SWI对脑梗死侧支循环的诊断及临床意义

许开喜，马先军，陈新建，左涛生，卞光荣，王金，李乐军

（江苏省连云港市中医院①影像科，②脑病科，江苏 连云港 222000）

SWI对脑梗死侧支循环的诊断及临床意义

许开喜1，马先军2，陈新建1，左涛生1，卞光荣2，王金1，李乐军2

（江苏省连云港市中医院①影像科，②脑病科，江苏 连云港 222000）

目的：探讨3.0 T MRI的SWI对脑梗死侧支循环的诊断及临床意义。方法：选择35例经临床和影像确诊为脑梗死的患者均行常规头颅MRI、DWI、MRA、SWI检查，10例行SWI复查。观察脑梗死的常规MRI和SWI表现，以及脑梗死区侧支循环的显示程度，得出相应临床NIHSS评分，并进行统计分析。结果：35例脑梗死SWI显示侧支循环的程度：0级9例（25.7%），1级10例（28.6%），2级16例（45.7%）。侧支循环血管显示程度与临床NIHSS评分有明显相关性（r=0.668，P＜0.01）。结论：SWI能够反映脑血管病变中的血氧饱和度水平改变情况，以及脑梗死是否有侧支循环形成和责任血管情况，对临床制订治疗方案和预后判断具有重要意义。

磁共振成像；大脑梗塞；侧支循环

SWI是利用组织间磁敏感差异和BOLD效应成像，即血管中的脱氧血红蛋白作为内源性对比剂，安全、无创，可显示低流速的静脉，对铁沉积、微出血、静脉及血液代谢产物十分敏感，在出血性脑卒中、脑血管畸形、脑外伤等方面应用前景广泛［1］。目前，国内应用SWI对脑梗死侧支循环形成和脑梗死预后的研究报道较少。本文通过常规MRI及SWI技术对脑梗死进行检查分析，探讨3.0 T MRI的SWI对缺血性脑卒中侧支循环的诊断及临床意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集我院2014年月10月至2015年5月35例经临床和MRI确诊的脑梗死患者，其中男22例，女13例；年龄33～91岁，中位年龄63.12岁。临床症状表现为头痛、头晕6例，身体活动不利12例，偏瘫10例，失语7例，高血压29例。

1.2 仪器与方法使用GE Discovery 750 3.0 T MRI扫描仪，8通道相控阵头部线圈。所有患者均行常规头颅MRI、DWI、MRA、SWI检查，其中10例行SWI复查。MRI常规序列扫描参数：T1WI（TR/TE 1 750 ms/21.8 ms），T2WI（TR/TE 3 598 ms/107.3 ms），FLAIR（TR/TE 8 400 ms/87 ms），DWI（TR/TE 6 000 ms/ 73.5 ms）。MRA采用3D-TOF技术，扫描参数：TR/TE 22 ms/2.6 ms，反转角15°，FOV 22 cm×19.4 cm，矩阵256×224；SWI采用3D-SWAN序列，扫描参数：TR/TE 37.5 ms/22.9 ms，FOV 24 cm×24 cm，矩阵416×320，层厚2 mm，无间距，采集次数1次，NEX 0.70，带宽62.5 kHz，反转角20°。

1.3 SWI数据处理将SWI采集的原始数据传输到GE的Adwantage Workstation 4.6工作站上行MinIP，获得可显示连续层面的静脉血管图像。观察脑梗死病变区软脑膜侧支循环的SWI表现，定义脑梗死软脑膜侧支血管显示分级［2］：0级，无侧支血管显示；1级，侧支血管仅覆盖脑梗死灶的部分区域；2级，侧支血管仅覆盖脑梗死灶的全部区域。

1.4 统计学方法应用SPSS 21.0统计软件，软脑膜侧支循环显示程度与临床NIHSS评分行Spearman相关分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 脑梗死各期的MRI信号改变超急性期（6 h之内）1例、急性期（1～3 d）18例，MRI表现为T1WI等、低信号，T2WI、FLAIR稍高信号，DWI高信号（图1），ADC图低信号，SWI稍高信号，病灶内未见血管影，病灶周围模糊。亚急性期（4～14 d）6例，MRI表现为T1WI低信号，T2WI、FLAIR高信号，DWI稍高至高信号（图2a）、ADC图低及稍高的混杂信号，SWI稍高信号（图2b），病灶内见增粗软脑膜血管影，病灶周围从模糊到逐渐清楚。慢性期（15 d以后）10例，MRI表现为T1WI低信号，T2WI高信号，FLAIR显示病灶为有高信号边界（源于神经胶质增生）的低信号囊性核心（充满液体），DWI正常或低信号，ADC图高信号（水分子在旧的囊性梗死区内能够自由移动，因此弥散系数高），SWI等、低信号，病灶周围清楚。

