磁共振彌散加權成像及灌注加權成像在急性腦梗塞診斷上的應用

付 曠,郭麗麗,李宜立,滕 坤,楊雁萍

(哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院磁共振成像診斷科,黑龍江哈爾濱 150080)

磁共振彌散加權成像及灌注加權成像在急性腦梗塞診斷上的應用

付 曠*,郭麗麗,李宜立,滕 坤,楊雁萍

(哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院磁共振成像診斷科,黑龍江哈爾濱 150080)

*通訊作者

腦梗塞是人類致死和致殘的常見多發(fā)病,盡早發(fā)現梗塞,并準確判斷病灶中可以恢復或存活組織,積極治療可以降低死亡和致殘率[1-3]。彌散加權成像和灌注加權成像是近年來發(fā)展的功能磁共振成像技術,這兩種成像技術聯合應用的最大優(yōu)點是不但能在急性期對腦梗塞進行定位、定性,而且還能顯示梗塞區(qū)腦組織的存活狀態(tài)。

1 材料與方法

1.1 臨床資料 自2009年6月-2010年1月,磁共振平掃及彌散加權成像診斷為急性腦梗塞的病人30例,其中男17例,女13例。年齡47-76歲,平均58歲。從發(fā)病到MRI檢查時間最短1.5 h,最長23 h。主要臨床癥狀表現為肢體感覺及運動障礙、失語、頭痛、意識障礙等。

1.2 MRI檢查 30例病人在進行完磁共振平掃及彌散加權成像后加做灌注加權成像。使用西門子Avanto 1.5T超導磁共振,8通道相陣控線圈,軸位掃描,層厚4.5 mm,層距 1.7 mm,FOV 240 mm。掃描程序為:自旋回波T1加權(T1WI):TR/TE 550/8 ms、256×256、2 次采集、反轉角90°;自旋回波 T2 加權(T2WI):TR/TE 3800/95 ms、448 ×336、4 次采集 、flip角150°;液體抑制反轉恢復(fluid attenuated inversion recovery,FLAIR):TR/TE 900/109 ms、TI 2500、1 次采集 、256×256、反轉角 150°;彌散加權成像(DWI):TR/TE 3000/85 ms、128×128、2次采集、b值分別為0、1000;灌注加權成像(PWI):TR/TE 1380/40 ms 、1次采集、EPI 128、角度90°、工作站自動生成腦血容量(cerebral blood volume,CBV)、腦血流量(cerebral blood volume flow,CBF)、平均通過時間(mean transittime,MTT)等血液動力學指標值,造影劑使用釓噴酸葡胺(Gd-DTPA),劑量15 ml,注射速度為 3 ml/s,通過肘靜脈注入;全部檢查20 min內完成。

1.3 影像分析 由2位放射科醫(yī)師和1位神經內科醫(yī)師共同評價。首先判定磁共振平掃即T1WI、T2WI和FLAIR有無梗塞征象及梗塞灶的大小;再判定DWI掃描b值1000時彌散受限病灶的大小及表觀彌散系數(apparent diffusion coefficient,ADC)圖上病灶的大小;最后判定PWI掃描后工作站生成的CBF圖像上的異常灌注區(qū)的大小并與ADC圖上的異常信號區(qū)比較。

1.4 統(tǒng)計學分析 使用SPSS 13.0和EXCEL 5.0版專用統(tǒng)計程序分析包。P＜0.05有統(tǒng)計學意義。

2 結果

30例急性腦梗塞病人行PWI掃描后,經工作站生成CBF、CBV 、MTT圖,對比雙側改變,確定灌注異常區(qū)域,并以CBF圖像上的異常灌注區(qū)與ADC圖上的異常信號區(qū)比較,21例(70%)存在差異,即CBF圖像上的異常灌注區(qū)大于ADC圖上的異常信號區(qū)(IDR),確定有彌散-灌注不匹配(RDR),即缺血半暗帶。

3 討論

急性期溶栓是治療腦梗塞的有效方法,但急性期溶栓治療的重要前提是梗塞區(qū)存在著可逆性損傷的腦組織一缺血半暗帶。腦梗塞早期,缺血中央區(qū)發(fā)生的血流中斷,即ADC圖上的異常信號區(qū),在發(fā)生梗塞后幾分鐘內可致細胞死亡;外周區(qū)域由于存在側支供血,血流低灌注程度較輕,即缺血半暗帶,及時恢復供血后腦細胞可以存活,功能可以恢復。

