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急性缺血性脑卒中的磁共振研究发展现状

2019-01-15李伟天津医科大学中新生态城医院天津300467

中国医疗器械信息 2019年3期
关键词:水分子磁共振脑组织

李伟 天津医科大学中新生态城医院 (天津 300467)

内容提要: 脑血管疾病是一种神经系统的常见病和多发病,致死率比较高,脑卒中是由于急性脑循环障碍,导致弥散性或者局限性的脑功能损伤,缺血性脑卒中发病超过6h没有及时治疗,就会导致不可逆性的神经组织死亡。急性缺血性脑卒中是常见的脑卒中类型,发病率、病残率和复发率都比较高,严重威胁患者的生命健康。及早诊断和治疗对提高患者预后有重要的意义。磁共振成像技术在急性缺血性脑卒中患者的诊断和治疗中发挥着重要的作用,文章就近年来磁共振技术的使用进行综述。

随着生活环境的变化和我国老龄化的发展,脑卒中的发病率不断增加,给患者家庭和社会带来压力和负担。由于急性血栓形成,导致局部脑血管闭塞,是急性缺血性脑卒中发病的常见原因。早期诊断治疗和早期预防复发十分重要。磁共振成像(MRI)是急性缺血性脑卒中诊断评价的有效手段,能够显示病灶范围和部位,提供脑组织扩散、代谢、灌注等信息,对临床诊断和治疗指导具有重要的价值。急性缺血性脑卒中的影像学诊断,也进入全面评价时期。

1.常规磁共振成像

常规磁共振成像有液体衰减反转恢复脉冲序列成像、T1加权成像、T2加权成像。超急性期的缺血性脑卒中,不能使用常规磁共振诊断。在超急性期,细胞外的水分子进入细胞内部,导致水分子比例变化,同时脑组织总含水量并没有变化,因此在T2W1成像上没有异常信号显示[1,2]。在发病5~6h,血脑屏障被破坏,出现血管源性水肿,才开始显示信号异常。使用常规磁共振成像,可以了解脑内是否出现其他的慢性病灶,对脑组织解剖结构也能够准确显示。

2.扩散加权成像

水分子在介质中随机运行,就是扩散,也可以称为布朗运动。在活体检测水分子扩散运动中,扩散加权成像(DWI)是一种无创伤性的影像学检查方法。扩散加权成像比常规磁共振检测存在优势,常规磁共振检测中不能显示的早期脑梗死病灶,在扩散加权成像中可以显示,被认为是早期发现脑梗死的最敏感的影像学方式[3-5]。在人脑缺血发生大约0.5h,扩散加权成像就会显示异常高信号。扩散加权成像是将对扩散敏感的梯度场,施加常规自旋回波脉冲序列的180˚脉冲前后,如果有扩散情况,水分子的扩散运动,使质子系统去相位,信号强度降低。水分子的空间几何结构会影响扩散,同时呼吸、脉搏、脑脊液搏动等,都会影响扩散的强弱,衡量扩散强度的指标是表观扩散系数(ADC),该指标可以更加准确反映脑梗死病灶的扩散异常。

在扩散加权成像上,急性缺血性脑卒中表现为异常高信号,在表观扩散系数图中,表现为低信号。有研究显示,细胞毒性水肿与这些表现有关。由于脑组织缺氧缺血,细胞能量出现代谢障碍,钠-钾泵功能衰竭,细胞内外的正常离子梯度差不能维持,增加细胞膜的通透性。大量水分子流入细胞内,导致细胞肿胀,外间隙减少,限制了水分子的扩散,因此表观扩散系数值就会下降[6]。过去认为扩散加权成像显示高信号,表示不可逆转的脑梗死组织,现代许多研究认为,仍有部分可以挽救的可逆性缺血组织。高信号并不是一定是坏死组织。在急性脑缺血中,表观扩散系数越低,表示脑组织的损伤越严重,由此可以对患者的预后、无缺血半暗带(IP)进行预测。

3.扩散张量成像

扩散张量成像(DTI)是在扩散加权成像的基础上形成的一种方法,可以揭示水分子在三维空间的扩散情况,采集方向更多,有许多各向异性参数,比如常用的相对各向异性(RA)、分数各向异性(FA)。通常认为在急性脑缺血时,细胞外水分子进入细胞内,并且没有破坏细胞膜,导致病灶各向异性升高,如果及时采取有效的措施治疗,可以恢复这一部分的脑组织功能。在发病24h后,病灶扩散各向异性下降。当扩散加权成像的高信号恢复正常,各向异性值也会恢复正常[7,8]。ADC和FA的变化对临床治疗有重要的指导价值。扩散张量成像可以对不同时期,脑梗死水分子扩散的各向异性改变进行准确评价,对病灶的远端神经纤维束走向和完整性也能显示,纤维束破坏越少患者的预后越好。扩散张量成像为评价神经轴突提供完整性信息,有利于对患者预后的评价。

4.磁共振灌注加权成像

脑灌注是血液向脑组织输送氧气、营养物质的过程,磁共振脑灌注成像的方法如下:①动态磁敏感对比增强成像(DSC-MRI),经静脉注入的对比剂,进入脑组织毛细血管网中,产生是局部非线性的信号丢失。这种检测方式以T2透过效应导致的信号改变为基础,获得反映血流动力学曲线,然后经过处理,形成达峰时间、脑血容量、脑血流量等参数图。脑组织血流动力学信息可以通过PWI获取,分析TTP、MTT、CBV、CBF等参数,能够反映脑组织血流灌注异常[9,10]。这种方式有较高的信噪比,但同时计算复杂,影响准确度。②动脉自旋标记(ASL)方式,主要对动脉血中的水质子进行标记,随着血液流入成像平面,标记的质子和没有标记的混合,导致局部组织纵向弛豫时间的变化,形成图像对比。这种方式经济实用,操作简单,但成像时间长,容易出现伪影,并且信噪比比较低。

总之,磁共振成像对急性缺血性脑卒中患者的诊断和预后有重要的价值。通过磁共振成像技术能够反映血管闭塞的部位、缺血半暗带的范围、缺血情况等,为是否进行溶栓治疗提供参考。随着磁共振的发展和功能成像技术的进步,会有更多患者在磁共振成像的指导下,开展个体化的治疗,促进治疗效果的提升。

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