協同應用MR圖像的SIR值和rADC值對腦梗死分期的臨床研究

陳 迅，鄭玉巨，王 溥，賈學軍

腦梗死是嚴重危害人類健康的常見病，影像學的準確分期對臨床擬定治療方案意義重大。但梗死一旦形成以后，梗死灶在一段時間內尤其是在亞急性期，其磁共振成像（MRI）信號強度不再發生顯著變化［1］，這樣有可能降低MRI對其急性期與亞急性期分期的準確率，進而影響臨床的治療和患者的康復。MRI多參數、多序列、多方位成像的特點，決定了其對疾病診斷的原則是多種序列聯合觀察、協同應用，同樣MRI對腦梗死的分期也應該多種序列協同應用，方可達到全面、準確。有關協同應用MR圖像的平均信號強度比（SIR）值和表觀擴散系數（ADC）值對腦梗死進行影像學分期的研究以往文獻報道較少。本文旨在量化腦梗死MRI分期的指標，并探討MR圖像的平均SIR值和病灶的相對ADC（rADC）值與梗死病程的相關性，以期進一步提高腦梗死MRI分期的準確性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集在我院做MRI檢查，并經臨床治療和隨訪確診的腦梗死病例125例，其中男78例，女47例，年齡29歲～87歲（61.04歲±11.67歲）。125例均有發病時間的記錄。按發病時間將125例分為5組，各25例。A組（急性期）發病1d，B組（亞急性早期）發病2d～6d，C組（亞急性中期）發病4d～7 d，D組（亞急性后期）發病8d～14d，E組（慢性期）發病1d以后。SIR超急性期病例因數目較少，未收入本研究。

1.2 MRI檢查 125例均使用Philip Achieva 1.5T磁共振掃描儀；用頭部16通道－并行采集技術線圈掃描。掃描位置：軸位和矢狀位。掃描序列：常規：快速自旋回波序列（TSE）的T1WI、T2WI和T2WI－液體衰減反轉恢復序列（FLAIR）。腦功能成像：采用單次激發自旋－平面回波成像（SE－EPI）的DWI序列，在相互垂直的x、y、z軸3個方向上施加擴散梯度，取兩個擴散因子b值（b＝0s／mm2，b＝1 000s／mm2），在同一個層面上由機器自動獲得一幀b＝0s／mm2的EPI－T2WI和一幀b＝1 000s／mm2的各向同性DWI，并經后處理獲得一幀同層數的ADC圖。

1.3 MR圖像的選擇及各檢測值測量和計算方法

1.3.1 圖像選擇 利用MR機器提供的查看軟件包，由同一位影像科醫生對每例的DWI圖、ADC圖、FLAIR圖及T2WI圖進行同時觀察和測量。T1WI圖因病灶信號變化不如上述四種圖像敏感，故本文暫不對其探討。

1.3.2 感興趣區（ROI）選擇 對于急性期和亞急性期病例，在DWI上選取ROI（因為此時病灶在DWI上均表現為高信號）；慢性期病例則在T2WI上選取ROI（因為此時病灶在DWI上可能表現為等信號，而在T2WI上均表現為高信號）。在DWI（或T2WI）圖上選顯示病灶最清晰、面積最大的層面作為測量層面并選定病灶的ROI，利用機器軟件將ROI自動拷貝到ADC圖、FLAIR圖和T2WI（或DWI）圖同層面的相同位置；同時在對側對應區選取同樣大小的ROI，并自動拷貝到另外三種圖像的對應位置。分別測量DWI圖、FLAIR圖和T2WI圖病灶和對側正常腦組織的信號強度值及ADC圖病灶和對側正常腦組織的ADC值。就選擇的病灶和對側對應區而言，ROI的大小和位置在四種圖像上完全相同，若遇對側對應區有病變，則對側的ROI選在離病變最近的部位。測量所得數據由計算機自動完成，均為四種圖像ROI內各像素平均信號強度值或ADC值。測量時避開腦室、腦溝部位，避免腦脊液波動及部分容積效應對數據準確性的影響。

1.3.3 數據計算方法 通過計算，分別獲得DWI、FLAIR和T2WI三種圖像梗死各期的SIR值和平均SIR值、ADC圖各期的rADC值和平均rADC值。以SIR值或rADC值來評價病變狀態，使數據標準化，以部分消除測量絕對SIR值或ADC值引起的個體差異［2］。計算公式為：SIR值＝（病灶信號強度值／對側正常腦組織信號強度值）×100%［1］；rADC值＝（病灶 ADC值／對側正常腦組織ADC值）×100%。

1.4 統計學處理 使用臨床醫師統計學助手V3.0軟件對數據進行統計學分析。數據用均數±標準差（x±s）表示，采用兩樣本均數t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 腦梗死類型及病灶分布 本研究中腦梗死類型分為腔隙性（68例）和缺血性（57例）兩型。由于血腫信號變化較為復雜，對測量的結果影響較大，故出血性腦梗死或梗死伴滲血者暫不予研究。梗死灶分布遍及全腦，本研究以額、顳、枕葉及基底節區、小腦居多。

2.2 腦梗死各期DWI圖、FLAIR圖和T2WI圖的平均SIR值比較 DWI圖：B組、D組、E組與A組比較差異有統計學意義（P＜0.05）；B組、C組、D組與E組比較差異有統計學意義（P＜0.05）。FLAIR圖：A組與E組比較，B組、C組分別于D組、E組比較差異有統計學意義（P＜0.05）。T2WI圖：A組與E組比較，B組、C組、D組與E組比較差異有統計學意義（P＜0.05）。腦梗死DWI圖、FLAIR圖和T2WI圖的平均SIR值與病程之間有明顯相關性（P＜0.05）。詳見表1。

