磁共振多模态成像在超急性期大面积脑梗死诊断中的价值研究

徐胜男,马贺骥

(锦州医科大学附属第一医院磁共振室,辽宁 锦州 121001)

大范围脑梗死患者起病急、病情发展迅速，具有较高的致残率和致死率，严重威胁患者的生命安全[1]。早期对大面积脑梗死患者的发病时间、病灶位置进行评估，有助于医生制定最佳治疗方案。影像学检查是临床中用于检测的常见手段[2-3],CT可显示病灶密度变化。急性期大面积脑梗死血管血栓边缘清晰，较正常血管粗，易于定位；但超急性期患者的组织密度并无显著改善；常规磁共振(Magnetic resonance,MR)检测仅在患者发病6 h后显示病灶，在早期对于短暂性缺血以及急性脑梗死的甄别价值较低，均无法有效诊断超急性期大面积脑梗死。脑缺血半暗带(Ischemic penumbra,IP)是发病初期的异常区域[4-5]，也是超急性期大面积脑梗死的重要标志[6]，磁共振多模态成像中的扩散加权成像(Diffusion weighted imaging,DWI)可反应大面积脑梗死患者初期水分子移动状态[7-8]，灌注成像(Perfusion weighted imaging,PWI)可显示脑组织的血流灌注情况，弥散张量成像(Diffusion tensor imaging,DTI)可呈现脑白质纤维三维图像，均对IP具有一定的辨析价值。本研究对119例大面积脑梗死患者发病时的MR多模态成像资料进行分析，探究其对超急性期大面积脑梗死的诊断价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2019年1月至2021年1月在本院接受治疗的大面积脑梗死患者119例，其中85例患者的发病时间小于6 h，为超急性期大面积脑梗死，计为观察组；34例患者的发病时间7～72 h，为急性期大面积脑梗死，计为对照组。观察组男60例，女25例；年龄50～70岁，平均(60.31±3.81)岁；神经功能缺损评分(NIHSS)[9]6～17分，平均(8.23±2.07)分。对照组男22例，女12例；年龄51～73岁，平均(61.28±3.77)岁；NIHSS评分6～16分，平均(8.40±2.01)分。两组患者一般资料比较均无统计学差异(均P>0.05)。本研究符合《赫尔辛基宣言》原则，且患者或其家属对研究内容、方案知情并已签署知情同意书。病例纳入标准：①患者均符合大面积脑梗死的诊断标准[8]，梗死灶直径大于4.6 cm或面积大于20 cm×20 cm，同时CT检测显示，患者脑组织肿胀征、脑实质密度降低、脑灰白质谜底降低，内囊内外侧结构模糊化，脑动脉高密度征；②影像检查前并未接受溶栓治疗；③患者临床表现为肢体偏瘫、无力；④患者无其他神经系统疾病；⑤患者无严重心脑血管疾病。排除标准：①患者经CT检测，发现出血区域；②患者资料不全，或无法配合进行MR、CT检测者；③患者合并有脑肿瘤；④患者的MR资料不清晰；⑤后期随访失联者。

1.2 检查方法 MR检查：发病时以及治疗后2个月，采用核磁共振对两组患者进行T1WI、T2WI、液体衰减反转恢复序列、DWI、单次激发EPI序列检测,TE=118 ms，TR=10000 ms，扩散敏感系数为800～1000 s/mm2。另进行DTI序列扫描，TE=87 ms，TR=12000 ms，b值=1000 s/mm2，矩阵128×28，层距=0.0 mm，层厚=0.3 mm，共44层。PWI检查：采用平面回拨成像(EPI)序列，TE=80 ms，TR=2500 ms，矩阵128×128，检查需进行静脉注射对比剂(扎喷嚏算葡甲胺0.1 mg/kg)，12层每层均采集40次，共480幅图。

1.3 观察指标 所有影像资料由2名高资历的影像学诊断医师进行单独分析，要求最终结果一致，意见相悖时需商量重新鉴定，直至结果一致。①确定影像半暗带：发病时MR检查显示DWI影像中呈现异常高信号，复查时T2WI为正常信号；病灶中心区：发病时DWI显示高信号，而复查时T2WI影像仍为高信号。②在发病时MR影像图像中选取35 mm×35 mm的圆形区域，以年轮方式检测影像半暗带、病灶中心区的表观扩散系数(ADC)值，同时测量对侧正常脑组织的ADC值。③计算两组患者的表观扩散系数比率(ADCR)=患侧ADC值/对侧镜像区ADC值。④对480幅PWI影像资料进行分析，测量记录两组患者的局部脑血容量(rCBV)以及脑血流量平均通过时间(MTT)。⑤对DTI图像进行分析，测量记录两组患者的各向异性指数(FA)、容积比各向异性(VRA)以及平均弥散系数(DCavg)。

2 结 果

2.1 两组患者病灶周围ADC值对比 观察组患者IP的ADC值大于病灶中心区(P<0.05)，小于IP对侧健区(P<0.05)，四个区域的ADC值比较有统计学差异(P<0.05)；对照组患者IP、病灶中心区的ADC值无统计学差异(P>0.05)；观察组患者IP的ADC值大于对照组(P<0.05)，而两组病灶中心区ADC值差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组患者病灶周围ADC值对比

