周宏偉, 武 薇, 蘭文婧, 谷艷英, 吳 江

缺血性腦血管病是危害人類(lèi)健康的常見(jiàn)病,且致殘率及致死率均非常高,其中大腦中動(dòng)脈(middle cerebral artery,MCA)狹窄或閉塞是引起缺血性腦血管病的主要原因[1,2]。一側(cè)大腦中動(dòng)脈發(fā)生狹窄或閉塞可通過(guò) Willis環(huán)側(cè)枝循環(huán)的血流得以代償,可能不會(huì)出現(xiàn)腦組織缺血、缺氧,也不會(huì)出現(xiàn)臨床癥狀。但有些患者尚未建立良好側(cè)支循環(huán),導(dǎo)致狹窄或閉塞血管供血區(qū)的腦組織出現(xiàn)缺血、缺氧改變,這就需要有效的檢查方法來(lái)評(píng)估腦動(dòng)脈狹窄或閉塞血管供血區(qū)的腦組織是否存在低灌注,為臨床治療方案的制定提供影像學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 一般材料

本研究收集 2008年 10月 ～2009年 3月期間我院 36例臨床上表現(xiàn)為 TIA的患者及 5例健康志愿者。TIA患者男 22例,女 14例,年齡 33～76歲,平均 53.2歲。5例健康志愿者男 3例,女 2例,平均年齡 48.6歲。全部患者均行常規(guī) T1WI、T2WI及壓脂壓水序列掃描,并全部行 MRA、磁共振彌散加權(quán)成像及動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)(ASL)掃描,36例 TIA患者中 28例行磁共振灌注加權(quán)動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)(DSC)成像。

1.2 檢查方法

1.2.1 掃描方法及參數(shù) 全部病歷均采用西門(mén)子 Trio Tim 3.0 T超導(dǎo)型磁共振成像系統(tǒng)。常規(guī)MRI行軸位 T1WI、T2WI和壓脂壓水像掃描。軸位T1WI采用 SE自旋回波序列,TR:440ms,TE:2.46ms。軸位 T2WI采用 TSE快速自旋回波序列,TR:5000ms,TE:93ms。上述序列 FOV均為 220mm×220mm。軸位壓脂壓水序列:TR:8000ms,TE:93ms,TI:2371.5,序列 FOV為 199mm×220mm。MRA方法為 3D-TOF-MRA法(三維時(shí)間飛躍法)。DWI采用單次激發(fā)平面回波序列(EPI),b值分別為b=0s/mm2及b=1000s/mm2,TR:3800ms,TE:93ms。

DSC掃描參數(shù),層厚 5mm,間隔 1.5mm。運(yùn)用對(duì) T2敏感的平面回波自由衰減序列連續(xù)掃描 50次,在第 7次掃描后經(jīng)肘靜脈快速團(tuán)注的 0.5mmol/kg的 GD-DTPA,注藥速度為 5ml/s,注藥過(guò)程在 5-6s內(nèi)完成。DSC掃描參數(shù)為 TR:1400 ms,TE:32ms,FOV為 23cm,矩陣 128x128,激勵(lì)次數(shù) 1次,翻轉(zhuǎn)角128°。 ASL掃描參數(shù)如下:TR3000ms,TE 11 ms,Inversion slab 100mm,FOV 220mm×220mm,bandwidth2232 Hz/pixel,Matrix 64×64,層數(shù) 15,層厚6mm,間隔 1.5mm,measurements 101,掃描時(shí)間5min14s。

1.2.2 圖像及數(shù)據(jù)分析 (1)DWI掃描完成后機(jī)器自動(dòng)生成 ADC圖。將 MRI、DWI、DSC及ASL圖像由 2位經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)學(xué)影像學(xué)醫(yī)師觀(guān)察、分析,對(duì)比 DWI與 DSC、ASL顯示病灶大小的情況,判斷是否患者存在缺血半暗帶。(2)PWI-DSC的原始圖像轉(zhuǎn)到工作站,采用 PWI專(zhuān)用軟件進(jìn)行圖像后處理,得到 MTT,TTP,CBV,CBF圖,觀(guān)察比較腦內(nèi)兩側(cè)灌注區(qū)別。在 CBF圖上取感興趣區(qū)(regions of interest,ROI)及健側(cè)對(duì)應(yīng)區(qū),測(cè)出平均 CBF值。(3)ASL圖像傳到工作站,采用人工手繪取病側(cè)與患側(cè)的感興趣區(qū)(ROI),測(cè)定 ASL圖相應(yīng)區(qū)域的相對(duì)局部腦血流量 CBF值,測(cè)得平均 CBF值。

