磁共振弥散及灌注成像技术在急性脑梗死早期诊断及疗效观察的应用价值分析

广州医学院第二附属医院放射科（广东 广州 510260）

刘克 陈德基 李志铭 黄勇 谭理连

急性脑梗死是最常见的危机生命的脑血管疾病，溶栓治疗已被证实为一种有效的治疗方法，但因时间的耽搁及早期判断不清，仅有5%的患者得到理想治疗。近年来逐渐广泛应用的功能性磁共振技术的弥散加权成像(DWI)、灌注加权成像(PWI)在急性脑梗死的诊断和治疗中以其特有的敏感性和特异性受到关注。本文将探讨磁共振弥散及灌注成像技术(DWI、PWI)对急性脑梗死的早期诊断及疗效观察的应用价值。

资料与方法

1.1 病例资料 收集神经内科收治急性脑梗死患者48例，男31例，女17例，年龄35-76岁，平均64岁。患者均在起病48h内完成首次头颅MRI检查。经急性脑梗死常规治疗后在起病10±2d复查头颅MRI。

1.2 MRI方法 采用美国GE公司1.5T超导型全身磁共振扫描仪（Signa1.5T TwinSpeed with EXCITE II）及配套8通道头颈联合线圈。造影剂采用通用电器药业（上海）有限公司生产的钆双胺注射液（商品名：欧乃影）。成像序列包括：轴位T1WI、T2WI、MRA、DWI、PWI扫描。

1.3 图像分析方法 采集的DWI图像、PWI图像传输至工作站，采用随机分析软件包Functool2分别进行后处理及数据分析。为了减少误差，病灶区及镜像区均选取三个感兴趣区，所测数据再取平均值。

1.4 统计分析方法 采用SPSS11.5统计分析软件进行统计学处理：计量资料用±s表示，病灶侧及对侧各测量数值的比较用配对样本t检验，计数资料比较采用检验；P＜0.05表示差异有统计学意义。

结 果

2.1 磁共振弥散成像技术(DWI)在急性脑梗死早期诊断及疗效观察中的应用 48例急性脑梗死患者在DWI上均表现为高信号，ADC图上表现为低信号，表观弥散系数(ADC)值为反映弥散特性参数指标。

图1-9 超早期脑梗死患者，右侧大脑中动脉供血区病灶，完成MR检查约为起病后3.5h.T1WI及T2WI未见明显异常（图1、2）；WI示右侧基底节区高信号；ADC图示病灶处ADC值明显下降，呈蓝色，所显示病灶区与DWI上高信号区域一致（图3、4）；PWI原始图像，右侧基底节区信号稍高，显示感兴趣区（ROI）（图5）；信号强度—时间曲线图：曲线2（紫色）为脑梗死区的信号强度—时间曲线，几乎为一条直线，说明造影剂进入极少；曲线3（绿色）为对侧正常镜像区的信号强度—时间曲线（图6）造影剂平均通过时间（MTT）图显示右侧大脑中动脉供血区MTT增加，呈橘红色，提示为灌注缺损区，范围较DWI明显增大（图7）；局部脑血容量（rCBV）图显示右侧基底节区灌注减少，该图所显示的灌注缺损区没有相对应的MTT图清晰（图8）；MRA示右侧颈内动脉颅内段及其分支无显示（图9）。图10-18与图1-9为同一病例，发病12d复查。T1WI显示右侧大脑中动脉供血区大面积低信号，其内混杂有高信号（图10）；T2WI显示病灶区大面积高信号，其内混杂有低信号，所显示的梗死面积同初次检查时PWI异常灌注区域基本相当（图11）；DWI示病灶区高信号，但信号不均匀（图12）；ADC图示病灶处ADC值下降，呈蓝色，所显示病灶区比DWI上高信号区域明显缩小（图13）；PWI原始图像，梗死区信号增高，显示感兴趣区（ROI）（图14）；信号强度—时间曲线图；曲线2（紫色）为脑梗死区的信号强度—时间曲线，与初次检查时相比，提示有再灌注形成；曲线3（绿色）为对侧正常镜像区的信号强度—时间曲线（图15）；MTT图显示病灶区MTT较图1G缩短，呈淡蓝色（图16）；rCBV图显示病灶区灌注较图1H增加，初次检查时完全没有灌注的区域，此次有灌注（图17）；MRA示右侧大脑中动脉及其后分支有显示（图18）。

