MRI 对病毒性脑炎的诊断及预后评价

曲健艺 李文华*

病毒性脑炎是常见的中枢神经系统感染性病变之一，应通过病毒学和免疫学的检查而确诊，但目前国内尚不能普遍应用脑活检病毒分离和脑脊液病毒培养等确诊方法，故主要依赖临床、实验室检查、影像检查和抗病毒治疗等证实，其中影像检查对病毒性脑炎的诊断具有重要意义[1]。 本文对MRI在病毒性脑炎诊断及预后评价中的作用进行综述。

1 病毒性脑炎的发病机制及常规MRI 的诊断价值

病毒性脑炎可由肠道病毒、疱疹病毒、虫媒病毒、麻疹、风疹等病毒引起[2]，其发病机制目前尚无定论，不同病毒所致病毒性脑炎的发病机制有所差异。总体而言，病毒可自呼吸道、胃肠道或经昆虫叮咬等途径进入人体，在淋巴系统繁殖后，通过血液循环到达各个脏器，在入侵神经系统之前，机体可有发热等全身症状。病毒迅速繁殖可直接破坏神经系统，并由于神经组织对病毒抗原的剧烈反应导致神经元变性、坏死，脱髓鞘病变，淋巴细胞和浆细胞浸润，周围血管炎性反应等，造成脑实质细胞供血不足[3-4]。

已经有一些文献[5-7]报道，对于病毒性脑炎的诊断，MRI 敏感性和特异性均优于CT。 病毒性脑炎在T1WI 上呈低信号，T2WI 上呈高信号，炎症渗出液中蛋白较多时，T1WI 可呈稍低或等信号， 增强扫描病变区实质内可不强化或呈弥漫性、 脑回样强化；液体衰减反转恢复（fluid attenuated inversion recovery，FLAIR）序列由于抑制了脑脊液信号，病灶与正常组织的对比显著增加，且边界更加清楚，比T2WI 更具优势。 另有研究[8-9]表明，对于发现大脑病灶，FLAIR优于T2WI，而对于发现脑干病灶，T2WI 要优于FLAIR。

2 扩散加权成像原理

扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）是目前唯一能观察水分子微观运动的成像方法，能够为活体水分子的分布及运动等特征提供重要信息。 通过测量施加扩散敏感梯度场前后组织发生的信号强度变化来检测组织中水分子的扩散状态，从而反映组织微观结构特点及变化。 DWI 中检测到的扩散系数称为表观扩散系数 （apparent diffusion coefficient，ADC），用于定量分析组织细胞中水分子的扩散运动。 有研究表明，DWI 信号及ADC 值同水通道蛋白有密切相关性[10]。 DWI 的信号强度还与组织的T2值有关， 当受检组织的T2值明显升高，在DWI 上有明显的T2影像对比存在时， 称为T2穿透效应[11]。 由于T2效应的存在，使DWI 信号不仅仅是水分子扩散受限的结果， 也有T2穿透效应的影响。临床上常用ADC 图来消除T2穿透效应。

