DWI聯(lián)合PWI成像技術在超急性腦缺血診斷中的應用價值

彭東，田藝

西安市第四醫(yī)院影像科1、婦產(chǎn)科2，陜西 西安 710000

腦缺血發(fā)生后，局部腦組織出現(xiàn)缺血性壞死及腦軟化灶，具有極高的致殘率和致死率[1-2]。根據(jù)腦出血發(fā)病的不同時期，具體可分為超急性期、急性期、壞死期、軟化期和恢復期。腦缺血發(fā)病早期，缺血性梗死的核心邊緣可見腦血流量減低區(qū)域，這一區(qū)域被通常稱為腦缺血半暗帶[3]，該區(qū)域組織損傷屬于可逆性區(qū)域，該區(qū)域的血流如果能夠在短時間內(nèi)恢復正常，該區(qū)域的神經(jīng)組織細胞仍能存活并可能恢復功能[4]。因此，明確缺血半暗帶的形成和是否存在出血灶是決定腦缺血患者能否接受溶栓治療的關鍵依據(jù)，對于腦缺血患者的臨床治療及預后具有重要意義。眾多研究結果表明，腦缺血發(fā)病早期有明顯的腦組織血流動力學改變，利用MRI 檢查中的彌散加權成像(DWI)、灌注加權成像(PWI)能夠清晰顯示腦部血流的灌注異常[5]。本研究旨在探究DWI、PWI對超急性腦缺血患者的臨床診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2019 年9 月至2021 年3 月西安市第四醫(yī)院收治的106 例腦缺血患者作為研究對象。納入標準：(1)均為首次發(fā)病；(2)意識清晰，具有一定的溝通能力；(3)入院后順利完成DWI、PWI 等影像學檢查，臨床資料完整齊全。排除標準：(1)腦瘤、腦外傷等腦部其他疾病者；(2)心功能、肝腎功能、凝血功能異常者；(3)臨床資料不全者。106 例患者中男性57 例，女性49 例；年齡50～78 歲，平均(68.39±5.92)歲。所有腦缺血患者按照發(fā)病時間可為超急性期(發(fā)病時間≤6 h)28 例，急性期(發(fā)病時間為7～72 h) 33例、亞急性期(發(fā)病時間為72 h～10 d)26例、慢性期(發(fā)病時間為11～15 d)19 例。本研究經(jīng)西安市第四醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準，所有患者均知情并簽署同意書。

1.2 檢查方法 檢查儀器為美國GE Singa HDxt 3.0T 超導型磁共振掃描儀，頭部8 通道線圈。患者取仰臥位行常規(guī)T1WI、T2WI、DWI、DWI 和PWI 序列軸位成像，掃描參數(shù)見表1。其中T1WI、T2WI 分別為SE 自旋回波序列、FSE 快速自旋回波序列；DWI 序列采用平面回波成像(EPI)，擴散敏感系數(shù)b 值取0、1 000 s/mm2，掃描層數(shù)為20 層，掃描時間為70 s；PWI序列：首先進行常規(guī)平掃，平掃完成后經(jīng)靜脈注射釓噴酸葡胺注射液(Gd-DTPA)，注射劑量15 mL，注射速度為2 mL/s，之后以同樣的速度注入15 mL 0.9%生理鹽水沖洗導管，連續(xù)增強掃描30個時相共11 層，翻轉角度為90°，掃描完成后對圖像進行后期處理。將采集的所有圖像導入至GE Advantage Windows 工作站中的Functool 軟件進行后處理和分析。從西安市第四醫(yī)院影像科選擇2 名多年從事閱片工作的影像學醫(yī)師具體負責所有圖像資料的閱片、評估工作。

表1 各掃描序列的掃描參數(shù)Table 1 Scanning parameters of each scanning sequence

1.3 觀察指標 (1)比較不同時期腦缺血患者病灶區(qū)和健側區(qū)的彌散系數(shù)(ADC)值；(2)比較不同時期腦缺血患者病灶的PWI灌注參數(shù)表現(xiàn)，包括腦血容量(rCBV)、腦血流量(rCBF)、平均通過時間(MTT)和達峰時間(TTP)；(3)比較不同時期腦缺血患者在DWI、PWI中的表現(xiàn)差異。