由表1知，初次检查时梗死区ADC值明显低于对侧镜像区，差异有统计学意义(t=14.1)，rADC均值仅为0.59。38例患者复查DWI序列，复查时梗死区ADC均值升至6.86×10-4mm/s2，明显高于初检ADC值；rADC值达0.87，较初检时显著增高(t=6.77)。

36例复查患者在DWI上仍显示有高信号病灶，但其中23例患者DWI信号强度较初次检查时减弱(图12)，且其所对应的ADC图显示的低信号区域较DWI图上显示的病灶区域小；另有5例（13.2%）患者发现与初检时分离的新梗死灶，其中3例治疗过程中出现原有症状加重或出现新症状，NIHSS评分较入组时增加，另2例患者临床变化不明显。

2.2 磁共振弥散成像技术(PWI)在急性脑梗死早期诊断及疗效观察中的应用 急性脑梗死患者梗死区血流灌注少于对侧正常镜像区，在信号强度-时间曲线上表现为信号下降幅度较对侧相应部位不同程度变小，曲线下降达峰值时间延长（图6）；在MTT图上，梗死区MTT延长，表现为局部高信号（图7）；在rCBV图可见梗死区rCBV减少，表现为局部低信号（图8）。在MTT图上显示的PWI异常区域较CBV图所显示更为清晰，边界更清楚。复查时所显示的rCBV图因患者梗死区的rCBV较前增加，其信号增高（图16），而MTT图则因梗死区MTT缩短，信号较前减低（图17）。

表1 初检、复查时梗死区和对侧镜像区ADC值的比较(±s)

表2 初检、复查时梗死区和对侧镜像区rCBV值的比较(±s)

表3 初检、复查时梗死区和对侧镜像区MTT值的比较(±s)

初检时，36例（90.0%）患者显示为梗死区rCBV减少，其余4例接近正常或略微增加；梗死区MTT延长者39例（97.5%），接近正常1例。复查时，33例患者梗死区rCBV较初次检查时增加；28例患者梗死区MTT较初次检查时缩短。

由表2可知，初检时，梗死区rCBV均值较对侧镜像区显著降低(t=6.94)，表明梗死区血流灌注少于对侧镜像区。复查时，梗死区rCBV均值较初检明显增加(t=5.35)；治疗前后rrCBV差异亦有统计学意义(t=5.74)。

由表3可知，初检时，梗死区平均MTT值较对侧镜像区平均MTT值显著延长(t=5.42)；复查时，梗死区平均MTT值较初检明显的缩短(t=2.37，P=0.02)；治疗前后rMTT比较差异亦有统计学意义(t=4.18)。

2.3 PWI/DWI联合分析在急性脑梗死早期诊断及疗效观察中的应用 48例患者中，5例(10.4%)患者PWI显示的缺血区范围明显大于DWI显示的梗死区范围，有明显的缺血半暗带(PWI＞DWI)，治疗后10d复查时，在T1WI、T2WI上所见病灶与PWI上所示灌注缺损区基本一致(图7，10，11)；此5例患者行MRI时间：3-6h3例，8h 1例，10h1例。另有2例在发病后6h内完成MRI检查的患者中，弥散成像、灌注成像显示的病变范围基本一致，但这2例患者MRA均显示为一侧大脑中动脉主干闭塞，完成MRI检查时病情较严重，NIHSS评分分别为16分和21分。

