體素內不相干運動成像技術評估短暫性腦缺血發作的研究

董云飛　付鳳麗　翟利浩　喬松　張建軍

[摘要]目的 初步探討體素內不相干運動（intravoxel incohere motion，IVIM）技術在短暫性腦缺血發作（transient is-chemic attack，TIA）中的應用價值。方法 收集19例經臨床診斷為TIA的患者及19例健康志愿者（對照組）作為研究對象，所有病例均進行MRI彌散加權成像（diffusionweightedimaging，DWI）及MM掃描。所得數據經過后處理得到標準彌散系數（standard apparentdiffusion coefficient，standard ADC）、慢擴散系數（slow apparentdiffusion coefficient，slow ADC）、快彌散系數（fast apparentdiffusion coefficient，fast ADC）。分別測量TIA組及對照組兩側大腦半球的standard ADC值、slow ADC值及fast ADC值。采用兩獨立樣本t檢驗進行統計學分析。結果 19例TIA患者隨訪MRI檢查結果顯示，8例患者DWI序列顯示進展為新發腦梗死。與對照組比較，TIA組fastADC值降低，兩者差異有統計學意義（P<0.01），standardADC值、slow ADC值差異無統計學意義。結論 IVIM成像能夠反映彌散信息及局部腦組織微循環灌注的變化，有望為TIA的早期診斷提供一種新的影像學檢查方法。

[關鍵詞]體素內不相干運動；磁共振成像；短暫性腦缺血發作

中圖分類號：R743；R814 文獻標識碼：A 文章編號：1009-816x（2016）05-0363-03

短暫性腦缺血發作（transient ischemicattack，TIA）是神經內科比較常見的一種臨床病癥，研究認為TIA與腦梗死的發生密切相關，TIA后24h內發生腦梗死的風險為5.1%，7天以內高達11.1%，因此，TIA是需緊急干預的卒中預警事件，同時也是二級預防的最佳時機。體素內不相干運動（intravoxel incohere mo-tion，IVIM）是一種無創、不需注射對比劑的多b值DWI成像技術，不僅能提供腦組織內微結構的水分子彌散信息，還能提供腦組織內微循環的灌注信息。本研究擬通過分析TIA患者及健康對照組的IVIM相關參數的變化特點，初步探討IVIM成像技術在TIA診斷中的應用價值。

1資料與方法

1.1一般資料：收集2011年12月至2015年10月期間經我院神經內科確診為TIA的思者19例作為研究對象，其中男10例，女9例，年齡46～86歲，平均（59.01±8.52）歲。納入標準：①臨床癥狀及影像學檢查符合TIA的診斷標準；⑦均進行MRI隨訪。排除標準：①顱內血腫、腦腫瘤、脫髓鞘病及腦血管畸形者；②嚴重肝、心、腎功能不全；③幽閉恐懼癥；④有精神系統疾患病史及家族史者。本研究經院倫理委員會批準，均簽署知情同意書。選擇年齡、性別、健康狀況良好的志愿者19例作為對照組，其中男12例，女7例，年齡50～80歲，平均（60.05±6.02）歲。

1.2檢查方法：采用Philips Achieva 3.0T超導型磁共振掃描儀，頭顱16通道矩陣線圈。單次激發平面回波序列EPI-DWI，常規掃描包括T2WI、T1WI、T2-Flair。多b值共采用10個b值：0，5，10，20，50，100，200，400，800，1200，1500s/mm²。常規掃描主要參數：彌散加權成像：TR 1884ms，TE 51ms，FOV 30mm×230mm，矩陣124×96，激勵次數3。層厚6mm，間隔1mm，掃描時間1分30秒。橫軸位快速自旋回波（TSE）序列T2WI：TR 3000ms，TE 80ms，FOV 176mm×230mm，矩陣336×512，激勵次數1。層厚5mm，間隔lmm，掃描時間1分30秒。橫斷面自旋回波（SE））序列T1WI：TR280ms，TE 3ms，flip angle 90°，FOV 168mm×256mm，矩陣201×230，激勵次數2，層厚6mm，間隔1mm，掃描時間2分30秒。

1.3圖像處理及分析：所有數據均使用GE AW4.4后處理工作站進行分析。IVIM模型的各項參數使用工作站Functiontool中MADC軟件進行計算結合T2-Flair序列，在b值為800s/ram2的DWI上手動勾畫感興趣區（region of interest，ROI）。選取基底節至其上方側腦室體部水平的四個層面作為感興趣層面（腦組織微循環灌注降低時，該區域較腦皮層更易受缺血影響），一側大腦半球放置4個ROIs，避開大血管、腦脊液及明顯的壞死、出血和囊變區，以腦中線為鏡像，在對側半球等距離處做出對側的ROIs。在勾畫完ROI之后，軟件可以自動生成IVIM模型相關的參數：（1）標準擴散系數（standard apparentdiffusion coefficient，standard ADC）：用b=0，及b≥200的b值數據擬合計算的ADC值。（2）慢擴散系數（slow apparentdiffusion coeflqcient，slow ADC）：代表體素內單純的水分子擴散效應。（3）快彌散系數（fast apparentdiffusion coeffi-cient，fast ADC）：代表體素內微循環灌注相關擴散效應。重復測量3次取4個層面IVIM模型相關的參數的平均值并記錄。

