磁共振弥散成像对超急性中风患者诊断的价值

中国医学影像技术 2000年第7期第16卷 临床论著

作者：蔡葵　陈涓　陈敏　王文超　尹晶晶　张晨　王占立　周诚　李果珍

单位：北京医院放射科，北京　100730

关键词：磁共振弥散成像；超急性中风

　　［摘　要］　目的　评价磁共振弥散成像(MRI DWI)对超急性中风患者(发病后6小时内)影像学诊断的价值。方法　分析比较了早期的MRI-DWI和常规MRI。结果　MRI-DWI提示中风的15例患者最终临床均诊断为急性中风，而常规MRI为3例(DWI的敏感性100%，特异性100%)，常规MRI敏感性20%，特异性100%，病变组织对比度(CNR)的百分比DWI为77%，常规MRI T₂WI为9.8%。结论　MRI-DWI对6小时症状起病的急性中风的诊断明显高于传统MRI。

　　［中图分类号］　R445.2　　［文献标识码］　A

　　［文章编号］　1003-3289(2000)04-0543-04

Diffusion-weighted MR Imaging:Diagnostic Value in Patients Imaged within Superacute Stroke

CAI Kui,CHEN Juan,CHEN Min,et al

　　(Department of Radiology,Beijing Hospital,Beijing 100730,China)

　　［Abstract］　Purpose　To evaluate the diagnostic value of diffusion-weighted magnetic resonance imaging(MRI-DWI)performed within superacute stroke(6 hours of the onset of stroke symptoms)in patients. Methods　Analyses included comparison of the initial interpretation of the diffusion-weighted images with the final clinical diagnosis,reviews of conventional and diffusion-weighted images. Results　The positive of diffusion-weighted in 15 patients,all of them a final diagnosis of superacute stroke(100% specificity).3 patients suspect superacute stroke by conventional MR imaging (20% sensitivity,100% specificity).Lesion percentage CNRs were 77% for diffusion-weighted imaging,9.8% for T₂-WI conventional MR imaging. Conclusion　Diffusion-weighted MR imaging is highly accurate for diagnosing superacute stroke(6 hours of the onset of stroke symptoms)and is superior conventional MR imaging.

　　［Key words］　Diffusion-weighted,Magnetic resonance imaging; Superacute stroke

　　本文的目的是观察超急性期脑中风患者的磁共振弥散成像，并与常规磁共振T₁及T₂加权像的影像表现来比较，从中分析评估MRI-DWI像对脑中风的诊断价值。

　　1　资料和方法

　　本院1996年来临床怀疑超急性中风患者(发病后6小时内)的磁共振弥散成像25例，其中MRI-DWI阳性表现的为15例，男性为7例，女性为8例，年龄21～69岁，平均59.2岁。所有的患者均做磁共振检查，为1.5T磁共振机(Signa Horizon Echospeed;美国GE公司)。常规MRI扫描，自旋回波序列(SE)，T₁加权像，重复时间/回波时间(TR/TE)=420/8 ms。快速自旋回波序列(FSE)，轴位T₂加权及质子密度像(PD)，TR/TE=2400/102ms及17ms，矩阵256×192，层厚5 mm，间隔2.5 mm，激发次数(NEX)=2，视野(FOV)=20 cm。MRI-DWI用平面回波成像技术(echo-planar imaging;EPI)。重复时间/回波时间(TR/TE)=10000/96 ms,b值为1000 s/mm²，矩阵128×128或64×64，层厚5 mm，间距2.5 mm，FOV=22 cm。轴位取X、Y、Z三个轴向采集成像及T₂成像，弥散成像的扫描时间为40 s；将相同平面MRI-DWI，T₁加权像，T₂加权像所见进行比较，重点分析病变的信号强度及大小的变化。三名神经放射医生单独的、在不同的时间内对MRI-DWI影像表现为阳性征象的患者与传统MRI影像进行比较分析。并对MRI-DWI影像表现为阳性征象的患者进行临床病史的询问。

