磁敏感血管征在急性腦梗死診療中的臨床應(yīng)用

孫植培，錢偉東

(蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，安徽 蚌埠 233000)

磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging，SWI)是近年來新開展的不同于傳統(tǒng)磁共振序列的磁共振成像技術(shù)。SWI在T2*加權(quán)梯度回波序列的基礎(chǔ)上，在采集相位信息的同時(shí)，也獲取強(qiáng)度信息，通過后處理使相位信息與強(qiáng)度信息融合，擴(kuò)大不同組織之間的磁敏感差距，造成局部磁場(chǎng)的不均，從而獲得圖像對(duì)比。1997年，Reichenbach等[1]提出了“高分辨率的血氧水平依賴靜脈成像”，這是SWI最早的概念。直至2004年，Haacke等[2]論述了SWI的具體原理及方法，SWI才開始取代“高分辨率的血氧水平依賴靜脈成像”這一名稱，并逐漸成為磁共振領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。早期，根據(jù)SWI的原理及特點(diǎn)，主要應(yīng)用于顱內(nèi)靜脈(尤其是小血管)和腦出血的顯像。而隨著高場(chǎng)磁共振儀的應(yīng)用、梯度回波等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，SWI在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用擴(kuò)展至腦腫瘤、腦血管畸形、腦損傷、神經(jīng)退行性病變、腦血管病等多種疾病的診斷中。其中，SWI在急性缺血性腦血管病中的異常影像學(xué)表現(xiàn)可以概括為3個(gè)方面：反映急性腦梗死責(zé)任動(dòng)脈內(nèi)血栓的磁敏感血管征(susceptibility vessel sign，SVS)[3]；急性腦梗死低灌注區(qū)域內(nèi)與健側(cè)區(qū)域相比，數(shù)量增多、直徑增粗的靜脈突出血管征[4]；顯示腦微出血和出血性轉(zhuǎn)化[5-6]?，F(xiàn)就SVS形成原理及其在急性腦梗死診療中的臨床應(yīng)用予以綜述。

1 SWI的基本原理

在成像原理上，T1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像及質(zhì)子密度加權(quán)像等常規(guī)磁共振序列主要是基于組織之間質(zhì)子含量、T1、T2值等的差別成像，而SWI是依賴于不同物質(zhì)磁敏感性的差別形成圖像。

1.1磁敏感性 磁敏感性作為物質(zhì)的基本特性之一，反映了物質(zhì)在外加磁場(chǎng)作用下的磁化水平，可以用磁化率來衡量。血紅蛋白及其一系列降解產(chǎn)物是機(jī)體內(nèi)常見的磁敏感物質(zhì)，由于含鐵的狀態(tài)不同，相應(yīng)的磁敏感性也不同，可分為順磁性物質(zhì)和反磁性物質(zhì)。順磁性物質(zhì)是含有不成對(duì)電子的分子，如具有4個(gè)不成對(duì)電子的脫氧血紅蛋白，以及具有近10 000個(gè)不成對(duì)電子的含鐵血黃素，這些順磁性物質(zhì)的磁場(chǎng)方向與外加磁場(chǎng)方向一致，磁化率為正。反磁性物質(zhì)是指分子中沒有不成對(duì)電子，自身磁場(chǎng)與外加磁場(chǎng)方向相反，磁化率為負(fù)的物質(zhì)(氧合血紅蛋白)。無論是順磁性物質(zhì)還是反磁性物質(zhì)，均可通過改變局部磁場(chǎng)，使質(zhì)子去相位，造成T2*減小，在SWI序列上表現(xiàn)為低信號(hào)而顯影；另一方面，隨著局部脈搏血氧飽和度的改變，脫氧血紅蛋白與氧合血紅蛋白的比例會(huì)隨之發(fā)生改變，局部組織的磁敏感性也會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，從而造成SWI上信號(hào)的改變[7]。

1.2SVS的表現(xiàn)及成像機(jī)制 2002年，Chalela等[8]在1例右側(cè)大腦中動(dòng)脈急性閉塞患者的梯度回波序列中發(fā)現(xiàn)了相應(yīng)血管部位存在異常低信號(hào)影，并指出該低信號(hào)影和頭顱CT中的大腦中動(dòng)脈高密度征相同，能夠代表動(dòng)脈血栓，同時(shí)將SVS定義為梯度回波序列中患側(cè)責(zé)任血管區(qū)域內(nèi)直徑超過對(duì)側(cè)血管的低信號(hào)影。SVS形成機(jī)制為：急性缺血性腦卒中時(shí)，造成責(zé)任動(dòng)脈狹窄或閉塞的血栓內(nèi)含有大量的脫氧血紅蛋白，而脫氧血紅蛋白作為順磁性物質(zhì)，可導(dǎo)致局部磁場(chǎng)發(fā)生改變，在SWI上表現(xiàn)為相應(yīng)血管內(nèi)的低信號(hào)影，而其直徑超過對(duì)側(cè)相對(duì)應(yīng)血管與“暈效應(yīng)”有關(guān)[9]；急性腦梗死時(shí)，病變區(qū)的血流量減少，脈搏血氧飽和度隨之降低，造成脫氧血紅蛋白與氧合血紅蛋白的比例升高，使磁敏感效應(yīng)增強(qiáng)[10]。

