DWI和PWI在脑梗死中的联合应用价值

史晓红 连建敏 窦社伟 闫峰山

河南省人民医院 1）神经内科 2）放射科 郑州 450003

磁共振弥散加权成像（difussion weighted imaging，DWI）是通过检测水分子扩散运动受限制的方法和程度等信息，间接反映组织的微循环状态的变化，它是目前唯一能够检测活体组织内水分子扩散运动的无创性检查方法。磁共振灌注成像（perfusion weighed imaging，PWI）是利用磁共振成像方法将组织毛细血管水平的血流灌注情况显示出来，从影像学角度评估局部的组织活力及功能。其主要参数有局部脑血流量（regional cerebral blood flow，rCBF）图、局部脑血容量（regional cerebral blood volume，rCBV）图、平 均 通 过 时 间（mean transit time，MTT）图、达峰时间（time to peak，TTP）图。通过定量测量梗死区的rCBF、rCBV、MTT、TTP值，反映病变区的微循环变化。

1 资料与方法

1.1 一般资料 所有患者均自2008-04-2008-11收入我院神经内科病房的不同时期脑梗死患者40例，男22例，女18例；年龄26～75岁，平均45.5岁。临床有左侧肢体无力17例，右侧肢体无力12例，肢体无力伴癫症状6例，肢体无力伴视物模糊3例，精神异常2例

1.2 磁共振检查方法 采用西门子Trio 3.0T MR 机器，标准头部相控制线圈，所有患者均行轴位T1WI（TR／TE250／2.5 ms）、T2WI（TR／TE6000／93 ms）、FLAIR 和 矢 状 位T1WI检查；DWI成像参数：采用单次激发平面回波序列（single shot spin-echo SE-EPI），扩散敏感系数b值为0和1 000s／mm2、TR3 100ms、TE 78.4ms，矩阵128×128，层厚6 mm，激励次数1 次；PWI扫描参数：SE-EPI序列，TR1 400 ms，TE32.0 ms，矩 阵128×128，层 厚5.0 mm ，间 隔1.5 mm，视野（FOV）230×230，激励次数1 次。采用对比剂首过法，高压注射器经肘静脉注射造影剂为钆喷酸葡胺，剂量为0.2mmoL／kg，流速为2.5 mL／s，每个层面重复采集50次，扫描时间为77s。

1.3 图像处理 采用西门子公司工作站，PWI经后处理获得局部相对脑血流量rCBF 图、局部相对脑血容量rCBV图、造影剂平均通过时间MTT 图、达峰时间TTP图。通过定量测量梗死区的rCBF、rCBV、MTT、TTP 值，来反映病变区的微循环变化。

1.4 统计学分析方法 采用SPSS 11.5统计软件，应用独立样本t检验，P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 常规MR 检查结果 诊断13例为急性期脑梗死，亚急性期脑梗死17例，正常4例，慢性期脑梗死6例。其中右侧基底节脑梗死9例，左侧基底节脑梗11例，左侧大脑半球广泛脑梗死1例，左侧额顶叶脑梗死3例。右侧小脑半球脑梗死2例，左侧小脑半球梗死4例，脑干梗死4例，枕叶梗死2例，多发脑梗死4例。

2.2 DWI结果 4例常规MRI检查正常的患者，DWI表现均表现为明显高信号，ADC 为低信号。结合DWI，诊断为左侧丘脑脑梗死1例，左侧顶叶中线旁超急性脑梗死1例，右颞叶超急性脑梗死1例，右顶叶超急性脑梗死1例；13例急性期脑梗死均表现为T2WI稍高信号（1a），DWI高信号（图1b），ADC低信号（图1c），17例为亚急性期脑梗死，具体信号表现见表1。

图1 超急性期脑梗死：T2WI为稍高信号（1a），DWI明显高信号（1b），ADC明显低信号（1c），rCBV、rCBF明显降低（1d、1e），DWI＝PWI，无明显缺血半暗带