2.2 两组患者病灶周围组织ADCR值对比 观察组患者IP的ADCR值大于病灶中心区(P<0.05)，观察组患者IP的ADCR值大于对照组(P<0.05),见表2。

表2 两组患者病灶周围组织ADCR值对比

2.3 两组患者患侧以及对侧健区PWI参数对比 观察组患者患侧的MTT长于对侧健区(P<0.05)，rCBV小于对侧健区(P<0.05)；观察组患者的MTT小于对照组(P<0.05)，rCBV大于对照组(P<0.05)。见表3。

表3 两组患者患侧以及对侧健区PWI参数对比

2.4 两组患者患侧以及对侧健区DTI参数对比 两组患者的患侧DCavg均小于对侧健区(P<0.05)；观察组患者患侧、对侧健区的FA和VRA比较无统计学差异(P>0.05)，而对照组患侧FA、VRA低于对侧健区(P<0.05)。见表4。

表4 两组患者患侧以及对侧健区DTI参数对比

3 讨 论

在大面积脑梗死超急性期进行溶栓治疗，可显著降低患者的病死率且有助于患者的康复[10-11]。超急性大面积脑梗死在常规MR下特征并不显著，易延误治疗，影响患者预后[12]。缺血性半暗带是低灌注的缺血中心区，但未发生不可逆损伤的脑组织，该区域的血流量可维持组织形态以及功能，得到及时有效的治疗后可恢复正常[13]。尽早确定是否为超急性期大面积脑梗死，有利于医生制定合适的抢救措施，对于改善患者预后有重要意义。

本组资料两组患者IP、病灶中心区ADC值均低于对侧健康区域，这是因为当脑组织缺血时，钠、钾离子失衡，细胞内钠、水分子大量潴留，梗死区域含水量相对降低；水分子布朗运动对扩散作用十分敏感，DWI可反应活体水分子的扩散运动[14-15]。IP具有潜在恢复和治疗可能，在时间和空间上都处于一个动态变化的过程。随着时间的推移，梗死区会向周围扩展，IP向周围逐渐缩小，其存在的时间受患者起病时间、身体代谢、侧肢循环等多个因素的影响。ADC值越大，表示水分子运动程度越大，急性脑缺血时，脑部组织水分子的弥散运动收到限制，因此ADC值减小。在超急性期，机体自身细胞修复功能以及其他过程可使ADC值升高。本研究结果还显示，观察组患者IP区ADC值高于病灶中心区域，而对照组患者的IP、病灶中心区ADC值无统计学差异，这是因为同时ADC值与患者脑组织损伤程度也有一定相关性。中心坏死灶为不可逆性损伤，其周围是IP，IP区域细胞膜离子泵仍旧可维持细胞内外离子动态平衡[16-17]，是可以挽救的组织区域。细胞毒性水肿使水分子的布朗运动减缓，ADC值呈现不同程度降低[18]，因此ADC值的定量分析可以区分中心坏死区域、半暗带以及正常组织。付志勇等[19]的研究表示，ADC值较对侧降低40%～60%时为不可逆性损伤，而大于75%则为可逆性损伤，治疗时间以及治疗手段决定了IP在后期的变化趋势。受累脑区ADC值会随着缺血的时间的延长而逐渐减小，DWI信号异常区域则逐渐扩大[20-21]。本研究中，观察组患者的IP区域的ADCR大于对照组，也可说明超急性期大面积脑梗塞的损伤程度要低于急性期。

PWI检查前向患者静脉内注射顺磁性对比剂，干扰局部磁场，使得组织T2WI缩短，又由于超快速MR对T2WI十分敏感，因此PWI可评估脑梗塞血流灌注情况，灌注异常区域即为脑缺血灶。椎-基底动脉供血区域脑干梗死易被漏诊，此区域的ADC值并不显著，超出了DWI的空间分辨能力，联合PWI可提高诊断精确率。rCBV是反应局部脑组织血流灌注的有效指标，本研究结果显示观察组患者患侧MTT高于对照组，rCBV低于对照组。分析原因，这是因为脑组织白质、灰质、基底节区的灌注不同，脑血管阻塞后，CBF降低、MTT延长，机体的自我调节机制此时会进行代偿性脑血管扩张，以恢复正常的CBF；当自我调节能力达到极限时，rCBV会持续降低。DTI常用于神经系统疾病诊断，FA可反应患者神经纤维完成性以及致密度，当大脑神经纤维阻滞遭到破坏时，FA会降低，因此两组患者患侧的FA值小于对侧健区；VRA可反应神经阻滞各向异性，相比于FA而言对各向特异性敏感度更高，本研究结果也显示两组患者患侧、对侧健区VRA是存在差异的。这是因为，脑梗塞患者初期缺血、缺氧而致水肿，但此时尚未伤及神经纤维束结构，FA、VRA降低需要一段时间；而此时DCavg已发生变化，所以两组患者患侧和对侧的DCavg均存在差异。DWI可以早期显示脑梗塞患者的缺血病灶位置，PWI可显示缺血区域血流灌注情况。对于大面积脑梗塞的患者而言，缺乏侧支循环，往往DWI、PWI的异常信号区域相差无几，将患者DWI、PWI图像、常规MR以及DTI检测结果进行综合分析，联合检测可有效提高IP的检出率，最大程度减轻患者损伤。

综上所述，磁共振多模态成像可有效判断IP的存在，对超急性期大面积脑梗死具有一定的临床诊断价值，值得推广。