1.2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 使用 SPSS13.0軟件,配對(duì) t檢驗(yàn)分別分析用DSC的患側(cè)與健側(cè)對(duì)應(yīng)區(qū)及用ASL患側(cè)與健側(cè)對(duì)應(yīng)區(qū)的差異,α水平設(shè)在 0.05,P＜0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用秩和檢驗(yàn)比較DSC與ASL之間差異,α水平設(shè)在 0.05,P＜0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

36例患者 MRI掃描圖像中 T2WI或壓脂壓水序列正常 15例,異常 21例;MRA檢查中大腦中動(dòng)脈狹窄 20例,大腦中動(dòng)脈閉塞 16例。DWI掃描,正常影像 12例,異常 24例。PWI掃描,行 DSC檢查28例,其中 7例正常,21例異常灌注;行 ASL掃描的共 36例,其中 13例正常,23例異常灌注(見(jiàn)圖1～圖5、表1)。DSC與 ASL方法顯示患側(cè)灌注程度對(duì)比見(jiàn)表2。

圖1 MRA示右側(cè)大腦中動(dòng)脈閉塞

圖2 DWI示右側(cè)基底節(jié)區(qū)片狀高信號(hào)

圖3 T2 WI示右側(cè)基底節(jié)區(qū)片狀高信號(hào)

圖4 DSC示右側(cè)大腦中動(dòng)脈供血區(qū)片狀低信號(hào)灌注區(qū)域

圖5 ASL示右側(cè)大腦中動(dòng)脈供血區(qū)片狀低信號(hào)灌注區(qū)域范圍與 DSC方法大致一致

表 136例患者檢查結(jié)果

表2 DSC與 ASL兩種方法患側(cè)值的比較

利用非參秩和檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)同時(shí)行 DSC、ASL的 21例灌注缺損或低灌注患者研究,在顯示病變區(qū)域灌注改變上得 Z=-0.984,P＞0.05。這個(gè)結(jié)果表明,ASL與 DSC對(duì)于顯示異常灌注,這兩種方法之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異

3 討 論

3.1 MR灌注成像方法

MR灌注成像主要是顯示腦組織血流灌注情況,其成像有兩種方法:一種是用外源性示蹤劑,團(tuán)注順磁性對(duì)比劑的首次成像方法(dynamic susceptibilit contrast-enhanced MR imaging,DSC-MRI);另一種是用內(nèi)源性示蹤劑,使用可自由擴(kuò)散的水質(zhì)子做示蹤劑,即動(dòng)脈自旋標(biāo)記法(arterial spin labeling,ASL)。

臨床廣泛使用的是 DSC方法進(jìn)行 PWI,靜脈團(tuán)注 GD-DTPA后采用快速掃描序列,獲得對(duì)比劑首次通過(guò)感興趣區(qū)的一系列動(dòng)態(tài)影像,以偽彩圖處理來(lái)顯示。DSC可獲得多個(gè)腦血流灌注參數(shù)圖,包括腦血流量(cerebral blood flow,CBF),腦血容量(cerebral blood volume,CBV),平均通過(guò)時(shí)間(mean teansit time,MTT),達(dá)峰時(shí)間 (time to peak,TTP)。通過(guò)這些參數(shù),可以掌握組織血液供給的具體情況:(1)灌注不足,MTT明顯延長(zhǎng),rCBV減少,rCBF明顯減少;(2)側(cè)枝循環(huán)信息,MTT延長(zhǎng),rCBV增加或尚可;(3)血流再灌注信息,MTT縮短或正常,rCBV增加,rCBF正?；蜉p度增加;(4)過(guò)度灌注信息,rCBV與 rCBF均顯著增加,DSC能顯示缺乏灌注和低灌注的腦實(shí)質(zhì)[3]。