表1 不同时期脑梗死患者常规T2WI信号与DWI、ADC信号特点关系

2.3 ADC结果 4例超急性期脑梗死ADC 值明显降低；6例急性期脑梗死梗死区ADC 值均降低；7 例为亚急性期脑梗死梗死区ADC 值降低或与正常健侧相近；4 例慢性期梗死较对侧相比ADC值明显升高。具体见表2。

2.4 PWI结果 结合DWI，可见8 例DWI＜PWI，11 例DWI＞PWI 20例DWI＝PWI（图1d、1e）。其中1例右侧额顶叶梗死合并左颞顶叶rCBV、rCBF 增加，MTT、TTP 延长，DWI显示左颞顶叶正常；1例右侧小脑半球梗死合并左顶叶灌注正常，MTT、TTP 延长，而DWI显示左顶叶正常。1例左侧基底节区脑梗死合并右侧大脑半球广泛的rCBV 正常MTT、TTP 延长，提示在梗死区外合并其他部位脑组织一过性脑缺血3 例。PWI具体信号特点见表3、4，DWI与PWI关系具体见表5。

表2 不同时期脑梗死患者梗死区与健侧对应部位的ADC值 （±s）

表2 不同时期脑梗死患者梗死区与健侧对应部位的ADC值 （±s）

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表3 灌注参数rCBV、rCBF在不同时期脑梗死中的表现

表4 灌注参数MTT、TTP在不同时期脑梗死中的表现

表5 DWI与PWI的关系在不同时期脑梗死中的表现

3 讨论

脑梗死是目前严重危害人类健康的常见病，占全部脑血管病的75%［1］。

目前在脑梗死中最常用的方法主要有常规MRI加弥散加权成像（DWI）。DWI是以图像反映水分子微观运动的检查手段，在脑梗死的超急性期和急性期，比常规MR 有明显优势。DWI定量分析最常用的指标是表观弥散系数（ADC）值，ADC值可定量反映水分子的扩散的速度和范围，值越大，水分子的扩散能力越强，信号下降越多［2］。影响ADC 值的因素有组织灌注状态、细胞外水分子运动、细胞内水分子的运动、细胞内外水分子的运动，其中以组织灌注状态、细胞外水分子运动影响最大［3］。试验证明［4］，在脑梗死发生30 min后发生细胞毒性水肿，便可在DWI上发现扩散受限，ADC值降低。6h内的细胞毒性水肿，因无血管源性水肿发生，整个缺血区的含水量未增加，只是细胞内外的含水量发生变化，这种情况下，常规MR 都不能显示任何异常。但水分子的弥散受限，DWI呈现明显高信号，ADC 值降低。本组病例可见4例常规MR 检查正常，而DWI呈现明显高信号，ADC降低的4例超急性期脑梗死，体现了DWI在诊断超急性期脑梗死中的重要价值。梗死从超急性期、急性期、亚急性期到慢性期的过程可见，ADC 值是从最低到逐渐升高的过程，DWI信号是从高到低的表现，说明梗死从细胞毒性水肿到血管毒性水肿过渡的过程，在超急性期和急性期，钠-钾泵失控，细胞外液中钠、钾流入细胞内，形成细胞毒性水肿，细胞外液并未增加，只是细胞内外的含水量发生了变化，水分子的扩散受限，水分子扩散的速度和范围最低，所以ADC值最低；到亚急性期，血管内皮损伤，细胞通透性增加，细胞间隙水分子增加导致血管源性水肿，细胞外液逐渐增多，当到慢性期时，神经元细胞液化坏死，细胞外液增加，水分子扩散的速度和范围增加，所以ADC值升高明显。

