磁共振弥散张量成像在超急性与急性缺血性脑梗死鉴别中的诊断价值

刘兰香

广州市第一人民医院放射科，广东广州 510180

缺血性脑梗死（ischemic cerebral infarction，CIS）是临床常见的脑血管疾病。 CIS 具有发病急、进展快、预后差的特点，也是神经内科最主要的急重症[1]。数据统计显示CIS 的年死亡率高达15%[2]。 溶栓治疗是CIS 治疗的关键手段，能恢复脑部血供，挽救缺血半暗带，从而改善患者预后，降低CIS 致死致残率[3]。 但是溶栓治疗对于治疗的时间窗有严格的时间窗，溶栓治疗时间窗对于其疗效有重要的意义[4]。 因此及早诊断， 了解发病时间， 明确其病情的具体时相是临床CIS 治疗的关键[5]。 磁共振检查是CIS 等脑血管疾病诊断的重要影像学手段，近年来，出现了弥散加权成像（diffusion-weighted imaging，DWI）、弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）等新磁共振成像技术[6]。DTI 在各种脑损伤疾病诊断中取得了较好的应用效果[7]。 本研究就DTI 技术在超急性CIS 与急性CIS 鉴别诊断中的应用效果进行探讨分析。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年1月至8月广州市第一人民医院收治的63 例发病72 h 内CIS 患者作为研究对象，根据其时相分为超急性CIS 组（24 例，发病时间＜6 h）、急性CIS 组（39 例，发病时间6～72 h）。超急性CIS 组中，男13 例，女11 例；年龄43～77 岁，平均（61.5±6.7）岁。急性CIS 组中，男21 例，女18 例；年龄41～79岁，平均（60.3±6.9）岁。两组患者一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。本研究已经医院医学伦理委员会审核批准，所有患者及其家属均知情同意。 纳入标准：①符合超急性CIS、急性CIS 的诊断标准[8]；②发病时间明确；③患者家属知情同意；④暂未接受过相关治疗。 排除标准：①存在心肝肾等严重功能障碍；②存在脑部肿瘤、血管畸形等其他神经系统疾病；③存在脑部外伤史。

1.2 方法

所有患者均进行磁共振DTI 检查。 仪器选用GE公司的Signa HDxt 3.0T 型磁共振成像系统，8 通道头线圈。检查时患者取仰卧位，从颅顶向枕骨大孔平面进行矢状位T1WI， 轴位T1WI、T2WI、DWI 以及FLAIR等常规MR 序列扫描， 然后进行DTI 扫描，TR 为10 000 ms，TE 为112 ms，b 值设置为0 s/mm2、1000 s/mm2，1次采集，矩阵128×128，FOV220～240 mm，层厚和层间距分别设置为3 mm、0 mm，层数44 层，成像时间250 s。 将DTI 扫描相关数据输入Functool 工作站进行分析，在参数图上选定病灶及其镜像对侧处为目标区域ROI，记录其各向异性指数（fractional anisotropy，FA）、容积比各向异性指数（volume ratio anisotropy，VRA）、弥散系数（average diffusion coefficien，DCavg）、衰减指数（exponential attenuation，Exat）等相关参数。由2 名丰富诊断经验的影像学医师进行诊断， 存在意见分歧的交由上一级医师进行确定诊断。

1.3 观察指标及评价标准

统计两组患者DTI 检查的相关参数，对比两组病灶、 镜像对侧处的DTI 检查的相关参数的相对值，并分析各项参数相对值鉴别超急性CIS、急性CIS 的诊断效能。 DTI 检查的相关参数包括病灶处、镜像对侧处的FA、VRA、DCavg、Exat。DTI 检查的相关参数相对值包括病灶、镜像对侧处的FA 相对值（relative value of frac tional anisotropy，rFA）、VRA 相对值（relative value of volume ratio anisotropy，rVRA）、DCavg 相对值（relative value of average diffusion coefficien，rDCavg）及Exat 相对值 （relative value of exponential attenuation，rExat）。 诊断效能采用受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve，ROC）进行分析。

1.4 统计学方法

采用SPSS 22.0 统计学软件进行数据分析， 计量资料用均数±标准差（±s）表示，两组间比较采用t 检验；计数资料采用率表示，组间比较采用χ2检验，以P＜0.05 为差异有统计学意义； 诊断效能采用ROC 曲线下面积（area under the curve，AUC）进行表示，取值在0～1，数值越大则代表诊断效能越高，≥0.7 意味着诊断效能良好。

2 结果

2.1 两组患者病灶处、镜像对侧处的DTI 检查相关参数的比较

急性CIS 组的病灶处FA、VRA、DCavg 均低于镜像对侧处，Exat 则高于镜像对侧处， 差异有统计学意义（P＜0.05），超急性CIS 组病灶处DCavg 低于镜像对侧处，Exat 则高于镜像对侧处， 差异有统计学意义（P＜0.05），病灶处、镜像对侧的FA、VRA 比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。 超急性CIS 组的病灶处FA、VRA、DCavg 均高于急性CIS 组，差异有统计学意义（P＜0.05）。 两组的病灶处Exat 以及镜像对侧处的FA、VRA、DCavg、Exat 比较，差异无统计学意义（P＞0.05）（表1）。