讨 论

3.1 DWI在急性脑梗死诊断中的价值 脑组织急性缺血后，因脑供血不足，微循环灌注障碍，细胞缺氧，ATP生成减少、耗尽，钠钾泵衰竭，K+大量外流，Na+、Cl-、Ca2+进入细胞内聚集，细胞内渗透压增高，大量水分进入细胞，产生细胞毒性水肿，导致水分子弥散运动减慢，这时表现DWI上出现异常高信号[1,2]。有关DWI上出现异常高信号的机制目前比较支持细胞毒性水肿学说[3]，有报道人类卒中起病后数分钟可见DWI高信号区[4]。DWI和ADC图是反映水分子扩散特性的磁共振成像方法，对水分子的扩散运动十分敏感。ADC值为反映弥散特性的参数指标，当水分子扩散运动减弱时，ADC图显示异常低信号，DWI表现异常高信号。有学者发现超急性脑梗死病灶中心至边缘的表观弥散系数呈梯度增高，ADC图可以量化缺血的程度[5]。

3.2 PWI表现 PWI技术对组织毛细血管的灌注情况改变非常敏感，它可提供常规MRI所不能获取的血液动力学方面的信息。PWI用于检测急性脑梗死患者的早期缺血性改变，比常规的磁共振成像法更敏感。血供正常的组织由于血流相对较快，MR信号衰减迅速，缺血组织由于血供较差，血流缓慢而使组织的MR信号不减弱或减弱不明显，缺血区呈现持续的相对高信号。卒中发生数分钟内，PWI即可发现高信号，并伴有达峰时间延长。

PWI能半定量地研究脑梗死后血流量的变化，可以提供必要的血流动力学参数。通过综合分析这些参数，可以掌握脑梗死区血液供给的具体情况。①灌注不足:平均通过时间明显增加，局部脑血容积减少，局部脑血流量明显减少。②侧支循环信息:平均通过时间增加，局部脑血容积增加或尚可。③血液再灌注信息:平均通过时间减少或正常，局部脑血容积增加，局部脑血流量正常或轻度增加。④过度灌注信息:局部脑血容积显著增加，局部脑血流量显著增加[6]。

本组患者检查时，梗死区平均rCBV值较对侧镜像区下降，梗死区平均MTT值较对侧镜像区明显延长，差异均有统计学意义。说明梗死灶血流量减少且血流通过时间延长。

脑梗死患者进行PWI动态观察，了解梗死灶的血流灌注情况，可以确定血管是否再通以及再通发生的时间，这种方法对治疗方案的选择和调整具有一定的指导意义。当再灌注甚至过度灌注已经发生时，继续溶栓或扩容治疗将是不必要甚至是危险的。

3.3 PWI/DWI联合分析 PWI及DWI联合起来可用来评价超早期脑梗死患者是否存在缺血半暗带，若灌注异常信号范围大于弥散异常范围，即PWI＞DWI，说明存在缺血半暗带，在该区域中的组织可发展为梗死灶，但经过积极治疗亦可能恢复正常，能减少最终梗死范围[7]。由于每个患者起病时间、病变部位、侧支循环、全身代谢状态及有无再灌注等因素的不同，脑缺血半暗带存在的时间长短不一，有人认为脑缺血半暗带存在的时间为缺血3-6h，另有学者认为脑缺血半暗带存在的时间为缺血后24h以内，甚至48h内仍有缺血脑组织存在[8]。故磁共振灌注成像及弥散成像结合起来分析对溶栓治疗有指导意义，可发现潜在的能溶栓患者，能更好地指导治疗。Barber等[9]在脑卒中发病6h、4天、3个月分别使用PWI、DWI观察再灌注、脑梗死范围延伸的缩小与脑卒中恢复的关系，发现有较多再灌注的患者，临床功能恢复较好，相反低灌注体积扩大的患者，发生死亡或神经功能恢复较差。Parsons等[10]应用PWI、DWI，发现局部脑血流量减少的体积与脑卒中的体积及预后有相关性，梗死区域的延伸可以通过局部脑血容积、平均通过时间进行评佑，指出PWI可以作为判断卒中预后的工具。PWI 不但可以提供直观的定性诊断信息，且可以在有效的数据处理上可定量地提供脑组织微循环动力学的信息，使无创、高分辨的评价脑组织活力和功能成为可能，提高了一些疾病诊断的敏感性和特异性。

本研究采用DWI/PWI技术在急性脑梗死常规治疗及复查，比较治疗前后患者的变化情况。通过联合分析，有助于急性脑梗死的早期诊断，并能及时调整治疗方案，对改善患者预后起到积极作用。

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