3.0T磁敏感加权成像在诊断出血性脑梗死中的临床应用

陈志章

濮阳市油田总医院 放射科，河南濮阳 457001

3.0T磁敏感加权成像在诊断出血性脑梗死中的临床应用

陈志章

濮阳市油田总医院 放射科，河南濮阳 457001

目的探讨磁敏感加权成像（SWI）对出血性脑梗死的临床诊断价值。方法 对40例出血性脑梗死患者分别行常规MRI、弥散加权成像（DWI）及SWI扫描，比较不同序列对出血性脑梗死的检出率及出血灶数量的显示情况；观察SWI序列对脑梗死灶及周围区域微出血灶的显示情况，以及脑梗死灶内静脉血管的改变。结果 SWI序列对出血性脑梗死的检出率及出血灶数量的显示均明显优于DWI序列及常规MRI序列（χ2=37.5，χ2=51.82，P值均＜0.05）。40例患者中，14例患者在脑梗死区域外发现微出血灶，26例脑梗死灶内小静脉血管分支明显减少，13例血管明显增多。结论 SWI诊断出血性脑梗死的阳性率明显优于常规MRI序列及DWI序列，可作为出血性脑梗死检查的首选或常规序列。

磁共振成像；弥散加权成像；磁敏感加权成像；出血性脑梗死

随着我国进入老龄化社会，急性脑血管病的发病率呈现持续上升趋势，而且患者年轻化的趋势越来越明显[1-2]。出血性脑梗死是指在脑梗死区域继发的出血，是急性脑血管病的一个特殊类型，早期诊断和及时有效的治疗直接关系到病人预后是否良好。而磁敏感加权成像（Susceptibility Weighted Imaging，SWI）是近年来发展起来的利用组织之间的磁敏感性差别而成像的一项磁共振检查技术，它对显示静脉结构、出血、铁离子的沉积等敏感性较高，因此对显示出血性脑梗死有着不可替代的优势[3-4]。本研究采用SWI序列、常规MRI序列、扩散加权成像（Diffusion Weighed Imaging，DWI）序列对40例出血性脑梗死患者进行扫描，旨在探讨SWI序列在诊断出血性脑梗死中的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2012年6月～2013年12月在我院检查的40例出血性脑梗死患者。其中男27例，女13例；年龄39～72岁，平均54岁，发病时间2h～14 d。临床主要表现为头晕、肢体麻木、肢体活动障碍、偏瘫、意识不清、昏迷等。纳入标准：① 临床及影像诊断明确且发病时间≤2周的脑梗死患者；② 所有患者均进行SWI序列、常规MRI序列、DWI序列扫描；③ 所有患者均无脑出血（包括陈旧性出血）、海绵状血管瘤、血管畸形、肿瘤并出血等疾病；④ 所有患者均行CT检查排除脑梗死区域内钙化的影响。

1.2 仪器与方法

采用SIEMENS Trio Tim 3.0T超导型磁共振仪，8通道头部相控阵线圈，扫描序列包括T1加权成像序列（T1WI）、T2加权成像序列（T2WI）、T2液体衰减反转恢复序列（FLAIR）、DWI序列和SWI序列。扫描参数如下：① 常规T1WI快速小角度激发（FLASH）序列：重复时间（TR）210ms，回波时间（TE）2.46ms，反转角70°，层厚5mm，层间距1mm。② T2WI快速自旋回波（TSE）序列：TR 5000ms，TE 93ms，反转角120°，层厚5mm，层间距1mm。③ T2 FLAIR：TR 9000ms，TE 93ms，反转时间（TI）2500ms，反转角130°，层厚5mm，层间距1mm。④ DWI序列：TR 4000ms，TE 94ms，层厚5mm，层间距1mm，b值取0和1000各一组。⑤ SWI序列：TR 27ms，TE 20ms，反转角15°，层厚1.5mm，层数104，扫描时间5min 36 s。SWI扫描首先产生强度图像和相位图像，相位图像经过适当频率滤波处理后产生相位蒙片，然后再与强度图像整合，经最小密度重建（层厚1.5mm）得到SWI图像。

