體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)成像技術(shù)評(píng)估短暫性腦缺血發(fā)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(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（intravoxel incohere motion，IVIM）技術(shù)在短暫性腦缺血發(fā)作（transient is-chemic attack，TIA）中的應(yīng)用價(jià)值。方法 收集19例經(jīng)臨床診斷為TIA的患者及19例健康志愿者（對(duì)照組）作為研究對(duì)象，所有病例均進(jìn)行MRI彌散加權(quán)成像（diffusionweightedimaging，DWI）及MM掃描。所得數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)后處理得到標(biāo)準(zhǔn)彌散系數(shù)（standard apparentdiffusion coefficient，standard ADC）、慢擴(kuò)散系數(shù)（slow apparentdiffusion coefficient，slow ADC）、快彌散系數(shù)（fast apparentdiffusion coefficient，fast ADC）。分別測(cè)量TIA組及對(duì)照組兩側(cè)大腦半球的standard ADC值、slow ADC值及fast ADC值。采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果 19例TIA患者隨訪MRI檢查結(jié)果顯示，8例患者DWI序列顯示進(jìn)展為新發(fā)腦梗死。與對(duì)照組比較，TIA組fastADC值降低，兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01），standardADC值、slow ADC值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論 IVIM成像能夠反映彌散信息及局部腦組織微循環(huán)灌注的變化，有望為TIA的早期診斷提供一種新的影像學(xué)檢查方法。

[關(guān)鍵詞]體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)；磁共振成像；短暫性腦缺血發(fā)作

中圖分類號(hào)：R743；R814 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-816x（2016）05-0363-03

短暫性腦缺血發(fā)作（transient ischemicattack，TIA）是神經(jīng)內(nèi)科比較常見(jiàn)的一種臨床病癥，研究認(rèn)為TIA與腦梗死的發(fā)生密切相關(guān)，TIA后24h內(nèi)發(fā)生腦梗死的風(fēng)險(xiǎn)為5.1%，7天以內(nèi)高達(dá)11.1%，因此，TIA是需緊急干預(yù)的卒中預(yù)警事件，同時(shí)也是二級(jí)預(yù)防的最佳時(shí)機(jī)。體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（intravoxel incohere mo-tion，IVIM）是一種無(wú)創(chuàng)、不需注射對(duì)比劑的多b值DWI成像技術(shù)，不僅能提供腦組織內(nèi)微結(jié)構(gòu)的水分子彌散信息，還能提供腦組織內(nèi)微循環(huán)的灌注信息。本研究擬通過(guò)分析TIA患者及健康對(duì)照組的IVIM相關(guān)參數(shù)的變化特點(diǎn)，初步探討IVIM成像技術(shù)在TIA診斷中的應(yīng)用價(jià)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(jīng)我院神經(jīng)內(nèi)科確診為TIA的思者19例作為研究對(duì)象，其中男10例，女9例，年齡46～86歲，平均（59.01±8.52）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床癥狀及影像學(xué)檢查符合TIA的診斷標(biāo)準(zhǔn)；⑦均進(jìn)行MRI隨訪。排除標(biāo)準(zhǔn)：①顱內(nèi)血腫、腦腫瘤、脫髓鞘病及腦血管畸形者；②嚴(yán)重肝、心、腎功能不全；③幽閉恐懼癥；④有精神系統(tǒng)疾患病史及家族史者。本研究經(jīng)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，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(duì)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(dǎo)型磁共振掃描儀，頭顱16通道矩陣線圈。單次激發(fā)平面回波序列EPI-DWI，常規(guī)掃描包括T2WI、T1WI、T2-Flair。多b值共采用10個(gè)b值：0，5，10，20，50，100，200，400，800，1200，1500s/mm²。常規(guī)掃描主要參數(shù)：彌散加權(quán)成像：TR 1884ms，TE 51ms，F(xiàn)OV 30mm×230mm，矩陣124×96，激勵(lì)次數(shù)3。層厚6mm，間隔1mm，掃描時(shí)間1分30秒。橫軸位快速自旋回波（TSE）序列T2WI：TR 3000ms，TE 80ms，F(xiàn)OV 176mm×230mm，矩陣336×512，激勵(lì)次數(shù)1。層厚5mm，間隔lmm，掃描時(shí)間1分30秒。橫斷面自旋回波（SE））序列T1WI：TR280ms，TE 3ms，flip angle 90°，F(xiàn)OV 168mm×256mm，矩陣201×230，激勵(lì)次數(shù)2，層厚6mm，間隔1mm，掃描時(shí)間2分30秒。

