患者的影像资料，共40例、80人次，其中男性25例，女性15例，年龄(63.1±3.3)岁(39～82岁)。急性期40人次(超急性期3人次，急性期12人次，亚急性期25人次)，慢性期40人次(为急性期患者经临床治疗3周后复查)。

　　1.2 图像采集及数据处理 采用磁共振成像系统(1.5T磁共振机，美国GE公司)进行图像采集。所有病例均行MR平扫检查，包括横轴面T2FLAIR、T2WI、T1WI及DWI序列(b值1 000 s/mm2)，层厚6 mm，层间隔1.5 mm，视野24 cm×24 cm。PWI采用单次激发梯度回波EPI(平面回波成像)序列，重复时间(TR)10 000 ms，回波时间(TE)112 ms。每次扫描15层，连续扫描50次，全部扫描时间76 s。在扫描的同时，采用18～20 G静脉穿刺针将0.1 mmol/kg的钆泮替酸葡胺注射剂(GdDTPA)以2 mL/s的速度注入。最后部分行T1WI增强扫描。将采集的原始数据采用GE公司提供的Funtiontool软件包进行处理，其中感兴趣区(ROI)取值范围为28～32 mm2，通过处理获得相关的血流动力学信息，如MTT、CBV及半暗带图，半暗带的判断根据治疗前后PWI病灶灌注范围的变化。测量ADC值时，腔隙性脑梗死组采取把病灶大部分包绕、较大面积脑梗死组采用从中心向外周呈放射状的测量方式，并以对侧同一部位为对照，如对侧同一部位存在病变，则以对侧相应最近的正常部位作为参考。

　　1.3 统计学处理 数据以x±s表示，组间比较采用t检验。

　　2 结 果

　　按病灶大小分为腔隙性脑梗死组(病灶最大直径<15 mm)和较大面积脑梗死(病灶最大直径>15 mm)，前者简称腔梗，后者简称脑梗死。根据发病时间分为急性期和慢性期，其中急性期包括超急性期、急性期和亚急性期。ADC值和PWI半暗带图检查结果见表1～2。40例病例均可见明确的梗死灶。

　　2.1 腔梗 急性腔梗17例，经临床治疗3周后复查PWI，病灶大小、形态及范围与治疗前比较，差别无统计学意义的共12例(图1)，余5例病灶未见明显显示。急性腔梗ADC值明显减低16例(与对侧相应正常部位相比较)，余1例与对侧相近，但其DWI和T2WI表现为高信号(考虑为T2穿透效应);慢性腔梗17例，16例ADC值较对侧明显升高，另1例无变化。

　　2.2 脑梗死 急性脑梗死23例，其中PWI病灶范围大于DWI者17例(图2)，PWI等于DWI者3例，PWI小于DWI者3例。经临床降纤酶治疗3周后复查，缺血灌注范围明显缩小者16例(原PWI>DWI)，说明存在半暗带区(图3);23例病灶ADC值均减低，且病灶中心至边缘的ADC值呈梯度增高。慢性脑梗死23例，病灶ADC值增高20例，与对侧相近3例(与对侧相应正常部位相比较)。

　　2.3 腔梗与脑梗死比较 急性腔梗与急性脑梗死其ADC值经统计学分析，两者差别无统计学意义(P>0.05)，而急、慢性腔梗及急、慢性脑梗死与其相应的对照组比较，差别均有统计学意义(P<0.01)。急性脑梗死中2例在发病后1.5～2.5 h接受MR检查，经ADC值及PWI等后处理图像确诊，予降纤酶等临床综合治疗3周后MR复查，发现病变已基本恢复，局部未遗留明显的脑组织破坏，从临床表现到影像学检查结果判断为完全康复。

　　3 讨 论

　　3.1 脑梗死影像学表现的病理基础 腔梗为脑动表1 腔梗组与对照组ADC值及PWI的比较脉的深穿支或其分枝动脉闭塞引起，梗死灶多位于脑深部，如大脑白质、内囊、基底节、丘脑、脑干和小脑等处。脑梗死主要是脑的大或中等管径的动脉粥样硬化继发血栓形成，导致管腔狭窄、闭塞，以大脑中动脉最多见，其次为大脑后动脉以及小脑的主要动脉闭塞[2]。脑组织在缺血数分钟后脑细胞的氧代谢就会失常，使三羧酸循环中的ATP生成量减少，Na+K+泵功能失调，导致钠、水潴留，水分子弥表2 脑梗死组与对照组ADC值及PWI的比较散速度下降[3]。脑梗死发生的6 h内为超急性期，此期作出诊断并有效治疗，可将梗死控制在最小范围;6～24 h为急性期，受累血管阻塞，神经细胞破坏;1～3周为亚急性期，表现为受损部位肿胀、血脑屏障破坏、血管源性水肿及侧枝血管建立等;4周后为慢性期，梗死区逐渐形成软化灶，伴有胶质增生等[4]。