1.3 图像分析

由2名高年资主治医师分别对常规MRI、DWI以及SWI序列所产生的图像进行分析，意见不统一时协商并达成一致。

1.3.1 观察内容

（1）判断常规MRI序列、DWI序列和SWI序列所显示的脑梗死灶内有无出血以及出血灶的数量。

（2）观察SWI序列所显示的脑梗死灶内静脉血管分支的状况。

（3）观察SWI序列所显示的脑梗死灶以外的区域中是否也存在微出血灶。

1.3.2 结果判断

常规MRI上脑梗死区内是否存在出血灶，需要结合出血在T1WI和T2WI上不同时期的信号特征来判断。判断DWI上是否存在出血灶则以高信号的梗死区内是否存在低信号为标准。判断SWI序列显示的脑梗死灶内是否存在出血，其标准是在梗死灶内部存在有别于静脉的点状或絮片状低信号；判断脑梗死灶内静脉血管影像的标准是结合连续扫描层面所显示的位于脑梗死灶内或者和脑梗死灶相连的细线状的低信号。判断出血灶数量以连续层面信号不中断为一个病灶。

1.4 统计分析方法

采用SPSS 18.0软件对数据进行处理，计数资料的组间比较采用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

在常规MRI图像上，根据出血时期的不同，出血灶主要表现为短T1短T2信号或等T1短T2信号，也有一部分表现为短T1长T2信号。在SWI图像中则表现为明确的条片状低信号。出血区在DWI上表现为高信号的梗死区内出现斑点状或斑片状低信号。对图像的观察结果显示，在40例出血性脑梗死患者中，常规MRI共发现31例脑梗死合并出血的患者，占77.5％；DWI发现33例，占82.5％；SWI发现40例，为100％。常规MRI发现的31例共47个出血灶中，41个出血灶表现为短T1短T2信号，占87.23％；5个出血灶表现为短T1长T2信号，占10.64％；1个出血灶表现为等T1短T2信号，占2.13％。DWI发现33例共50个出血灶，均表现为低信号。在40例患者中，SWI共发现了63个低信号的出血灶。

3种检查序列在出血性脑梗死的阳性检出率方面具有显著差异（χ2=37.5，P=0.000），见表1。SWI序列对出血病灶的阳性检出率明显高于常规MRI序列和DWI序列（分别为χ2=5.64，χ2=8.01，P值均＜0.05），常规MRI序列与DWI序列在出血病灶的阳性检出率方面无统计学差异（χ2=0.31，P＞0.05）。

3种检查序列在梗死区内出血灶数量的显示方面具有显著差异（χ2=51.82，P=0.000）。SWI序列对出血灶数量的检出率明显高于常规MRI序列和DWI序列（分别为χ2=14.50，χ2=18.33，P值均＜0.05），常规MRI序列与DWI序列在出血灶数量的显示方面无统计学差异（χ2=0.40，P＞0.05）。

14例患者在脑梗死区域外发现斑点状或小斑片状出血灶。与对侧相比较，26例脑梗死灶内小静脉血管分支明显减少或变得纤细，13例血管变得明显增多、增粗或变形扭曲。部分脑梗死患者的MRI图像，见图1～3。

表1 不同扫描序列之间的比较

图1 左侧小脑半球脑梗死患者的MRI图像

图2 左侧颞叶脑梗死患者的MRI图像

图3 左侧额顶叶交界区脑梗死患者的MRI图像

3 讨论

3.1 SWI技术的成像原理

SWI技术是近年来发展起来的磁共振新技术，是一种可以显著反映组织磁敏感属性的对比度增强技术。它提供了不同于传统T1加权像、T2加权像以及质子密度加权像之外的另一种对比度，包含脂肪、铁、钙以及去氧血红蛋白等物质的组织磁敏感属性，与邻近的背景组织存在着显著不同，在幅度图像的后处理当中使用相位蒙掩（Phase Mask）技术来提高幅度图像的相位对比，从而提高对引起磁敏感效应的物质显示，因此称为磁敏感成像。该项技术最早由美国磁共振物理和放射学专家E.Mark.Haacke教授发明，采用高分辨力的三维梯度回波序列薄层扫描，所有方向上应用流动补偿技术。采集原始数据时将幅度数据与相位数据分开重新排列，采集结束后可同时得到2组图像，即幅度图像和相位图像。首先对原始相位数据进行高通（High Pass）滤波，中心矩阵常用64×64，用原始图像除以（复数除法）滤波后的K空间数据产生的图像，便可得到校正相位图（Corrected Phase Image），这时就去除了原始相位图像由于磁场不均匀所产生的影响。然后进行相位蒙掩及负相位加权处理，从而形成了最终的SWI图像，再通过三维MinIP显示出完整的静脉血管[5]。