2.2 SWI对脑血管病软脑膜侧支循环的显示35例中，SWI显示26例（74.3%）软脑膜侧支血管，其中超急性期1例，急性期13例，亚急性期4例，慢性期8例。

2.3 脑梗死软脑膜侧支循环血管显示程度与临床NIHSS评分的相关性脑梗死软脑膜侧支循环的SWI显示，0级9例，1级10例，2级16例。0、1、2级的NIHSS的评分改变（发病时极限评分与发病3个月后评分）分别为2.41、5.17、9.86分，与侧支血管的显示程度呈正相关（r=0.668，P＜0.01）。

2.4 SWI对脑梗死血管和出血的显示35例中显示血管不同程度狭窄或闭塞，前循环24例，其中大脑前动脉左右各1例，大脑中动脉右侧11例、左侧6例，血管未见异常5例。后循环11例，其中大脑后动脉右侧3例、左侧2例，小脑后下动脉右侧1例、左侧2例，小脑后上动脉左侧1例，未见血管改变2例。显示责任血管占80%（图3，4）。SWI示病灶内广泛增多迂曲条状低信号软脑膜血管，脑梗死并发微出血9例。

3 讨论

3.1 SWI成像基本原理SWI是一种新的MRI技术，在梯度回波序列T2*WI的基础上发展而来，吸取了其磁敏感性特点，又采用高分辨三维采集，并应用完全流动补偿、射频脉冲扰相等技术。2004年，Haacke等［3］正式将其命名为“磁敏感加权成像”。SWI包括相位图和幅度图，不同磁敏感性物质通过SWI的滤波相位图区别出来，形成相位图像，相位图像进行蒙片处理后加权至幅度图像，相位蒙片与幅度图加权即得到SWI图像，图像行MinIP后，可显示连续层面的静脉血管图像。SWI适用于静脉成像，因静脉血中富含的脱氧血红蛋白带有4个不成对电子，表现为顺磁性，造成局部磁场不均匀，使质子自旋快速散相，而造成组织的T2*缩短、信号降低。动脉血则是含抗磁性的氧合血红蛋白，故静脉血信号比动脉或脑实质明显降低，选择适当的回波时间可使体素内静脉与周围组织的信号差增大，使静脉显示更为清晰［4］。文献［5］报道，SWI可显示小于1个像素的小血管或脑白质深部的血管，可清楚显示小静脉。SWI对脑静脉血管及微小出血显示极为敏感，可为脑梗死诊断提供具有价值信息，还能清楚显示参与脑梗死侧支循环的软脑膜血管［6］，对评价脑梗死预后有重要临床意义。

3.2 SWI显示缺血性脑卒中血管内血栓成像机制脑实质广泛或局部血流灌注下降引起脑缺血，当脑血流量下降到一定程度后，导致脑血管发生血栓栓塞，血流量减少或消失，不同部位脑实质的血流量降低并不完全相同。缺血性脑梗死系由供血动脉血栓或动脉硬化狭窄造成局部血流减慢，使细胞缺氧，引起细胞毒性水肿、脱髓鞘、血-脑脊液屏障破坏等脑组织损伤。其梗死中心区域的脑组织发生缺血，血流量明显降低，脑细胞迅速死亡，而周边区域或半暗带区域由于侧支循环的建立、再灌注的形成等原因，血流量轻度降低，脑细胞不会立即死亡。缺血区得到血液再供应，可增加氧和其他营养物质代谢，同时带走缺血组织产生的代谢物质，以达到保护脑细胞的作用，脑缺血数小时内脑细胞的损伤可得到恢复，缺血半暗带得到恢复的脑组织，经过积极治疗，在一定时间内脑血流量恢复正常，缺血半暗带可能存活或部分存活，有利于预后。DWI、MRA对脑梗死诊断虽具较高的敏感性和特异性，但对脑梗死伴出血和软脑膜血管显示不敏感。SWI对静脉血管及血液代谢产物可提供更多信息，更早显示脑微出血，有利于临床选择最佳治疗方案。SWI显示急性缺血性脑卒中血管内血栓及周围侧支循环的机制：①血栓栓塞由于降低了动脉血流也可改变磁敏感性，在急性脑梗死的病变区血流低灌注、氧摄取分数增加、血氧饱和度降低，使血液中的脱氧血红蛋白与氧合血红蛋白比例升高，组织间的磁敏感差异性增加，最终导致静脉内的脱氧血红蛋白增多，使脱氧血红蛋白具有很强的顺磁性。SWI利用这种磁敏感效应，使很多正常情况下不易发现的梗死区微小血管内的血栓得以显示［7］。②急性脑梗死发生后，周围侧支循环很快建立。其中软脑膜侧支循环是重要的组成部分，软脑膜血管为慢流速细小血管，血管内血氧饱和度低，其磁敏感效应较强，SWI使得慢血流软脑膜血管显示，表现为责任血管供血区域出现明显增多和扩张的血管，说明病灶内侧支循环血管。本组SWI显示26例（74.3%）软脑膜侧支血管，梗死区软脑膜血管增多、增粗，说明病灶区血氧饱和度瞬间下降、使慢血流软脑膜血管显示，随着侧支循环形成，梗死区血管部分再通。0级9例，1级10例，2级16例，其临床NIHSS预后评分与侧支血管显示程度呈正相关（r=0.668，P＜0.01）。

