MRI技術(shù)在缺血性腦卒中診療中的應(yīng)用

張曉崢

（福建中醫(yī)藥大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，福建 福州）

MRI技術(shù)在缺血性腦卒中診療中的應(yīng)用

張曉崢

（福建中醫(yī)藥大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，福建 福州）

近年來,隨著磁共振成像技術(shù)的發(fā)展,缺血性腦卒中的早期診斷和治療已成為可能。利用MRI技術(shù)可在卒中早期準(zhǔn)確的檢出缺血和梗死組織，及時挽救半暗帶,有利于指導(dǎo)臨床治療，減少損害,改善預(yù)后和轉(zhuǎn)歸。本文對缺血性卒中檢查常用的MRI序列進(jìn)行綜述,概述其在臨床中的不同應(yīng)用。

核磁共振成像技術(shù)；缺血性腦卒中；缺血半暗帶

缺血性腦卒中(ischemic stroke, IS)又稱腦梗死，是一種發(fā)生率高、致殘率高、死亡率高的臨床常見病。隨著老齡化社會的到來,IS發(fā)病率逐漸增加,嚴(yán)重危害著人類的健康。如何實(shí)現(xiàn)對缺血性腦卒中的早期診斷和治療一直是國內(nèi)外臨床醫(yī)師關(guān)注的熱點(diǎn)，而能否在卒中早期精確地判斷缺血半暗帶的存在,則是治療缺血性卒中的關(guān)鍵，在臨床治療中具有非常重要的意義。

功能磁共振成像技術(shù)有助于確認(rèn)可逆性缺血半暗帶的存在與否,可為溶栓和神經(jīng)保護(hù)治療提供直觀的影像學(xué)資料，已成為診斷腦梗死的重要標(biāo)準(zhǔn)。FLAIR、DWI、PWI、DTI、MRS等作為常用的功能磁共振技術(shù),對缺血性腦卒中的早期診治及預(yù)后轉(zhuǎn)歸具有重要的實(shí)用價值。

一 液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列

液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（fluid attenuated inversion recovery，F(xiàn)LAIR）是一種腦脊液被抑制的T2加權(quán)像。在FLAIR上 CSF無信號，增加了病灶/背景、病灶/腦脊液的對比度，可清晰顯示腦脊液周邊的梗塞灶(如蛛網(wǎng)膜下腔、腦室周圍、表淺腦皮層等)，不會出現(xiàn)常規(guī)T2WI上病灶鄰近CSF邊緣被掩蓋的現(xiàn)象，能夠提高病灶的檢出率。但其信號采集時間較常規(guī)SE、T2WI序列長。

應(yīng)用FLAIR技術(shù)可在卒中超早期(2h)發(fā)現(xiàn)流動緩慢或停滯的血管影，即高密度血管征(hyperintense vessels sign, HVS)。研究表明[1]在FLAIR像上，常出現(xiàn)于缺血區(qū)腦溝、腦裂的高信號血管征（HVS）是急性腦梗死有價值的間接征象，提示顱內(nèi)大動脈嚴(yán)重狹窄或閉塞。FLAIR所示異常部位與低灌注相關(guān)，其與MRA所示血管部位的一致率達(dá)80%,與PWI所示低灌注區(qū)的一致率達(dá)88%[2]。

二 彌散加權(quán)成像和灌注加權(quán)成像

DWI可在缺血性卒中的超急性期顯示腦梗死的具體部位,PWI可用來分析缺血病灶的灌注改變。大量實(shí)驗(yàn)和臨床證據(jù)表明，聯(lián)合DWI和PWI能夠在卒中超早期檢測到缺血性病變,有助于區(qū)分梗死核心區(qū)和缺血半暗帶。DWI小于PWI的區(qū)域提示為缺血半暗帶,見于80%～86%的缺血性卒中患者[3]。缺血損傷區(qū)大小的測量可用于指導(dǎo)臨床實(shí)施早期溶栓治療。目前認(rèn)為, 6小時是搶救缺血半暗帶的最有效時段。同時應(yīng)用兩種序列不僅能明確診斷還可在一定程度上判斷預(yù)后,缺血半暗帶較大且不可逆損傷較小者溶栓效果最好,缺血半暗帶相對較小且不可逆損傷較大者溶栓效果尚可,無缺血半暗帶者效果差。在中風(fēng)后6.5h,PWI所示缺血損傷與NIHSS(美國國立衛(wèi)生院卒中量表)評分相關(guān)性較強(qiáng), 當(dāng)灌注缺損體積縮小時,即便DWI異常信號擴(kuò)大,患者的神經(jīng)功能損害癥狀可明顯改善,若灌注缺損沒有減小,則臨床預(yù)后較差。在缺血早期，DWI和PWI能夠?yàn)轭A(yù)測最終的神經(jīng)功能損害程度提供有價值的信息[4]。