隨著時(shí)間的改變，SVS的信號(hào)會(huì)發(fā)生改變，主要存在于腦梗死急性期[11-12]。楊志宏和李鑫[11]對(duì)急性大面積腦梗死患者于發(fā)病時(shí)(<7 d)、2周時(shí)、3個(gè)月時(shí)進(jìn)行SWI檢查，發(fā)現(xiàn)SVS的信號(hào)會(huì)動(dòng)態(tài)改變，表現(xiàn)為從低信號(hào)至混雜信號(hào)最終呈等信號(hào)的演變。產(chǎn)生這個(gè)現(xiàn)象的原因，一方面隨著腦梗死區(qū)域側(cè)支循環(huán)的建立以及血管部分再通等造成該區(qū)域的脈搏血氧飽和度水平由低到高，脫氧血紅蛋白的比例逐漸下降，從而造成磁敏感效應(yīng)變??；另一方面也與責(zé)任動(dòng)脈內(nèi)血栓本身的病理演變有關(guān)。隨著時(shí)間的推移，血栓逐漸老化，其中紅細(xì)胞成分逐漸減少，代之以纖維化，血栓中的磁敏感物質(zhì)比例隨之降低，故信號(hào)逐漸演變?yōu)榈刃盘?hào)。

2 SVS與急性腦梗死

2.1SVS在急性腦梗死診斷中的作用

2.1.1顯示責(zé)任血管內(nèi)血栓 通過影像學(xué)檢查方法，及時(shí)、準(zhǔn)確地顯示責(zé)任血管內(nèi)血栓，可以更加客觀、直接地診斷急性腦梗死，對(duì)患者及時(shí)進(jìn)行血管再通、改善預(yù)后有重要作用[13]。頭顱CT平掃中的大腦中動(dòng)脈高密度征是第一個(gè)直接診斷血管內(nèi)血栓的影像學(xué)手段，但有研究發(fā)現(xiàn)，CT診斷大腦中動(dòng)脈血栓的靈敏度較低，為22.6%～40%[14]。Rovira等[9]研究發(fā)現(xiàn)，通過SWI序列中的SVS診斷動(dòng)脈血栓的靈敏度和特異度均較高，可分別達(dá)到83%和100%。

目前臨床上用于評(píng)估血管狹窄、尋找責(zé)任血管的磁共振序列為磁共振血管造影(magnetic resonance angiography，MRA)。黃月等[15]在一項(xiàng)前瞻性研究中發(fā)現(xiàn)，在104例急性大腦中動(dòng)脈閉塞的腦梗死患者中，SVS陽性39例，其中SVS陽性同時(shí)MRA存在血管閉塞或重度狹窄者33例，而SVS陽性、MRA陰性者6例，證實(shí)SWI在診斷責(zé)任動(dòng)脈血栓方面與MRA有良好的一致性。與MRA相比，SWI的優(yōu)勢(shì)在于可顯示小血管。由于成像原理不同，MRA無論是通過時(shí)間飛逝法還是相位對(duì)比法實(shí)現(xiàn)血管造影，均需要利用血液的流動(dòng)狀態(tài)，因此對(duì)于流速慢的、直徑小的血管顯像具有局限性，而SWI可以通過物質(zhì)的磁敏感性發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)端小血管內(nèi)血栓[15-16]。此外，SWI可以直接顯示造成血管狹窄的內(nèi)部血栓及其形態(tài)、大小等特點(diǎn)?？傊肧VS來診斷急性腦梗死動(dòng)脈血栓已經(jīng)被廣泛接受，SWI與MRA、CT血管造影、數(shù)字減影血管造影等影像學(xué)檢查方法相輔相成、互相補(bǔ)充，提供更全面、準(zhǔn)確、客觀的影像資料，為臨床診療提供更多借鑒。

