DTI聯(lián)合DWI在診斷早期腦梗死缺血半暗帶中的應(yīng)用

1. 華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬武漢中心醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科(湖北 武漢 430000)

2. 華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬武漢中心醫(yī)院影像科(湖北 武漢 430000)

張 迷1 楊 燕1 鄭衛(wèi)華2

急性腦梗死(acute cerebral infarction，ACI)是威脅人類健康的常見腦血管病，發(fā)病率、致殘率、死亡率均較高，是我國國民常見死因，亦是導(dǎo)致中老年人永久性殘疾的重要原因[1]。近年認(rèn)為，ACI后異常腦組織存在缺血半暗帶(ischemic penumbra，IP)，IP定義為圍繞腦梗死核心的低灌注缺血組織，其可能喪失神經(jīng)電活動(dòng)，但仍具有較為完整的結(jié)構(gòu)及相對正常的離子平衡[2]。IP的病理生理過程是呈動(dòng)態(tài)變化的，隨著缺血時(shí)間延長及其程度加重，梗死核心區(qū)面積不斷增大，IP面積逐漸減小朝著梗死組織發(fā)展。同時(shí)IP具有可逆性，有效的血流再通可促使其向正常組織發(fā)展，故及時(shí)接受干預(yù)尤為重要。然而，并不是每個(gè)患者均能發(fā)現(xiàn)IP，且溶栓等血管再通治療存在較大風(fēng)險(xiǎn)，因此如何有效發(fā)現(xiàn)IP的存在情況是臨床近年研究之熱點(diǎn)。磁共振彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)是診斷腦梗死的高敏感、高特異度序列，但其適用于不可逆性損傷細(xì)胞的評(píng)估[3]。彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是由DWI發(fā)展而來的一種新型序列，其通過對組織水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及方向性程度，可較好反映ACI病理變化[4]。本研究旨在探討DTI聯(lián)合DWI在診斷早期腦梗死缺血半暗帶中的應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1 資料與方法 資料來源于2017年9月～2018年9月在我院經(jīng)臨床表現(xiàn)及影像診斷的ACI患者70例。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)診斷符合全國第四屆腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議制定的診斷標(biāo)準(zhǔn)；(2)發(fā)病時(shí)間＜24h；(3)未行溶栓治療；(4)知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)腦出血；(2)有MRI禁忌癥者；(3)既往有卒中病史者；(4)MRI圖像質(zhì)量差或序列不完整者。70例患者，男42例，女28例；年齡36～78(61.57±8.36)歲。按發(fā)病到首次進(jìn)行MRI檢查間隔時(shí)間分為兩組，超急性期(距發(fā)病時(shí)間＜6h)、急性期(距發(fā)病6～24h)。超急性期組28例，男17例，女11例，年齡(60.74±9.46)歲；急性期組42例，男25例，女17例，年齡(62.12±8.75)歲。兩組一般資料無差異(P＞0.05)。

1.2 檢查方法 應(yīng)用GE Signa HDxt3.0T MR掃描儀及頭部線圈。均行頭顱軸位T1WI、T2WI、T2FLAIR、DWI及DTI掃描。掃描參數(shù)：T1WI：TR、TE分別為209ms、4.76ms；T2WI：TR、TE分別為4500ms、90ms；T2FLAIR：TR、TE分別為9000ms、92ms；DWI：應(yīng)用回波平面序列(echo planar imaging，EPI)：TR為3900ms，TE為107ms，層厚為65m，層距為1.5mm，矩陣192×192、視野22cm×22cm、b值=1000s/mm2，激勵(lì)次數(shù)為2；EPI-DTI：TR為3700ms，TE為95ms，層厚為4mm，層距為0mm，視野22cm×22cm，b值=1000s/mm2，激勵(lì)次數(shù)為2；擴(kuò)散敏感梯度20個(gè)。