（一）彌散加權(quán)成像

彌散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging, DWI)可敏感地檢測水分子的彌散速度，彌散快的區(qū)域表現(xiàn)為低信號,彌散慢的區(qū)域表現(xiàn)為高信號。彌散通常用來描述水分子等顆粒由高濃度向低濃度的擴(kuò)散運(yùn)動。腦缺血時組織中水分子的彌散運(yùn)動減弱,在DWI圖像上表現(xiàn)為界限清楚的高信號區(qū)。DWI不但對擴(kuò)散敏感，對呼吸、脈搏、腦脊液流動等生理活動也敏感，因此用表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient, ADC)來表示活體中測到的擴(kuò)散。ADC可作為DWI的宏觀表現(xiàn)，腦缺血時ADC值下降，此時DWI上表現(xiàn)為高信號。DWI信號與ADC,兩者信號強(qiáng)度相反,DWI信號越高，ADC值越低。目前認(rèn)為其病理機(jī)制是細(xì)胞毒性水腫:缺血組織微循環(huán)障礙,能量代謝不足,導(dǎo)致鈉鉀泵衰竭,鉀離子大量外流,鈉離子內(nèi)流,細(xì)胞內(nèi)滲透壓升高,使得細(xì)胞外水分子大量進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，水分子彌散速度下降，DWI呈現(xiàn)高信號,ADC值降低。

現(xiàn)已公認(rèn)DWI是診斷早期腦缺血最敏感和準(zhǔn)確的方法，DWI能清楚顯示腦組織的缺血范圍及程度并預(yù)測缺血結(jié)果，廣泛應(yīng)用于超急性和急性腦梗死的診斷和治療中。DWI可較早地發(fā)現(xiàn)缺血病灶，其顯示病灶最早在起病2h, 而T2WI最早在12h。臨床研究顯示，部分病人在發(fā)病30min至數(shù)小時即可在DWI圖像上呈現(xiàn)高信號改變。但其敏感性的持續(xù)時間較短,1周左右敏感性降低,可出現(xiàn)假陰性。其次，DWI在發(fā)現(xiàn)小的卒中病灶方面比常規(guī)T2WI敏感，有研究顯示，發(fā)病6h內(nèi)的691例缺血性卒中患者DWI的敏感性為97%,特異性為100%,顯著高于CT平掃[5]。沈紀(jì)芳等對36例CT排除腦出血的急性腦梗死患者進(jìn)行DWI及T2WI檢查，結(jié)果DWI掃描病灶檢出率為100%，常規(guī)T2WI檢查病灶檢出率僅72%[6]，表明DWI在明確急性腦梗死病變部位、范圍上優(yōu)于T2WI。DWI薄層掃描(3mm)可明顯提高診斷的準(zhǔn)確率,有助于發(fā)現(xiàn)小病灶[7]。再者，DWI結(jié)合T2WI可鑒別新舊梗死。由于梗死T2值延長，急性期和慢性期IS在T2WI上均表現(xiàn)為高信號；DWI僅在急性或亞急性期表現(xiàn)為高信號，慢性期由于腦組織壞死形成，空洞內(nèi)含自由水，呈現(xiàn)低信號。另外，DWI還可以區(qū)分血管性和細(xì)胞毒性水腫,血管性水腫提示血腦屏障破壞,而細(xì)胞毒性水腫提示核團(tuán)或神經(jīng)元損傷[8]。