2.1.2有助于判斷卒中亞型 在腦梗死的類肝素藥物治療急性缺血性腦卒中試驗(yàn)分型中，心源性腦梗死的發(fā)病率較高，約占20%，僅次于常見的大動(dòng)脈粥樣硬化性腦梗死[17]。與動(dòng)脈粥樣硬化性腦梗死相比，心源性腦梗死病情更嚴(yán)重、復(fù)雜，預(yù)后更差，更易復(fù)發(fā)[18]。但在實(shí)際臨床工作中，心源性腦梗死的診斷率較低，僅約5%[19]，尤其對(duì)于沒有合并心房顫動(dòng)的新發(fā)腦梗死患者，卒中亞型不易確定。既往有文獻(xiàn)認(rèn)為，SVS陽性可以作為診斷心源性腦卒中的影像學(xué)標(biāo)志[20]。Cho等[21]在一項(xiàng)回顧性研究中，首次將SVS與卒中亞型相聯(lián)系，研究發(fā)現(xiàn)，40例心源性腦卒中患者中SVS陽性者31例，占77.5%，較其他亞型更加常見(55例動(dòng)脈粥樣硬化性腦梗死患者中SVS陽性者14例，占25.5%)，由此認(rèn)為SVS陽性可以提示心源性腦卒中。一項(xiàng)薈萃分析發(fā)現(xiàn)，SVS的存在與心源性卒中顯著相關(guān)[22]。SVS與心源性卒中相關(guān)的原因可能為來自心臟的栓子通常是以紅細(xì)胞成分為主的紅色血栓，當(dāng)紅色血栓中含有大量的脫氧血紅蛋白時(shí)，局部磁敏感效應(yīng)增高，從而在SWI中表現(xiàn)為低信號(hào)影。Liebeskind等[23]進(jìn)行了首次影像病理相關(guān)性研究，選取大腦中動(dòng)脈急性閉塞的卒中患者，行梯度回波序列掃描后進(jìn)行機(jī)械取栓，并對(duì)血栓成分進(jìn)行病理檢測(cè)、分析，通過測(cè)量血栓中的各種成分(如紅細(xì)胞、白細(xì)胞和纖維蛋白)的含量，從而判斷血栓性質(zhì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相對(duì)于SVS陰性患者，SVS陽性患者的動(dòng)脈內(nèi)血栓以紅細(xì)胞成分為主，且兩者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(42%比23%，P=0.011)。

2.2SVS在急性腦梗死治療中的作用 溶栓治療為急性腦梗死的特殊治療方法，旨在通過及時(shí)恢復(fù)血流，拯救缺血半暗帶，對(duì)急性缺血性腦卒中患者臨床癥狀及預(yù)后改善有重要意義。研究發(fā)現(xiàn)，藥物溶栓效果與血栓的組成成分有關(guān)，與富含血小板的血栓相比，以紅細(xì)胞為主要成分的紅色血栓更易被重組組織型纖溶酶原激活物(recombinant tissue-type plasminogen activator，rt-PA)溶解[24]。有學(xué)者對(duì)急性腦梗死SVS陽性與溶栓效果的相關(guān)性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)SVS陽性者溶栓后血管再通率更高[21，25]。但有文獻(xiàn)報(bào)道，對(duì)于紅色血栓，當(dāng)血栓收縮、老化后，其內(nèi)部血清含量減少，纖溶酶原水平降低，rt-PA對(duì)血栓的滲透和溶解作用則會(huì)減弱[26]。由此可見，并非所有的紅色血栓都意味著良好的血管再通。Kimura等[27]對(duì)超急性期大腦中動(dòng)脈M1段SVS陽性與溶栓后血管再通情況進(jìn)行研究，得出了與Cho等[21]相反的結(jié)果，即SVS陽性通常預(yù)示著靜脈溶栓治療無效，原因在于與新鮮的紅色血栓相比，SVS陽性意味著血栓中的脫氧血紅蛋白的含量更高，而由氧合血紅蛋白變成脫氧血紅蛋白需要經(jīng)歷一段時(shí)間，故血栓相對(duì)陳舊、老化，溶栓效果差。綜上，對(duì)于SVS與靜脈溶栓、血管再通的關(guān)系仍存在爭(zhēng)議，可能與樣本量及研究對(duì)象選擇標(biāo)準(zhǔn)不一致等因素有關(guān)。

