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急性缺血性脑卒中患者多模式MRI检查进展

作者:陈鹏,李瑞雄,广西壮族自治区梧州市人民医院放射科

 

急性缺血性脑卒中发病率和复发率较高,是临床病死和病残的重要原因,给患者家庭乃至社会造成沉重的经济负担。常规CT对急性脑梗死有较高的漏诊率,不能发现缺血半暗带(ischemic penumbra,IP),因此如何利用新的影像学检查方法为临床提供更多的信息,从而指导患者的个体化治疗和评价预后,一直是临床关注的热点。

 

多模式MRI是在常规MRI平扫基础上合理选用扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)、T2*梯度回波序列(T2 star gradient-recalledecho,T2*GRE)或磁敏感加权(susceptibility weighted imaging,SWI)序列、磁共振血管成像、灌注加权成像(perfusion-weightedimaging,PWI)的成像技术,能一站式提供更多信息给临床制定个体化治疗方案和评价预后,本文就多模式MRI技术作如下综述。

 

1.磁共振扩散加权成像

 

DWI能在活体组织上敏感的反映水分子的弥散状态,其宏观表现用表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)表示,当组织水分子弥散受限时,ADC值下降,DWI为高信号,反之亦然。DWI主要用于超早期脑梗死诊断,脑缺血早期首先引起细胞毒性水肿,细胞肿胀,细胞外间隙变小,细胞内、外水分子弥散均受限,DWI表现为高信号,ADC值下降,常规MRI不能发现超早期脑梗死,脑梗死最早于发病30min内DWI发现病变,一项关于DWI对急性期脑梗死诊断价值的Meta分析显示,在诊断急性期脑梗死方面(发病时间小于6h),DWI与T2WI的敏感性分别为94%、33%,特异性分别为100%、73%,DWI的敏感性与特异性均高于常规T2WI。

 

有学者将测量ADC值来判断缺血半暗带,通过计算相对ADC值(rADC),rADC=患侧病灶ADC值/健侧镜像区ADC值,Shimosegawa等研究得出缺血半暗带的rADC值阈值约为0.93;马丽等研究rADC值小于0.65的DWI高信号区域为梗死核心区,rADC值位于0.65~0.85之间的区域为缺血半暗带,rADC阈值大于0.85为正常组织。Yoo等研究发现早期脑梗死患者,发病后(4.1±2.3)h进行DWI检查,如果DWI显示病灶>1750px3,即使早期进行溶栓治疗,其预后仍然较差,提示通过测量DWI脑梗死面积可以指导判断是否进行溶栓治疗。

 

TOAST分型法将缺血性脑卒中分为:大动脉粥样硬化型、心源性栓塞型、小动脉闭塞型、其他明确病因型和不明原因型等五型,根据分型结果,不同的患者将得到不同的治疗、康复方案,有助于判断预后、指导治疗和选择二级预防措施。而DWI可以通过病灶的分布及大小来推测脑梗死病因及分型,且优于CT、常规MRI、心脏彩超等检查。

 

2.T2*GRE序列和SWI序列

 

脑微出血(cerebral microbleed,CMB)是血管壁严重损害时血液通过血管壁漏出所致,以微量出血为主要特点的一种脑实质亚临床损害,脑微出血常见于有卒中史、腔隙性脑梗死、脑白质病变、高龄及高血压等患者;合并CMB的脑卒中患者复发风险显著增高。Lovelock等研究发现接受抗栓治疗的缺血性脑卒中患者中,存在CMB的患者会使脑出血(intracerebral hemorrhage,ICH)风险增加(OR12.1,95%CI3.4~42.5);CMB是华法林相关性脑出血的独立危险因素。

 

脑叶多发CMB多由淀粉样血管病所致,抗凝治疗会增加ICH风险;阿司匹林和华法林在缺血性脑卒中二级预防中使卒中绝对风险下降为0.69%~2.49%和6%,当CMB的数量超过5个,ICH绝对风险可达7.6%,已经超过治疗获益;但CT及常规MRI序列无法检出CMB,并且CMB患者临床症状和体征不明显,CMB主要靠T2*GRE和SWI序列检出,在T2*GRE、SWI序列脑微出血表现为均匀一致的圆形低信号灶,直径在2~5mm,在病灶周围未发现水肿,除外了血管周围间隙、软脑膜含铁血黄素沉积、钙化灶,T2*GRE、SWI能敏感的发现脑微出血的数目及部位,可以为急性缺血性脑卒中患者治疗方案的制定及判断预后提供更多的信息。

 

3.三维时间飞跃法磁共振血管成像

 

三维时间飞跃法磁共振血管成像(3D time-of-flight MRA,3D-TOF-MRA)基本原理是基于饱和效应、流入增强效应,将预饱和带置于3D层块的头端以饱和静脉血流,反向流动的动脉血液进入3D层块,因未被饱和从而产生MR信号,3D-TOF-MRA为最常用的MRA检查方法,因其检查简便、无创,无需注射对比剂,成像质量好,可作为筛查脑血管疾病的重要手段。对缺血性脑卒中患者进行颅颈MRA检查有助于了解卒中的发病机制及病因,可以明确脑梗死责任血管及狭窄程度,指导选择治疗方法。2014年中国急性缺血性脑卒中诊治指南已将动静脉畸形、动脉瘤作为溶栓治疗的禁忌证。但CT平扫与常规MRI常常会漏诊动脉瘤及动静脉畸形,而3D-TOF-MRA可以较好的显示动脉瘤及动静脉畸形。

 