1.4 統(tǒng)計學方法 應用SPSS19.0 統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示，多組間比較采用方差分析，兩兩間比較采用t 檢驗；計數(shù)資料比較采用χ2檢驗。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 不同時期腦缺血患者病灶區(qū)和健側區(qū)的ADC值比較 腦缺血患者的病灶區(qū)ADC值隨著腦缺血時間的延長而明顯升高，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，而健側區(qū)ADC值未見明顯變化，差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。超急性期、急性期患者的病灶區(qū)ADC值明顯低于健側區(qū)，亞急性期、慢性期患者的病灶區(qū)ADC值明顯高于健側區(qū)，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，見表2。

表2 不同時期腦缺血患者病灶區(qū)和健側區(qū)ADC值比較(±s)Table 2 Comparison of ADC values in patients with cerebral ischemia in different periods between focal area and corresponding healthy area(±s)

表2 不同時期腦缺血患者病灶區(qū)和健側區(qū)ADC值比較(±s)Table 2 Comparison of ADC values in patients with cerebral ischemia in different periods between focal area and corresponding healthy area(±s)

時間超急性期急性期亞急性期慢性期F值P值例數(shù)28 33 26 19病灶區(qū)0.36±0.08 0.57±0.11 1.51±0.39 2.43±0.54 200.25 0.001健側區(qū)0.79±0.17 0.81±0.18 0.85±0.19 0.91±0.23 1.75 0.161 t值12.110 4 7.776 1 8.050 3 13.703 4 P值0.001 0.001 0.001 0.001

2.2 不同時期腦缺血患者病灶的PWI 灌注參數(shù)表現(xiàn) 不同時期腦缺血患者的rCBV、rCBF、MTT、TTP參數(shù)表現(xiàn)比較差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，其中超急性期患者的rCBV、rCBF 均為降低信號，MTT、TTP 均為升高信號；急性期患者的rCBV、rCBF在升高、降低、正常信號中均有表現(xiàn)，MTT、TTP 主要表現(xiàn)為升高信號；亞急性期患者的rCBV、rCBF多為正常信號，MTT、TTP信號多為升高信號；慢性期患者的rCBV、rCBF 均為降低信號，MTT、TTP 多為降低信號，見表3、表4，典型病例見圖1。

圖1 患者，男性，年齡53歲，超急性期腦缺血，在本院行多種模式的MRI檢查Figure 1 Patient A,male,aged 53 years,with hyperacute cerebral ischemia,underwent multiple mode MRI examinations

表3 不同時期腦缺血患者的rCBV、rCBF表現(xiàn)[例(%)]Table 3 Manifestations of rCBV and rCBF in patients with cerebral ischemia in different periods[n(%)]

表4 不同時期腦缺血患者的MTT、TTP表現(xiàn)[例(%)]Table 4 Manifestations of MTT and TTP in patients with cerebral ischemia in different periods[n(%)]

2.3 不同時期腦缺血患者的DWI 和PWI 表現(xiàn)比較 超急性期患者DWI＜PWI 和DWI＞PWI 均有表現(xiàn)，以DWI＜PWI 為主；亞急性 期患者DWI＜PWI、DWI=PWI 和DWI＞PWI 均 有 表 現(xiàn)，以DWI＜PWI、DWI＞PWI 為主；亞急性期患者DWI=PWI 和DWI＞PWI 均有表現(xiàn)，以DWI=PWI 為主；慢性期患者均為DWI=PWI。不同時期腦缺血患者的DWI、PWI 表現(xiàn)比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，見表5。

表5 不同時期腦缺血患者的DWI和PWI表現(xiàn)比較[例(%)]Table 5 Differences in manifestations between DWI and PWI in patients with cerebral ischemia in different periods[n(%)]

3 討論

腦缺血的發(fā)病可大致分為三個階段：腦組織血流灌注降低，神經(jīng)功能受損，腦神經(jīng)細胞凋亡。腦缺血發(fā)生后，壞死的神經(jīng)細胞多集中在缺血中心區(qū)域，而病灶周圍的神經(jīng)組織僅僅停止了腦電活動，較短時間內(nèi)仍然維持著正常的腦組織結構。這一時期若能及時給予溶栓等治療使缺血灶周圍未壞死神經(jīng)組織得以恢復，從而盡可能多的恢復和保留患者的腦組織功能，這對于腦缺血患者的臨床治療及預后具有重要意義。因此，治療開始前采用最短時間掌握患者的病情信息成為關鍵。MRI檢查作為臨床診斷腦缺血的首選檢查方式，能夠較好地表現(xiàn)腦組織生理、代謝及解剖情況[6]。DWI、PWI 等MRI 序列客觀地展示腦缺血的病理生理變化，有利于腦缺血患者的初步診斷和定量評估[7]。

