探究磁共振擴散成像在腦梗死的效果進展

張會明

（吉林國文醫(yī)院，吉林 吉林）

0 引言

腦梗死由各種原因?qū)е戮植磕X組織區(qū)域供應(yīng)障礙，繼而出現(xiàn)腦組織缺血缺氧性病變壞死。腦梗死是一種急性病癥，具有高致殘率和高致死率，不僅會對患者身體帶來巨大影響，也對患者家庭及社會造成沉重負擔(dān)。目前，頭顱CT和頭顱MRI是腦結(jié)構(gòu)影像檢查的主要方式，MRI比之CT更能清晰分辨腦梗死病灶，但對短期內(nèi)發(fā)病的腦梗死不敏感，而在MRI基礎(chǔ)上發(fā)展的擴散加權(quán)成像（Diffusion Weighted Imaging, DWI）、擴 散 張 量 成 像（Diffusion Tensor Imaging, DTI）、擴散峰度成像（Diffusion Kurtosis Imaging, DKI）則能更清晰地顯示出所有腦梗死病灶，便于診斷和治療[1]。

1 擴散加權(quán)成像，DWI

1.1 DWI的原理及參數(shù)

擴散這一詞指分子無規(guī)則運動，單位為mm2/s，一般描述分子等顆粒由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴散的微觀運動。DWI擴散加權(quán)成像是在自選回波序列180°脈沖兩側(cè)對稱基礎(chǔ)上添加的一對擴散敏感的梯度脈沖，質(zhì)子沿磁場梯度擴散，自旋頻率改變，回波時間內(nèi)因質(zhì)子相位分散不能相聚，繼而信號衰減，信號衰減公式為SD=exp-bD，其中，D為擴散系數(shù)，反映水分子的擴散運動能力，b值是擴散梯度因子，b值越大，相應(yīng)擴散權(quán)重越大。而DWI的分子移動使用擴散系數(shù)（ADC）表示，ADC值越大，水分子擴散程度越高，DWI信號越低[2]。

1.2 DWI在腦梗死診斷中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，DWI已經(jīng)在急性腦梗死的診斷中常規(guī)使用，因DWI比CT在腦梗死核心區(qū)梗死的識別有著更高的敏感性和準(zhǔn)確性。動脈閉塞后，腦組織出現(xiàn)缺血變化，水分子擴散受限，DWI顯示病灶高信號，ADC低信號。雖然ADC信號降低的原因尚不明確。DWI與磁共振灌注成像的不吻合區(qū)域，一般是通過再灌注能夠恢復(fù)正常功能的缺血半暗帶，但目前尚不完全確定，而DWI異常范圍認為是核心梗死區(qū)，某些研究認為，此范圍內(nèi)包含部分可逆損傷組織。

1.3 DWI改變與臨床預(yù)后的關(guān)系

DWI不止能在早期顯示急性腦梗死病灶范圍，也能在早期預(yù)測臨床預(yù)后，據(jù)美國一些研究專家實驗，發(fā)現(xiàn)急性期腦梗死患者的DWI異常體積與NIHSS量表（美國國立衛(wèi)生研究院）顯著相關(guān)[3]。

2 擴散張量成像，DTI

2.1 DTI原理

DTI是基于DWI發(fā)展的一種成像方式，通過在DWI施加多線性方向的敏感擴散梯度，測量水分子在各方向的擴散程度。均勻介質(zhì)水分子各方向的擴散系數(shù)基本相等，為各向同性擴散，由平均擴散率（MD）反映，與擴散方向無關(guān)，MD值越大，水分子擴散能力越強，信號也越高。人體內(nèi)水分子運動狀況不同于體外水分子，受組織細胞本身特征和細胞結(jié)構(gòu)影響。大腦白質(zhì)中，水分子沿神經(jīng)纖維束固定排列走行方向擴散，少部分沿垂直于神經(jīng)纖維束走走向的方向擴散，為各向異性擴散。DTI的基本成像原理就是水分子在不均勻介質(zhì)的擴散具有各向異性特征。而評價擴散張量各向異性指標(biāo)包括：各向異性分數(shù)（Fractional Anisotropy, FA），代表張量各向異性與整個擴散張量之比；相對各向異性為張量各向異性成分與張量各向同性成分之比，代表水分子擴散的各向異性成分與各向同性成分間分比值；容積比表示擴散張量橢圓球體積占擴散張量球體之比[4]。

2.2 DTI在腦梗死診斷中的應(yīng)用

不同時期的MD值和FA值有一定規(guī)律：超急性期病灶FA值升高，無明顯變化，急性期、亞急性期及慢性期FA值逐漸降低。MD值在超急性期、急性期明顯下降，亞急性期病灶為血管源性水腫，組織含水量增加，水分子擴散程度增加，MD值升高，出現(xiàn)“假性正?；爆F(xiàn)象，慢性期MD值繼續(xù)升高。

2.3 DTI改變與臨床預(yù)后關(guān)系

用DTI評價腦梗死患者運動功能預(yù)后有較深刻價值，據(jù)相關(guān)研究表明，各個時期的腦梗死區(qū)rFA（病灶與對側(cè)FA比值）及皮質(zhì)脊髓束受累程度與患者運動功能恢復(fù)相比，rFA值降低程度與患者臨床預(yù)后呈負相關(guān)，與患者的Fugl Meyer運動功能評分呈正相關(guān)[5]。

3 擴散峰度成像，DKI

3.1 DKI原理

DKI也是基于DWI基礎(chǔ)上發(fā)展的，以非高斯擴散模型為基礎(chǔ)，更為精確地描繪缺血組織的微觀結(jié)構(gòu)，使用DKI掃描時能夠同時得到DTI參數(shù)，包括FA、MD。軸向擴散張量（D//）、垂直擴散張量（D⊥），也可得到DKI參數(shù)，包括平均擴散峰度、軸向峰度（K//）、徑向峰度（K⊥）[6]。DKI采集需要從至少3個方向不同b值和15個不同擴散方向進行，且多用b值。一般會使用6個等距b值的脈沖序列（b值為1500、2000、2500 s/mm2），掃描時間10min以上，但不適合臨床應(yīng)用。

3.2 DKI在腦梗死診斷中的應(yīng)用

平均擴散峰度值在腦梗死急性期和亞急性期早期會有升高，之后隨著時間逐漸延長反會下降，能夠顯示出梗死病灶的異質(zhì)性。而MD值在腦梗死急性期下降值較明顯，之后逐漸升高，出現(xiàn)假正?；?，相比之下，腦梗死病灶的平均擴散峰度值升高幅度比MD值明顯，出現(xiàn)假正常化時間也比MD值晚。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，平均擴散峰度值和MD值的不吻合區(qū)可以認作是缺血半暗帶，能夠通過再灌注恢復(fù)，而平均擴散峰度值和MD值的吻合區(qū)能夠認作是核心梗死區(qū)，不能通過再灌注恢復(fù)[7]。

4 結(jié)語

目前臨床治療腦梗死方面，診斷急性腦梗死最常用的方法就是DWI，但DWI在擴散各向異性特征和腦梗死后白質(zhì)纖維束受累狀況方面不及DTI，而DKI的理論基礎(chǔ)是非高斯擴散模型，可以更豐富、精確地顯示出組織微觀結(jié)構(gòu)的改變，但尚在研究中，還未廣泛應(yīng)用于急性腦梗死診斷。這三種磁共振擴散成像技術(shù)各有所長，對于腦梗死的早期診斷、確定缺血半暗帶及預(yù)后改良有著較積極的意義。