磁共振成像技術對急性缺血性腦血管病的診斷進展

宋海濤，馬 微，宋冬晶，許 玫，侯麗芳

(1 哈爾濱市第二醫院;2 哈爾濱市香坊區幸福醫院，黑龍江 哈爾濱 150036)

腦血管疾病的發病率日益增加，腦組織對氧和血供應的要求特別高，當腦血管閉塞致供應區缺血超過一定時限后，即發生腦梗死。近年來，對超急性腦梗死的病理生理研究已經進入細胞和分子水平，比較深入地闡明了缺血性腦損傷與抗損傷的機制，尤其是缺血性半暗帶 (ischemic penumbra，IP)概念的提出，及磁共振成像技術的發展，對急性期腦梗死的檢測顯示出極大的優勢，為臨床及時治療提供了直觀個體化的影像學信息。本文就這些技術作如下簡述。

1 磁共振血管造影

MRA是利用血液在磁共振成像中的流入性增強和相位改變的特性再給予射頻脈沖激發后對其進行編碼、采樣而得到血管成像的。目前有時間飛躍(time of flight，TOF)和相位對比法 (phase contrast，PC)兩種成像方式，每種又包括二維成像(2D)和三維成像 (3D)以及二維三維相結合的多層三維成像 (M3D)。靜脈內使用造影劑Gd－DTPA可以提高對比度、顯示更小的血管。MRA已在臨床應用數年，其技術也在不斷改進，對頸部血管病變 (如頸動脈狹窄)的顯示與常規血管造影有較好的一致性，MRA能很準確地診斷顱內動靜脈畸形 (AVM)和動脈瘤，清楚地顯示病變范圍、供應動脈和引流靜脈，是治療后隨訪的最好方法。但是對于腦梗死，MRA尚不能顯示小的分支阻塞，這可能與空間分辨力較低有關。因此，MRA目前可作為一種篩選手段用于有可能發生腦梗死患者的監控［1，2］。常規MRA結合增強MRA也可明顯提高腦血管的顯示能力，對鑒別血管的狹窄與閉塞，提高動脈瘤的顯示能力及顯示腦動靜脈畸形的供血動脈與引流靜脈有十分重要的意義。

2 磁共振波譜

新技術MRS就是專門用來檢測被普通MRI忽略的少量原子核產生的弱小信號，以波譜的方式表現出來。MRS能夠無創性地反映出腦梗死后腦細胞內酸中毒、能量代謝障礙及腦內一些重要生物物質發生的變化，較為完整地反映出缺血、梗死、壞死、修復等整個腦梗死的病理生理過程，對治療和預后判斷做出較準確的評價［3，4］。腦組織能量代謝過程中的三磷酸腺苷 (adenosine triphosphate，ATP)和磷酸肌苷 (phosphocreatinine，PCr)起關鍵作用。MRS可測出腦組織內31P波譜峰值，評價磷代謝產物。31P MRS有7個主要的波峰，即PCr、無機磷 (Pi)、磷酸單脂 (phosphomonoesterase，PME)、磷酸雙脂 (phosphodiesterase，PDE)、αATP、βATP、γATP。根據每一峰值曲線高度，對照正常基準，判定每一化合物的含量。同時，可通過曲線面積測定含磷物的相對濃度，尤其是不同時間的濃度變化。細胞內pH值的變化可通過PME、Pi、ATP等波峰的位移，特別是Pi的位置來求得。Ebisu等［5］的研究表明，31P MRS缺血急性期時PCr和ATP下降，Pi升高，pH值變為酸性，慢性期表現正常，這與梗死的腦組織逐漸被組織間液取代的過程相一致。梗死發病后的最初數周內31P MRS信號異常很有特點，不同的表現反映了梗死演變的代謝狀態。1H MRS敏感性較31P MRS高，可以檢測乳酸、N乙酰門冬氨酸 (Nacetylaspartate，NAA)和膽堿等。腦梗死后，1h就出現Lac濃度高峰。研究表明，腦梗死后乳酸升高是持續性的，且急性期升高的程度與預后有關。梗死后乳酸的持續升高不止一種因素起作用，但發病后即刻上升是由于葡萄糖無氧酵解造成。NAA主要存在于神經元中，NAA濃度下降說明神經元已經缺失，功能不可恢復。NAA在梗死區分布不均，中心壞死區域下降較周圍缺血區明顯。在缺血半暗區乳酸水平升高，NAA改變輕微，再灌注后乳酸可恢復正常水平［6］。