DWI可應(yīng)用在缺血性卒中的預(yù)后方面。急性期ADC值降低，亞急性晚期和慢性期ADC假正常化或者升高。從缺血區(qū)的邊緣帶到缺血中心ADC值逐漸降低，因此觀察ADC值可得知病變的進(jìn)程，也可用來動態(tài)觀察治療效果。Nagesh等證實(shí),盡管人腦缺血10h內(nèi),ADC平均值普遍降低,但在缺血范圍內(nèi)的不同腦區(qū),ADC值并不相同,呈不同程度的低、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[9]。早期ADC明顯下降的缺血組織即DWI高信號區(qū)多數(shù)將發(fā)展為腦梗死，溶栓治療效果不明顯。

（二）灌注加權(quán)成像

灌注加權(quán)成像(perfusion-weighted imaging, PWI)利用超快速掃描，注射順磁性造影劑或測定氧含量等方法來評價腦組織的灌注狀態(tài)。通常采用釓鹽(Gd-DTPA) 靜脈注射，短時間內(nèi)改變組織的磁化率，通過檢測不同腦組織的信號強(qiáng)度變化，估算出局部腦血流量(CBF)、腦血容積(CBV)、平均通過時間(MTT)等血流動力學(xué)參數(shù)，從而構(gòu)建灌注功能圖。PWI能夠敏感地探查到腦缺血造成的信號下降,可診斷超早期腦梗死，確定缺血范圍并估計(jì)半暗帶大小，還可根據(jù)灌注缺乏范圍明確受累動脈區(qū)，有助于補(bǔ)充MRA遺漏的末梢血管閉塞。

MTT、CBV及CBF的變化可反映病變和治療的進(jìn)程。MTT敏感性高，可基本確定缺血范圍。MTT結(jié)合CBV/CBF比值可提示缺血半暗帶。腦組織灌注不足時MTT明顯延長,相對CBV減少,相對CBF明顯減少;側(cè)支循環(huán)形成時MTT延長,相對CBV增加或不變;再灌注時MTT正常或縮短,相對CBV增加,相對CBF正常或輕度增加;過度灌注時相對CBV和相對CBF顯著增加。若CBV/CBF增大且MTT延長，提示血液進(jìn)入局部腦組織的阻力增大，提示缺血腦組織處于臨界狀態(tài)，及時灌注可以挽救；若CBV/CBF比值下降且MTT縮短，則腦梗死不可恢復(fù)。當(dāng)MTT絕對延長4.3~6.1s時,如不進(jìn)行溶栓治療這一區(qū)域?qū)l(fā)展為梗死,若＞6.1s則為不可逆性梗死[10]。與健側(cè)相比, MTT ＞1.63s和相對CBF ＜0.59是半暗帶發(fā)展為腦梗死的截止值,而相對CBV沒有陽性預(yù)測價值[11]。小樣本臨床研究認(rèn)為，當(dāng)CBF在12-22 mL/(100g.min)之間時，受累局部處于不穩(wěn)定的代謝狀態(tài)即半暗帶，積極治療可恢復(fù)；當(dāng)CBF＜12 mL/(100g.min)或CMRO2（腦氧代謝率）＜65 mol/(100g.min)時受損組織最終會發(fā)展為梗死。另外，TTP＞4s能有效地識別低灌注區(qū)。

近年來，有一種不使用造影劑的灌注成像技術(shù)在臨床上應(yīng)用較多，稱動脈自旋標(biāo)記灌注加權(quán)成像（arterial spin labeling perfusion weighted imaging , ASL-PWI）。ASL-PWI以動脈血中自由彌散的水質(zhì)子為內(nèi)源性示蹤劑[12]，對將流入目標(biāo)區(qū)的血液用射頻脈沖反轉(zhuǎn)其自旋方向進(jìn)行標(biāo)記，再利用MR信號對質(zhì)子自旋運(yùn)動的敏感性進(jìn)行灌注成像。即ASL-PWI把腦組織中流動的血液作為標(biāo)記物來對血流灌注情況進(jìn)行定量檢查。該方法得到的是有生理意義的腦血流的量化值，且其對比度來源于縱向磁化強(qiáng)度，因而在腦功能激活的應(yīng)用上優(yōu)于BOLD（血氧依賴水平對比度）。ASL-PWI不需注射外源性對比劑,安全無創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)方便，在腦科學(xué)的研究中有廣闊的應(yīng)用前景。

