磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像對(duì)不同時(shí)期腦梗死的診斷意義

雷立存，杜亞強(qiáng)，劉振宇，蔡 云，包麗男，杜紹旭

(1.河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院放射科，河北 石家莊 050031；2.河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院體檢部，河北 石家莊 050011)

腦梗死是目前嚴(yán)重危害人類健康的常見疾病之一，其致殘率和致死率很高，早期檢出并準(zhǔn)確分期對(duì)選擇治療方案及改善預(yù)后有重要意義。磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging,DWI)是目前檢測活體組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)唯一的無創(chuàng)性方法，最早應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的檢查，在全身各個(gè)系統(tǒng)也在逐漸應(yīng)用[1]，DWI可以反映疾病發(fā)生的初期，對(duì)腦梗死尤其是超急性期腦梗死和急性期腦梗死非常敏感，目前針對(duì)腦梗死各期信號(hào)變化進(jìn)而反映其水分子運(yùn)動(dòng)的變化研究報(bào)道較少，本研究通過對(duì)130例腦梗死DWI和表觀擴(kuò)散系數(shù)值(apparent diffusion coefficient,ADC)的檢查結(jié)果進(jìn)行分析，探討DWI在不同時(shí)期腦梗死信號(hào)的變化。

1 資料與方法

1.1一般資料 收集2017年9月—2018年4月河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院經(jīng)臨床診斷并經(jīng)MR證實(shí)的腦梗死患者130例，均進(jìn)行磁共振平掃檢查和DWI檢查。根據(jù)患者發(fā)病后到行磁共振檢查的時(shí)間分為[2]超急性期(發(fā)病時(shí)間<6 h)30例，急性期(發(fā)病時(shí)間6～72 h)40例，亞急性期(發(fā)病時(shí)間3～10 d)30例，慢性期(發(fā)病時(shí)間>11 d)30例。

1.2檢查方法 所有病例均采用GE signa Twinspeed 1.5T磁共振, 采用8通道頭頸聯(lián)合線圈。MRI掃描序列包括軸位、矢狀位T1WI、軸位T2WI、T2FLAIR。橫斷面T1WI：TR(重復(fù)時(shí)間)1 750 ms, TE(回波時(shí)間)24 ms, 反轉(zhuǎn)時(shí)間(TI)750 ms,激勵(lì)次數(shù)2次；T2WI:TR/TE 4 000/102 ms，F(xiàn)LAIR( T2FLAIR 序列):TR 8 800 ms，TE=120 ms,反轉(zhuǎn)時(shí)間TI 2 200 ms,軸位圖像的層厚為6 mm，矢狀位T1WI序列：TR 2 418 ms,TE=24 ms, 反轉(zhuǎn)時(shí)間TI 750 ms。

DWI圖像掃描參數(shù)：采用SS-SE-EPI序列，TR 4 500 ms,TE 64 ms，NEX=2，層厚6 mm，掃描矩陣128×128，b值采用0和1 000 s/mm2，共計(jì)掃描時(shí)間36 s。

1.3圖像測量及分析 使用GE ADW4.4工作站Function tool根據(jù)掃描所得圖像處理同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)測量,對(duì)4組DWI顯示的病灶及其對(duì)側(cè)腦組織對(duì)稱區(qū)域進(jìn)行測量，用圓形興趣區(qū)測量病灶的信號(hào)強(qiáng)度和相應(yīng)的ADC值，興趣區(qū)選擇病灶中心及對(duì)側(cè)正常腦實(shí)質(zhì)，測量感興趣區(qū)選擇避開影響測量準(zhǔn)確性部位，包括腦溝、腦池、軟化灶等。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)。計(jì)量資料比較采用t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1病灶的分布情況 基底節(jié)區(qū)37例，額頂葉20例，頂顳葉9例，小腦半球11例，中腦1例，島葉2例，顳枕葉4例，頂枕葉4例，延髓1例，丘腦8例，腦橋22例，放射冠11例。

2.2不同時(shí)期腦梗死的DWI信號(hào)變化 超急性期30例患者病灶DWI全部顯示為高信號(hào)，ADC圖為低信號(hào)(圖1)；急性期40例患者病灶DWI全部顯示為高信號(hào)，ADC圖為低信號(hào)(圖2)；亞急性期30例患者病灶DWI全部顯示為稍高信號(hào)，較急性期信號(hào)下降，ADC圖為稍低信號(hào)(圖3)；慢性期30例患者中有13例患者病灶DWI上顯示為稍高信號(hào)，ADC圖上為稍低信號(hào)(圖4)；另17例患者病灶DWI顯示為等或低信號(hào)，ADC圖上為等信號(hào)或稍高信號(hào)。

圖1 男性，62歲，左側(cè)額頂葉多發(fā)超急性腦梗死A.DWI圖像顯示病變組織為高信號(hào);B.ADC圖顯示正常組織的ADC值為0.786×10-3 mm2/s，病變組織的ADC值為0.498×10-3 mm2/s，ADC值降低Figure 1 A 62-year-old male with multiple hyperacute cerebral infarction in left frontal parietal lobe

