功能磁共振技術在急性腦梗死的臨床應用現狀

王夢嬌，江名芳

(1.內蒙古醫科大學研究生學院，呼和浩特010110;2.內蒙古醫科大學附屬醫院神經內科，呼和浩特010110)

急性腦梗死(acute cerebral infarction，ACI)又稱急性缺血性腦卒中，指各種原因引起血流供應中斷導致的局部腦組織缺血、缺氧、液化性壞死，并出現相應神經功能缺損的臨床綜合征。在我國，缺血性腦卒中占所有卒中的69.6%～70.8%，我國北部和中部地區發病率較高，主要由腦實質供血動脈血栓形成或血栓栓塞所致，是我國人群致死的重要原因［1-2］。高血壓、糖尿病、高脂血癥等基礎疾病在腦梗死發生發展中起重要作用，在動脈粥樣硬化基礎上，粥樣斑塊脫落或管腔狹窄處的血栓形成是動脈血管閉塞的主要原因;此外，血凝塊、脂肪粒等栓子隨血流堵塞腦部血管引起局部腦組織缺血性壞死也是動脈血管閉塞的原因之一。血管再通治療是ACI急性期最有效的治療方法，可快速恢復腦血流、改善腦灌注、拯救缺血半暗帶(ischemic penumbra，IP)［3］。

對存在突發神經功能缺損癥狀、頭顱CT 除外腦出血的患者可初步診斷ACI，顱腦磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)對于指導ACI 的再灌注治療至關重要，其中彌散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)和灌注加權成像(perfusion weighted imaging，PWI)對ACI 診斷以及治療方案的選擇起到指導作用［3-6］。近年來，三維動脈自旋標記(arterial spin labeling，ASL)技術發展迅速，可用于評估腦血流灌注、預測顱內動脈閉塞和出血轉化。多模態MRI 的綜合應用有助于評估IP、指導溶栓治療、推動重組組織型纖溶酶原激活劑的應用、發現更多適合早期再灌注治療的ACI 患者，降低ACI 患者溶栓后的出血風險，延長溶栓治療時間窗。現就功能磁共振技術在ACI 的臨床應用現狀予以綜述。

1 MRI 的應用價值

MRI 不受骨性結構的影響，可清晰顯示腦實質、腦干和小腦病灶，已成為診斷腦血管病的重要輔助工具。正常情況下，顱內動脈在MRI 掃描中呈流空現象，在T1、T2 加權成像均呈低信號，部分患者T1、T2 加權成像序列可觀察到血管內高信號，此特點具有很高的ACI 診斷特異性，但敏感性較低，易受腦血管走行、腦脊液信號、掃描參數及厚度的影響，需要結合其他MRI 序列綜合分析［7］。

1.1 液體衰減反轉恢復(fluid-attenuated inversion recovery，FLAIR)序列 FLAIR 序列也稱水抑制成像技術，超早期腦梗死FLAIR 序列可見血管高信號征，表現為沿腦溝或腦回分布的點狀、線狀或管狀高信號，較T1、T2 加權成像更清晰。Toyoda 等［8］的早期研究發現，96.7%的ACI 患者FLAIR 序列可見動脈內異常信號，最早可在腦卒中癥狀發作后35 min發現異常信號，其信號分布能較好地預測腦動脈閉塞所致灌注異常的范圍，有助于決定是否需要早期行PWI。另有研究顯示，超早期腦梗死FLAIR 序列上的血管高信號征提示腦組織低灌注，診斷ACI 的敏感性較高，有利于治療決策的選擇［9］。在側支循環不足情況下，大多數ACI 患者的FLAIR 序列可見血管高信號征;當側支循環充足時，血管高信號征則消失［10］。

