磁共振DWI高b值及ADC值在超急性腦缺血中的應用價值*

張 武，何占平，陳 晶△，余 丹，陳建強，李香營，戰躍福，鄔玉芹

(中南大學湘雅醫學院附屬海口醫院：1.放射科；2.神經內科，海口 570208)

隨著全球人口的老齡化程度的日益加深，腦梗死的發病率也逐年攀升，隨之帶來的高致殘率、高死亡率等并發癥嚴重威脅著人類的健康和生存質量，甚至導致永久性殘疾或死亡。在西方國家，腦梗死是導致死亡的第三大原因[1]。擴散加權成像(DWI)是一種非創傷性成像技術，可以檢測水分子的微觀擴散[2-3]。目前，已廣泛地應用于腦功能障礙的臨床應用中，特別是在早期檢測腦梗死的影像學診斷中[4-5]。國內外有研究表明，不同b值DWI在超急性腦缺血診斷價值存在差異，高低b值在診斷超早期腦缺血中的應用價值存在爭議，不同b值在診斷超急性腦梗死的靈敏度存在差異[6-7]。但具體b值目前尚存在一定的爭論，沒有統一的標準和定論。本研究旨在通過對不同b值DWI進行運用探討b值及表觀彌散系數(ADC)值高低在超急性腦缺血中的應用價值，分析不同b值條件下的靈敏度及特異度，為臨床早期發現、診斷、治療和預后評估提供參考依據和技術手段。

1 材料與方法

1.1動物及分組 健康SD大鼠，體質量300～350 g，雌雄不拘，術前禁食24 h，采用隨機數字表法分為缺血組[采用Taniguchi法進行大鼠大腦中動脈栓塞(MCAO)]、對照組。每組按栓塞后時間點再分為0.25、0.50、1.00、2.00、4.00 h及6.00 h組，每組各6只，共42只。本研究經醫院倫理委員會批準[2016-(倫審)-102]。

1.2方法 采用美國GE公司signa HDX 3.0 T MR機掃描,上海辰光醫療科技有限公司生產的專用相控陣實驗動物線圈(大鼠，5 cm孔徑)。動物仰臥，以視交叉為中心行T1WI冠狀位定位掃描，層厚2 mm，間距0 mm,FOV 4 cm×4 cm，矩陣128×128。DWI：DWI采用回波平面成像(EPI)序列，TR 9 000 ms，TE 102 ms，b值分別為0、400、800、2 000、3 000 s/mm2。依據公式：表觀擴散系數(ADC) =In(S1/S0)/(bo-b1)，S1為b=1 000的信號強度，S0為b=0的信號強度，In為自然對數。分別進行頭部T2WI、DWI(b值分別為0、400、800、2 000、3 000 s/mm2)掃描，記錄對比噪聲比(CNR)、信噪比(SNR)值，測量T2WI、DWI高信號最大層面相對面積(rs-T2WI、rs-DWI)及相對表觀擴散系數(rADC)值，觀察缺血區域的影像學改變，檢驗靈敏度及特異度。

2 結 果

2.1不同b值DWI掃描SNR和CNR比較 不同b值DWI掃描SNR比較，各組間差異均有統計學意義(P<0.05)。不同b值DWI掃描CNR比較，b值400和800、2 000、3 000 s/mm2，b值800和2 000、3 000 s/mm2比較差異均有統計學意義(P<0.05)；b值2 000和3 000 s/mm2之間比較差異無統計學意義(P=0.303)。不同b值DWI掃描，SNR和CNR存在差異，隨著b值得增加，SNR和CNR均逐漸降低，見表1。

2.2不同b值DWI掃描病變區與健側對稱區DWI及ADC信號強度比較 病變區與健側對稱區DWI信號強度及信號比比較，不同b值間差異均有統計學意義(P<0.05)。病變區與健側對稱區ADC信號強度及信號比比較，不同b值各組ADC值間差異均有統計學意義(P<0.05)；b值400和800、2 000 s/mm2，b值800和2 000、3 000 s/mm2，b值2 000和3 000 s/mm2ADC信號比比較差異均有統計學意義(P<0.05)；b值400和3 000 s/mm2之間ADC信號比比較差異無統計學意義(P=1.00)。隨著b值的增加，DWI和ADC信號均逐漸降低，DWI信號比逐漸增加，見表2。

2.3不同b值不同時間點DWI掃描rDWI和rADC均值比較 DWI掃描rDWI均值比較，b值400、800、2 000、3 000 s/mm2各組rDWI總體比較差異無統計學意義(F=2.509，P=0.066)。DWI掃描rADC均值比較，b值400、800、2 000、3 000 s/mm2各組rADC總體比較差異有統計學意義(F=19.196，P<0.05)；b值400和800、2 000、3 000 s/mm2，b值800和2 000、3 000 s/mm2比較差異均有統計學意義(P<0.05)；b值2 000和3 000 s/mm2之間比較差異無統計學意義(P=0.366)。不同時點DWI掃描rDWI均值比較：b值400、800、2 000、3 000 s/mm2各組rDWI總體比較差異無統計學意義(F=0.879，P=0.500)。不同時點DWI掃描rADC均值比較各組間差異均有統計學意義(F=38.795，P<0.05)。rDWI和rADC值均隨b的增加而增加；但隨著缺血時間的延長，rDWI值呈現上升趨勢，而rADC值呈現下降趨勢。缺血組b值等于400、800 s/mm2DWI出現高信號的病灶明顯低于b值等于2 000、3 000 s/mm2，在缺血后0.25、0.50 h高b值于顯示病灶方面明顯優于低b值，見表3、4、圖3。