表1 两组患者病灶处、镜像对侧处DTI 检查相关参数比较（±s）

表1 两组患者病灶处、镜像对侧处DTI 检查相关参数比较（±s）

注 与急性CIS 组同处比较，aP<0.05；CIS：缺血性脑梗死；FA：各向异性指数；VRA：容积比各向异性指数；DCavg：弥散系数；Exat：衰减指数

组别 FA（×10-3mm2/s）VRA（×10-3mm2/s）DCavg（×10-4mm2/s）Exat（×10-3mm2/s）超急性CIS 组（n=24）病灶处镜像对侧处t 值P 值急性CIS 组（n=39）病灶处镜像对侧处t 值P 值0.35±0.07a 0.36±0.08 0.504 0.616 0.18±0.03a 0.19±0.04 1.055 0.295 2.55±0.34a 4.07±0.42 14.955＜0.001 0.63±0.08 0.44±0.05 12.234＜0.001 0.30±0.04 0.40±0.05 8.292＜0.001 0.10±0.02 0.18±0.04 9.103＜0.001 2.02±0.27 3.98±0.25 29.314＜0.001 0.64±0.09 0.45±0.10 7.601＜0.001

2.2 两组患者DTI 检查病灶处、 镜像对侧处相对值比较

超急性CIS 组的病灶处、镜像对侧处的rFA、rVRA及rDCavg 均高于急性CIS 组，差异有统计学意义（P＜0.05），两组的rExat 比较，差异无统计学意义（P＞0.05）（表2）。

表2 两组患者DTI 检查病灶、镜像对侧相对值的比较（±s）

表2 两组患者DTI 检查病灶、镜像对侧相对值的比较（±s）

注 CIS：缺血性脑梗死；rFA：各向异性指数相对值；rVRA：容积比各向异性指数相对值；rDCavg：弥散系数相对值；rExat：衰减指数相对值

组别 rFA rVRA rDCavg rExat超急性CIS 组（n=24）急性CIS 组（n=39）t 值P 值0.97±0.08 0.75±0.06 11.652＜0.001 0.95±0.07 0.56±0.05 14.088＜0.001 0.63±0.07 0.51±0.06 7.232＜0.001 1.43±0.14 1.42±0.15 0.263 0.793

2.3 DTI 鉴别超急性CIS、急性CIS 的效能分析

ROC 曲线分析显示rFA、rVRA 及rDCavg 鉴别超急性CIS、 急性CIS 的AUC 分别为0.953、0.971、0.832，最佳截断值分别为0.850、0.884、0.552（表3，图1，封三）。

表3 DTI 鉴别超急性CIS、急性CIS 的效能分析

3 讨论

CIS 的致残致死率在各类疾病中排名首位，严重危害中老年人群的身体健康[9]。早期诊断，及时治疗是CIS 治疗的关键。磁共振检查是CIS 诊断的常用手段。DWI 成像提高了CIS 早期诊断的效果，但是对于超急性期的CIS 病灶诊断缺乏定量评判指标[10]。 DTI 是在DWI 序列基础上增加采集方向专门针对白质纤维束的弥散运动进行三维成像的高级功能成像技术。DWI能反映出体内水分子弥散运动的能力和方向等具体状况，还能对观测到的数据进行三维重建，从而显示出脑白质纤维束的微结构损伤进行检测[11]。 其中FA和VRA 是各向异性的敏感指标， 反映出白质纤维束的完整性和致密性，DCavg 和Exat 则能体现出水分子弥散的能力，但二者变化方向相反[12]。 研究显示DTI成像能为CIS 患者的病情分期和预后评估提供参考[13]。 本研究采用DTI 进行了急性CIS、 超急性CIS的鉴别诊断， 结果显示两组的病灶处DCavg 均低于镜像对侧处，Exat 则高于镜像对侧处， 急性CIS 组病灶处FA、VRA 也低于镜像对侧处， 差异有统计学意义（P<0.05），但超急性CIS 组病灶处FA、VRA 与镜像对侧处比较，差异无统计学意义（P>0.05），结果与秦剑锋等[14]研究中两组CIS 患者变化趋势基本一致。分析可能是由于超急性CIS 的缺血损伤较轻，脑组织微结构完整性暂未发生明显的损伤， 且存在细胞毒性水肿有关[15]。 而随着缺血损伤加重，出现血管源性水肿，神经细胞膜受损破裂，微观结构正常顺序丧失， 因此急性期的弥散各向异性指标FA、VRA 出现明显降低[16]。 超急性CIS 组的病灶、镜像对侧的rFA、rVRA 及rDCavg 均高于急性CIS 组，差异有统计学意义（P<0.05），两组的rExat 比较，差异无统计学意义（P>0.05）。 结果提示rFA、rVRA 及rDCavg 在急性CIS、超急性CIS 中存在明显的区别。 而ROC 曲线分析rFA、rVRA 及rDCavg 鉴别超急性CIS、急性CIS 的ROC 面积分别为0.943、0.971、0.832， 结果与汤奉琼等[17]的研究结论一致，显示DTI 参数相对值对两者鉴别有较好的效果，能为无法明确发病时间的CIS 患者的时相判断提供较高的参考价值[18]。不过本次研究组中纳入的样本量较少， 因此患者的DTI 检查参数的诊断效能分析可能不够准确， 还需扩大样本量进行进一步研究。

综上所述，超急性与急性缺血性CIS 患者在DTI检查参数中存在一定的差异，DTI 相关参数能为两者鉴别诊断提供较好的参考价值。