將掃描數(shù)據(jù)上傳至AW4.5工作站，利用DWI、DTI原始圖像生成ADC圖、FA圖，勾畫感興趣區(qū)，并對稱獲取健側(cè)鏡像區(qū)，得到定量參數(shù)表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)、各項(xiàng)異性指數(shù)(FA)、平均擴(kuò)散系數(shù)(DCavg)。并將病變側(cè)與健側(cè)相比，獲得各參數(shù)的相對值rADC值、rFA值、rDCavg值。

分析采用多變量偏相關(guān)性分析；檢驗(yàn)水準(zhǔn)為α=0.05。

2 結(jié) 果

2.1 梗死核心區(qū)與鏡像對側(cè)區(qū)ADC值、FA值、DCavg值對比 ACI患者梗死核心區(qū)ADC值、FA值、DCavg值均明顯低于鏡像對側(cè)區(qū)(P＜0.05)。見表1。

2.2 IP區(qū)與梗死核心區(qū)ADC值、FA值、DCavg值對比 ACI患者IP區(qū)ADC值、FA值、DCavg值均明顯高于梗死核心區(qū)(P＜0.05)。見表2。

2.3 不同時(shí)期腦梗死IP區(qū)rADC值、rFA值、rDCavg值對比 腦梗死IP區(qū)ADC值、FA值、DCavg值較健側(cè)均出現(xiàn)降低，且急性期rADC值、rFA值、rDCavg值均明顯低于超急性期(P＜0.05)。見表3。

2.4 相關(guān)性分析 控制年齡因素的偏相關(guān)分析顯示，rADC值與rFA值、rDCavg值均呈正相關(guān)(r=0.589、0.685，P＜0.05)，rFA值與rDCavg值呈正相關(guān)(r=0.612，P＜0.05)。

2.5 典型圖例 見圖1-4。

3 討 論

ACI是由腦血管栓塞引起組織缺血缺氧，在治療時(shí)間窗內(nèi)予以溶栓治療是目前最重要的治療手段，以往常采用PWI-DWI不匹配來進(jìn)行IP判斷，但受限因素較多，且常預(yù)估過大，而患者病情危急，常不可長時(shí)間配合[5]。IP的存在情況對治療及預(yù)后有重要指導(dǎo)意義。因此尋找診斷IP的有效、簡單手段成為臨床探索的熱點(diǎn)。

MR-DWI能夠從分子水平上描述組織內(nèi)水分子彌散運(yùn)動(dòng)的分子生物學(xué)特征，并以ADC值對擴(kuò)散程度進(jìn)行量化，從而可呈現(xiàn)與組織含水量相關(guān)的形態(tài)、病理改變。腦缺血性病變可應(yīng)用DWI圖像來識(shí)別。DWI高信號(hào)區(qū)及其ADC圖的異常信號(hào)表示損傷范圍，即便在3min內(nèi)的ACI亦可敏感識(shí)別[6]。通過MR-DWI檢測腦組織彌散程度已成為ACI早期診斷的可靠指標(biāo)，關(guān)于其在IP診斷中應(yīng)用的報(bào)道亦不斷增多。研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用ADC值可有效區(qū)分梗死核心區(qū)、正常組織及IP區(qū)，并對病程發(fā)展有預(yù)測意義[7]。本研究顯示，ACI患者梗死核心區(qū)ADC值明顯低于鏡面對側(cè)區(qū)，且與IP區(qū)比較存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，與余樂熺等[8]報(bào)道一致，提示ADC值對區(qū)分梗死核心區(qū)、正常組織及IP區(qū)有一定價(jià)值。

表1 梗死核心區(qū)與鏡像對側(cè)區(qū)ADC值、FA值、DCavg值對比(±s，×10-3mm2/s)

表1 梗死核心區(qū)與鏡像對側(cè)區(qū)ADC值、FA值、DCavg值對比(±s，×10-3mm2/s)

ADC值 FA值 DCavg值梗死核心區(qū)(n=70) 0.336±0.107 0.223±0.056 3.162±1.036鏡面對側(cè)(n=70) 0.798±0.152 0.524±0.113 8.421±0.874 t 20.974 19.969 32.462 P 0.000 0.000 0.000