表1 腦梗死各期DWI圖、FLAIR圖和T2WI圖的信號強度比較（x±s）

2.3 腦梗死各期平均rADC值比較 患側與健側各期rADC值差異有統計學意義（P＜0.01）。與B組、E組比較，A組rADC值和平均rADC值差異有統計學意義（P＜0.01）；與E組比較，B組、C組、D組rADC值和平均rADC值差異有統計學意義（P＜0.01）。詳見表2。

表2 腦梗死各期的rADC值和平均rADC值（x±s） ×10－3 mm2／s

3 討 論

MRI診斷腦梗死主要是以梗死組織水腫為基礎［3］，急性腦梗死以細胞毒性水腫為主，亞急性期和慢性期主要為血管源性水腫。雖然DWI、FLAIR和T2WI均是MRI的成像序列，但它們信號形成的原理不同，DWI圖信號主要是由病灶中水分子是否擴散受限決定，而FLAIR圖和T2WI圖信號主要是由病灶中含水總量及T2弛豫時間決定，與擴散是否受限無關，這就決定了三者在梗死不同時期對兩種水腫顯示能力的不同。DWI技術是影像學診斷腦梗死的里程碑，它是目前唯一能在活體組織內觀察水分子運動的無創性檢查技術，能夠區分細胞毒性水腫和血管源性水腫，但這種區分在時間和空間上都不是絕對的［4］，ADC值是反映擴散特性大小的參數指標。本研究結果表明，梗死急性期、亞急性早期、中期在DWI上均表現為高信號，亞急性后期和慢性期均表現為以低或等信號為主；rADC值在急性期略低，亞急性早期最低，而亞急性中期，后期開始升高，有報道此時出現“假性正常化”［5］，到慢性期上升為最高。在亞急性后期和慢性期，病灶的ADC值與DWI圖表現有時不一致，因為ADC值反映的是組織中水分子的擴散因素，而DWI除了反映組織中水分子擴散因素以外，還受到T2效應的影響［6］，因此兩者應結合應用才能準確區分梗死期齡。FLAIR序列是重T2加權且抑制自由水的成像技術，它的圖像特點是使腦脊液信號抑制為低信號同時又具有常規T2WI圖像的其他特性。在梗死急性期由于病灶含水總量沒有明顯增加，故其T2弛豫時間也沒有明顯延長，在FLAIR和T2WI上病灶均表現為等信號；亞急性各期和慢性期FLAIR和T2WI對病灶的顯示均表現為以明顯高信號為主，但在梗死新舊病灶的判斷中，兩者對陳舊軟化灶的顯示存在不同，FLAIR表現為軟化灶中央（自由水）低信號，周緣（結合水和膠質增生）高信號，而T2WI卻表現為明顯均勻高信號。上述三種圖像信號的高低及梗死灶ADC值的升降若僅憑人眼視力判斷則可能存在偏差，所以應用測量圖像SIR值及病灶ADC值就顯得尤為重要，從而保證了判斷結果的科學性和準確性。

MRI主要依據患者發病時間對腦梗死進行分期，但由于多種原因，患者發病時間往往不夠準確，從而影響了MRI對其分期的判斷。本研究資料結果表明，依據DWI圖的平均SIR值可以區分腦梗死急性期與亞急性早期和后期、急性期與慢性期、亞急性各期與慢性期，而對于亞急性各期之間、急性期與亞急性中期卻不能區分；依據FLAIR圖的平均SIR值可以區分梗死急性期與慢性期、慢性期與亞急性早期和中期、亞急性后期與早期、中期，而對于急性期與亞急性各期、慢性期與亞急性后期、亞急性早期與中期卻不能區分；依據T2WI圖的平均SIR值可以區分梗死急性期與慢性期、亞急性各期與慢性期；而對于亞急性各期之間、急性期與亞急性各期之間卻不能區分；依據梗死灶的rADC值可以區分梗死急性期與亞急性早期、急性期與慢性期、亞急性各期與慢性期、亞急性早期與后期，而對于急性期與亞急性中期和后期、亞急性中期與早期、后期卻不能區分。綜上所述，腦梗死三種圖像的SIR值和病灶的rADC值在梗死各期的表現各有特征，可以作為MRI對腦梗死分期的量化指標，但各自卻都又存在局限性和片面性，單憑SIR值或ADC值均不能全面地劃分梗死的各個期齡，所以，在腦梗死的MRI分期時，應該遵循MRI診斷疾病的原則，協同應用MR圖像的SIR值和梗死灶的ADC值對梗死進行分期，進而為臨床擬定治療方案提供更明確、可靠的影像學分期依據。

［1］ 高元桂，蔡幼銓，蔡祖龍.磁共振成像診斷學［M］.北京：人民軍醫出版社，1992：196－199；489.

［2］ Ulug AM，Beauchamp NJr，Bryan RN，et al.Absolute quantitation of diffusion constant in human stroke［J］.Stroke，1997，28（1）：483－490.

［3］ 陳熾賢，郭啟勇.實用放射學［M］.第2版.北京：人民衛生出版社，1993：1120－1122.

［4］ Fieback JB，Schellinger PD，Jansen O，et al.CT and diffusion weighted MR imaging in randomized order：Diffusion wrighted imaging results of hyperacute ischemic stroke［J］.Stroke，2002，33（9）：2206－2210.

［5］ 黃力，王秀河，劉斯潤，等.MR表觀擴散系數圖在腦梗死演變診斷中的價值［J］.中華放射學雜志，2004，38：139－143.

［6］ 戴國晨，靳令經，楊振燕.DWI及FLAIR技術在不同時期腦梗死診斷中的應用［J］.醫學影像學雜志，2004，14：609－611.