2.3各期患者病灶與正常組織間ADC值比較 超急性期組、急性期組、亞急性期組病變組織的ADC值均低于正常組織，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；慢性期組病變組織和正常組織ADC值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。隨著患者發(fā)病時(shí)間的延長，病變組織ADC值呈現(xiàn)遞增趨勢，而正常組織無明顯變化。見表1。ADC值點(diǎn)狀圖顯示，隨著病程逐漸延長，病變區(qū)域的ADC值逐漸接近正常組織(圖5)。

表1 各期患者病變組織與正常組織的ADC值比較Table 1 Comparison of ADC between lesioned and normal tissues in patients

圖5 ADC值點(diǎn)狀圖A.超急性期；B.急性期；C.亞急性期；D.慢性期Figure 5 Dot plot of ADC value

3 討 論

DWI是能夠檢測活體組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的唯一無創(chuàng)方法[3-4]，與傳統(tǒng)的MRI技術(shù)不同，DWI主要依賴水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。而非組織當(dāng)中質(zhì)子自旋密度、T1值或T2值，DWI為腦組織成像提供了一種新的對(duì)比技術(shù)。擴(kuò)散是指分子在運(yùn)動(dòng)時(shí)為布朗運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)散是無規(guī)則的，布朗運(yùn)動(dòng)的方向是隨機(jī)的，臨床中，常用表面擴(kuò)散系數(shù)ADC代替D表示擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱，ADC的計(jì)算套用公式為ADC=ln(S1/S2)/(b2-b1)[5]，b表示擴(kuò)散磁敏感度，反映的是與擴(kuò)散梯度的強(qiáng)度、時(shí)間和間隔有關(guān)的參數(shù)，以D為信號(hào)強(qiáng)度的圖像稱為擴(kuò)散系數(shù)圖像[6]。ADC值的準(zhǔn)確性與b值的大小范圍有關(guān),采用不同的b值多次采集,可提高對(duì)ADC值測量的準(zhǔn)確性，具有較大的b值的序列有較強(qiáng)的擴(kuò)散加權(quán)[7]。在擴(kuò)散加權(quán)成像中，組織的D值越高，則其在圖像上的信號(hào)越低；b越高，其信號(hào)也越低；在擴(kuò)散系數(shù)圖上，組織的D值越高，其在圖像上的信號(hào)越高。目前主要是利用平面回波成像和快速梯度回波序列進(jìn)行成像[8]。

腦組織對(duì)缺血缺氧損害極其敏感，缺血缺氧作用時(shí)間不同，對(duì)腦組織造成的損害也不同。動(dòng)物和臨床實(shí)驗(yàn)表明，DWI能夠顯示腦梗死數(shù)分鐘或者數(shù)個(gè)小時(shí)腦梗死的病變[9-10]。

本研究結(jié)果顯示，超急性期腦梗死組織ADC值較正常組織明顯降低，DWI圖像上的信號(hào)為高信號(hào)，能夠?qū)δX梗死做出及時(shí)的診斷，分析產(chǎn)生的原因是由于細(xì)胞的缺血、缺氧，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞膜的鈉鉀泵失靈，細(xì)胞外的水進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)水鈉潴留和腦細(xì)胞毒性水腫，水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限，超早期無或僅有少量水含量的增加，無或僅有輕微血管源性水腫[3]。目前動(dòng)脈溶栓的最佳時(shí)間由3 h延長到了4.5 h[11-12]，DWI能夠?qū)δX梗死做出及時(shí)準(zhǔn)確地診斷為臨床治療贏得了寶貴的時(shí)機(jī)，對(duì)治療腦梗死具有非常重要的意義[13-14]。

本研究結(jié)果顯示，急性期腦梗死組織ADC值較正常組織明顯降低，DWI圖像上的信號(hào)為高信號(hào)，分析此時(shí)是由于水分子擴(kuò)散能力低下，腦組織的血腦屏障遭到破壞，加重了血管源性水腫，局部組織含水量增加，在24～48 h內(nèi)逐漸達(dá)到高峰[15]，即由最初的細(xì)胞源性水腫發(fā)展到血管源性水腫，腦實(shí)質(zhì)腫脹,DWI能夠反映此時(shí)腦組織水分子運(yùn)動(dòng)的改變[16-17]。

本研究結(jié)果顯示，28例亞急性腦梗死組織的ADC值降低，DWI圖像上的信號(hào)為稍高信號(hào)，這是由于此時(shí)血管源性水腫明顯，腦細(xì)胞崩解壞死，細(xì)胞腫脹和細(xì)胞外含水量增加相互抵消，水分子運(yùn)動(dòng)逐漸不受限，其余2例患者病變組織的ADC值高于正常組織，DWI圖像上顯示為稍高信號(hào)，可能是受病變周圍的水腫，炎癥等病變的影響導(dǎo)致的。

本研究結(jié)果顯示，慢性期腦梗死組織的ADC值與正常組織相近，DWI圖像上的信號(hào)呈等或低信號(hào)，此時(shí)的腦細(xì)胞壞死崩解，組織水分子運(yùn)動(dòng)不受限，導(dǎo)致ADC值接近正常組織。

綜上所述，DWI能對(duì)超急性期、急性期、亞急性期的腦梗死病灶信號(hào)的變化并作出明確診斷，對(duì)超急性期、急性期的病灶敏感度較高，腦梗死的DWI信號(hào)和ADC值的變化具有特征性的時(shí)間演變規(guī)律,DWI結(jié)合常規(guī)MRI可以推斷腦梗死時(shí)期。