磁共振擴散加權成像對不同時期腦梗死的診斷意義

雷立存，杜亞強，劉振宇，蔡 云，包麗男，杜紹旭

(1.河北醫科大學第一醫院放射科，河北 石家莊 050031；2.河北醫科大學第四醫院體檢部，河北 石家莊 050011)

腦梗死是目前嚴重危害人類健康的常見疾病之一，其致殘率和致死率很高，早期檢出并準確分期對選擇治療方案及改善預后有重要意義。磁共振擴散加權成像(diffusion-weighted imaging,DWI)是目前檢測活體組織內水分子擴散運動唯一的無創性方法，最早應用于中樞神經系統的檢查，在全身各個系統也在逐漸應用[1]，DWI可以反映疾病發生的初期，對腦梗死尤其是超急性期腦梗死和急性期腦梗死非常敏感，目前針對腦梗死各期信號變化進而反映其水分子運動的變化研究報道較少，本研究通過對130例腦梗死DWI和表觀擴散系數值(apparent diffusion coefficient,ADC)的檢查結果進行分析，探討DWI在不同時期腦梗死信號的變化。

1 資料與方法

1.1一般資料 收集2017年9月—2018年4月河北醫科大學第一醫院經臨床診斷并經MR證實的腦梗死患者130例，均進行磁共振平掃檢查和DWI檢查。根據患者發病后到行磁共振檢查的時間分為[2]超急性期(發病時間<6 h)30例，急性期(發病時間6～72 h)40例，亞急性期(發病時間3～10 d)30例，慢性期(發病時間>11 d)30例。

1.2檢查方法 所有病例均采用GE signa Twinspeed 1.5T磁共振, 采用8通道頭頸聯合線圈。MRI掃描序列包括軸位、矢狀位T1WI、軸位T2WI、T2FLAIR。橫斷面T1WI：TR(重復時間)1 750 ms, TE(回波時間)24 ms, 反轉時間(TI)750 ms,激勵次數2次；T2WI:TR/TE 4 000/102 ms，FLAIR( T2FLAIR 序列):TR 8 800 ms，TE=120 ms,反轉時間TI 2 200 ms,軸位圖像的層厚為6 mm，矢狀位T1WI序列：TR 2 418 ms,TE=24 ms, 反轉時間TI 750 ms。

DWI圖像掃描參數：采用SS-SE-EPI序列，TR 4 500 ms,TE 64 ms，NEX=2，層厚6 mm，掃描矩陣128×128，b值采用0和1 000 s/mm2，共計掃描時間36 s。

1.3圖像測量及分析 使用GE ADW4.4工作站Function tool根據掃描所得圖像處理同時進行數據測量,對4組DWI顯示的病灶及其對側腦組織對稱區域進行測量，用圓形興趣區測量病灶的信號強度和相應的ADC值，興趣區選擇病灶中心及對側正常腦實質，測量感興趣區選擇避開影響測量準確性部位，包括腦溝、腦池、軟化灶等。

1.4統計學方法 應用SPSS 19.0統計軟件分析數據。計量資料比較采用t檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1病灶的分布情況 基底節區37例，額頂葉20例，頂顳葉9例，小腦半球11例，中腦1例，島葉2例，顳枕葉4例，頂枕葉4例，延髓1例，丘腦8例，腦橋22例，放射冠11例。

2.2不同時期腦梗死的DWI信號變化 超急性期30例患者病灶DWI全部顯示為高信號，ADC圖為低信號(圖1)；急性期40例患者病灶DWI全部顯示為高信號，ADC圖為低信號(圖2)；亞急性期30例患者病灶DWI全部顯示為稍高信號，較急性期信號下降，ADC圖為稍低信號(圖3)；慢性期30例患者中有13例患者病灶DWI上顯示為稍高信號，ADC圖上為稍低信號(圖4)；另17例患者病灶DWI顯示為等或低信號，ADC圖上為等信號或稍高信號。

圖1 男性，62歲，左側額頂葉多發超急性腦梗死A.DWI圖像顯示病變組織為高信號;B.ADC圖顯示正常組織的ADC值為0.786×10-3 mm2/s，病變組織的ADC值為0.498×10-3 mm2/s，ADC值降低Figure 1 A 62-year-old male with multiple hyperacute cerebral infarction in left frontal parietal lobe