1.4統計學處理：利用SPSS18.0版統計學軟件，計量資料以（x±s），TIA組與對照組局部腦組織的standard ADC、slow ADC和fast ADC參數采用獨立樣本t檢驗進行分析，P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1 MRI檢查結果：19例TIA組患者的起病時間最短5rain，最長12h，平均5h（見封三圖1）。所有病例均進行MRI隨訪，其中8例患者7～14d進行MRI隨訪，DWI序列顯示新發腦梗死。

2.2兩組患者IVIM結果比較：與對照組比較，TIA組患者的fast ADC值明顯降低，兩者差異有統計學意義（P<0.01），standard ADC值和slow ADC值差異均無統計學意義（P>0.05），見表1。

3討論

TIA是由于某種因素造成的腦動脈一過性或短暫性供血障礙，導致相應供血區局灶性神經功能缺損指伴有大腦局灶性或區域性短暫的腦血液循環障礙。隨著時間的推移，腦微循環灌注下降到不同的閾值會導致腦細胞不同程度的功能及形態改變，大約1/3TIA患者出現腦缺血損害，形成不可逆的腦損傷，可有對應部位腦梗死。MRI彌散加權成像（diffusion weighted im aging，DWI）序列對腦組織缺血缺氧最為敏感，是目前常用的影像學檢查方法，能夠識別細胞毒性損害并能夠顯示梗塞的部位，可以提供常規MRI方法無法獲得的微觀結構信息。因此，基于DWI序列的成像優點，美國心臟病與卒中協會建議重新界定TIA，即癥狀不超過1h，且DWI序列無陽性病灶顯示，推薦使用DWI序列觀察TIA患者有無神經組織的損傷，并以此作為與腦梗死的重要鑒別指標。

以往研究報道部分TIA患者存在無梗塞核心區的缺血帶區域，認為灌注異常可以作為TIA的客觀指標。而傳統的單指數DWI模型所得到的ADC同時受到組織內水分子擴散和微循環灌注兩種成分的影響，不能更好地反映病變內部的變化情況。隨著MRI硬件和序列技術的發展，DWI成像的圖像質量得到極大地提升，研究者們也開始進一步關注包含在擴散數據中的多成分的微觀結構信息。IVIM由Le Bihan等在1986年首次提出，基于多組b值（一般7～15個k值），將組織中分別反映水分子擴散和微循環灌注的兩種成分分別進行研究。在IVIM各參數中，ADC值由傳統的單指數模型計算；slow ADC值是采用雙指數模型擬合得到，代表體素內單純的水分子擴散效應；fast ADC是一種假性擴散系數，代表血液在不規則毛細血管網內的流動，類似于水分子的不規則運動，與血流速度與毛細血管的長度，能夠反映組織微血管灌注信息。

大量研究證實IVIM能夠定量獲得腦組織的灌注信息。有學者發現fast ADC與傳統灌注中的平均通過時間呈反相關，而與腦血管量呈正比，提出TVIM獲得的灌注參數及傳統灌注參數之間存在線性關系。CBF反映缺血腦組織內氧及葡萄糖的輸送率，能夠更直接的反映腦缺血組織病理生理狀態。Hu等發現缺血腦組織的fast ADC與CBF之間具有明顯相關性，CBF的減低引起fast ADC的降低，fast ADC可以反映腦組織的灌注狀態。本研究結果顯示TIA組的fast ADC值低于對照組，說明TIA患者整個腦組織的微循環灌注與正常人相比，均有不同程度的減低，并且fast ADC值的降低與是否出現腦梗死有一定的關聯，筆者在隨訪中發現，8例TIA患者在出院7～14d后臨床癥狀惡化，隨訪MRI檢查顯示新發局灶性的腦梗死，這與Prabhakaran等的研究結果相一致，說明盡管TIA后患者的臨床癥狀可以完全或者幾乎完全緩解，仍有一部分患者處于持續的腦組織低灌注狀態，及時挽救TIA患者可逆性的腦組織損傷對臨床治療及預后起到了重要的作用。由于本研究樣本量較小，缺乏臨床預后的相關資料，如NIHSS或mRS評分，僅用影像學結果對TIA患者及對照組的IVI腦組織微灌注進行描述，缺乏明確持續性的DWI隨訪結果與臨床預后之間的關系，需要更多的病例數及更多次的隨訪，進一步評估fast ADC值在TIA疾病早期診斷中的確切診斷效能。

綜上所述，IVIM作為一項無創性檢查方法，既能顯示彌散信息，又能反映局部的微循環灌注，能夠從微觀水平對TIA患者的腦組織功能狀態進行評估，有助于TIA的早期診斷。