ASL技術(shù)不用注射對(duì)比劑,完全為無(wú)創(chuàng)性的方法。對(duì)于有出血、鈣化或位于顱底的病變,ASL測(cè)量數(shù)據(jù)較穩(wěn)定。主要原因是 DSC所采用的梯度回波序列對(duì)鈣化、出血、空氣十分敏感,產(chǎn)生的磁敏感偽影較大;而 ASL則是多次快速采集的平均值,受磁敏感偽影的影響較小[4]。

3.2 DSC與 ASL圖像對(duì)比

DSC對(duì)組織微循環(huán)血流量的改變非常敏感,可反映缺血腦組織微循環(huán)灌注狀態(tài),同時(shí) DSC可獲得多個(gè)腦血流灌注參數(shù)圖,通過(guò)多個(gè)參數(shù)、多個(gè)角度對(duì)灌注情況做出評(píng)估,且對(duì)組織結(jié)構(gòu)顯示較清晰,可以對(duì)灌注改變進(jìn)行定量分析。而 ASL由于信噪比低、場(chǎng)強(qiáng)要求高、傳輸延遲、運(yùn)動(dòng)偽影等多方面原因,顯示組織結(jié)構(gòu)欠清晰。本研究中 ASL＞DSC12例,其中 5例 ASL表現(xiàn)為灌注缺損,DSC表現(xiàn)為灌注延遲,考慮與所使用的反轉(zhuǎn)時(shí)間不夠長(zhǎng),沒(méi)能探測(cè)到缺血帶的側(cè)支血流有關(guān)。而另 7例均顯示 ASL灌注延遲范圍大于 DSC的灌注延遲范圍,考慮與上述諸多因素有關(guān)。

本研究從 21例行 DSC檢查、23例行 ASL檢查的顯示異常灌注患者圖像進(jìn)行比較,配對(duì) T檢驗(yàn),ASL檢查健側(cè)與患側(cè)對(duì)比,T=2.37,α水平設(shè)在0.05,P＜0.05,存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;DSC檢查 T=2.91,P＜0.01,存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。而同時(shí)行 DSC,ASL的 21例存在灌注改變患者行秩和檢驗(yàn),卡方值為 -0.984,P＞0.05,無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。故此得出 ASL與DSC對(duì)顯示患者患側(cè)灌注程度沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,ASL方法可以作為對(duì)單側(cè)大腦中動(dòng)脈狹窄或閉塞腦組織灌注成像的一個(gè)篩選指標(biāo),為指導(dǎo)溶栓治療提供影像學(xué)依據(jù)。

3.3 缺血半暗帶

腦缺血半暗帶(ischemic penumbra,IP)的概念最初于 1977年由 Astrup等[5]通過(guò)對(duì)狒狒大腦中動(dòng)脈閉塞的電生理、血流灌注、細(xì)胞外 K+和 pH值的研究,定義為介于正常腦組織與梗死組織之間,局部腦血流灌注較低,電生理功能異常而無(wú)嚴(yán)重細(xì)胞內(nèi)K+外流和能量耗盡,恢復(fù)正常血流后其電生理功能仍可恢復(fù)的區(qū)域。

本研究從彌散加權(quán)成像(DWI)圖像異常同時(shí)行 DSC、ASL掃描的 21例患者中,對(duì)比 DWI與PWI,發(fā)現(xiàn)均存在 PWI＞DWI,即上述患者均存在缺血半暗帶,本文的研究已經(jīng)證實(shí) ASL方法可以作為單側(cè)大腦中動(dòng)脈狹窄或閉塞腦組織灌注成像的一個(gè)篩選指標(biāo),并且大量研究認(rèn)為局部腦血流量(rCBF)是預(yù)測(cè)腦缺血半暗帶存活的最佳 PWI指標(biāo)[6],可以用 DWI與ASL進(jìn)行不匹配區(qū)的對(duì)比,確定缺血半暗帶,從而指導(dǎo)臨床制定有效的方案。

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