表觀彌散系數(shù)在急性缺血性卒中分期及判斷腦組織灌注狀態(tài)中的作用

吳靜，沈慧聰，趙瑞華

對急性缺血性卒中的早期診斷、分期以及判斷腦組織的灌注情況，即是否存在缺血半暗帶是影響患者溶栓治療成效、愈后的關(guān)鍵。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）灌注成像（perfusion weighted imaging，PWI）與彌散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）不匹配模型是目前判斷缺血半暗帶應(yīng)用比較多的方法[1]。國外報道[2]，DWI聯(lián)合PWI在診斷急性缺血性卒中的敏感性達(dá)97.5%。然而在國內(nèi)大多數(shù)二級醫(yī)院，急診PWI檢查尚無法實現(xiàn)，基于經(jīng)濟(jì)問題、轉(zhuǎn)運(yùn)距離以及三級醫(yī)院醫(yī)療資源有限等各種限制，導(dǎo)致很多患者失去了最佳治療時機(jī)。對于急性缺血性卒中的患者來說，“時間就是大腦”，因此尋找一種更適于基層醫(yī)院急性缺血性卒中的診斷方法是影像工作者面臨的問題。磁共振DWI成像技術(shù)在急性腦血管病中的應(yīng)用已被廣泛接受，目前大多數(shù)二級醫(yī)院的MRI設(shè)備都可以進(jìn)行該序列的掃描，本研究的目的就是探索DWI的表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）在急性缺血性卒中的診斷及判斷缺血半暗帶中的價值。

1 對象與方法

1.1 研究對象 連續(xù)收集北京懷柔醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科自2014年1月-2015年8月經(jīng)臨床和影像學(xué)確診為急性缺血性卒中的住院患者。入選標(biāo)準(zhǔn)：①急性缺血性卒中，診斷標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)全國第四屆腦血管病學(xué)術(shù)會議制訂的缺血性卒中的診斷標(biāo)準(zhǔn)[3]；②年齡≥18歲；③能配合完成MRI檢查且發(fā)病至就診行MRI檢查時間在72 h內(nèi)；④首次卒中且為單側(cè)卒中；⑤計算機(jī)斷層掃描（computed tomography，CT）檢查無腦出血；⑥未行動脈內(nèi)溶栓治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往有出血性或缺血性卒中病史；②缺血性卒中繼發(fā)出血轉(zhuǎn)化患者；③生命體征不平穩(wěn)，體內(nèi)有金屬內(nèi)置物（如動脈瘤夾、血管夾和起搏器）或因其他原因無法完成MRI檢查者。所有入選患者及家屬知情并簽署知情同意書。

1.2 磁共振檢查設(shè)備及序列 本研究所使用的磁共振為3.0 T MRI掃描儀（Philip Achieva），所有患者行MRI常規(guī)檢查，包括T1加權(quán)像（T1weighted imaging，T1WI）、T2加權(quán)像（T2weighted imaging，T2WI）及DWI掃描。掃描參數(shù)為：T1WI[重復(fù)時間（repetition time，TR）542 ms、回波時間（echo time，TE）15 ms]、T2WI（TR 4365 ms、TE 110 ms），DWI采用回波平面成像，矩陣為256×256，擴(kuò)散梯度因子b值選0和1000 s/mm2。

1.3 數(shù)據(jù)測定和分組 由兩位高年資影像科主治醫(yī)師進(jìn)行感興趣區(qū)（region of interest，ROI）勾畫：①在病灶最大層面選取病變內(nèi)3個不同位置的ROI及其對側(cè)相應(yīng)部位正常腦組織的ROI，取其平均ADC值；②在病灶最大層面的中心與最邊緣處各取ROI測量ADC值。所有ROI包括8～20個像素，測量時避開血管及含腦脊液的結(jié)構(gòu)，最終結(jié)果取兩人測量結(jié)果的平均值。

根據(jù)MRI檢查距起病的時間分為＜6 h組，6～24 h組，24～48 h組，48～72 h組，總結(jié)各組常規(guī)MRI及DWI對梗死病灶的檢出率；對各組患側(cè)和正常側(cè)腦組織ADC值進(jìn)行比較，并比較病灶中心和邊緣部位的ADC值。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 16.0統(tǒng)計學(xué)軟件，對計量資料進(jìn)行正態(tài)檢驗符合正態(tài)分布，采用表示。同組內(nèi)不同部位ADC值比較采用配對t檢驗，不同組間ADC值比較采用獨(dú)立t檢驗，以P＜0.05為有統(tǒng)計學(xué)差異。