短暫性腦缺血發作后48 h 內ACI 的發生風險達50%，并可在90 d 內發展為腦梗死，故可根據短暫性腦缺血發作患者FLAIR 序列檢查發現的血管高信號征預測患者30 d 內發生ACI 的風險，有助于ACI 的預測及預防［11-12］。隨著腦組織血管源性水腫的加重，急性期FLAIR 信號強度亦隨之增加，故可根據FLAIR 序列信號強度推測發病時間，對確定溶栓時間窗及指導ACI 患者進一步治療有重要作用［13］。

1.2 磁共振血管成像(magnetic resonance angiography，MRA) MRA 是利用血管流空效應顯示血管影像，主要用于顱內大動脈狹窄或閉塞、動脈瘤以及血管畸形的診斷，MRA 包括對比增強MRA、相位對比MRA、時間飛躍法MRA 三種，其中對比增強MRA 可在短時間內定位血管閉塞部位，并能夠準確評估顱外血管及側支循環，診斷ACI 的準確性明顯優于時間飛躍法MRA［14］;相位對比MRA 不僅可明確血管閉塞部位，還可顯示動脈內血栓形成的長度，且血栓長度越長，血管再通治療效果越差［15］。Yoo 等［16］通過CT 血管造影或MRA 測量血栓體積發現，血栓體積≥200 mm3患者的血管再通率較低，證實了將200 mm3作為預測再通臨界值的有效性。MRA 還可用于評估ACI 患者側支循環，側支循環越豐富，血管再通治療效果越好，神經功能恢復越快;建立側支循環可維持IP 的血流灌注、保護遠端腦組織，但MRA 難以顯示細小的穿支動脈，易產生偽影，可靠性不及CT 血管造影和數字減影血管造影［10］。

1.3 DWI DWI 是一種反映水分子彌散特性的成像技術，可與腦組織細胞水腫發生同步顯示，并在缺血后數分鐘顯示病灶，對診斷ACI 有明顯優勢，還可用于ACI 與陳舊性或缺血壞死組織的鑒別，是溶栓篩選的主要指標之一［17］。DWI 診斷ACI 的靈敏度為87.3%，特異度為99.0%，在ACI 早期階段，腦組織灌注不足可能引起相應癥狀，但不會明顯限制DWI 的水彌散，每延遲60 min，DWI 檢出陽性率增加4%［18］。DWI 的Alberta 卒中項目早期CT 評分可用于評估ACI 患者的早期腦組織缺血性改變，并可預測重組組織型纖溶酶原激活劑靜脈溶栓患者的臨床預后。近年來研究發現，ACI 患者DWI 的Alberta 卒中項目早期CT 評分值與神經功能缺損癥狀發作時間無關，與腦血流灌注相關，有利于發病6 h 內可獲得溶栓受益患者的鑒別［19］。DWI 是目前診斷ACI 最敏感的檢查，可評估靜脈溶栓治療時機，并判斷預后。超早期腦梗死可出現DWI-FLAIR 不匹配，通過DWI-FLAIR 不匹配可推測發病時間不確定患者的ACI 發病時間，有助于篩選溶栓受益患者［13］。

1.4 PWI 血供正常組織的血流速度較缺血組織快，信號衰減迅速，而血流緩慢部位信號衰減速度較慢，甚至不衰減，并呈現相對高信號。PWI 通過觀察靜脈注射順磁性對比劑后的血流信號衰減速度，并結合回波平面成像技術獲得血流動力學和腦血管功能狀態等信息的成像技術。Simonsen 等［5］的研究顯示，DWI 與PWI 聯合診斷ACI 的靈敏度可達97.5%;小血管病變和后循環梗死的DWI 可表現為陰性。Wolman 等［6］的研究證實，可通過DWI 和PWI 準確識別前循環ACI，僅通過PWI 就能準確定位96%ACI 患者的前循環梗死;在一定情況下，PWI 可排除偽影的影響取代MRA，并可顯示MRA未能識別的病變。