3 DWI 及ADC 值对评估病毒性脑炎病理损害的价值

3.1 早期诊断价值 病毒性脑炎的早期以细胞毒性水肿为主，是由于供血不足、缺氧、代谢障碍导致的细胞内水肿， 由于ATP 减少，Na+/K+-ATP 泵机能失调，造成钠离子内流[12]，细胞内水分子增加，细胞外水分子减少，水分子扩散运动受限，ADC 值减低，DWI 上呈高信号，此时由于组织水分并没有发生很大变化，故T2WI、FLAIR 上并不出现明显异常，可呈无任何异常、等或略高信号（伴少许血管源性水肿）。因此， 在其他序列尚未出现明显异常时，DWI 可表现为明显高信号而具有早期诊断价值。 Lian 等[8]对26 例由肠道病毒71 型所致的病毒性脑炎早期MRI进行分析， 发现DWI、T2WI、FLAIR 及T1WI 诊断病变的阳性率分别为89.7%、48.7%、41.0%、35.9%，DWI 在早期诊断中具有明显优势。 张等[13]对临床确诊的34 例儿童病毒性脑炎病人行常规T1WI、T2WI、FLAIR 和DWI 扫描发现，发病时间在（3.1±1.4）d 时DWI 优于常规MRI， 并且有3 例病人分别于发病20 h、48 h、48 h 接受检查，结果DWI 呈明显高信号，常规序列却未显示任何异常;另外7 例DWI 也均呈明显高信号，T2WI 及FLAIR 呈等或略高信号; 此外还有1 例在急性期（4 d）时DWI 呈低信号，T2WI 及FLAIR 呈明显高信号，表明此病例在急性期以血管源性水肿为主。 Tsuchiya 等[14]也曾报道某些患有脑炎的病人在急性期以血管源性水肿为主，对于这些病人，FLAIR 的诊断价值要优于DWI。

另外，部分病毒性脑炎病人早期并不出现明显的扩散受限，可能是由于不同病因的病毒性脑炎的发病机制不同所致。 Sawlani[9]在对38 例乙型脑炎和7 例单纯疱疹性脑炎的DWI 及ADC 值对比研究中发现，不同病毒所致的急性脑炎的扩散异常程度可能不同，单纯疱疹性脑炎的ADC 值在早期有明显减低，而乙型脑炎的ADC 值仅有轻微下降，但并无统计学意义，这说明乙型脑炎早期细胞毒性水肿并不明显，后期分别于10 d 和4 周，单纯疱疹性脑炎和乙型脑炎的平均ADC 值出现有统计学意义的升高。

3.2 过渡期诊断价值 随着时间的推移，细胞毒性水肿逐渐向血管源性水肿过渡，血管源性水肿为血脑屏障通透性增加引起的细胞外水肿，由于血脑屏障受损，毛细血管通透性增加，血浆蛋白和水分外溢，使细胞外液增加[15]。 此过程中，DWI 和常规MRI显示脑炎效果相近，DWI 和常规MRI 均呈高或稍高信号。 此外，由于病毒性脑炎可为多发病灶，所以可出现不同病变区域处于不同病理阶段的情况，细胞毒性水肿和血管源性水肿共存，扩散加快和扩散受限区域同时存在[16]。

3.3 后期诊断价值 当病变发展到以血管源性水肿为主时，水分子扩散运动增强，组织间水分增加，ADC 值 升 高， 理 论 上DWI 应 呈 低 信 号，T2WI 及FLAIR 均呈高信号，但多数研究中均存在ADC 值升高而DWI 并非呈低信号的现象， 说明存在T2穿透效应。 由于T2穿透效应的影响，使DWI 不一定能完全准确反映水分子扩散程度变化，即有时不能客观反映病毒性脑炎所处的病理时期，ADC 值可有效消除T2穿透效应， 因此需结合ADC 值的定量指标分析病毒性脑炎的病理时期。 Kirolu 等[17]对18 例 病毒性脑炎病人进行分析， 按DWI 优于常规MRI、DWI 和常规MRI 相当、常规MRI 优于DWI 划分为I、II、III 组，3 组行检查的时间分别为发病的 （2.9±1.1）d、（6.5±2.4）d、（27.3±7.5）d， 测得病变脑组织ADC 值分别为 （0.458±0.161）×10-3mm2/s、（0.670±0.142）×10-3mm2/s、（1.413±0.211）×10-3mm2/s。 对侧正常脑组织的相应ADC 值分别为（0.86±0.08）×10-3mm2/s、（0.93±0.07）×10-3mm2/s、（1.05±0.06）×10-3mm2/s。 可见随着病毒性脑炎的病程进展，ADC 值呈现逐渐升高的趋势，早期较正常脑组织ADC 值减低，后期较正常脑组织ADC 值升高。

