协同应用MR图像的SIR值和rADC值对脑梗死分期的临床研究

陈 迅，郑玉巨，王 溥，贾学军

脑梗死是严重危害人类健康的常见病，影像学的准确分期对临床拟定治疗方案意义重大。但梗死一旦形成以后，梗死灶在一段时间内尤其是在亚急性期，其磁共振成像（MRI）信号强度不再发生显著变化［1］，这样有可能降低MRI对其急性期与亚急性期分期的准确率，进而影响临床的治疗和患者的康复。MRI多参数、多序列、多方位成像的特点，决定了其对疾病诊断的原则是多种序列联合观察、协同应用，同样MRI对脑梗死的分期也应该多种序列协同应用，方可达到全面、准确。有关协同应用MR图像的平均信号强度比（SIR）值和表观扩散系数（ADC）值对脑梗死进行影像学分期的研究以往文献报道较少。本文旨在量化脑梗死MRI分期的指标，并探讨MR图像的平均SIR值和病灶的相对ADC（rADC）值与梗死病程的相关性，以期进一步提高脑梗死MRI分期的准确性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集在我院做MRI检查，并经临床治疗和随访确诊的脑梗死病例125例，其中男78例，女47例，年龄29岁～87岁（61.04岁±11.67岁）。125例均有发病时间的记录。按发病时间将125例分为5组，各25例。A组（急性期）发病1d，B组（亚急性早期）发病2d～6d，C组（亚急性中期）发病4d～7 d，D组（亚急性后期）发病8d～14d，E组（慢性期）发病1d以后。SIR超急性期病例因数目较少，未收入本研究。

1.2 MRI检查 125例均使用Philip Achieva 1.5T磁共振扫描仪；用头部16通道－并行采集技术线圈扫描。扫描位置：轴位和矢状位。扫描序列：常规：快速自旋回波序列（TSE）的T1WI、T2WI和T2WI－液体衰减反转恢复序列（FLAIR）。脑功能成像：采用单次激发自旋－平面回波成像（SE－EPI）的DWI序列，在相互垂直的x、y、z轴3个方向上施加扩散梯度，取两个扩散因子b值（b＝0s／mm2，b＝1 000s／mm2），在同一个层面上由机器自动获得一帧b＝0s／mm2的EPI－T2WI和一帧b＝1 000s／mm2的各向同性DWI，并经后处理获得一帧同层数的ADC图。

1.3 MR图像的选择及各检测值测量和计算方法

1.3.1 图像选择 利用MR机器提供的查看软件包，由同一位影像科医生对每例的DWI图、ADC图、FLAIR图及T2WI图进行同时观察和测量。T1WI图因病灶信号变化不如上述四种图像敏感，故本文暂不对其探讨。

1.3.2 感兴趣区（ROI）选择 对于急性期和亚急性期病例，在DWI上选取ROI（因为此时病灶在DWI上均表现为高信号）；慢性期病例则在T2WI上选取ROI（因为此时病灶在DWI上可能表现为等信号，而在T2WI上均表现为高信号）。在DWI（或T2WI）图上选显示病灶最清晰、面积最大的层面作为测量层面并选定病灶的ROI，利用机器软件将ROI自动拷贝到ADC图、FLAIR图和T2WI（或DWI）图同层面的相同位置；同时在对侧对应区选取同样大小的ROI，并自动拷贝到另外三种图像的对应位置。分别测量DWI图、FLAIR图和T2WI图病灶和对侧正常脑组织的信号强度值及ADC图病灶和对侧正常脑组织的ADC值。就选择的病灶和对侧对应区而言，ROI的大小和位置在四种图像上完全相同，若遇对侧对应区有病变，则对侧的ROI选在离病变最近的部位。测量所得数据由计算机自动完成，均为四种图像ROI内各像素平均信号强度值或ADC值。测量时避开脑室、脑沟部位，避免脑脊液波动及部分容积效应对数据准确性的影响。

1.3.3 数据计算方法 通过计算，分别获得DWI、FLAIR和T2WI三种图像梗死各期的SIR值和平均SIR值、ADC图各期的rADC值和平均rADC值。以SIR值或rADC值来评价病变状态，使数据标准化，以部分消除测量绝对SIR值或ADC值引起的个体差异［2］。计算公式为：SIR值＝（病灶信号强度值／对侧正常脑组织信号强度值）×100%［1］；rADC值＝（病灶 ADC值／对侧正常脑组织ADC值）×100%。

1.4 统计学处理 使用临床医师统计学助手V3.0软件对数据进行统计学分析。数据用均数±标准差（x±s）表示，采用两样本均数t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 脑梗死类型及病灶分布 本研究中脑梗死类型分为腔隙性（68例）和缺血性（57例）两型。由于血肿信号变化较为复杂，对测量的结果影响较大，故出血性脑梗死或梗死伴渗血者暂不予研究。梗死灶分布遍及全脑，本研究以额、颞、枕叶及基底节区、小脑居多。

2.2 脑梗死各期DWI图、FLAIR图和T2WI图的平均SIR值比较 DWI图：B组、D组、E组与A组比较差异有统计学意义（P＜0.05）；B组、C组、D组与E组比较差异有统计学意义（P＜0.05）。FLAIR图：A组与E组比较，B组、C组分别于D组、E组比较差异有统计学意义（P＜0.05）。T2WI图：A组与E组比较，B组、C组、D组与E组比较差异有统计学意义（P＜0.05）。脑梗死DWI图、FLAIR图和T2WI图的平均SIR值与病程之间有明显相关性（P＜0.05）。详见表1。