3.3 SWI评价超急性期、急性期脑缺血卒中患者临床预后SWI显示脑梗死区及周围软脑膜侧支循环血管信号，由于血液中脱氧血红蛋白的含量主要取决于组织中氧的需求和供给，静脉血中氧合水平与大脑的血氧代谢率及血流量相关。氧摄取分数增高后，静脉信号减低的幅度不仅与血管内脱氧血红蛋白和/或含氧血红蛋白的比例有关，与血管的直径也有关。直径较大的血管血容量较大，脱氧血红蛋白总含量较高，在氧饱和度发生改变后，由脱氧血红蛋白造成的信号减低现象更明显，即脑血氧代谢高，血流缓慢，脑静脉血管显示增多和扩张，脑细胞活性好；反之，脑静脉血管显示少，脑细胞活性差［8-9］。皮质软脑膜支可在急性大脑中动脉闭塞10 s后即可开放，Liebeskind［10］认为皮质软脑膜支可作为评价急性脑梗死临床预后的因子。Santhosh等［11］指出，SWI上靠近脑膜处软脑膜血管扩张可能就是皮质软脑膜等侧支循环。文小检等［12］认为，梗死区继发少量出血，表面侧支循环已建立，并发生再灌注，对缺血半暗带循环的改善起积极作用，在不形成大血肿的情况下，梗死后的出血转化不会使病情恶化。本组软脑膜侧支循环血管多出现在梗死急性期、亚急性期，慢性期软脑膜侧支循环血管逐渐减少和消失，这与静脉血中氧合水平与大脑的血氧代谢率有关，即在梗死急性期、亚急性期及部分慢性期的病变区在氧饱和度瞬间下降后，由脱氧血红蛋白增多造成的磁敏感效应增强，使得慢血流软脑膜血管显示；在后期缺血区血液循环得到不同程度改善，随着血管再通或软脑膜侧支循环形成，缺血半暗带恢复，氧饱和度提高，静脉内脱氧血红蛋白减少，含氧血红蛋白增多而使显示逐渐恢复正常，在随访SWI中不能被显示。超急性期、急性期脑梗死，出现软脑膜血管比未见软脑膜血管临床预后好，病灶血管分级与其临床NIHSS预后评分相一致，与Huangd等［13］报道相同。因此，SWI能够反映脑血管病的血氧饱和度水平改变情况，显示软脑膜是否有侧支循环形成，评估脑缺血半暗带、检测血液循环的改善情况而提示预后，帮助临床制订正确的治疗方案。

图1 男，47岁，左侧脑室旁急性梗死，发病16h图1aDWI示左侧脑室旁片状高信号图1bSWI示梗死区稍高信号，病灶未见软脑膜血管影（0级）图1cMRA示左侧大脑中动脉M1段重度狭窄伴其分支细小图2女，76岁，右侧额、顶、颞叶亚急性梗死，发病5 d图2aDWI见右侧额、顶、颞叶、侧脑室旁和基底节区见大片状高信号图2bSWI示梗死区呈稍高信号，病灶内间迂曲、增粗低信号条状低信号软脑膜血管影（1级）图2cMRA示右侧大脑中动脉闭塞图3男，49岁，左侧小脑后下动脉急性梗死，发病48 h。SWI梗死区内见部分小条状低信号软脑膜血管影（1级）图4男，64岁，右侧顶枕叶急性梗死，发病56 h。SWI像见右侧顶枕叶梗死区内广泛条状低信号软脑膜血管影（2级）

［1］张国明，刘衡，焦松，等.脑静脉性血管瘤的MRI及磁敏感加权成像表现［J］.临床放射学杂志，2012，28（8）：1168-1172.