圖1 患者急性期MRI與后期CT顯示的梗死灶比較

2 結(jié)果

研究期間共納入符合入組標(biāo)準(zhǔn)的患者62例，其中男36例，女26例，年齡32～78歲，平均（53.4±11.5）歲。其中MRI距起病時間＜6 h組、6～24 h組、24～48 h組和48～72 h組各10例、27例、13例和12例。

2.1 常規(guī)磁共振及彌散加權(quán)像診斷結(jié)果 發(fā)病時間＜6 h組10例，T1WI及T2WI圖像上均未發(fā)現(xiàn)明顯異常，梗死灶檢出率為0（0/0），DWI均發(fā)現(xiàn)明顯的異常高信號病灶，檢出率為100%（10/10）；發(fā)病6～24 h的病例27例、24～48 h的病例13例、48～72 h的病例12例，總共52例，其中T2WI陽性檢出率為88.4%（46/52），DWI均可見明顯的異常高信號病灶，檢出率為100%（52/52）。20例經(jīng)過治療后復(fù)查的患者中，8例發(fā)現(xiàn)最終梗死灶小于初次DWI所示病灶的范圍（圖1）。

2.2 表觀彌散系數(shù)測量結(jié)果

2.2.1 病灶側(cè)與健側(cè)表觀彌散系數(shù)比較 發(fā)病時間＜6 h組病灶側(cè)和健側(cè)的ADC值分別為（0.601±0.079）×10-3mm2/s和（1.261±0.085）×10-3m m2/s；6～24 h組病灶側(cè)和健側(cè)的ADC值分別為（0.623±0.097）×10-3mm2/s和（1.152±0.083）×10-3mm2/s；24～48 h組病灶側(cè)和健側(cè)的ADC值分別為（0.635±0.103）×10-3mm2/s和（1.036±0.112）×10-3mm2/s；48～72 h組病灶側(cè)和健側(cè)的ADC值分別為（0.631±0.082）×10-3mm2/s和（1.225±0.097）×10-3mm2/s。各不同時間段病灶側(cè)ADC值與健側(cè)ADC值之間均有顯著差異（P分別為0.006，0.007，0.008和0.017）。不同時間段病灶側(cè)ADC值之間無顯著差異。

2.2.2 病灶中心與邊緣的表觀彌散系數(shù)比較發(fā)病時間＜6 h組病灶中心和邊緣的ADC值分別為（0.547±0.089）×10-3mm2/s和（0.624±0.096）×10-3mm2/s，兩者之間有顯著差異（P=0.027）；6～24 h組病灶中心和邊緣的ADC值分別為（0.572±0.074）×10-3mm2/s和（0.647±0.107）×10-3mm2/s，兩者之間有顯著差異（P=0.032）；24～48 h組病灶中心和邊緣的ADC值分別為（0.615±0.104）×10-3mm2/s和（0.636±0.082）×10-3mm2/s，無顯著差異；48～72 h組病灶中心和邊緣的ADC值分別為（0.631±0.081）×10-3mm2/s和（0.625±0.102）×10-3mm2/s，也無顯著差異。

3 討論

DWI與傳統(tǒng)的MRI不同，其依賴水分子的運(yùn)動而非組織的自旋質(zhì)子密度，為組織成像對比翻開了嶄新的一頁，基于DWI的優(yōu)勢，該序列已成為MRI檢查的常規(guī)序列[4]。Sorensen[5]研究了11例急性缺血性卒中的病例，結(jié)果顯示，患者發(fā)病2 h DWI就能顯示病灶部位呈異常高信號。Desmond[6]分析了19例發(fā)病時間30 min到6 h的急性缺血性卒中患者的MRI圖像，結(jié)果顯示缺血性卒中發(fā)病30 min后DWI上就會出現(xiàn)擴(kuò)散受限。關(guān)于急性缺血性卒中DWI信號改變的機(jī)制，目前多數(shù)研究的結(jié)果支持細(xì)胞毒性水腫學(xué)說[7-8]，當(dāng)腦的血流量降低到＜12～20 ml/100g·min時，腦組織就會出現(xiàn)供血不足，微循環(huán)灌注障礙，細(xì)胞膜Na/K泵功能喪失，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)外離子平衡，大量的細(xì)胞外水分子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，產(chǎn)生細(xì)胞毒性水腫，引起擴(kuò)散受限，在DWI表現(xiàn)為高信號[9-10]。