DWI是依據水分子的布朗運動(即彌散)的原理設計的。DWI對水分子的運動特別敏感,彌散快的結構信號衰減大,呈低信號(灰黑色),彌散慢的結構呈高信號(亮白色)[4,5]。當腦梗塞發(fā)生時,腦組織缺血缺氧,細胞膜鈉-鉀離子泵ATP能量代謝異常,鈉離子和水向細胞內轉移,產生細胞毒性水腫,使局部水分子的彌散運動受到限制,所以在DWI上梗塞區(qū)呈現高信號,相反表觀彌散系數(ADC)減低,在ADC圖像上表現為低信號,這部分異常信號區(qū)即為缺血中央區(qū),在發(fā)生梗塞后幾分鐘內可致細胞死亡,即為IDR。

PWI是反映腦組織局部血流分布和灌注情況的磁共振成像技術,其目的是評價CBF、CBV及MTT等血液動力學參數[6]。PWI成像提供的信息反映缺血腦組織的瞬間血液動力學改變,顯示了缺血區(qū)的血流低灌注改變[7-9]。PWI可以顯示梗塞和低灌注區(qū)域,異常信號區(qū)域常大于DWI,可以顯示在腦梗塞早期由于側支供血而沒有發(fā)生細胞毒性水腫的外周腦組織,形成了彌散-灌注不匹配現象,即存在RDR。

DWl和PWI聯合應用,使活體狀態(tài)下界定IDR和RDR成為可能。實際上,缺血性腦梗死的過程是一個漸進的發(fā)展過程,表現為IDR進行性擴大,RDR進行性縮小的動態(tài)演變過程。Pan等發(fā)現缺血1 h,腦梗塞面積很小,缺血2-3 h,梗塞面積明顯擴大,而缺血3-4 h,梗塞面積與24 h相似[10]。DWI顯示的異常信號區(qū),即IDR,呈現快速擴大的趨勢,擴大到最后接近PWI所顯示的整個低灌注區(qū)。故DWl和PWI聯合應用,可早期發(fā)現RDR并對其進行積極治療防止梗死區(qū)進行性擴大。

綜上所述,DWl和PWI聯合應用,可以早期判斷急性腦梗塞缺血的范圍和組織的血流灌注情況,及時發(fā)現急性腦梗塞的可逆性損傷區(qū)(RDR)并進行及時溶栓,使缺血腦組織恢復血流灌注、缺血區(qū)域縮小成為可能,具有重要的臨床意義。

[1]Hjort N,Butcher K,Davis S M,et al.Magnetic resonance imaging criteria for thrombolysis in acute cerebral infarct[J].Stroke,2005,36:388.

[2]Vining DJ,Gelfand DW,Bechtold RE,et al.Technical fesibility of colon imaging with helical CT and virtual rea-lity[J].AJR,1994,162(Suppl):104.

[3]Barber PA,Darby DG,Desmond PM,et al.Prediction of stroke Outcome with echoplanar perfusion-and diffusion-weighted MRI[J].Neurology,1998,51(2):418.

[4]蔡 葵,陳 娟,陳 敏,等.磁共振彌散成像對超急性中風患者診斷的價值[J].中國醫(yī)學影像技術,2000,16(7):543.

[5]Baird AE,Warach S,Magnetic resonance imaging of acute stroke[J].J Cereb Blood Flow Metab,1998,18(6):583.

[6]Parsons 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[J].Stroke,2001,32(7):1581.

[7]Rohl L,Ostergaard L,Simonsen CZ,et al.Viability thres-holds of ischemic penumbra of hyperacute stroke defined by perfusion-weighted MRI and apparent diffusion coefficient[J].Stroke,2001,32(5):1140.

[8]Rempp KA,Brix G,Wenz F,et al.Quantification of regional cerebral blood flow and volume with dynamic susceptibility contrast-enhanced MR imaging[J].Radiology,1994,193(3):637.

[9]Tong DC,Albers GM.Diffusion and perfusion magnetic resonance imaging for the evaluation of acute stroke:potential use in guiding thrombolytic therapy[J].Curr Opin Neurol,2000,13:45.

[10]Pan J,Konstas A,Bateman B,et al.Reperfusion injury following cerebral ischemia;pathophysiology,MR imaging,and potential therapies[J].Neuroradiology,2007,49(2):93.

1007-4287(2010)09-1471-02

黑龍江省教育廳課題資助(項目編號:10553041)

2010-03-24)