3 DWI在早期腦梗死的應用價值

DWI對超急性期腦缺血的定性、定位診斷的臨床價值已被公認。據報道它最早可在缺血后2.7min發現病灶，幾乎與腦組織發生細胞內水腫的時間同步。超早期缺血區水分子彌散下降約50%［7］，即在DWI上表現為局部區域的高信號，并隨時間延長彌散值逐漸上升，其異常范圍隨時間延長逐漸擴大，但其形成的確切病理生理基礎目前尚不完全清楚［8］，多數學者認為細胞毒性水腫致水分子彌散受限是一個主要因素。另外，隨著細胞的水腫，細胞外間隙縮小、扭曲，能量代謝障礙導致的微管離散，細胞器裂解，產生大量碎片，造成細胞內黏度增加，細胞質流動減慢，還由于血供中斷或減少，造成局部溫度下降和毛細血管灌注下降，進一步使ADC下降。DWI的信號直接與ADC值有關，兩者信號強度相反。ADC值可通過對DWI影像物理參數的測量計算得出。動物實驗表明，ADC下降程度與急性腦缺血后的組織損傷程度有一定相關性［9，10］，認為ADC較對側明顯減低(40%～60%)的區域代表不可逆性梗死灶，而ADC輕度下降 (75%～90%)的區域則代表可逆性損傷區即IP。Miyasaka等［11］動物實驗顯示，隨缺血時間的延長，受累腦組織ADC可出現一過性降低、雙向式改變 (ADC下降經短暫的恢復后再次下降)及持續降低3種模式，認為腦缺血發生后動態觀察DWI變化有利于分析評價缺血損傷，提出ADC值是一個隨時間動態變化的變量。Rother等通過與病理結果對照觀察到從缺血腦區的邊緣帶到中心，ADC值逐漸降低。Nagesh等證實，盡管人腦缺血10h內，ADC平均值普遍降低，但在缺血范圍內的不同區域ADC值并不均勻，表現為不同程度的低、等和高信號，這可能分別代表缺血組織向梗死演變的不同階段，并提出早期出現ADC值下降的缺血組織最終將發展成為梗死灶［12］。無論是從臨床上還是動物實驗中，均觀察到缺血再灌注后，部分DWI異常的組織恢復正常，ADC可以在更短的時間內恢復至正常水平。人類腦缺血癥狀發作3h內，及時給予重組型組織纖溶酶原激活劑(rt PA)溶栓，ADC可提前在1～2天內恢復至正常水平［13］。Sevick等報道ADC值的下降與細胞內水腫的程度呈線性相關，而在血管源性腦水腫中ADC值無明顯影響，由此可以指導臨床對這類不同性質水腫的鑒別。DWI診斷超急性腦梗死的敏感性和特異性分別為88%～100%和95%～100%［14］，是目前最敏感的檢查方法。但由于擴散各相異性和T2成分影響，DWI須結合常規的T1、T2加權圖像和ADC圖鑒別其他一些DWI異常信號的疾病，如腫瘤、多發性硬化癥.

4 FLAIR序列在腦梗死診斷中的價值

由于腦梗死后4周至幾個月內 (慢性期)可發生腦軟化，其壞死的囊腔液含有較多的自由水，在FLAIR序列上呈顯著的低信號，有些病灶的周緣由于含有膠質增生組織而呈高信號。新近發生的在慢性前期的腦梗死，因其所產生的腦水腫性病變中含有較多的結合水，在FLAIR序列圖上呈現高信號。但不及DWI序列高，范圍也不及DWI序列大。亞急性期至慢性前期FLAIR上腦梗死病灶的信號明顯增高，其表現與T2WI序列相似，但慢性后期出現腦軟化囊變時又可表現為低信號 (含較多自由水)，其中有6例病人復查至30～45d，均為多發腦梗死病灶，其中部分病灶此時開始出現低信號改變 (即囊變)。

腦梗死的MRI診斷主要取決于發生的時間和所采用的掃描序列。在腦梗死發病的超急性期(發病6h內)，只有DWI序列圖能顯示梗死灶，而且其范圍最為接近實際梗死區，FLAIR和T2WI序列均未能顯示梗死灶，因此DWI對診斷此期的腦梗死有獨特優勢。亞急性期 (發病1～14d)，DWI序列和FLAIR序列均能顯示梗死灶，但到此期的后半程DWI序列上的病灶信號由于部分細胞壞死、細胞膜破裂而開始明顯下降，成為等信號區，FLAIR序列圖像則可顯示其優越性，信號也強。慢性前期 (發病15～30d)，所有病灶FLAIR序列上的信號明顯下降，大部分接近正常或呈較低信號，慢性后期 (最長追蹤至45d)，部分病灶開始呈低信號囊性變，這部分病灶是真正的慢性期病灶，另外新鮮病灶 (處于急性期和亞急性期)和陳舊病灶的信號強度有所不同，這些都可以將慢性期病灶與急性期和亞急性期病灶區別開來。

故可以認為:在腦梗死的超急性期應常規采用DWI序列掃描，可提供最準確的腦梗死信息;而在急性期至慢性期包括腦軟化囊變灶FLAIR序列可以顯示病灶的動態變化，通過病灶信號強度的不同可初步判斷腦梗死病灶的發病時間，及各個病灶新舊程度的鑒別有較重要的意義，給臨床治療提供指導。

總之，磁共振成像是一門新興學科，綜合利用各種可行的新技術，使我們對發病時間＜6h的超急性期腦梗死的影像診斷獲得突破性進展，對梗死過程的病理、病理生理和生化代謝加深了解，并指導臨床治療，評價患者預后，這對腦梗死發病率很高的我國有重要意義。

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