除溶栓外，急性腦梗死還可選用血管內(nèi)治療(機(jī)械取栓、血管內(nèi)支架置入、血管成形術(shù)等)。Darcourt等[28]發(fā)現(xiàn)，SVS陽性與機(jī)械取栓后血管再通以及早期神經(jīng)功能缺損癥狀改善有良好的相關(guān)性。除此之外，臨床上也會(huì)根據(jù)靜脈溶栓后的具體情況再予以血管內(nèi)治療，以達(dá)到更好的療效。Saver等[29]選取時(shí)間窗內(nèi)的急性前循環(huán)閉塞的腦梗死患者，隨機(jī)分為兩組，一組予以靜脈rt-PA溶栓聯(lián)合機(jī)械取栓，另一組僅予以rt-PA溶栓，結(jié)果發(fā)現(xiàn)予以靜脈rt-PA溶栓聯(lián)合機(jī)械取栓組的90 d臨床預(yù)后更好。而聯(lián)合治療時(shí)，具體選取何種血管內(nèi)治療方式，可能需要考慮引起動(dòng)脈急性閉塞的原因。對(duì)于SVS陽性患者，可能與心源性卒中造成的紅色血栓有關(guān)，紅色血栓與白色血栓相比質(zhì)地更加疏松、易脫落，因此若靜脈溶栓效果不佳，可選取機(jī)械取栓的方式來清除血管內(nèi)血栓，且不會(huì)因過度牽拉造成血管內(nèi)膜損傷；對(duì)于SVS陰性患者，則更傾向于顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化血栓形成造成的原位狹窄，由于血栓與血管壁結(jié)合緊密不易取出，可采取靜脈溶栓及血管內(nèi)支架置入的方法[30-31]。從這一角度分析，在急性缺血性腦卒中的治療中，SWI也可以加入評(píng)估病情的磁共振序列之中，通過SVS了解血栓的特點(diǎn)，為選取再灌注治療方法提供一定的參考信息。

2.3SVS對(duì)急性腦梗死病情及預(yù)后的評(píng)估作用 影響腦梗死預(yù)后的因素很多，除依據(jù)年齡、性別、高危因素、美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院卒中量表等臨床資料評(píng)估預(yù)后外，還可通過磁共振成像技術(shù)提供的客觀影像信息來反映腦梗死的病理生理信息，以便個(gè)體化評(píng)估患者病情嚴(yán)重程度及臨床預(yù)后，指導(dǎo)急性期和恢復(fù)期的治療。在SWI序列中，研究發(fā)現(xiàn)與陰性患者相比，SVS陽性患者入院時(shí)病情更加嚴(yán)重，具體表現(xiàn)為腦梗死面積更大，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院卒中量表評(píng)分更高[9,11]。而SVS與急性腦梗死臨床預(yù)后的相關(guān)性是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，有學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)前循環(huán)閉塞的腦梗死患者行機(jī)械取栓治療后，SVS陽性組較陰性組血管再通率更高，同時(shí)SVS陽性組的早期臨床預(yù)后更好[28,32]。而對(duì)于靜脈溶栓的患者，有研究發(fā)現(xiàn)，SVS陽性往往與不良預(yù)后有關(guān)，大腦中動(dòng)脈M1段近端SVS可能是rt-PA治療后預(yù)后不良的強(qiáng)預(yù)測(cè)因子[27,33]。此外，也有學(xué)者選取了未行再灌注治療的急性腦梗死患者作為研究對(duì)象，結(jié)果發(fā)現(xiàn)SVS陽性的急性腦梗死患者3個(gè)月臨床預(yù)后不佳，原因可能在于SVS陽性患者入院時(shí)神經(jīng)功能缺損癥狀更重，腦梗死面積更大[34]?？梢姡琒VS與急性腦梗死預(yù)后的相關(guān)性還需要樣本量更大、更系統(tǒng)的研究進(jìn)行論證和補(bǔ)充。

3 小 結(jié)

急性腦梗死是神經(jīng)內(nèi)科的常見病和多發(fā)病，也是目前世界范圍內(nèi)致殘率、致死率最高的疾病之一。與應(yīng)用于急性腦梗死的傳統(tǒng)的磁共振序列相比，SWI可以通過SVS直觀地顯示責(zé)任動(dòng)脈內(nèi)的血栓及血栓的長(zhǎng)度、形態(tài)等特點(diǎn)，提示血栓的成分，有助于判斷卒中亞型，評(píng)估病情嚴(yán)重程度及預(yù)后，為臨床選擇溶栓或血管內(nèi)治療提供相關(guān)參考信息。SWI也存在一些不足之處，如顱內(nèi)空氣-組織交界面可能會(huì)存在偽影干擾讀片，SWI不能定量測(cè)量磁化率等。相信隨著磁共振相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，SWI有望成為臨床工作中的一項(xiàng)常規(guī)磁共振序列。在獲取大樣本數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，SVS在急性腦梗死中的臨床應(yīng)用價(jià)值將得到更深入的研究，為急性腦梗死的臨床診療提供更多有價(jià)值的影像學(xué)信息。