Warach 等［20］首先提出，PWI 與DWI 不匹配的區域即為IP，腦組織急性缺血使腦細胞活動停止、功能喪失，但未發生細胞形態學改變和壞死。存在IP 的ACI 患者溶栓后的血管再通率高，神經功能改善更明顯，由此可見，通過PWI 和DWI 可發現ACI 患者中的溶栓受益者，并指導治療時間窗外患者的治療［21］。

1.5 三維ASL 技術 三維ASL 技術是利用內源性對比劑成像的功能磁共振技術，通過標記人體血液中自由擴散的水分子獲得腦血流量的灌注成像，僅3 ～5 min 便可評估和量化腦組織灌注狀態，具有無創、成本低、操作簡單、可重復檢查等優點。三維ASL 不僅對ACI、亞急性腦梗死患者的檢出率高，對短暫性腦缺血發作的檢出率亦可達到70%，診斷靈敏度 明 顯 高 于DWI［22］。Bokkers 等［23］的 研 究 發現，三維ASL 對腔隙性梗死灶不敏感，對較大梗死灶及低灌注的檢出率與動態磁敏感對比增強灌注技術相似;對于不適合注射外源性對比劑的腎小球過濾率較差或血液透析患者，三維ASL 是可行性的替代方法;張水霞等［24］的研究證實，與動態磁敏感對比增強灌注技術相比，三維ASL 對腦梗死的腦血流灌注敏感性更高。Zaharchuk 等［25］的研究發現，與PWI-DWI 不匹配相比，三維ASL 對ASL-DWI 不匹配存在過度評估，與其可更敏感地反映腦缺血狀態有關，ASL-DWI 不匹配可出現在IP 和良性灌注不足區。由此可見，三維ASL 可精確地指導腦梗死溶栓治療，并評價患者預后，具有廣闊的臨床應用前景。

研究發現，溶栓后腦血流過度灌注是發生腦梗死后出血轉化的獨立危險因素，出血轉化的潛在機制尚不清楚，可能與代謝產物導致血腦屏障破壞、血管通透性增高有關，在DWI 顯示病變范圍或其周圍出現過度灌注的ACI 患者發生出血轉化的概率是無過度灌注患者的3 倍［26］。三維ASL 不僅可監測梗死后出血轉化，還可動態觀察ACI 患者急性期和慢性期的腦血流灌注情況，指導下一步治療。國外學者通過觀察三維ASL 原始圖像發現了動脈內穿行偽影，即血液流速減慢或滯留在血管內形成的特殊影像，證實了根據動脈內穿行偽影的特點診斷頸內動脈狹窄或閉塞的敏感性和特異性優于MRA［27］。另有研究發現，MRI 聯合三維ASL 和磁敏感加權成像(susceptiblility weighted imaging，SWI)能更好地評價細胞氧代謝狀態、血液灌注、IP 范圍、側支代償儲備以及患者的近期預后等，可為臨床診斷和治療提供依據［28］。

1.6 SWI SWI 利用不同組織間磁敏感的差異增強顯示順磁性物質(去氧血紅蛋白、含鐵血紅素等)，可在溶栓前發現CT 無法顯示的腦組織微出血，從而預判溶栓治療伴發出血性轉化的風險，預測ACI 患者溶栓的危險性，減少溶栓后出血事件的發生［29］。SWI 還可顯示靜脈結構，梗死部位靜脈結構是缺血組織可挽救的特征性SWI 表現，若發現梗死部位靜脈結構，應及時建立血液灌注，否則此部位將會發生梗死，可見，SWI 可用于評估受損腦組織的存活，并指導溶栓治療［30］。隨著ACI 受損腦組織血管中脫氧血紅蛋白增加，SWI 圖像出現低信號改變，反映了動脈流量減少所致的低灌注狀態，此改變早于DWI 的信號改變，能更快地反映細胞毒性水腫，有助于指導早期治療［31］。

存在IP 且無出血風險是ACI 患者溶栓治療成功的關鍵，因此，IP 的預處理非常重要。研究發現，DWI-SWI 不匹配是簡便可行的IP 評估方法，評估IP 的敏感性與PWI 相仿，不僅能夠評估腦血流灌注狀態，還能預測溶栓后出血風險，可作為ACI 患者的常規檢查方法之一［32］。