3.2 SWI、常规MRI、DWI序列在出血性脑梗死的检出与出血灶数量的显示方面比较

本研究共纳入40例脑梗死合并急性期、亚急性期出血患者。SWI序列的阳性检出率达到100％，3种检查序列在出血性脑梗死的阳性检出率方面具有显著差异，且SWI序列对出血病灶的阳性检出率明显高于其他2组序列，这与白敏等[1-2]的研究结果相一致。但本文的观察方法与其有所不同，在对患者的观察中，本研究将常规MRI的T1WI和T2WI序列合并为常规MRI组进行统计分析，来比较其对脑梗死后出血的显示率，因为结合病变的T1WI和T2WI信号特征来判断其性质是日常工作中常用的方法，如果将两者分开观察则不利于对病变的分析。无论是对病例数还是出血灶数量的显示，SWI都明显优于常规MRI和DWI序列，这说明，若要明确脑梗死区内部有无并发出血，则可采用SWI序列，这样可以尽早发现出血性脑梗死，从而避免因应用药物而导致出血继续发生的风险。

急性期或超急性期出血在常规T1WI和T2WI上往往均表现为等信号而难于显示，出血后含氧血红蛋白迅速转变为去氧血红蛋白，引起出血区磁场不均匀而导致质子失相位。SWI对磁场的不均匀性极其敏感，有研究表明，在出血发生数分钟内SWI就能检测到出血的存在[3]。在本研究所观察的40例患者中，9例患者在常规T1WI和T2WI上未见明确出血灶，在SWI上却表现为斑点状、斑片状低信号影，说明SWI对发现脑梗死后的早期出血具有重要的临床应用价值，而且SWI能够发现比常规MRI更多的出血灶。多项研究[4,6-7]均对SWI与常规MRI及DWI进行对比分析，认为SWI能更准确地显示脑梗死后的内部出血灶，并且在数量显示方面也具有明显优势，与本文的结果相一致。

脑梗死内部的出血灶在DWI上主要表现为高信号的梗死区内见低信号的出血灶，但有一部分出血性脑梗死在DWI图像中并不明显。本组SWI诊断的40例出血性脑梗死患者中，有7例未见明确显示，这可能是由于DWI一般采用的是平面回波序列，其虽对磁场的不均匀性比较敏感，但较之于采用梯度回波序列的SWI敏感性略有不及。有文献报道，DWI序列可以在一定程度上提高出血性脑梗死的检出率，但对于急性期脑梗死内出血的检出却不如SWI准确[6]，与本文的研究结果相一致。

3.3 出血性脑梗死在SWI、常规MRI、DWI上的表现

综合观察每位患者的影像学资料，在本组观察的40例患者中，出血性脑梗死主要表现为3种类型：① 梗死区内部可见斑片状短T1短T2信号、在DWI及SWI上均表现为低信号，共31例（占77.5％）；② 梗死区内常规MRI未见显示，而DWI及SWI表现为低信号的出血灶，共9例（占22.5％）；③ 常规MRI序列及DWI上均未见显示，只在SWI上表现为低信号，共7例（占17.5％）。也就是说，将近1/5的患者若没有接受SWI序列扫描，则可能会漏诊，这样会导致进一步出血的风险明显增加，从而影响患者的预后恢复。有多位学者在研究中将SWI作为判断出血性脑梗死的常规序列[4-7]。同时，有研究表明，在脑皮质发生层状坏死时，可在常规MRI上表现为短T1短T2信号，类似出血的表现，而在SWI上却没有阳性发现[7]。因此，SWI序列的应用可以将非出血性病变区分开来，为临床治疗提供可靠的影像学依据，并指导进一步的治疗。本组所观察的资料中，并未发现脑皮质层状坏死的患者，这有待于在今后的工作中扩大样本进一步深入研究。

3.4 SWI序列对周围区域微出血的检出

近年来，出血性脑梗死在国内外发病率呈增加趋势，而出血性脑梗死和非出血性脑梗死的临床治疗方案是显著不同的，因此及时诊断脑梗死灶内的早期出血对调整临床治疗方案起到至关重要的作用[2,6,8]。SWI序列可以敏感地检测出常规MRI序列所无法显示的微出血病灶，微出血往往提示细小血管壁的完整性遭到破坏，缺血再灌注时更容易发生出血；极少数患者微出血发生于阻塞血管的供血区以外部位，这就表明了该部位以往就存在了微血管的病变或者损伤。微出血是脑梗死后发生出血的危险因素，有研究表明，大量微出血灶的存在说明血管处于易出血状态，溶栓治疗后更容易发生出血[8-9]。微出血的患者可以没有临床症状，但利用SWI序列可以敏感地检测出此类疾病，从而指导临床医生慎重选择溶栓治疗药物，可在很大程度上减少因溶栓治疗而引起的出血。本研究40例出血性脑梗死患者中，有14例在SWI检查中发现了脑梗死灶内以外区域的微出血，提示存在着微出血的脑梗死患者更容易发生出血性脑梗死，与Boulanger[8]等的研究结果相一致。