表1 不同b值DWI掃描SNR和CNR比較

表2 不同b值DWI掃描病變區與健側對稱區DWI及ADC信號強度比較

表3 不同b值不同時間點rDWI和rADC的均值比較

圖3 對照組和缺血組后各時間點多b值DWI圖像

2.4不同b值不同時點DWI掃描發現腦卒中的靈敏度及特異度比較 不同b值DWI掃描靈敏度及特異度比較：b值400與800，b值2 000與3 000 s/mm2靈敏度比較差異無統計學意義(χ2=6.667，P=0.247)；b值400與2 000、3 000,b值800與2 000、3 000 s/mm2靈敏度及特異度比較差異均有統計學意義(χ2=27.048，P=0.028)。隨著b值的增高，病灶的靈敏度及特異度增高；隨著缺血時間的延長，病灶的靈敏度及特異度增高；b值等于2 000和3 000 s/mm2時，發現病灶的靈敏度及特異度不受缺血時間的影響，均為100%，缺血時間長短對檢出靈敏度及特異度影響不大(χ2=20.571，P=0.716)。b值400、800 s/mm2在缺血后6 h檢出靈敏度及特異度同高b值基本相似，見表5。

表4 不同b值實驗動物出現高信號的情況

表5 不同b值不同時點靈敏度及特異度比較(%)

3 討 論

MR-DWI的物質基礎是組織中水分子無規則的熱運動，也是目前測量活體水分子擴散運動成像的惟一方法。有研究表明b值是衡量磁共振各序列對擴散運動檢測能力的重要指標，它是影響病灶顯示敏感性和特異性的重要因素[8-10]。本研究假定2 000、3 000 s/mm2為高b值，400、800 s/mm2為低b值來探討b值高低在超急性期腦缺血診斷中的應用價值。通過實驗發現，隨著b值的增加，SNR和CNR均逐漸降低(P<0.05)，與理論預想研究結果一致。但高b值兩組CNR數據比較差異無統計學意義(P>0.05)。病變區同對應健側區域ADC及DWI信號相比差異有統計學意義(P<0.05)，信號強弱明顯受b值高低的影響。實驗組b值等于400、800 s/mm2DWI出現高信號的病灶明顯低于b值等于2 000、3 000 s/mm2，在缺血后15、30 min高b值于顯示病灶方面明顯優于低b值，b值增高，顯示病灶的靈敏度和特異度增高,在b值等于2 000 s/mm2和3 000 s/mm2時，發現病灶的靈敏度和特異度不受缺血時間的影響，均為100%。這些數據說明高b值DWI在超急性腦缺血時顯示率明顯高于低b值DWI，因此可以認為高b值DWI對于超急性腦缺血病灶更加敏感，提高b值可提高缺血病灶的檢出靈敏度。國內外大量研究表明高b值DWI在發現早期腦缺血中優勢明顯[11-13]。周林江等[14]研究認為b值等于1 000 s/mm2時，超急性腦梗死的檢出靈敏度和特異度均可達100%。本研究發現rADC值及rDWI值隨時間及b值變化呈連續性變化，隨著缺血時間的延長，rDWI值逐漸增加，rADC值逐漸下降。有研究認為rADC、rDWI值隨時間變化的規律可作為腦缺血時間判定的依據[12]。但這個觀點存在諸多局限性，rADC及rDWI值受b值高低及缺血時間長短的影響。有研究表明6 h內，rDWI值隨缺血時間增加而增加，rADC值隨缺血時間的增加而降低；超過6 h，rDWI隨時間的延長而減低，rADC隨時間延長而增高，故rADC及rDWI值不能作為判定缺血時間長短的指標[15]。在b值等于2 000 s/mm2和3 000 s/mm2兩組間rADC值差異無統計學意義(P>0.05)，同時這兩種b值條件下發現缺血灶的靈敏度均為100%，這些數據說明當b值高到一定程度，再繼續增加b值不僅沒有實用意義反而會使信噪比下降從而影響圖像質量，延長掃描時間。有研究表明高b值之間，b值等于2 000 s/mm2足以早期發現缺血灶，過高b值并不能顯著區別缺血灶[11,16]。所以，臨床工作中，有必要靈活采用不同b值 DWI 掃描，互為補充，取長補短，選擇使得DWI 對病灶的檢出率及圖像質量達到最佳的效果[17]。ADC能夠客觀、量化反映DWI發現的缺血灶，由于其為DWI的量化指標，在反映信號強度方面更加細化與準確。本實驗數據表明病變區高b值ADC值較對側正常腦組織有顯著降低。在發現病灶能力方面高b值(2 000、3 000 s/mm2)則更具優勢[18]。

總之，DWI診斷急性腦缺血病變中具有較高的價值，高b值能提高DWI對超急性腦缺血的檢出率，具有臨床推廣價值。

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