1.7 靜息態功能磁共振 靜息態功能磁共振通過測定血液氧合水平依賴信號的變化獲取腦部神經活動信息，評估腦部血流灌注及功能狀態，多用于神經精神疾病的研究，如阿爾茨海默病、抑郁癥、精神分裂癥等。研究證實，靜息態功能磁共振可作為評估再灌注治療后ACI 患者灌注狀態和功能狀態的有效方法;缺血腦組織的功能恢復較其血流動力學恢復所需時間更長［33］。一項比較梗死核心組織、IP 組織和正常腦組織中低頻波幅變化的研究發現，靜息態功能磁共振可指導溶栓，并有助于神經保護治療方案的選擇［34］。此外，彌散張量成像可用于評價組織結構的連貫性和完整性，并可準確判斷病灶，對判斷預后和療效具有重要意義;核磁共振波譜分析可顯示病變組織代謝和生化改變，故可用于評估病變部位細胞功能狀態。

2 腦梗死的治療

腦梗死治療可分為超早期治療、個體化治療、整體化治療，超早期溶栓治療操作簡單，效果明顯，對于ACI 患者的神經功能恢復有重要意義，其中靜脈溶栓是目前最常用的溶栓途徑。以組織型纖溶酶原激活物為代表的第2 代溶栓藥物，可廣泛存在于血管內皮、血液以及組織中。通過重組技術產生的重組組織型纖維酶原激活劑的溶栓能力強、特異性高，對全身纖溶系統影響小，藥物半衰期僅4 ～6 min，藥物使用安全性高，現已成為一線溶栓治療藥物，可通過CT 灌注成像異常代表區、DWI-PWI 不匹配區或DWI-ASL 不匹配區確定可挽救IP 的范圍，對發病4.5 h 以內的ACI 患者行溶栓治療。

國際卒中研究證實，ACI 患者發病3 h 內，重組組織型纖維酶原激活劑靜脈溶栓安全有效，亦可將溶栓治療時間窗擴展至發病4.5 h 內，溶栓越早，患者預后越好［35］。有研究顯示，部分ACI 發病時間超過6 h 患者亦可從溶栓中獲益，且MRI 檢查能夠明確超早期腦梗死，使更多ACI 患者接受積極治療并獲益［36］。靜脈溶栓時間窗窄，大血管再通率低，血管再閉塞發生率及出血轉化風險均高，限制了靜脈溶栓的臨床應用，功能磁共振檢查對超早期腦梗死至關重要，Schaefer 等［4］的研究認為，DWI 顯示病變＞70 mL 或美國公立衛生院卒中評分＞20 分患者的再灌注治療臨床療效差，故應盡快完善ACI 患者的MRI 檢查，對不適合溶栓治療患者，應行早期藥物治療，以改善預后。

3 小 結

DWI 對腦組織缺血具有高度敏感性，目前DWI仍是評估ACI 最常用的檢查方法［17］。MRI 是選擇安全、有效、適當血管內治療方法的常用檢查手段，具有重要的臨床意義［37］。MRI 可提供診斷ACI 的必要信息，有助于確定治療方案;MRI 不僅可明確超早期腦梗死的梗死部位，還有助于篩選溶栓治療不能受益患者，避免其再灌注損傷［38］。影響ACI 患者預后的因素眾多，不能僅以發病時間＜4.5 h 作為重組組織型纖維酶原激活劑的溶栓治療標準，應結合多模式MRI 檢查確定ACI 患者的治療方案。三維ASL 能夠可靠地反映ACI 患者的低灌注狀態，有助于評價溶栓時間窗不明確、發病超過4.5 h 的ACI 患者的IP，并指導溶栓治療。未來仍需進行大量功能磁共振技術的臨床研究，以期更好地指導疾病診斷和治療。