三 擴(kuò)散張量成像

擴(kuò)散張量成像（diffusion tensor imaging, DTI）根據(jù)水分子在大腦白質(zhì)纖維束縱軸和橫軸方向彌散的各向異性成像。各向異性用來描述水分子在組織中的彌散方向。腦組織中神經(jīng)纖維的軸突膜和髓鞘可阻礙水分子的彌散，使得水分子在平行于纖維方向的彌散速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于垂直方向，這種具有明顯方向性的彌散稱之為各向異性。各向異性(fractional anisotropy, FA)和平均彌散度(averaged diffusivity, DAV)的顯著性差異提示病灶的邊緣存在IP。陳小平報(bào)道，缺血性腦卒中患者在康復(fù)治療前后行DTI檢查,治療后梗死灶A(yù)DC值、FA值升高,與治療前相比具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），且治療前后的FA值、ADC值與NIHSS評分應(yīng)用Spearman相關(guān)性分析，差異也有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）[13],這表明DTI能顯示腦梗死區(qū)白質(zhì)纖維束的方向及各向異性的改變程度，同時也可對康復(fù)治療的預(yù)后情況提供影像學(xué)依據(jù)。DTI能夠顯示神經(jīng)纖維的形狀及走向，明確腦內(nèi)局部病變的部位和范圍 ,將缺血性病灶精確定位于感覺或運(yùn)動通路，這在T2WI或DWI上無法顯示。FA降低與卒中后運(yùn)動功能的缺損正相關(guān)，卒中后2周內(nèi)可通過FA評價下行錐體束Wallerian變性的情況。

四 磁共振波譜

磁共振波譜分析(magnetic resonance spectroscopy, MRS) 是利用化學(xué)位移原理，通過檢測缺血腦組織的代謝產(chǎn)物來了解腦的代謝狀態(tài)。臨床上常用質(zhì)子磁共振頻譜（1H-MRS）檢查缺血性腦卒中，應(yīng)用較多的有乳酸(Lac)、N-乙酰天冬氨酸(NAA)、膽堿(Cho)和肌酸-磷酸肌酸(Cr-PCr)等,其中Lac和NAA意義較為明確。MRS可觀察到不同時間里腦梗死區(qū)代謝產(chǎn)物的變化，DWI和PWI一般只在梗死早期發(fā)現(xiàn)明顯異常，因此在時間選擇上，MRS優(yōu)于DWI和PWI。

Lac是無氧代謝的產(chǎn)物，正常腦組織中檢測不到，腦缺血數(shù)分鐘即可迅速增高至高峰，因而被認(rèn)為是早期腦梗死的敏感指標(biāo)。NAA 主要存在于神經(jīng)元及其軸突中，由神經(jīng)細(xì)胞的線粒體產(chǎn)生，是神經(jīng)元密度和活力的標(biāo)志。Lac和NAA在腦梗死不同階段有不同的變化。短期缺血后再灌注，Lac高峰可恢復(fù)正常,若長時間缺血則導(dǎo)致乳酸中毒而不能恢復(fù)。腦缺血發(fā)生后幾小時內(nèi)，在腦組織未完全梗死前NAA呈緩慢下降,當(dāng)腦組織完全梗死后NAA波峰降至最低水平甚至完全消失。

腦缺血后在MRS頻譜中，Lac明顯升高, NAA/Cho明顯降低。急性腦梗死時若T2WI無異常，但MRS顯示Lac峰值且NAA波峰降低,提示這一區(qū)域?yàn)镮P，可以進(jìn)行溶栓治療。Lac/NAA比值小于1提示非梗死區(qū)域，Lac/NAA比值大于1提示梗死區(qū)域。Lac/Cho比值與卒中評分和最終梗死體積顯著相關(guān),結(jié)合DWI檢查可明顯提高臨床預(yù)測轉(zhuǎn)歸的能力。