2.3各期患者病灶與正常組織間ADC值比較 超急性期組、急性期組、亞急性期組病變組織的ADC值均低于正常組織，差異有統計學意義(P<0.05)；慢性期組病變組織和正常組織ADC值差異無統計學意義(P>0.05)。隨著患者發病時間的延長，病變組織ADC值呈現遞增趨勢，而正常組織無明顯變化。見表1。ADC值點狀圖顯示，隨著病程逐漸延長，病變區域的ADC值逐漸接近正常組織(圖5)。

表1 各期患者病變組織與正常組織的ADC值比較Table 1 Comparison of ADC between lesioned and normal tissues in patients

圖5 ADC值點狀圖A.超急性期；B.急性期；C.亞急性期；D.慢性期Figure 5 Dot plot of ADC value

3 討 論

DWI是能夠檢測活體組織內水分子擴散運動的唯一無創方法[3-4]，與傳統的MRI技術不同，DWI主要依賴水分子的擴散運動。而非組織當中質子自旋密度、T1值或T2值，DWI為腦組織成像提供了一種新的對比技術。擴散是指分子在運動時為布朗運動，擴散是無規則的，布朗運動的方向是隨機的，臨床中，常用表面擴散系數ADC代替D表示擴散運動的強弱，ADC的計算套用公式為ADC=ln(S1/S2)/(b2-b1)[5]，b表示擴散磁敏感度，反映的是與擴散梯度的強度、時間和間隔有關的參數，以D為信號強度的圖像稱為擴散系數圖像[6]。ADC值的準確性與b值的大小范圍有關,采用不同的b值多次采集,可提高對ADC值測量的準確性，具有較大的b值的序列有較強的擴散加權[7]。在擴散加權成像中，組織的D值越高，則其在圖像上的信號越低；b越高，其信號也越低；在擴散系數圖上，組織的D值越高，其在圖像上的信號越高。目前主要是利用平面回波成像和快速梯度回波序列進行成像[8]。

腦組織對缺血缺氧損害極其敏感，缺血缺氧作用時間不同，對腦組織造成的損害也不同。動物和臨床實驗表明，DWI能夠顯示腦梗死數分鐘或者數個小時腦梗死的病變[9-10]。

本研究結果顯示，超急性期腦梗死組織ADC值較正常組織明顯降低，DWI圖像上的信號為高信號，能夠對腦梗死做出及時的診斷，分析產生的原因是由于細胞的缺血、缺氧，進而導致細胞膜的鈉鉀泵失靈，細胞外的水進入細胞內，導致細胞內水鈉潴留和腦細胞毒性水腫，水分子擴散運動受限，超早期無或僅有少量水含量的增加，無或僅有輕微血管源性水腫[3]。目前動脈溶栓的最佳時間由3 h延長到了4.5 h[11-12]，DWI能夠對腦梗死做出及時準確地診斷為臨床治療贏得了寶貴的時機，對治療腦梗死具有非常重要的意義[13-14]。

本研究結果顯示，急性期腦梗死組織ADC值較正常組織明顯降低，DWI圖像上的信號為高信號，分析此時是由于水分子擴散能力低下，腦組織的血腦屏障遭到破壞，加重了血管源性水腫，局部組織含水量增加，在24～48 h內逐漸達到高峰[15]，即由最初的細胞源性水腫發展到血管源性水腫，腦實質腫脹,DWI能夠反映此時腦組織水分子運動的改變[16-17]。

本研究結果顯示，28例亞急性腦梗死組織的ADC值降低，DWI圖像上的信號為稍高信號，這是由于此時血管源性水腫明顯，腦細胞崩解壞死，細胞腫脹和細胞外含水量增加相互抵消，水分子運動逐漸不受限，其余2例患者病變組織的ADC值高于正常組織，DWI圖像上顯示為稍高信號，可能是受病變周圍的水腫，炎癥等病變的影響導致的。

本研究結果顯示，慢性期腦梗死組織的ADC值與正常組織相近，DWI圖像上的信號呈等或低信號，此時的腦細胞壞死崩解，組織水分子運動不受限，導致ADC值接近正常組織。

綜上所述，DWI能對超急性期、急性期、亞急性期的腦梗死病灶信號的變化并作出明確診斷，對超急性期、急性期的病灶敏感度較高，腦梗死的DWI信號和ADC值的變化具有特征性的時間演變規律,DWI結合常規MRI可以推斷腦梗死時期。