3DTOF-MRA可对脑动脉重度狭窄或闭塞后侧枝循环情况作出评估,向先俊、邹立秋等研究34例大脑中动脉闭塞患者,大脑前、后动脉出现侧枝循环分别有14例(41.2%)、24例(70.6%),而36例对照组中仅分别出现2例、3例。张幼林等对249例缺血性脑卒中患者进行1年随访观察,其中17例发生缺血性卒中复发,无侧支循环组卒中复发率高于有侧支循环组(P=0.022),MRA检查可为缺血性脑卒中患者判断预后提供有价值的信息。

 

4.液体衰减反转恢复序列

 

近年来有学者在部分缺血性脑卒中患者的液体衰减反转恢复序列(fluid-attenuated inversion recovery,FLAIR)上发现一种微小异常的点状或线状血管高信号影,并与血管狭窄或闭塞存在显著的相关性,可作为诊断颅内动脉狭窄、闭塞的重要指标,被命名为血管高信号征(FLAIR vascular hyperintensities,FVH);FVH其机制可能与相应血管病变血流减慢所致血管流空效应消失有关。Sanossian等研究发现,对急性脑梗死出现FVH的患者行DSA检查时候,FVH的出现与脑动脉闭塞软脑膜侧支循环形成相关。有学者认为FVH可以作为血管狭窄或闭塞的预测因子,Yoshioka在短暂性脑缺血发作患者中也发现了这种增强的血管信号,并在远端发现了严重狭窄或闭塞的血管,进一步证实了对血管狭窄或闭塞的诊断价值,并能对脑血管疾病进行早期预防。

 

Nagaraja等比较急性缺血性脑卒中患者的FLAIR序列和DWI序列,发现在DWI高信号以外FVH区域脑灌注显著减低,认为DWI和FVH不匹配区可用于缺血半暗带的诊断,这些研究成果为临床上评估急性缺血性脑卒中患者可挽救脑组织以及临床预后提供了又一个有价值的证据。

 

5.磁共振灌注加权成像

 

PWI可半定量、定量地反应组织血流动力学信息;其传统方法动态磁敏感对比增强(dynamic susceptibility contrast enhanced,DSC)磁共振成像通过静脉团注对比剂,带有对比剂的血液流过组织时将引起组织T2*值缩短,因而引起组织信号强度的改变,间接反映组织中对比剂的浓度变化而得到血流动力学信息,如脑血流容量(cerebral blood volume,CBV)、脑血流量(cerebral blood flow,CBF)和平均通过时间(mean transit time,MTT)、达峰时间(time to peak,TTP)。MTT明显延长,CBV减少,CBF显著下降,提示脑组织灌注不足;MTT延长,CBV增加或接近正常,提示侧支循环形成;MTT缩短或正常,CBV增加,CBF正常或轻度增加,提示脑组织血流再灌注;CBV与CBF均显著增加,提示脑组织过度灌注;DWI能反映不可逆的急性脑梗死区域,而PWI能反映缺血低灌注区,因此PWI与DWI不匹配区域即为缺血半暗带,PWI与DWI联合应用为临床评价扩大溶栓治疗时间窗提供了依据,使更多的脑梗死患者能接受个体化溶栓治疗。

 

动脉自旋标记(arterial spin labeling,ASL)磁共振成像,以内源性水质子作为示踪剂,无需注射对比剂,利用磁性标记的动脉血内水质子流入成像层面和组织交换产生的信号降低进行成像,ASL仅有CBF这一个灌注参数指标。ASL灌注法与其他方法相比,具有不需注射外源性对比剂,无辐射、无创、简便、易重复等优势。三维动脉自旋标记(three-dimension arterial spin labeling,3D-ASL)磁共振成像是一种突破了传统ASL技术各种局限的全新灌注成像技术,实现了全脑灌注成像,其特点为:图像伪影小、信噪比高,背景抑制好,突出血流量信息,扫描速度明显提高,成像范围广,真正实现了全脑灌注成像,病变定位更准确,具有很大的临床应用潜力。

 

有学者研究3D-ASL与DSC对诊断急性缺血性脑卒中的敏感性与准确性相似,3D-ASL显示灌注/扩散不匹配区与DSC基本相等;张水霞等研究发现,3D-ASL的CBF显示脑梗死累及部位出现灌注异常的概率(包括低灌注和高灌注)较DSC高(87.50%VS65.63%,P<0.05),3D-ASL显示脑梗死患者低灌注状态的概率与DSC的MTT、TTP差异无统计学意义,DSC的CBF、CBV显示低灌注的概率不及3D-ASL(55.56%VS85.19%,P<0.05)。

 

6.多模式MRI的优点和缺点

 

优点:多模式MRI组合可以对各个序列不足进行互补,可以一站式排除脑出血,明确有无脑梗死及缺血半暗带,确定有无脑梗死出血转化、动脉瘤、血管畸形、脑微出血等病变,可以为临床在短时间内一站式获得解剖学、血流动力学、脑组织水分子弥散情况,能更快的完善治疗方案,更好地进行个体化治疗,特别是对大于溶栓时间窗的患者,可明确有无缺血半暗带,将更有临床意义!

 

缺点:磁共振扫描时间相对较长,危重患者不能耐受配合,带有磁性金属抢救物品不能带入磁体间。

 

7.展望

 

随着MRI技术的不断发展,多模式MRI检查必将为急性缺血性脑卒中患者的诊断治疗、判断预后提供更多有价值的信息,如何将多模式MRI检查序列优化、缩短检查时间,更好、更快的完成这种有价值的多模式MRI检查,必将受到越来越多学者的关注!

 

来源:医学影像学杂志2017年第27卷第3期

 

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