五 磁共振血管成像

磁共振血管成像（magnetic resonance angiography ，MRA）通過流動血液與靜止腦組織間的對比獲取圖像, 能夠三維地顯示腦部受累血管的位置及狹窄情況。MRA無需注射對比劑，是非創(chuàng)傷性的顱內(nèi)血管成像，顯示閉塞血管的準(zhǔn)確度接近100℅，為臨床提供了重要的診斷依據(jù)。蔣穎報(bào)道,選擇35例已通過數(shù)字減影血管造影(DSA)確診的缺血性腦卒中患者,行磁共振腦血管造影(MRA), 結(jié)果MRA組大腦前動脈、大腦中動脈及大腦后動脈的病變檢出率明顯高于DSA組[14],表明MRA對缺血性腦卒中診斷率較高,尤其是大面積病變患者。但MRA在顯示顱內(nèi)血管末梢分支上準(zhǔn)確性不佳，對小血管以及彎曲血管的顯示也不夠理想。對發(fā)作幾小時或幾天內(nèi)缺血性卒中，使用MRA檢查可造成動脈血栓阻塞漏診。增強(qiáng)MRA可以對血管狹窄程度進(jìn)行更精密的評估[15]，已逐步取代傳統(tǒng)MRA。

六 討論

DWI可探查缺血性卒中早期的腦水腫，對診斷急性腦梗死最敏感,一般適用于早期探查。DWI在區(qū)分梗死灶新舊方面也較常規(guī)MRI及FLAIR優(yōu)越。DWI和PWI聯(lián)合應(yīng)用能夠比較可靠地識別缺血半暗帶，能夠減少損害，有利于改善預(yù)后。FLAIR、DTI也主要用于明確不同類型腦梗死的缺血半暗帶情況。MRA能增加腦血管病的檢出率，主要用于檢查溶栓治療后血管的再通情況。MRS采集數(shù)據(jù)時間較長,空間分辨率較低,主要用于聯(lián)合判斷卒中的轉(zhuǎn)歸。

缺血半暗帶是缺血腦卒中治療的關(guān)鍵，是MRI技術(shù)在腦梗死應(yīng)用中最重要的指標(biāo)。綜合利用多種MRI技術(shù)可早期診斷腦缺血,及時準(zhǔn)確的顯示半暗帶，提供缺血組織的血流動力學(xué)參數(shù)、灌注程度、代謝狀態(tài)等，為缺血性腦卒中的早期診治、病變預(yù)測、及功能評價提供重要的影像依據(jù)。目前有研究認(rèn)為，PWI減去DWI并不完全等于半暗帶，梗死灶可能比原來估計(jì)的區(qū)域要大或小，提出新的缺血區(qū)可由里向外分為四個部分：中心梗死區(qū)、彌散異常區(qū)、灌注異常區(qū)和良性血供減少區(qū)。另外，近年來功能磁共振成像也越來越多的應(yīng)用于卒中后腦功能的康復(fù)中。

[1] 朱楓. MRI-T2FLAIR高信號血管征對急性缺血性腦卒中診斷及臨床預(yù)后評估的研究[D]. 蘇州大學(xué), 2014.

[2] Toyoda K, Ida M, Fukuda K. Fluid-attenuated inversion recovery intra-arterial signal: an early sign of hyper acute cerebral ischemia. AJNR Am J Neuroradiol.2001, 22: 1021-1029.

[3] Hjort N, Butcher K, Davis SM, et al. Magnetic resonance imaging criteria for thrombolytic in acute cerebral infarct.Stroke. 2005, 36:388-397.

[4] 李志欣. 磁共振功能成像對腦缺血半暗帶的研究進(jìn)展[J].國外醫(yī)學(xué)(臨床放射學(xué)分冊). 2002, 02: 71-74.

[5] 高宗恩, 包仕堯. 缺血性卒中的影像學(xué)[J]. 國外醫(yī)學(xué)(腦血管疾病分冊). 2005, 07: 497-505.