［2］杨志宏，伍建林.磁敏感加权成像对脑梗死侧支循环的临床应用价值［J］.临床放射学杂志，2011，30（11）：1586-1589.

［3］Haacke EM，Xu Y，Cheng YC，et al.Susccptibility weighted imaging（SWI）［J］.Magn Reson Med，2004，52：612-618.

［4］戴艳芳，卢洁，李坤成.磁敏感加权成像在脑血管疾病的研究进展［J］.中华老年心血管病杂志，2013，15（7）：776-777.

［5］Reichenbach JR，Barth M，Haacke EM，et al.Highresolution MR venogrphyat 3.0Tesla［J］.J Comput Assist Tomogr，2000，24：949-957.

［6］Rnk Nanding，A Viswanathan，P Delgado，et al.MR imaging detection of cerebral microbleeds：Effec of susceptibity-weighted imaging，section thickness，and field strength［J］.AJNR，2008，11：A1355.

［7］Kesavadas C，Santhosh K，Thomas B.Susceptibility weighted imagingin cerebral hypoperfusion-can we predict increased oxygen extraction fraction［J］.Neuroradiology，2010，52：1047-1054.

［8］杨正汗，冯逢，王霄英.磁共振成像技术指南［M］.2版.北京：人民军医出版社，2010：301-332.

［9］刘铁利，张竞文，谭艳梅，等.磁敏感加权成像技术评估正常人群脑静脉学相位值［J］.中国医学影像技术，2013，29（2）：197-200.

［10］Liebeskind DS.Collateral circulation［J］.Stroke，2003，34：2279-2284.

［11］Santhosh K，Kesavadas C，Thomas B，et al.Susceptibility weighted imaging a new tool in magnetic resonance imaging of stroke［J］.Clin Radiol，2009，64：74-83.

［12］文小检，刘筠，许亮.SWI对急性脑梗死出血转化及早期预后的预测价值［J］.中华放射学杂志，2015，34（1）：14-17.

［13］Huang P，Chen CH，Lin WC，et al.Clinical applications of susceptibility weighted imaging in patients with major stroke［J］. J Neurol，2012，259：1426-1432.

The 3.0 T MRI susceptibility weighted imaging in the diagnosis of cerebral infarction of the collateral circulation and

clinical significance

XU Kaixi，MA Xianjun，CHEN Xinjian，ZUO Taosheng，BIAN Guangrong，WANG Jin，LI Lejun.Lianyungang Hospital of TCM，Lianyungang，222000，China.

Objective：To investigate the effects of 3.0 T magnetic resonance susceptibility weighted imaging（SWI）on cerebral infarction diagnosis and clinical significance of collateral circulation.Methods：35 cases of clinical and imaging diagnosis of cerebral infarction，the male 22 cases，13 cases of female.Patients were performed conventional head MRI，MRA，SWI，including 10 patients with SWI review.To observe the performance of cerebral infarction on conventional MRI and SWI，to observe the demonstration of collateral circulation at infarction area，and draw the corresponding clinical NIHSS score.Statistical analysis was performed.Results：In 35 cases of cerebral infarction，SWI classification of the degree of collateral circulation，grade 0，9 cases（25.7%），grade 1，10 cases（28.6%），grade 2，16 cases（45.7%）.Degree of collateral circulation blood vessels showed obvious correlation with clinical NIHSS score（r=0.668，P＜0.01）.Conclusion：SWI imaging can reflect changes in the blood oxygen saturation level in the cerebrovascular disease，also could show collateral circulation formation，offending vessels of cerebral infarction. It could make correct decisions for clinical treatment and prognosis judgment，and has important clinical significance.

Magnetic resonance imaging；Cerebral infarction；Collateral circulation

2015-09-25）

10.3969/j.issn.1672-0512.2016.02.010

许开喜，E-mail：2008lygxkx@163.com。