综上所述，在大多数情况下，病毒性脑炎早期DWI 可表现为明显高信号，ADC 值减低， 常规MRI可无任何异常或有轻度变化； 随着疾病发展，ADC值逐渐升高，常规MRI 与DWI 价值相当；至疾病后期，由于T2穿透效应的影响，DWI 并非呈低信号，而ADC 值较正常脑组织升高，常规MRI 亦有较明显的异常。因此,常规MRI 结合DWI 及ADC 值可评估病毒性脑炎的病理时期。

4 DWI 及ADC 值对判断病毒性脑炎预后的价值

多种因素有助于分析判断病毒性脑炎的预后情况，疾病累及范围、病灶数量以及治疗的及时与否等均与其预后相关，影像检查及脑电图存在异常往往提示预后不良，其中，DWI 及ADC 值对判断病毒性脑炎的预后具有重要意义[18-20]。

4.1 判断扩散异常 DWI 及ADC 值可用于判断是否存在扩散异常。 Sawlani[9]对乙型脑炎和单纯疱疹性脑炎的DWI 及ADC 值进行了对比研究， 结果单纯疱疹性脑炎的ADC 值在早期有明显减低，而乙型脑炎的ADC 值并无明显下降， 后期两者均表现为ADC 值升高。 主要由于单纯疱疹性脑炎属于坏死性脑炎，急性期伴有“围管现象”和炎细胞浸润，可致细胞毒性水肿，从而使扩散受限，ADC 值减低，亚急性期和慢性期由于坏死使ADC 值升高；乙型脑炎属于非坏死性脑炎，组织学主要表现为神经胶质细胞增生，细胞毒性水肿不明显，后期由于瘢痕形成及“空穴作用”使ADC 值升高。 因此，可以推测病毒性脑炎早期存在扩散受限预示着临床预后不佳。Wong等[21]对83 例病毒性脑炎病人研究后发现，出现扩散异常的病人比不出现扩散异常的病人预后更差，同是扩散异常病人，病变范围越大则预后更差。

4.2 动态监测ADC 值及常规MRI 变化 病毒性脑炎后期以血管源性水肿为主，ADC 值升高。ADC 值越高，说明水分子运动增强越明显，即血管源性水肿越明显，因此在病毒性脑炎的后期可以尝试以动态监测ADC 值来评估临床治疗措施的效果，进而预测病毒性脑炎病人的预后情况[17]。若临床干预后ADC 值逐渐减低，说明治疗效果较好，病人逐步好转；临床干预后ADC 值未见减低，则说明治疗效果不明显。

早期具有扩散异常的病毒性脑炎病人，其ADC值在整个病理变化过程中呈现由低于正常脑组织的到高于正常脑组织的变化。 早期以细胞毒性水肿为主，ADC 值减低，随着时间的推移ADC 值逐渐升高，此时单凭动态观察ADC 值无法判断是临床干预导致ADC 值逐渐回归正常还是由细胞毒性水肿向血管源性水肿过渡的病理过程使ADC 值升高，因此在病毒性脑炎早期，可以尝试动态观察ADC 值及常规MRI 变化以评估病毒性脑炎的预后。临床干预后ADC 值逐渐升高，而常规MRI 未表现异常，则表明治疗效果较好， 病人逐步好转； 临床干预后ADC值逐渐升高，且常规MRI 表现异常，则说明细胞毒性水肿逐渐向血管源性水肿转变，表明治疗效果不佳[22]。 因此，通过对ADC 值和常规MRI 的动态观察和定量分析，可能有助于判断临床治疗效果及病人的预后，可对临床治疗给予相应的指导。

综上所述，病毒性脑炎是由各种病毒引起的中枢神经系统感染性疾病，影像检查在其诊断中具有重要的价值，DWI 及ADC 值在评价病毒性脑炎预后及指导治疗方面正逐渐受到关注。随着MRI 技术的不断完善和发展，DWI 在病毒性脑炎的预后评价及临床治疗的指导方面将会有更高的价值。

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