[6] 沈紀(jì)芳, 朱玉春. 聯(lián)合應(yīng)用彌散加權(quán)磁共振成像和磁共振血管成像對急性腦梗死. 臨床診斷分析[J]. 實(shí)用醫(yī)學(xué)影像雜志, 2015, 01: 34-36.

[7] Nakamura H, Yamada K, Kizu Q, et al. Effect of thin-section diffusion-weighted MR imaging on stroke diagnosis. AJNR AJNR Am J Neuroradiol.2005, 26:560-565.

[8] Miller V, Neonatal cerebral infarction [J]. San in PediatrNeurol. 2000, 7(4): 278-288.

[9] 宋海濤, 馬微, 宋冬晶, 等. 磁共振成像技術(shù)對急性缺血性腦血管病的診斷進(jìn)展[J]. 醫(yī)療裝備, 2015, 05: 16-18.

[10] Paisons MW, Yang Q, Barber PA, et al. Perfusion magnetic resonance imaging maps in hyperacute stroke, relative cerebral blood flow most accurately identifies tissue destined to infarct.Stroke.2001,32: 1581-1587.

[11] Rohl L, Osteigaard L, Simonsen CZ, et al. Viability thresholds of ischemic penumbra of hyperacute shake defined by perfusion-weighted MRI and apparent diffusion coefficient. Stroke, 2001, 32:1140-1146.

[12] 王敏, 王寶軍, 劉國榮, 等. 磁共振動脈自旋標(biāo)記灌注成像技術(shù)及其評價缺血性卒中患者腦血流灌注的研究進(jìn)展[J].中國腦血管病雜志, 2013, 05: 277-280.

[13] 陳小平. 磁共振彌散張量成像在評價內(nèi)囊白質(zhì)纖維束發(fā)育及缺血性腦卒中康復(fù)治療前后的初步應(yīng)用研究[D].福建醫(yī)科大學(xué),2013.

[14] 蔣穎. 磁共振腦血管造影對缺血性腦卒中的診斷價值[J]. 中國當(dāng)代醫(yī)藥, 2013, 15: 94+96.

[15] 易婷玉, 張梅芳, 蔡若蔚. 缺血性腦血管病的影像學(xué)新進(jìn)展[J]. 中風(fēng)與神經(jīng)疾病雜志, 2013, 06: 564-567.

The clinical application of magnetic resonance imaging in ischemic stroke

ZHANG Xiao-zheng
（College of Rehabilitation Medicine，F(xiàn)ujian University of Traditional Chinese Medicine, Fuzhou 350108, China)

The early diagnosis and therapy of ischemic stroke has become possible with the developmentof magnetic resonance imaging (MRI) in recent years. For the using of MRI techniques, ischemic and infracted tissues can be detected accurately during early period, and ischemic penumbra can be saved in time, which is beneficial for guiding clinical treatment, reducing impairment and improving prognosis. This article reviews the common MRI sequences in the diagnosis of ischemic stroke, summarizes its different application in clinical practice.

MRI; Ischemic Stroke; Ischemic Penumbra

福建省康復(fù)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心資助項(xiàng)目(X2012004-協(xié)同).

張曉崢：在讀碩士,主治醫(yī)師。研究方向：腦卒中的中醫(yī)康復(fù)治療。主要從事運(yùn)動系統(tǒng)疾病的中醫(yī)康復(fù)治療，如針灸結(jié)合康復(fù)訓(xùn)練治療頸椎病，肩周炎，腰肌勞損，腰椎間盤突出，坐骨神經(jīng)痛等。擅長溫針灸、隔姜灸治療退行性膝關(guān)節(jié)炎，走罐、刮痧調(diào)理臟腑治療失眠、胃脘疼痛，刺絡(luò)放血治療面部痤瘡、慢性濕疹、陳舊性踝關(guān)節(jié)扭傷及耳穴點(diǎn)壓治療肩頸腰背疼痛等。

導(dǎo)師：陳立典（1963-），男，博士，教授、主任醫(yī)師、博士生導(dǎo)師，研究方向：中醫(yī)康復(fù)臨床研究、基礎(chǔ)研究、教學(xué)研究。