高b值扩散加权成像在脑部急性微梗死病变中的诊断价值

2017-06-01刘梦琦

中国医学影像学杂志 2017年5期

关键词：信号强度脑血管病脑部

刘梦琦

武雷3WU Lei

臧秀娟4ZANG Xiujuan

陈志晔1,2CHEN Zhiye

孙艺洁1SUN Yijie

马林2MA Lin

高b值扩散加权成像在脑部急性微梗死病变中的诊断价值

刘梦琦1,2LIU Mengqi

武雷3WU Lei

臧秀娟4ZANG Xiujuan

陈志晔1,2CHEN Zhiye

孙艺洁1SUN Yijie

马林2MA Lin

目的评估高b值扩散加权成像（DWI）在急性脑梗死中的诊断价值。资料与方法对7例急性脑梗死患者进行脑部MRI常规影像学及标准b值（b=1000 s/mm2）及高b值（b=3000 s/mm2）DWI扫描，比较信噪比（SNR）和对比噪声比（CNR），并对影像进行评价。结果5例高b值DWI检出的微梗死灶多于低b值扫描患者，高b值组SNR及CNR显著高于低b值组，差异有统计学意义（P＜0.05）；但高b值组与低b值组间表观扩散系数值差异无统计学意义（P＞0.05）。结论高b值DWI可以敏感地检出脑部急性微梗死病变，具有较高的临床应用价值。

脑梗死；急性病；磁共振成像；扩散加权成像

脑梗死是临床上常见的急性脑血管事件，及时诊断及治疗对于预后具有重要意义。扩散加权成像（DWI）作为急性脑梗死的重要诊断方法已经得到广泛认可，为急性脑梗死的准确诊断提供了重要的影像学证据[1-2]。对于大面积或较大病变（直径≥3 mm）的梗死灶，常规DWI（b=1000 s/mm2）均可以发现；然而对于微梗死灶（直径＜3 mm），常规MRI及DWI均不易发现，在临床上会造成低估病变，从而延误诊治[3-4]。扩散敏感因子b值是DWI的重要参数，b值越大，越接近于水分子真实的扩散水平。因此，高b值DWI扫描可作为早期检测微梗死灶的方法之一。本研究采用临床上常用的标准DWI（b=1000 s/mm2，即低b值）序列及高b值DWI（b=3000 s/mm2）序列探讨DWI在脑部微梗死灶中的诊断价值，对于病变的及时治疗及脑血管病的二级预防具有重要意义。

1 资料与方法

1.1 研究对象收集2015年12月—2016年8月于解放军总医院海南分院门诊就诊的急性脑梗死患者7例，其中男6例，女1例；年龄49～73岁，平均（62.0±9.4）岁。纳入标准：所有受试者均符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2014》[5]。排除标准：①既往及随访过程中有脑出血、肿瘤等病史；②脑部手术史；③患者有MRI检查禁忌证。患者扫描前均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法采用GE Signa 3.0T超导MR仪（GE Medical System，Milwaukee，Wisconsin，USA）和8通道头颅相控阵列表面线圈进行数据采集，扫描设备梯度场40 mT/m，梯度切换率150 mT/（m·s）。常规影像学检查主要包括横断面T2WI（TR 5000 ms、TE 117.2 ms）、T1-FLAIR（TR 2105 ms、TE 26 ms，IR 750）。DWI扫描参数：TR 6000 ms，TE 69.2 ms，层厚5.0 mm，层间距1.0 mm，视野24 cm×24 cm，矩阵192×192，激励次数1，低b值DWI序列b值为1000 s/mm2，高b值DWI序列b值为3000 s/mm2。

1.3 图像处理与分析将图像传输至PACS，放大至相同的倍数，同步观察高、低b值组病变的显示，重点观察＜3 mm的微小病变。采用GE ADW 4.4工作站Functool软件计算生成表观扩散系数（ADC）图，分别对高、低b值DWI上相同位置的病变手工勾画感兴趣区（ROI）进行测量。测量部分包括病变（ROI 1）、病变邻近正常脑实质（ROI 2）及脑外空气（ROI 3），ROI 2及ROI 3均由ROI 1复制生成以保证3个ROI的大小及形态完全一致，所有ROI的大小均为30～35 mm2（图1）；分别记录ADC值、病变部位信号强度S1，邻近正常脑实质信号强度S2，脑外空气信号强度的标准差N；共测量3次，取平均值作为最终值。计算信噪比（SNR）和对比噪声比（CNR）：SNR=S1/N，CNR=（S1－S2）/N。ADC值反映组织中水分子的扩散能力，根据S（b）/S0=exp（－b×ADC）计算生成ADC图，其中S（b）为b=1000 s/mm2时的信号强度，S0为b=0 s/mm2时的信号强度，。

图1 男，60岁，右侧基底节区新发梗死。b=3000 s/mm2图像（A）和ADC图（B）

1.4 统计学方法采用SPSS 18.0软件，计量资料采用±s表示，组间比较采用独立样本t检验（正态分布）及Dunnett检验（非正态分布），P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 DWI表现低b值DWI显示病变边界模糊，病变与周围脑组织对比度欠佳；而高b值DWI显示病变边界清楚，与周围脑组织对比度好（图2、3）。其中5例高b值DWI可以发现微小梗死灶，而常规影像学未见明确显示。