1.3圖像處理及分析：所有數(shù)據(jù)均使用GE AW4.4后處理工作站進(jìn)行分析。IVIM模型的各項(xiàng)參數(shù)使用工作站Functiontool中MADC軟件進(jìn)行計(jì)算結(jié)合T2-Flair序列，在b值為800s/ram2的DWI上手動(dòng)勾畫感興趣區(qū)（region of interest，ROI）。選取基底節(jié)至其上方側(cè)腦室體部水平的四個(gè)層面作為感興趣層面（腦組織微循環(huán)灌注降低時(shí)，該區(qū)域較腦皮層更易受缺血影響），一側(cè)大腦半球放置4個(gè)ROIs，避開(kāi)大血管、腦脊液及明顯的壞死、出血和囊變區(qū)，以腦中線為鏡像，在對(duì)側(cè)半球等距離處做出對(duì)側(cè)的ROIs。在勾畫完ROI之后，軟件可以自動(dòng)生成IVIM模型相關(guān)的參數(shù)：（1）標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)散系數(shù)（standard apparentdiffusion coefficient，standard ADC）：用b=0，及b≥200的b值數(shù)據(jù)擬合計(jì)算的ADC值。（2）慢擴(kuò)散系數(shù)（slow apparentdiffusion coeflqcient，slow ADC）：代表體素內(nèi)單純的水分子擴(kuò)散效應(yīng)。（3）快彌散系數(shù)（fast apparentdiffusion coeffi-cient，fast ADC）：代表體素內(nèi)微循環(huán)灌注相關(guān)擴(kuò)散效應(yīng)。重復(fù)測(cè)量3次取4個(gè)層面IVIM模型相關(guān)的參數(shù)的平均值并記錄。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理：利用SPSS18.0版統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，計(jì)量資料以（x±s），TIA組與對(duì)照組局部腦組織的standard ADC、slow ADC和fast ADC參數(shù)采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1 MRI檢查結(jié)果：19例TIA組患者的起病時(shí)間最短5rain，最長(zhǎng)12h，平均5h（見(jiàn)封三圖1）。所有病例均進(jìn)行MRI隨訪，其中8例患者7～14d進(jìn)行MRI隨訪，DWI序列顯示新發(fā)腦梗死。

2.2兩組患者IVIM結(jié)果比較：與對(duì)照組比較，TIA組患者的fast ADC值明顯降低，兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01），standard ADC值和slow ADC值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），見(jiàn)表1。

3討論

TIA是由于某種因素造成的腦動(dòng)脈一過(guò)性或短暫性供血障礙，導(dǎo)致相應(yīng)供血區(qū)局灶性神經(jīng)功能缺損指伴有大腦局灶性或區(qū)域性短暫的腦血液循環(huán)障礙。隨著時(shí)間的推移，腦微循環(huán)灌注下降到不同的閾值會(huì)導(dǎo)致腦細(xì)胞不同程度的功能及形態(tài)改變，大約1/3TIA患者出現(xiàn)腦缺血損害，形成不可逆的腦損傷，可有對(duì)應(yīng)部位腦梗死。MRI彌散加權(quán)成像（diffusion weighted im aging，DWI）序列對(duì)腦組織缺血缺氧最為敏感，是目前常用的影像學(xué)檢查方法，能夠識(shí)別細(xì)胞毒性損害并能夠顯示梗塞的部位，可以提供常規(guī)MRI方法無(wú)法獲得的微觀結(jié)構(gòu)信息。因此，基于DWI序列的成像優(yōu)點(diǎn)，美國(guó)心臟病與卒中協(xié)會(huì)建議重新界定TIA，即癥狀不超過(guò)1h，且DWI序列無(wú)陽(yáng)性病灶顯示，推薦使用DWI序列觀察TIA患者有無(wú)神經(jīng)組織的損傷，并以此作為與腦梗死的重要鑒別指標(biāo)。

