探究磁共振擴散成像在腦梗死的效果進展

張會明

（吉林國文醫院，吉林 吉林）

0 引言

腦梗死由各種原因導致局部腦組織區域供應障礙，繼而出現腦組織缺血缺氧性病變壞死。腦梗死是一種急性病癥，具有高致殘率和高致死率，不僅會對患者身體帶來巨大影響，也對患者家庭及社會造成沉重負擔。目前，頭顱CT和頭顱MRI是腦結構影像檢查的主要方式，MRI比之CT更能清晰分辨腦梗死病灶，但對短期內發病的腦梗死不敏感，而在MRI基礎上發展的擴散加權成像（Diffusion Weighted Imaging, DWI）、擴 散 張 量 成 像（Diffusion Tensor Imaging, DTI）、擴散峰度成像（Diffusion Kurtosis Imaging, DKI）則能更清晰地顯示出所有腦梗死病灶，便于診斷和治療[1]。

1 擴散加權成像，DWI

1.1 DWI的原理及參數

擴散這一詞指分子無規則運動，單位為mm2/s，一般描述分子等顆粒由高濃度區向低濃度區擴散的微觀運動。DWI擴散加權成像是在自選回波序列180°脈沖兩側對稱基礎上添加的一對擴散敏感的梯度脈沖，質子沿磁場梯度擴散，自旋頻率改變，回波時間內因質子相位分散不能相聚，繼而信號衰減，信號衰減公式為SD=exp-bD，其中，D為擴散系數，反映水分子的擴散運動能力，b值是擴散梯度因子，b值越大，相應擴散權重越大。而DWI的分子移動使用擴散系數（ADC）表示，ADC值越大，水分子擴散程度越高，DWI信號越低[2]。

1.2 DWI在腦梗死診斷中的應用

現階段，DWI已經在急性腦梗死的診斷中常規使用，因DWI比CT在腦梗死核心區梗死的識別有著更高的敏感性和準確性。動脈閉塞后，腦組織出現缺血變化，水分子擴散受限，DWI顯示病灶高信號，ADC低信號。雖然ADC信號降低的原因尚不明確。DWI與磁共振灌注成像的不吻合區域，一般是通過再灌注能夠恢復正常功能的缺血半暗帶，但目前尚不完全確定，而DWI異常范圍認為是核心梗死區，某些研究認為，此范圍內包含部分可逆損傷組織。

1.3 DWI改變與臨床預后的關系

DWI不止能在早期顯示急性腦梗死病灶范圍，也能在早期預測臨床預后，據美國一些研究專家實驗，發現急性期腦梗死患者的DWI異常體積與NIHSS量表（美國國立衛生研究院）顯著相關[3]。

2 擴散張量成像，DTI

2.1 DTI原理

DTI是基于DWI發展的一種成像方式，通過在DWI施加多線性方向的敏感擴散梯度，測量水分子在各方向的擴散程度。均勻介質水分子各方向的擴散系數基本相等，為各向同性擴散，由平均擴散率（MD）反映，與擴散方向無關，MD值越大，水分子擴散能力越強，信號也越高。人體內水分子運動狀況不同于體外水分子，受組織細胞本身特征和細胞結構影響。大腦白質中，水分子沿神經纖維束固定排列走行方向擴散，少部分沿垂直于神經纖維束走走向的方向擴散，為各向異性擴散。DTI的基本成像原理就是水分子在不均勻介質的擴散具有各向異性特征。而評價擴散張量各向異性指標包括：各向異性分數（Fractional Anisotropy, FA），代表張量各向異性與整個擴散張量之比；相對各向異性為張量各向異性成分與張量各向同性成分之比，代表水分子擴散的各向異性成分與各向同性成分間分比值；容積比表示擴散張量橢圓球體積占擴散張量球體之比[4]。

2.2 DTI在腦梗死診斷中的應用

不同時期的MD值和FA值有一定規律：超急性期病灶FA值升高，無明顯變化，急性期、亞急性期及慢性期FA值逐漸降低。MD值在超急性期、急性期明顯下降，亞急性期病灶為血管源性水腫，組織含水量增加，水分子擴散程度增加，MD值升高，出現“假性正常化”現象，慢性期MD值繼續升高。

2.3 DTI改變與臨床預后關系

用DTI評價腦梗死患者運動功能預后有較深刻價值，據相關研究表明，各個時期的腦梗死區rFA（病灶與對側FA比值）及皮質脊髓束受累程度與患者運動功能恢復相比，rFA值降低程度與患者臨床預后呈負相關，與患者的Fugl Meyer運動功能評分呈正相關[5]。

3 擴散峰度成像，DKI

3.1 DKI原理

DKI也是基于DWI基礎上發展的，以非高斯擴散模型為基礎，更為精確地描繪缺血組織的微觀結構，使用DKI掃描時能夠同時得到DTI參數，包括FA、MD。軸向擴散張量（D//）、垂直擴散張量（D⊥），也可得到DKI參數，包括平均擴散峰度、軸向峰度（K//）、徑向峰度（K⊥）[6]。DKI采集需要從至少3個方向不同b值和15個不同擴散方向進行，且多用b值。一般會使用6個等距b值的脈沖序列（b值為1500、2000、2500 s/mm2），掃描時間10min以上，但不適合臨床應用。

3.2 DKI在腦梗死診斷中的應用

平均擴散峰度值在腦梗死急性期和亞急性期早期會有升高，之后隨著時間逐漸延長反會下降，能夠顯示出梗死病灶的異質性。而MD值在腦梗死急性期下降值較明顯，之后逐漸升高，出現假正常化，相比之下，腦梗死病灶的平均擴散峰度值升高幅度比MD值明顯，出現假正常化時間也比MD值晚。經研究發現，平均擴散峰度值和MD值的不吻合區可以認作是缺血半暗帶，能夠通過再灌注恢復，而平均擴散峰度值和MD值的吻合區能夠認作是核心梗死區，不能通過再灌注恢復[7]。

4 結語

目前臨床治療腦梗死方面，診斷急性腦梗死最常用的方法就是DWI，但DWI在擴散各向異性特征和腦梗死后白質纖維束受累狀況方面不及DTI，而DKI的理論基礎是非高斯擴散模型，可以更豐富、精確地顯示出組織微觀結構的改變，但尚在研究中，還未廣泛應用于急性腦梗死診斷。這三種磁共振擴散成像技術各有所長，對于腦梗死的早期診斷、確定缺血半暗帶及預后改良有著較積極的意義。