DWI 是唯一能夠反映活體組織內(nèi)部水分子微觀運動的成像方法[8-9]，其中ADC 值是DWI 量化評價的主要指標。腦缺血發(fā)病初期，患者的缺血病灶可見血管源性或細胞毒性的腦組織水腫[10]，在DWI上則表現(xiàn)為高信號，此時液體擴散運動受限明顯，ADC 值明顯降低，DWI從形態(tài)學上清晰顯示了缺血病灶的精確定位和范圍，借助ADC值則能夠比較準確地對缺血病灶的病情嚴重程度作出評價[11]。本研究結果顯示，病灶缺血時間越長，ADC值越大，超急性期、急性期患者的病灶區(qū)ADC 值均明顯低于各自健側區(qū)，亞急性期、慢性期患者的病灶區(qū)ADC值均明顯高于各自健側區(qū)，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。上述結果表明，腦缺血患者的DWI 檢查結果表現(xiàn)異常，急性期、超急性期階段患者腦細胞的毒性水腫程度不一，隨著病情的不斷進展，細胞外間隙逐漸增大，ADC值明顯升高[12]。

PWI 利用釓類(GdDTPA)造影劑觀察局部血液循環(huán)，血流的動態(tài)變化反映了局部血流分布和灌注情況，根據(jù)血流灌注范圍確定受累動脈供血區(qū)域[13]。PWI通過觀察平均通過時間、相對腦血流容量、相對腦血流量和達峰時間等血流動力學指標的動態(tài)變化，能夠較好地反映腦缺血患者的腦功能狀態(tài)。本研究發(fā)現(xiàn)，不同時期腦缺血患者的PWI檢查表現(xiàn)存在較大差異。其中超急性期患者的rCBV、rCBF均為降低信號，MTT、TTP 均為升高信號；急性期患者的rCBV、rCBF在升高、降低、正常信號中均有表現(xiàn)，MTT、TTP 主要表現(xiàn)為升高信號；亞急性期患者的rCBV、rCBF以正常信號為主，MTT、TTP信號以升高信號為主；慢性期患者rCBV、rCBF 均為降低信號，MTT、TTP 以降低信號為主。

在診斷腦缺血中，DWI的異常信號代表缺血核心區(qū)，屬于不可逆梗死區(qū)。PWI 的異常信號代表血流灌注不足區(qū)[14]，該區(qū)域通常超過彌散異常區(qū)，其中的非匹配區(qū)域即為缺血性半暗帶，該區(qū)域是腦缺血臨床治療的主要作用靶點。DWI-PWI 不匹配時表示有較大面積的缺血半暗帶存在，對患者進行溶栓治療可能獲得較好的治療效果。既往研究結果表明，早期腦缺血主要以DWI-PWI不匹配型為主，隨著病情的進展，DWIPWI 匹配時已出現(xiàn)大面積梗死和不可逆損傷，加之缺乏側支循環(huán)，患者預后較差[15]。本研究中對不同時期腦缺血患者的DWI、PWI 表現(xiàn)的匹配關系進行比較，結果顯示，超急性期患者以DWI＜PWI為主；亞急性期患者以DWI＜PWI、DWI＞PWI 為主；亞急性期患者以DWI=PWI為主；慢性期患者均為DWI=PWI。上述結果表明，不同時期的腦缺血患者，其DWI、PWI的匹配關系也存在一定差異，利用腦缺血患者的DWI、PWI表現(xiàn)的不匹配關系，能夠較好地對腦缺血患者的缺血性半暗帶區(qū)域進行界定[16]，對于評估治療效果及預后判斷都具有重要的參考價值。由于本研究納入病例數(shù)較少，樣本量有限，研究結果存在相對偏移，還需在后期工作中擴大樣本量對本研究結果進行進一步研究和論證。

綜上所述，DWI 技術能夠顯示微小的缺血性病灶，PWI能夠顯示存活的缺血半暗帶，兩者聯(lián)合檢查能夠較為準確地診斷缺血半暗帶，進而為超急性腦缺血患者的治療提供重要參考。