以往研究報(bào)道部分TIA患者存在無(wú)梗塞核心區(qū)的缺血帶區(qū)域，認(rèn)為灌注異?？梢宰鳛門IA的客觀指標(biāo)。而傳統(tǒng)的單指數(shù)DWI模型所得到的ADC同時(shí)受到組織內(nèi)水分子擴(kuò)散和微循環(huán)灌注兩種成分的影響，不能更好地反映病變內(nèi)部的變化情況。隨著MRI硬件和序列技術(shù)的發(fā)展，DWI成像的圖像質(zhì)量得到極大地提升，研究者們也開(kāi)始進(jìn)一步關(guān)注包含在擴(kuò)散數(shù)據(jù)中的多成分的微觀結(jié)構(gòu)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(gè)k值），將組織中分別反映水分子擴(kuò)散和微循環(huán)灌注的兩種成分分別進(jìn)行研究。在IVIM各參數(shù)中，ADC值由傳統(tǒng)的單指數(shù)模型計(jì)算；slow ADC值是采用雙指數(shù)模型擬合得到，代表體素內(nèi)單純的水分子擴(kuò)散效應(yīng)；fast ADC是一種假性擴(kuò)散系數(shù)，代表血液在不規(guī)則毛細(xì)血管網(wǎng)內(nèi)的流動(dòng)，類似于水分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，與血流速度與毛細(xì)血管的長(zhǎng)度，能夠反映組織微血管灌注信息。

大量研究證實(shí)IVIM能夠定量獲得腦組織的灌注信息。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)fast ADC與傳統(tǒng)灌注中的平均通過(guò)時(shí)間呈反相關(guān)，而與腦血管量呈正比，提出TVIM獲得的灌注參數(shù)及傳統(tǒng)灌注參數(shù)之間存在線性關(guān)系。CBF反映缺血腦組織內(nèi)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(tài)。Hu等發(fā)現(xiàn)缺血腦組織的fast ADC與CBF之間具有明顯相關(guān)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(tài)。本研究結(jié)果顯示TIA組的fast ADC值低于對(duì)照組，說(shuō)明TIA患者整個(gè)腦組織的微循環(huán)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(xiàn)腦梗死有一定的關(guān)聯(lián)，筆者在隨訪中發(fā)現(xiàn)，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(fā)局灶性的腦梗死，這與Prabhakaran等的研究結(jié)果相一致，說(shuō)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(xù)的腦組織低灌注狀態(tài)，及時(shí)挽救TIA患者可逆性的腦組織損傷對(duì)臨床治療及預(yù)后起到了重要的作用。由于本研究樣本量較小，缺乏臨床預(yù)后的相關(guān)資料，如NIHSS或mRS評(píng)分，僅用影像學(xué)結(jié)果對(duì)TIA患者及對(duì)照組的IVI腦組織微灌注進(jìn)行描述，缺乏明確持續(xù)性的DWI隨訪結(jié)果與臨床預(yù)后之間的關(guān)系，需要更多的病例數(shù)及更多次的隨訪，進(jìn)一步評(píng)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(xiàng)無(wú)創(chuàng)性檢查方法，既能顯示彌散信息，又能反映局部的微循環(huán)灌注，能夠從微觀水平對(duì)TIA患者的腦組織功能狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，有助于TIA的早期診斷。