3.5 SWI序列对静脉血管的显示

SWI序列所形成的影像对比主要反映小血管中的血氧水平依赖（Blood Oxygenation Level Dependent，BOLD）效应，因此对静脉血管有着特殊的敏感性。SWI序列所显示的静脉血管的多少反映了局部脑氧化代谢率和脑血流速度的比例。有研究表明，不同时期脑梗死灶内的血管存在明显差异：急性期和少数亚急性期患者脑梗死灶内的静脉血管有着不同程度的减少，这就提示脑梗死区脑氧代谢率降低，神经细胞的活性有着不同程度的损害；相当一部分亚急性期患者的脑梗死灶内静脉血管和相邻组织内血管比对侧增粗、扭曲，有可能与建立了侧支循环代偿以及局部无氧代谢所产生乳酸等物质的大量聚积所造成的血管扩张有关；而到了疾病慢性期就以静脉血管增多、增粗为主，这就提示神经细胞的活性受到损害，局部还存在着无氧代谢的可能[2,9-10]。本组病例发病时间为2h～14 d，大部分都处在急性期或者亚急性期，SWI序列显示的40例患者中，26例脑梗死灶内小静脉血管分支明显减少或变得纤细，13例血管变得明显增多、增粗和变形扭曲。

在本组观察的脑梗死患者中，大面积脑梗死并发出血的患者占大多数，为34例（85.0％），说明大面积脑梗死患者更容易并发脑出血。有研究证实，大面积脑梗死后，局部脑水肿使得脑梗死灶相邻组织的毛细血管受压，从而产生了缺血性坏死以及出现血管内皮的损伤，等到水肿消退以后，侧支循环突然开放，就会很容易出现坏死血管的破裂，从而引起脑梗死灶内部及周围出血[11]。所以，当脑梗死灶范围越大、周围水肿越重、建立的侧支循环越多时，发生出血的几率也就越大。本研究结果在一定程度上也表明，出血性脑梗死患者的梗死灶大小与出血病灶存在着一定的联系。因此对大面积脑梗死的患者应该将SWI序列做为常规扫描序列，这样有利于及时准确地发现出血病灶，从而指导临床治疗方案的选择。

综上所述，SWI序列不仅可以清晰、敏感地显示脑梗死灶中的出血灶，也可以显示脑梗死灶内静脉血管的变化以及脑梗死灶以外区域的微出血灶。因此应该把SWI序列作为日常工作中诊断出血性脑梗死的首选方法，并成为诊断出血性脑梗死的常规和首选序列。

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Clinical Application of 3.0T SWI in Diagnosis of Hemorrhagic Cerebral Infarction

CHEN Zhi-zhang
Department of Radiology, Puyang Oilfield General Hospital, Puyang Henan 457001, China

Objective To investigate the effectiveness of SWI（Susceptibility Weighted Imaging）in diagnosis of hemorrhagic cerebral infarction.Methods Altogether 40cases of hemorrhagic cerebral infarction patients underwent routine MRI（Magnetic Resonance Imaging）, DWI（Diffusion Weighted Imaging）and SWI scanning so as to compare the detection rate of hemorrhagic cerebral infarction and display of the number of hemorrhage lesions.Additionally, the influence of different SWI sequences on demonstration of cerebral infarction lesions and surrounding micro-hemorrhagic lesions as well as intravenous changes in cerebral infarction lesions were observed.Results The SWI sequence demonstrated its superiority over DWI sequences and conventional MRI sequences in the detection rate of hemorrhagic cerebral infarction and display of the number of hemorrhage lesions（respectively χ2=37.5, χ2=51.82, P＜0.05）.Among 40cases, micro-hemorrhage was seen outside the cerebral infarction region in 14 patients；small intravenous branches decreased markedly in 26cases；veins obviously increased in 13cases.Conclusion SWI showed superiority over conventional MRI and DWI sequences in positive detection rate of of hemorrhagic cerebral infarction, which could be taken as the first-choice examination method for hemorrhagic infarction.

magnetic resonance imaging；diffusion weighted imaging；susceptibility weighted imaging；hemorrhagic cerebral infarction

R445.2；R743.34

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.07.015

1674-1633（2015）07-0047-04

2015-01-19

修回日期：2015-02-16

作者邮箱：13839396893@163.cm