　　我们对25例临床怀疑超急性脑中风起病后症状在6小时内患者进行MRI-DWI和常规MRI检查，并评价其影像学的表现。评论者对每个病例只提供一句话的临床病史(如新发现的单侧肢体轻偏瘫等)。几天后三种传统MRI的影像包括T₂WI、T₁WI、PD用同样的方式进行分析。评论者对每一个影像都进行临床病史、最后的诊断、急性梗塞病变的发生部位进行盲法分析。所有不同意见的病例重新讨论以意见最多的为主。为了明确神经影像的表示结果，我们使用ROI和CNR对15例确定急性中风的患者进行MRI-DWI、常规MRI影像进行分析：第一，ROI放置在中风病变区内。第二，ROI则大小相同放在正常的大脑半球内。CNR的算法：100×I(SL-SN)/SN其中SL是中风区域内的信号强度，而SN是正常脑组织的信号强度。

　　2　结果

　　25例超急性中风患者的MRI-DWI和常规MRI检查结果见表1～3。

表1　对25例患者的临床诊断和MRI-DWI诊断的比较

　　注：MRI-DWI诊断的敏感性为100%，特异性为100%。(χ²=23.00，P＜0.0001)

表2　25例临床以急性中风症状为主患者在不同

　　的MRI序列上的影像学表现

表3　15例超急性期中风患者的MRI-DWI与

　　常规MRI的信号变化

　　病变组织对比度(CNR)的百分比DWI为77%，常规MRI T₂WI为9.8%。用χ²来分析中风和没有中风的影像学结果，同时使用t检验对不同影像的组织学对比CNR进行统计学处理，P＜0.05或更低。在全部患者中，10例患者的病变位于大脑中动脉供血分布区，并以累及基底节区和脑室旁白质为著，其中3例患者累积颞、顶、枕叶的交界区。1例累及大脑前动脉供血分布区，2例累及大脑后动脉供血分布区，2例累及椎基底动脉供血分布区。

　　25个患者中的15例MRI-DWI为阳性表现。有10例患者则MRI-DWI表现为阴性。在这10例中的6例患者中数周或一月后影像学随诊仍无中风的证据。常规MRI也未见异常，考虑可能为短暂性脑供血不足(TIA)或其它神经系统疾病，4例数天后临床症状消失，影像随诊未见异常或其它神经系统疾病。

　　图1　患者女性23岁，发病后1.5小时，晨起时出现剧烈的偏头痛，常规MRI检查未见异常。

　　a.SE T₁-WI轴位；B.FSE T₂-WI轴位；C.MRI-DWI可见右侧岛叶明显高信号

图2　患者男性47岁，发病后2小时，常规MRI。A.SE T₁-WI；B.FSE T₂WI均为阴性表现；

　　C.MRI-DWI，位于左侧颞、顶、枕交界区可见明显高信号

　　超急性期脑中风15例中MRI-DWI均呈高信号，DWI为阳性表现的患者其病灶的大小均明显大于常规MRI T₂WI阳性的病灶，最早1例为发病后1.5小时，为年轻女性23岁，晨起时出现剧烈的偏头痛，常规磁共振检查未见异常，但MRI-DWI为阳性表现，经临床治疗后恢复正常(图1)。患者发病后2小时，常规MRI检查T₁WI，T₂WI为阴性，MRI-DWI为阳性，位于左侧颞、顶、枕交界区，4小时后常规MRI检查可见明显异常高信号，表现为T₂WI高信号(图2)。常规MR可疑阳性2例，为发病后2小时，表现为等T₁，等PD，稍长T₂信号，其中1例溶栓治疗后临床症状明显缓解，复查DWI-MRI与治疗前1小时MRI-DWI片相比病灶信号略有减低，但其范围未见缩小；明确诊断1例，T₁加权像呈低信号，T₂加权像呈略高信号，为发病后5小时，24小时后随诊可以明确诊断脑中风。常规MRI检查阳性的3例患者中，T₂WI信号变化常常与灰质信号相似，信号淡且模糊常边界不清，随诊后有2例合并有脑皮质少量的渗血，并表现为T₁WI脑回样条形高信号，为正铁血红蛋白细胞外期。有6例患者临床进行静脉内溶栓治疗，其临床症状有不同程度的改善。1例患者进行常规尼莫地平治疗，10天后临床症状和影像学表现均为阴性。

