波譜成像聯合彌散成像診斷老年缺血性腦病研究進展

王東軍 侯智通 王曉玲 (牡丹江醫學院附屬二院影像科，黑龍江 牡丹江 157009)

缺血性腦病是指由于心臟驟停、低血壓、失血、低血糖、窒息等原因引起腦血流下降到低于10～15 ml·100 g－1·min－1而引起的腦損傷。缺血性腦病有以下幾種類型:①層狀壞死，大腦皮質神經元分層壞死、脫失、膠質化，使皮質神經細胞層中斷;②海馬錐體細胞損傷、脫失、膠質化;③邊緣帶梗死，缺血性腦病的臨床癥狀與缺血的嚴重程度和持續時間有關，癥狀輕的患者有一過性精神錯亂，上肢肩帶肌力，感覺減退等癥狀，病情嚴重的患者可昏迷死亡，成為植物人。使用傳統磁共振成像(MRI)診斷缺血性腦病早期很難被發現，缺血性腦實質的范圍只有在較晚時期當血管源性水腫出現時才能被發現。盡早診斷和治療缺血性腦病具有重要的理論和現實意義。結合常規MRI、彌散加權成像(DWI)可以推斷腦缺血所處的時期，磁共振波譜成像(MRS)能提供腦缺血區代謝改變，聯合應用兩種成像技術對缺血性腦病預測和救治有一定幫助。

1 波譜成像

1.1 波譜成像的概念和機制 MRS是近年來一種新型的高科技影像學檢查方法，MRS技術是在MRI技術的基礎上發展起來的，比MRI的功能更強，是無創性活體檢測腦組織化學成分的MRI技術，屬代謝水平成像。能在分子水平反映生物體內或人體內病變的信息，明顯提高MRI技術的診斷特異性，增強了對危險性疾病的早期診斷和監控能力〔1〕。MRS能反映分子內部自旋核的物理、化學環境，MRS技術將MRI提供的空間信息和MRS提供的波譜信息有機結合起來。該項檢查方法于1973年首次應用于醫學領域醫學影像診斷技術〔2〕，是分子水平的檢測工具，是分子醫學、基因療法等醫學前沿的首選監控技術，它可以洞察組織器官的能量代謝狀況〔3〕。

MRS原理是利用人體的代謝物質在磁共振儀(MR)中的化學位移來測定分子組成及空間構型的一種檢測方法。不同的腦代謝產物例如N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、肌酸-磷酸肌酸、膽堿類、肌醇、谷氨酰胺-谷氨酸等復合物在不同化合物中其進動頻率的化學位移不同MR可以分辨不同的進動頻率，這能反映人體能量代謝的病理生理變化。

1.2 MRS適應證及優點 MRS診斷應用范圍:①MRS可及時準確地對腦梗死、腦腫瘤、炎癥、變性病等神經系統病變進行定位、定性診斷，可發現早期病變。②可用于診斷心臟病、附壁血栓等心血管疾病。③鑒別和診斷肝癌，肝囊腫等腹部器官尤其是腹膜后的病理診斷。④胸部病變如縱隔內腫物、淋巴結及胸膜病變等。⑤對卵巢腫瘤，子宮肌瘤、子宮等盆腔器官定性定位診斷。⑥診斷骨內感染病變范圍，對一些細微改變如骨挫傷等有較大價值，此外，對關節內軟骨、韌帶及骨髓病變有較高診斷價值。⑦對神經、血管、淋巴管、肌肉、結締組織的腫瘤、感染、變性病等全身軟組織病變的定位、定性的診斷準確。MRS優點:①無放射性損害，②無骨性偽影，③橫斷面、矢狀切面等多方面成像和多參數成像，④軟組織分辨能力高，⑤顯示血管結構無需使用對比劑等優點。

2 彌散成像

2.1 彌散成像的概念和機制

2.1.1 彌散成像的概念 彌散是分子的布朗運動，這是分子的一種微觀、隨機的平移運動。當分子運動受邊界約束被限制在一種的介質內，其彌散受到限制。彌散成像是研究組織內水分子微觀運動的成像方法。水分子在不同組織其彌散系數不同，并且在病理情況下其彌散系數將發生變化〔4〕。

2.1.2 彌散成像的機制 常規MRI是利用人體各組織的T1和T2弛豫時間的不同，得到具有不同組織對比度的圖像。磁共振彌散成像是測量水分子的運動狀況，顯示分子的位移情況，即反映的是組織的一種對比度，這種對比與組織彌散特性密切相關，而盡量消除T1、T2弛豫時間和質子密度的影響。物質彌散特性可由彌散系數來描述即一個水分子單位時間內自由隨機彌散運動的平均范圍〔5〕。