图2 男，49岁，右侧岛叶及颞叶新发梗死。高b值（b=3000 s/mm2）DWI图像可见颞叶微小梗死灶（箭，A）；低b值（b=1000 s/mm2）图像未显示（B）

图3 男，55岁，右侧额叶及半卵圆中心多发梗死。高b值（b= 3000 s/mm2）DWI图像可见右侧额叶微小梗死灶（箭，A）；低b值图像（b=1000 s/mm2）未显示（B）

2.2 ADC值、SNR及CNR的比较高b值组ADC值低于低b值组，但两组差异无统计学意义（P＞0.05）；高b值组SNR及CNR显著高于低b值组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

3 讨论

表1 急性脑梗死患者采用不同b值扫描ADC值、SNR及CNR比较（±s）

注：*非正态分布，采用Dunnett检验

分组例数ADC值（×10－3mm2/s）SNRCNR高b值组50.32±0.092117.57±1289.761439.60±1022.71低b值组20.48±0.15564.13±310.37274.85±144.40t值2.5009.5998.902P值＞0.05＜0.05*＜0.05*

本研究中，随着b值的升高，S1、S2均呈下降趋势，可以用公式S（b）/S0=exp（－b×ADC）来解释。尽管图像信号强度下降，但病变的SNR及CNR却显著升高，因此可以解释高b值图像病变边界清楚，与邻近正常脑组织对比度显著升高，从而更加凸显了微梗死灶。因此，高b值DWI更有助于微梗死灶的检出。

微梗死灶常见于无症状的脑梗死患者，神经病理学上通常称为“静息”态的病理学过程，通常会演变为腔隙性梗死及白质病变，是痴呆发病的主要危险因素[6-8]。微梗死灶可以分为皮层及皮层下2种，皮层的病变多见于早老性痴呆[9]、淀粉样脑血管病[10]等，而皮层下微梗死灶如壳核，多见于高血压及高血压性脑病[11-12]。微梗死灶的早期发现，对于病变的及时治疗和预后具有重要意义。本研究中，尽管大部分梗死灶面积相对较大，但是对于同时发生在皮层及皮层下的微梗死灶，高b值组的检出率明显多于低b值组。因此，高b值DWI对于微梗死灶的早期发现具有重要价值。

微梗死灶由于起病的隐匿性及病变微小的特点，常规MRI及DWI很难发现；同时由于微梗死灶会在几天内体积缩小或空腔形成，最终形成白质病变，甚至与周围正常组织无法区分[13]。其演变速度灰质快于白质，小病变快于大病变，轻度缺血快于严重缺血[14]。而高b值DWI序列由于其具有较高的SNR及CNR，可以显著提高微小DWI高信号病变的检出能力。因此，结合本研究病例可以认为高b值DWI可以在有限的时间窗内检出微梗死病变，优于低b值DWI序列。

基于高b值DWI序列的微梗死灶的检出，对于脑卒中的早期诊断及早期治疗具有重要价值，缩短了治疗时间，同时为患者提供了早期的预警信息。对于进一步寻找微梗死病因，早期积极进行脑血管病二级预防至关重要。高b值DWI上微小高信号病变的鉴别诊断主要包括：①微小出血灶。对于微小出血灶，通常T1WI为高信号影，而微梗死灶为低信号影。②炎性脱髓鞘病变。对于急性期的炎性脱髓鞘病变，DWI通常也可表现为高信号影，但通常增强扫描会强化，而微梗死灶一般无强化。

本研究的不足之处：①由于本研究是初步研究，样本量相对较少，需要进行大样本研究验证结果；②本研究患者大部分梗死面积较大，故在后续研究中需要纳入仅有微梗死灶的患者，如淀粉样脑血管病[15]及常染色体显性遗传病合并皮质下梗死和白质脑病[16]。

总之，高b值DWI可以敏感地检出脑部急性微梗死病变，具有一定的临床应用价值。

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（本文编辑周立波）

Diagnosis of Acute Cerebral Microinfarcts by Diffusion Weighted Imaging with High b Value

PurposeTo evaluate the diagnostic value of diffusion weighted imaging with high b value in acute cerebral microinfarcts.Materials and MethodsConventional MRI and diffusion weighted imaging with standard b value (b=1000 s/mm2) and high b value (b=3000 s/mm2) were performed in the 7 patients with acute cerebral infarction, and all the images were evaluated. The signal to noise ration (SNR) and contrast to noise ration (CNR) were measured.ResultsFive patients were detected much more microinfarcts in high b value as HB group than that in standard b value as SB group. The SNR and CNR were signi fi cantly higher in high b value group than that in standard b value group (P＜0.05), but the apparent diffusion coef fi cient value showed no signi fi cant difference between the two groups (P＞0.05).ConclusionDWI with high b value could sensitively detect acute cerebral microinfarcts with high clinical value.

Brain infarction; Acute disease; Magnetic resonance imaging; Diffusion weighted imaging

1. 解放军总医院海南分院放射科海南三亚572013

2.解放军总医院放射科北京 100853

3. 解放军总医院海南分院神经内科海南三亚 572013

4. 宁夏回族自治区第五人民医院放射科宁夏石嘴山 753000

马林

Deapartment of Radiology, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China

Address Correspondence to:MA Lin

E-mail: cjr.malin@vip.163.com

中国博士后科学基金特别资助项目（2014T70960）；三亚市医疗卫生科技创新项目（2016YW37）。

R445.2；R743.3

2017-01-09