　　3.2 ADC图、ADC值和PWI对脑梗死的诊断价值 急性期脑梗死DWI信号增高，ADC值降低，脑组织缺血30 min后就可出现ADC值降低，并可持续约1周，病灶中心至边缘的ADC值呈梯度增高，病灶的ADC值随梗死时间延长，呈由低向高的变化趋势，于第2周逐渐出现“假正常化”[5]，2周以后，ADC值继续上升，如转化为软化灶病灶中心达到与脑脊液一致的信号;然而ADC值可以消除在T2WI上表现为长T2信号强度所造成的DWI高信号的假象即T2透过效应，有关报道认为b值取1 000 s/mm2时，能很好的避免透过效应[6]。本研究b值均取1 000 s/mm2，但有1例ADC值与对侧相近，其DWI和T2WI表现为高信号，考虑为T2透过效应可能。PWI是用来反映组织的微血管分布和血流灌注情况的磁共振检查技术，其基本原理是当顺磁性对比剂通过毛细血管床时，组织血管腔内的磁敏感性增加，引起局部磁场的变化，进而引起邻近氢质子共振频率发生变化，后者引起质子自旋失相，进而导致T2值减少，反映在MR图像上则是信号减低，对比剂首过期间，主要存在血管内，血管外极少，血管内外浓度梯度最大，信号的变化受弥散因素影像很小，故能反映组织的血流灌注情况。通过工作站处理可以获得脑血容量图(CBV)和平均通过时间(MTT)和半暗带图，半暗带图实际上是局部脑组织有不同程度的功能障碍，但其形态、结构完整，处于可逆状态，经过临床治疗血管可再通或侧枝循环建立，可以阻止发展为梗死灶。本次研究发现，PWI在腔隙性脑梗死脑组织缺血状态的诊断价值不大，而ADC值却能较敏感的体现出来，而在较大面积的脑梗死，PWI又较DWI及ADC更好的反映组织的灌注状态及侧枝循环情况[4，7]。

　　临床上部分患者超过6 h才进行溶栓治疗仍取得较好效果，可能是因为人类不仅存在个体间脑血管分布差异，且不少患者在血管堵塞前就存在一定的血管病变基础。由于堵塞位置不同，所受侧支循环的影响不同，从而产生时间窗的个体差异。Fisher认为，治疗时间窗并非一成不变，而是个体化的、动态的多因素的过程[8]。故应当全面掌握颅内情况，包括组织灌注阶段和缺血暗带。

　　综上，ADC图反映的是水分子在组织内的弥散功能，值越大，水分子的弥散运动越强，反之越低，其操作简单，无需另外费用;PWI定量分析可以显示脑内血管闭塞和侧枝循环情况，发现缺血半暗带早期确诊，选择正确的治疗方案，但现在临床上应用PWI需注入对比剂，费用较贵。ADC能较好的反映腔隙性脑梗死脑组织的缺血状态，而PWI在腔隙性脑梗死未发现明显的半暗带。可根据具体情况灵活应用ADC及PWI等多种后处理技术，为临床选用技术有效的治疗方案提供有力的依据。

参考文献

　　[1] 韩鸿宾，谢敬霞. MR扩散及灌注成像在脑缺血诊断中的应用[J]. 中华放射学杂志， 1998，32(6):364369.

　　[2] 白人驹. 医学影像诊断学[M]. 2版. 北京:人民卫生出版社， 2005:7376.

　　[3] Parsons M W，Barber P A，Chalk J， et al. Diffusionand perfusionweighted MRI response to thrombolysis in stroke[J]. Ann Neurol， 2002，51(1):2837.

　　[4] YU T G，DAI J Z，FENG X Y. Quantification studies of ADC value using 3.0T MR in normal rat brain[J]. Joural of Clinical Radiology， 2006，25(2):168170.

　　[5] Baird A E，Warachch S. Magnetic resonance imaging of acute stroke[J]. J Cere Blood Metab， 1998，18(6):583.

　　[6] 郭岳霖，刘国瑞，郑文斌. 磁共振扩散加权成像对急性腔隙性脑梗死的诊断价值[J]. 放射学实践， 2004，19(6):395397.

　　[7] Rernpp K A，Brix G，Wenz F， et al. Quantification of reginal cerebral blood flow and volume with dynamic susceptibility contrastenhanced MR imaging[J]. Radiology， 1994，193:437441.

　　[8] Fisher M，Takano K. The penurnbra stherapeuti time window and acute ischermic stroke[J]. Clin Neurol， 1995，4:279295.