2.2 彌散成像臨床應用 彌散成像的臨床應用于:①缺血性腦卒中，創傷、感染的診斷與評價;②腦、肝、腎等腫瘤診斷;③細胞毒性水腫和血管原性水腫等疾病診斷。

3 波譜成像聯合彌散成像在臨床診斷中的應用

3.1 波譜成像在腦病診斷中的應用 MRS可以檢測到乳酸(Lac)的水平，Lac是缺氧時能量代謝的產物〔6〕，是腦缺血重要標志，能界定缺血半暗帶，而恢復缺血半暗帶可以達到溶栓治療目的。NAA也是一個與腦梗死重要標志。Michaelis等〔7〕研究證明，在Lac異常的早期NAA是正常的，在腦缺血3 h以上時，NAA持續下降，甚至下降幾乎消失。由于NAA和Lac水平直接與缺血嚴重程度和細胞死亡的程度相關，MRS有足夠的敏感性預示有可能形成梗死的部位。此外，杜芳等〔8〕研究短暫性腦缺血發作時，腦局部低灌注可使局部Lac濃度升高，證實該區是發展成腦梗死危險地帶，因此MRS對短暫性腦缺血的診斷具有重要意義。

3.2 彌散成像診斷在腦病診斷中的應用 劉國艷等〔9〕選擇急性缺血性腦血管病219例均行腦部CT、MRI、DWI，檢查時間為2～8 h。結果是CT未見病灶;常規MRI有7例在內囊后肢存在T2信號，其余均為陰性;而DWI檢查示顳葉、島葉、枕葉及蒼白球、腦干、小腦均存在彌散的高信號影。這表明DWI可以發現早期急性腦缺血性腦卒中的病變部位、病變范圍;此外，通過缺血區的動態觀察及定量分析，確定可逆及不可逆損害區，為溶栓治療提供影像學資料。Gonzalez等〔10〕對疑似腦梗死患者進行CT與DWI掃描，結果顯示DWI診斷腦梗死的敏感性和特異性很高。Moseley等〔11〕復制大腦動脈阻塞模型，發現DWI可診斷早期缺血病灶并可顯示缺血區的確切范圍。

3.3 彌散成像與波譜成像在缺血性腦病診斷中的應用 朱文珍等〔12〕選擇13例發病時間在2～6 h內的超急性腦梗死患者MRI檢查，包括DWI、MRS技術，并在2～28 d內復查T2WI確定最終梗死范圍。結果顯示，對梗死中心區、缺血半暗帶及對側鏡像區，測量其擴散變化及代謝改變DWI能反映腦組織損傷的病理狀態，MRS能反映缺血腦組織的代謝變化，這些信息的綜合應用能更全面地評估缺血半暗帶，能夠為溶栓治療采用適當的時間和措施提供重要依據。

4 波譜成像聯合彌散成像的應用前景

MRS能夠準確、及時、動態地反映腦內神經生化代謝情況，有利于對損傷腦組織進行活體病理生理研究;但是也有其局限性，如無明確的定位作用，來自水和脂肪的干擾、影響其準確性等。DWI可以推斷腦缺血所處的時期并對早期缺血病灶進行準確定位，聯合應用兩種成像技術對老年人缺血性腦病預測和救治有一定幫助。當然，聯合應用兩種診斷技術檢查費相對昂貴;但是隨著科學的發展，MRS與DWI聯合應用會在腦缺血腦病的診治中發揮越來越重要的作用。

1 孫 娟.前瞻性比較T2加權MRI和動態增強MRI、3D MR波譜成像或擴散加權MRI在重復經直腸超聲導引下活檢的作用〔J〕.國際醫學放射學雜志，2011;33(1):15-7.

2 朱 芳，周義成，王承緣.磁共振波譜與腦功能成像〔J〕.放射學實踐，2000;15(1):74-5.

3 Thrall JH.How molecular medicine，will impact radiology〔J〕.Diagnostic Imaging，1997;19(12):23-7.

4 李 吉，金根華.磁共振DWI、T2WI、FLAIR在評價不同時期腦梗塞中的價值〔J〕.吉林醫學，2001;22(6):349-50.

5 張雪林.磁共振成像診斷學〔M〕.北京:人民軍醫出版社，2001:42.

6 Mathews VP，Barker PB，Blackband SJ，et al.Cerebral metabolites in patients with acute and subacute strokes:concentrations determined by quantitative proton MR spectroscopy〔J〕.AJR Am J Roentgenol，1995;165(3):633-8.

7 Michaelis T，Wick M，Fujimori H，et al.Proton MRS of oral creatine supplementation in rats.Cerebral metabolite concentrations and ischemic challenge〔J〕.NMR Biomed，1999;12(5):309-14.

8 杜 芳，李 澄，王 葦，等.短暫性腦缺血發作的1H磁共振波譜分析〔J〕.實用臨床醫藥雜志，2007;11(6):89-90.

9 劉國艷，逯新忠.彌散成像核磁共振診斷急性期腦缺血的臨床意義〔J〕.中國廠礦醫學，2008;21(6):715-6.

10 Gonzalez RG，Schaefer PW，Buonanno FS，et al.Diffusion-weighted MR imaging:diagnostic accuracy in patients imaged within 6 hours of stroke symptom onset〔J〕.Radiology，1999;210:155-62.

11 Moseley ME，Cohen Y，Mintorovitch J，et al.Early detection of regional cerebral ischemia in cats:comparison of diffusion-and T2-weighted MRI and spectroscopy〔J〕.Magn Reson Med，1990;14:330-46.

12 朱文珍，漆劍頻，王 偉.磁共振擴散成像和波譜技術對超急性腦梗死缺血半暗帶的界定〔J〕.華中科技大學學報(醫學版)，2007;36(5):691-4.