脑灌注成像可以早期、快速、准确诊断急性缺血性血管疾病、明确有无局部缺血灶、有无缺血半暗带的存在、局部脑血流异常的解剖信息和对治疗方法及结果的评价。从脑血流量下降到超急性期脑梗死的发生，经历了三个阶段［5］：（1）首先是脑灌注压的下降引起局部血流动力学的异常改变；（2）脑循环储备力失代偿性灌注所致的神经元功能改变；（3）脑血流量下降超过脑代谢储备力而发生的不可逆的神经元形态学改变，既脑梗死。前两期为脑梗死前期，脑梗死能够在6h之内接受治疗的仅为25%～31%，所以脑灌注不仅可以对梗死区的微循环状态作出评价，并对局部脑缺血的诊断，对脑梗死前期提前作出预警，具有更高的临床价值。PWI主要有五种异常表现：（1）rCBV、rCBF 正常，MTT 延长，提示为脑缺血；（2）rCBV、rCBF 下降，MTT 延长，提示低灌注；（3）rCBV 正常或轻度增加，MTT 延长，提示侧支循环建立；（4）rCBV 增加，MTT 与TTP正常或减少，提示血液再灌注；（5）rCBV 明显增加，提示血流过渡灌注。本组病例中，在梗死区以外存在一过性脑缺血改变23 例；4例超急性脑梗死表现为梗死区域灌注低灌注4例；13急性期脑梗死表现为低灌注6例，侧支循环建立2 例，血液再灌注1例，血液过渡灌注3例；17例亚急性期脑梗死表现为灌注不足7例，侧支循环建立8 例，血液再灌注2例。5例慢性期脑梗死全部表现为无灌注或者低灌注。超急性脑梗死灌注反映的是脑血流量下降超过脑代谢储备力24h内发生的血流动力学改变，本组病例急性期脑梗死血流动力学变化比较单一，全部是低灌注，是否存在这个规律，还需要以后更多的样本量来验证。MTT 与TTP对缺血最敏感，本组病例中，MTT 与TTP在梗死区及边缘脑组织表现几乎全部是延长，只有在慢性期脑组织液化坏死或者过度灌注出血时才表现为降低，说明在梗死的区域周边大部分存在脑缺血改变。DWI、PWI的不匹配的关系，可以确定有无缺血半暗带的存在，目前DWI-PWI的应用观点有：DWI＜PWI，提示存在缺血半暗带，是溶栓的指征；DWI＞PWI，血管再通，不需溶栓；DWI＝PWI，不可逆性损伤，不需溶栓；DWI正常、PWI异常，提示为一过性脑缺血（TIA）。本组病例中，存在缺血半暗带8例，血管再通11例，不可逆损伤20例，梗死周边存在TIA 23例。通过本组病例发现，在梗死区域的周边脑组织经常存在TIA 表现。通过本组病例发现，超急性脑梗死是单一低灌注，急性期脑梗死的微循环状态没有固定的规律，PWI表现多个微循环状态共存，亚急性期脑梗死多无高灌注，慢性期脑梗死以低灌注为主。超急性期和急性期脑梗死区域内可以有缺血半暗带的存在，在亚急性期梗死以后无缺血半暗带存在。

脑梗死是临床上最常见病和多发病，磁共振常规检查与DWI结合，不仅可以超早期诊断超急性期脑梗死，还可以准确判定脑梗死的各个时期。常规检查与PWI相结合，可以早期快速、准确了解梗死区域的微循环情况，了解是否存在缺血半暗带，对临床治疗方法及结果的评价具有重要临床意义。

［1］靳令经，杨振燕.磁共振弥散加权成像诊断急性脑梗死的价值［J］.同济大学学报（医学版），2003，24：34-37.

［2］Seghier ML，Lazeyras F，Zimine S，et al.Combination of eventrelated Fmri and difussion tensor imaging in an infant with perinatal stroke［J］.Neuroimage，2004，21：463-472.

［3］Werring DJ，Toosy AT，Clark CA，et al.Difussion tensor imaging can detect and quantify corticospinal tract degeneration after stroke［J］.J Neurosurg Psychiatry，2000，69：269-272.

［4］史黔华，李东方.MRI弥散成像技术在急性脑梗死中的应用［J］.Guizhou Medical Journal，2007，31（4）：378-380.

［5］Lee JS，Han MK，Kim SH，et al.Fiber tracking by diffustion tensor imaging in corticospinal tract stroke：Topographical correlation with clinical symptoms［J］.Neuroimage，2005，26：771-776.