表2 IP區(qū)與梗死核心區(qū)ADC值、FA值、DCavg值對比(±s，×10-3mm2/s)

表2 IP區(qū)與梗死核心區(qū)ADC值、FA值、DCavg值對比(±s，×10-3mm2/s)

ADC值 FA值 DCavg值梗死核心區(qū)(n=70) 0.336±0.107 0.223±0.056 3.162±1.036 IP區(qū)(n=70) 0.672±0.115 0.451±0.092 6.652±0.912 t 17.897 17.711 21.155 P 0.000 0.000 0.000

表3 不同時(shí)期腦梗死IP區(qū)rADC值、FA值、DCavg值對比(±s，×10-3mm2/s)

表3 不同時(shí)期腦梗死IP區(qū)rADC值、FA值、DCavg值對比(±s，×10-3mm2/s)

rADC值 rFA值 rDCavg值急性期(n=28) 0.798±0.045 0.782±0.092 0.746±0.049超急性期(n=42) 0.925±0.032 0.936±0.028 0.887±0.052 t 13.807 10.195 11.370 P 0.000 0.000 0.000

圖1-4 左側(cè)顳枕葉梗死。圖1-2為T1WI、T2WI，顯示左側(cè)顳枕葉腦組織腫脹。圖3為ADC圖，顯示病灶低信號(hào)。圖4為FA圖，病灶側(cè)纖維束走形與對側(cè)不對稱。

DTI是一種檢測活體腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)損傷及形態(tài)改變的無創(chuàng)手段，在神經(jīng)疾病診斷中應(yīng)用廣泛。DTI定量參數(shù)以FA、DCavg最為常用。其中FA作為反映組織擴(kuò)散各向異性的指標(biāo)，能夠敏感地識(shí)別腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)損傷，其值大小與細(xì)胞完整性及損傷程度相關(guān)[9]。研究發(fā)現(xiàn)，梗死核心區(qū)FA值與發(fā)病時(shí)間具有相關(guān)性，即隨著發(fā)病時(shí)間延長不斷降低[10]。DCavg則是反映彌散運(yùn)動(dòng)速度的重要指標(biāo)，其值越小表示組織內(nèi)水分子彌散運(yùn)動(dòng)越受限。岳倩等[11]認(rèn)為，根據(jù)DWI的量化指標(biāo)，可推斷出ACI患者腦損傷時(shí)間，從而為臨床分期提供指導(dǎo)。本研究顯示，ACI患者梗死核心區(qū)ADC值明顯低于鏡面對側(cè)區(qū)，且與IP區(qū)比較存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，與既往報(bào)道相符。

由于DWI及DTI的參數(shù)存在明顯個(gè)體差異，易受為細(xì)胞通透性、細(xì)胞液粘滯度等較多因素影響，因此在進(jìn)行超急性期患者與急性期患者之間相關(guān)參數(shù)對比時(shí)，由健側(cè)為參照計(jì)算出病變側(cè)的相對值，即rADC、rFA、rDCavg，以使參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，消除個(gè)體差異的影響。本研究顯示，急性期rADC值、rFA值、rDCavg值均明顯低于超急性期，提示利用DWI及DTI量化參數(shù)進(jìn)行ACI分期是可能的。此外，本研究還顯示，rADC值與rFA值、rDCavg值均呈正相關(guān)，rFA值與rDCavg值呈正相關(guān)，說明判斷IP的各項(xiàng)量化參數(shù)是存在相關(guān)性的，不是孤立的，其聯(lián)合應(yīng)用有重要價(jià)值。

綜上所述，MR-DWI獲取的ADC值及DTI獲取的FA、DCavg能夠定量反映ACI梗死核心區(qū)及邊緣缺血區(qū)動(dòng)態(tài)變化，兩者聯(lián)合應(yīng)用有望成為確定IP的簡單有效手段，為臨床分期及治療提供指導(dǎo)。