表1 脑梗死各期DWI图、FLAIR图和T2WI图的信号强度比较（x±s）

2.3 脑梗死各期平均rADC值比较 患侧与健侧各期rADC值差异有统计学意义（P＜0.01）。与B组、E组比较，A组rADC值和平均rADC值差异有统计学意义（P＜0.01）；与E组比较，B组、C组、D组rADC值和平均rADC值差异有统计学意义（P＜0.01）。详见表2。

表2 脑梗死各期的rADC值和平均rADC值（x±s） ×10－3 mm2／s

3 讨 论

MRI诊断脑梗死主要是以梗死组织水肿为基础［3］，急性脑梗死以细胞毒性水肿为主，亚急性期和慢性期主要为血管源性水肿。虽然DWI、FLAIR和T2WI均是MRI的成像序列，但它们信号形成的原理不同，DWI图信号主要是由病灶中水分子是否扩散受限决定，而FLAIR图和T2WI图信号主要是由病灶中含水总量及T2弛豫时间决定，与扩散是否受限无关，这就决定了三者在梗死不同时期对两种水肿显示能力的不同。DWI技术是影像学诊断脑梗死的里程碑，它是目前唯一能在活体组织内观察水分子运动的无创性检查技术，能够区分细胞毒性水肿和血管源性水肿，但这种区分在时间和空间上都不是绝对的［4］，ADC值是反映扩散特性大小的参数指标。本研究结果表明，梗死急性期、亚急性早期、中期在DWI上均表现为高信号，亚急性后期和慢性期均表现为以低或等信号为主；rADC值在急性期略低，亚急性早期最低，而亚急性中期，后期开始升高，有报道此时出现“假性正常化”［5］，到慢性期上升为最高。在亚急性后期和慢性期，病灶的ADC值与DWI图表现有时不一致，因为ADC值反映的是组织中水分子的扩散因素，而DWI除了反映组织中水分子扩散因素以外，还受到T2效应的影响［6］，因此两者应结合应用才能准确区分梗死期龄。FLAIR序列是重T2加权且抑制自由水的成像技术，它的图像特点是使脑脊液信号抑制为低信号同时又具有常规T2WI图像的其他特性。在梗死急性期由于病灶含水总量没有明显增加，故其T2弛豫时间也没有明显延长，在FLAIR和T2WI上病灶均表现为等信号；亚急性各期和慢性期FLAIR和T2WI对病灶的显示均表现为以明显高信号为主，但在梗死新旧病灶的判断中，两者对陈旧软化灶的显示存在不同，FLAIR表现为软化灶中央（自由水）低信号，周缘（结合水和胶质增生）高信号，而T2WI却表现为明显均匀高信号。上述三种图像信号的高低及梗死灶ADC值的升降若仅凭人眼视力判断则可能存在偏差，所以应用测量图像SIR值及病灶ADC值就显得尤为重要，从而保证了判断结果的科学性和准确性。

MRI主要依据患者发病时间对脑梗死进行分期，但由于多种原因，患者发病时间往往不够准确，从而影响了MRI对其分期的判断。本研究资料结果表明，依据DWI图的平均SIR值可以区分脑梗死急性期与亚急性早期和后期、急性期与慢性期、亚急性各期与慢性期，而对于亚急性各期之间、急性期与亚急性中期却不能区分；依据FLAIR图的平均SIR值可以区分梗死急性期与慢性期、慢性期与亚急性早期和中期、亚急性后期与早期、中期，而对于急性期与亚急性各期、慢性期与亚急性后期、亚急性早期与中期却不能区分；依据T2WI图的平均SIR值可以区分梗死急性期与慢性期、亚急性各期与慢性期；而对于亚急性各期之间、急性期与亚急性各期之间却不能区分；依据梗死灶的rADC值可以区分梗死急性期与亚急性早期、急性期与慢性期、亚急性各期与慢性期、亚急性早期与后期，而对于急性期与亚急性中期和后期、亚急性中期与早期、后期却不能区分。综上所述，脑梗死三种图像的SIR值和病灶的rADC值在梗死各期的表现各有特征，可以作为MRI对脑梗死分期的量化指标，但各自却都又存在局限性和片面性，单凭SIR值或ADC值均不能全面地划分梗死的各个期龄，所以，在脑梗死的MRI分期时，应该遵循MRI诊断疾病的原则，协同应用MR图像的SIR值和梗死灶的ADC值对梗死进行分期，进而为临床拟定治疗方案提供更明确、可靠的影像学分期依据。

［1］ 高元桂，蔡幼铨，蔡祖龙.磁共振成像诊断学［M］.北京：人民军医出版社，1992：196－199；489.

［2］ Ulug AM，Beauchamp NJr，Bryan RN，et al.Absolute quantitation of diffusion constant in human stroke［J］.Stroke，1997，28（1）：483－490.

［3］ 陈炽贤，郭启勇.实用放射学［M］.第2版.北京：人民卫生出版社，1993：1120－1122.

［4］ Fieback JB，Schellinger PD，Jansen O，et al.CT and diffusion weighted MR imaging in randomized order：Diffusion wrighted imaging results of hyperacute ischemic stroke［J］.Stroke，2002，33（9）：2206－2210.

［5］ 黄力，王秀河，刘斯润，等.MR表观扩散系数图在脑梗死演变诊断中的价值［J］.中华放射学杂志，2004，38：139－143.

［6］ 戴国晨，靳令经，杨振燕.DWI及FLAIR技术在不同时期脑梗死诊断中的应用［J］.医学影像学杂志，2004，14：609－611.