本研究共錄入62例患者，DWI均發(fā)現(xiàn)明顯的異常高信號病灶，檢出率為100%，而發(fā)?。? h和發(fā)病6～72 h的患者常規(guī)MRI對病灶的檢出率分別為0和88.4%，與近幾年國內(nèi)文獻(xiàn)結(jié)果大致相同[11-12]，結(jié)合國內(nèi)外文獻(xiàn)，考慮原因為急性缺血性卒中超急性期和早期腦組織缺血區(qū)的含水總量沒有明顯變化，僅僅是細(xì)胞內(nèi)外含水量的比例失衡，血腦屏障未破壞，未出現(xiàn)血管源性水腫，因此常規(guī)MRI檢出率欠佳。

本研究結(jié)果顯示發(fā)病不同時間組患者病灶側(cè)ADC值與健側(cè)ADC值之間均有顯著性差異，而發(fā)病不同時間組間病灶側(cè)ADC值無顯著差異，說明通過ADC值發(fā)現(xiàn)缺血比較早，但無法判斷確切的缺血時間。Vince等[13]提出DWI相對信號強(qiáng)度（relative signal intensity，rSI）對判斷急性缺血性卒中病灶缺血時間有很大的潛力，因此DWI-rSI可以成為我們之后研究的一個新方向。

1977年，Astrup將缺血半暗帶定義為:腦缺血后壞死周圍的腦組織，其血流灌注水平低于維持正常腦功能的血流水平，但高于引起腦形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的腦血流水平。Eng等[14]對大鼠進(jìn)行實驗，結(jié)果顯示可根據(jù)ADC值判斷腦組織的缺血程度，判斷組織是否具有挽回性。Nagesh等[15]對發(fā)病10 h內(nèi)的9例急性腦梗死的患者進(jìn)行分析研究，提出ADC值對急性腦梗死患者缺血半暗帶的判斷有潛在的價值。本組研究結(jié)果顯示，發(fā)病時間＜6 h組及6～24 h組的病例，病灶中心及邊緣的ADC值之間有顯著性差異，說明病灶中心與邊緣組織的缺血破壞程度不同，大于24 h的兩組病例病灶中心與邊緣的ADC值之前無顯著差異，根據(jù)文獻(xiàn)[15-16]我們考慮邊緣區(qū)域可能為缺血半暗帶，并且時間窗可能長達(dá)至24 h，這一結(jié)果也表明DWI的邊緣區(qū)域隨著發(fā)病時間延長，變得與中心區(qū)域相同。本研究中20例經(jīng)過治療復(fù)查的患者中，8例發(fā)現(xiàn)最終梗死灶小于第一次DWI圖所示病灶的大小，表明缺血半暗帶在治療后可恢復(fù)正常。近幾年國內(nèi)類似研究也得出了相似的結(jié)論[17-20]。另外王欣等[21]研究報道，磁共振波譜聯(lián)合表觀彌散系數(shù)能夠發(fā)現(xiàn)更多的缺血半暗帶，這也可以成為以后工作中研究的又一個新方向。

總之，對于急性腦梗死，DWI較常規(guī)MRI具有更高的敏感性，能快速、準(zhǔn)確地做出診斷，該檢查技術(shù)有可能成為一種判定缺血半暗帶的方法，對于尚無條件做磁共振更多序列如PWI檢查的基層醫(yī)院，可以通過DWI的ADC值發(fā)現(xiàn)超急性期的缺血病灶，甚至判斷缺血半暗帶，以指導(dǎo)臨床在最佳時間窗內(nèi)對患者進(jìn)行治療。

本研究僅僅是對ADC值評價缺血半暗帶價值的初步探索，樣本量較少，需要通過擴(kuò)大樣本量進(jìn)行進(jìn)一步的驗證。另外，ROI的選擇多采用手工勾畫的方式，也會帶來一定的偏差。在今后的研究中會進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量進(jìn)行適合基層醫(yī)院MRI序列在缺血性卒中患者中診斷價值的研究。

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