探究磁共振扩散成像在脑梗死的效果进展

张会明

（吉林国文医院，吉林 吉林）

0 引言

脑梗死由各种原因导致局部脑组织区域供应障碍，继而出现脑组织缺血缺氧性病变坏死。脑梗死是一种急性病症，具有高致残率和高致死率，不仅会对患者身体带来巨大影响，也对患者家庭及社会造成沉重负担。目前，头颅CT和头颅MRI是脑结构影像检查的主要方式，MRI比之CT更能清晰分辨脑梗死病灶，但对短期内发病的脑梗死不敏感，而在MRI基础上发展的扩散加权成像（Diffusion Weighted Imaging, DWI）、扩 散 张 量 成 像（Diffusion Tensor Imaging, DTI）、扩散峰度成像（Diffusion Kurtosis Imaging, DKI）则能更清晰地显示出所有脑梗死病灶，便于诊断和治疗[1]。

1 扩散加权成像，DWI

1.1 DWI的原理及参数

扩散这一词指分子无规则运动，单位为mm2/s，一般描述分子等颗粒由高浓度区向低浓度区扩散的微观运动。DWI扩散加权成像是在自选回波序列180°脉冲两侧对称基础上添加的一对扩散敏感的梯度脉冲，质子沿磁场梯度扩散，自旋频率改变，回波时间内因质子相位分散不能相聚，继而信号衰减，信号衰减公式为SD=exp-bD，其中，D为扩散系数，反映水分子的扩散运动能力，b值是扩散梯度因子，b值越大，相应扩散权重越大。而DWI的分子移动使用扩散系数（ADC）表示，ADC值越大，水分子扩散程度越高，DWI信号越低[2]。

1.2 DWI在脑梗死诊断中的应用

现阶段，DWI已经在急性脑梗死的诊断中常规使用，因DWI比CT在脑梗死核心区梗死的识别有着更高的敏感性和准确性。动脉闭塞后，脑组织出现缺血变化，水分子扩散受限，DWI显示病灶高信号，ADC低信号。虽然ADC信号降低的原因尚不明确。DWI与磁共振灌注成像的不吻合区域，一般是通过再灌注能够恢复正常功能的缺血半暗带，但目前尚不完全确定，而DWI异常范围认为是核心梗死区，某些研究认为，此范围内包含部分可逆损伤组织。

1.3 DWI改变与临床预后的关系

DWI不止能在早期显示急性脑梗死病灶范围，也能在早期预测临床预后，据美国一些研究专家实验，发现急性期脑梗死患者的DWI异常体积与NIHSS量表（美国国立卫生研究院）显著相关[3]。

2 扩散张量成像，DTI

2.1 DTI原理

DTI是基于DWI发展的一种成像方式，通过在DWI施加多线性方向的敏感扩散梯度，测量水分子在各方向的扩散程度。均匀介质水分子各方向的扩散系数基本相等，为各向同性扩散，由平均扩散率（MD）反映，与扩散方向无关，MD值越大，水分子扩散能力越强，信号也越高。人体内水分子运动状况不同于体外水分子，受组织细胞本身特征和细胞结构影响。大脑白质中，水分子沿神经纤维束固定排列走行方向扩散，少部分沿垂直于神经纤维束走走向的方向扩散，为各向异性扩散。DTI的基本成像原理就是水分子在不均匀介质的扩散具有各向异性特征。而评价扩散张量各向异性指标包括：各向异性分数（Fractional Anisotropy, FA），代表张量各向异性与整个扩散张量之比；相对各向异性为张量各向异性成分与张量各向同性成分之比，代表水分子扩散的各向异性成分与各向同性成分间分比值；容积比表示扩散张量椭圆球体积占扩散张量球体之比[4]。

2.2 DTI在脑梗死诊断中的应用

不同时期的MD值和FA值有一定规律：超急性期病灶FA值升高，无明显变化，急性期、亚急性期及慢性期FA值逐渐降低。MD值在超急性期、急性期明显下降，亚急性期病灶为血管源性水肿，组织含水量增加，水分子扩散程度增加，MD值升高，出现“假性正常化”现象，慢性期MD值继续升高。

2.3 DTI改变与临床预后关系

用DTI评价脑梗死患者运动功能预后有较深刻价值，据相关研究表明，各个时期的脑梗死区rFA（病灶与对侧FA比值）及皮质脊髓束受累程度与患者运动功能恢复相比，rFA值降低程度与患者临床预后呈负相关，与患者的Fugl Meyer运动功能评分呈正相关[5]。

3 扩散峰度成像，DKI

3.1 DKI原理

DKI也是基于DWI基础上发展的，以非高斯扩散模型为基础，更为精确地描绘缺血组织的微观结构，使用DKI扫描时能够同时得到DTI参数，包括FA、MD。轴向扩散张量（D//）、垂直扩散张量（D⊥），也可得到DKI参数，包括平均扩散峰度、轴向峰度（K//）、径向峰度（K⊥）[6]。DKI采集需要从至少3个方向不同b值和15个不同扩散方向进行，且多用b值。一般会使用6个等距b值的脉冲序列（b值为1500、2000、2500 s/mm2），扫描时间10min以上，但不适合临床应用。

3.2 DKI在脑梗死诊断中的应用

平均扩散峰度值在脑梗死急性期和亚急性期早期会有升高，之后随着时间逐渐延长反会下降，能够显示出梗死病灶的异质性。而MD值在脑梗死急性期下降值较明显，之后逐渐升高，出现假正常化，相比之下，脑梗死病灶的平均扩散峰度值升高幅度比MD值明显，出现假正常化时间也比MD值晚。经研究发现，平均扩散峰度值和MD值的不吻合区可以认作是缺血半暗带，能够通过再灌注恢复，而平均扩散峰度值和MD值的吻合区能够认作是核心梗死区，不能通过再灌注恢复[7]。

4 结语

目前临床治疗脑梗死方面，诊断急性脑梗死最常用的方法就是DWI，但DWI在扩散各向异性特征和脑梗死后白质纤维束受累状况方面不及DTI，而DKI的理论基础是非高斯扩散模型，可以更丰富、精确地显示出组织微观结构的改变，但尚在研究中，还未广泛应用于急性脑梗死诊断。这三种磁共振扩散成像技术各有所长，对于脑梗死的早期诊断、确定缺血半暗带及预后改良有着较积极的意义。