　　3　讨论

　　3.1　评价早期脑梗塞期间CT和传统的磁共振检查均有许多问题，根据我们的资料，CT和MRI在症状出现的6小时内有显示的仅有50%。对新出现的类似中风神经系统临床表现其症状起病6小时内进行DWI-MRI检查。是由于在这个时间内可使用导管介入溶栓法。

　　本组15例DWI表现为阳性征象的，最终均为脑中风，只有3例患者在早期出现症状后，在常规MRI T₂WI表现为阳性。因此说明常规MRI检查的敏感性远远不如弥散磁共振，DWI最早在起病后几分钟发现脑缺血灶，T₂加权像最少需10小时，T₁加权像需14小时，Van Everdingen报道缺血性脑卒中发病后2～6小时DWI阳性率为95%，24小时内MR PDW及T₂WI假阴性率为20%～30%。动物实验脑缺血5分钟到3小时DWI可见高信号影。本文DWI最早发现的梗死灶为病后1.5小时，常规MRI明确诊断的1例为发病后5小时，T₂WI呈高信号，T₁WI呈略低信号影。T₂WI呈略高信号最早的1例为梗死后2.5小时为可疑诊呈高信号，T₁WI呈略低信号影。

　　DWI MRI对早期脑梗塞的病理生理过程的显示是非常敏感的，有两个方面原因：①人体内水分子的弥散的机理及病理改变：人体内水分子的弥散是按照其自身的规律随机运动的(布朗运动)，因此任何外周环境的变化都可以影响水分子的弥散，由于乏氧从而导致二磷酸腺苷向三磷酸腺苷转化发生困难，这样使细胞膜上的钠钾泵的功能发生障碍，使细胞内外的水不能自如的进排出，同时继发的水从细胞外间隙进入细胞内间隙，可能增加细胞内的粘质，从而导致弥散功能下降。②在磁共振弥散成像技术方面：弥散成像是一种对组织中水分子的横向弥散运动特别敏感的磁共振成像技术，其原理是在常规自旋回波成像序列基础上，在180°聚焦射频脉冲前后各加上一个位置对称极性相反的梯度场。在梯度场作用下水分子弥散时其中的质子横向磁化发生相位分散，不能完全重聚，导致信号衰减。在弥散成像时，弥散快的结构信号衰减大，呈低信号(灰黑色)。弥散慢的结构呈高信号(白色)。弥散加权程度取决于弥散梯度场的强度及持续时间，但最主要的是用弥散系数(apparent diffusion coeffcient;ADC)来描述大脑弥散特性，并计算绘出ADC图，这样可以消除由在T₂WI上表现为长T₂信号强度所造成DWI高信号的假象。信号强度与DWI图像正相反，弥散速度快的呈高信号，速度慢的呈低信号。

　　3.2　磁共振MRI-DWI诊断脑梗死及临床应用的价值　在动物模型中，在局部脑组织缺血后30 min内MRI可见水的弥散作用减低，其他研究人员近来用得出的早期实验结果在人类早期大脑梗塞中DWI MRI具有较高的敏感性。是因为，由于各种因素引起的脑血管闭塞几分钟后均可以引起脑细胞的氧代谢失常，从而使三羧酸循环中ATP的生成量减少，酶的活性下降，导致Na/K泵功能失调，钠离子流向细胞外，钾、钙、氯离子及水流向细胞内，引起细胞内水分增加，导致细胞毒性水肿，故在DWI上表现高信号。弥散磁共振图像反映的是脑内细胞的功能状态，高信号表明为细胞的弥散功能下降，由于此时组织的含水总量无增加，而常规磁共振则反映组织内水的含量的变化，因此两者反映组织内变化的角度不同，DWI MRI表现的是组织内部功能性变化，常规磁共振检查则是反映组织形态学变化，常常晚于组织功能性变化。因此常规MRI T₁及T₂加权像以及质子密度像常常无异常发现。由于DWI MRI可在细胞形成不可逆的坏死之前可以清楚显示病变，所以再与灌注磁共振成像技术相结合可以为缺血性脑血管病的患者得出准确的诊断，为临床选用及时有效的治疗方案提供有力的依据。

　　作者简介：蔡葵(1962—)，男，长春人，学士，主治医师。

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(收稿日期：1999-12-07)