王夢嬌,江名芳
(1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院,呼和浩特010110;2.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,呼和浩特010110)
急性腦梗死(acute cerebral infarction,ACI)又稱急性缺血性腦卒中,指各種原因引起血流供應(yīng)中斷導(dǎo)致的局部腦組織缺血、缺氧、液化性壞死,并出現(xiàn)相應(yīng)神經(jīng)功能缺損的臨床綜合征。在我國,缺血性腦卒中占所有卒中的69.6%~70.8%,我國北部和中部地區(qū)發(fā)病率較高,主要由腦實(shí)質(zhì)供血?jiǎng)用}血栓形成或血栓栓塞所致,是我國人群致死的重要原因[1-2]。高血壓、糖尿病、高脂血癥等基礎(chǔ)疾病在腦梗死發(fā)生發(fā)展中起重要作用,在動(dòng)脈粥樣硬化基礎(chǔ)上,粥樣斑塊脫落或管腔狹窄處的血栓形成是動(dòng)脈血管閉塞的主要原因;此外,血凝塊、脂肪粒等栓子隨血流堵塞腦部血管引起局部腦組織缺血性壞死也是動(dòng)脈血管閉塞的原因之一。血管再通治療是ACI急性期最有效的治療方法,可快速恢復(fù)腦血流、改善腦灌注、拯救缺血半暗帶(ischemic penumbra,IP)[3]。
對存在突發(fā)神經(jīng)功能缺損癥狀、頭顱CT 除外腦出血的患者可初步診斷ACI,顱腦磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)對于指導(dǎo)ACI 的再灌注治療至關(guān)重要,其中彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)和灌注加權(quán)成像(perfusion weighted imaging,PWI)對ACI 診斷以及治療方案的選擇起到指導(dǎo)作用[3-6]。近年來,三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin labeling,ASL)技術(shù)發(fā)展迅速,可用于評估腦血流灌注、預(yù)測顱內(nèi)動(dòng)脈閉塞和出血轉(zhuǎn)化。多模態(tài)MRI 的綜合應(yīng)用有助于評估IP、指導(dǎo)溶栓治療、推動(dòng)重組組織型纖溶酶原激活劑的應(yīng)用、發(fā)現(xiàn)更多適合早期再灌注治療的ACI 患者,降低ACI 患者溶栓后的出血風(fēng)險(xiǎn),延長溶栓治療時(shí)間窗?,F(xiàn)就功能磁共振技術(shù)在ACI 的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀予以綜述。
MRI 不受骨性結(jié)構(gòu)的影響,可清晰顯示腦實(shí)質(zhì)、腦干和小腦病灶,已成為診斷腦血管病的重要輔助工具。正常情況下,顱內(nèi)動(dòng)脈在MRI 掃描中呈流空現(xiàn)象,在T1、T2 加權(quán)成像均呈低信號,部分患者T1、T2 加權(quán)成像序列可觀察到血管內(nèi)高信號,此特點(diǎn)具有很高的ACI 診斷特異性,但敏感性較低,易受腦血管走行、腦脊液信號、掃描參數(shù)及厚度的影響,需要結(jié)合其他MRI 序列綜合分析[7]。
1.1 液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)(fluid-attenuated inversion recovery,F(xiàn)LAIR)序列 FLAIR 序列也稱水抑制成像技術(shù),超早期腦梗死FLAIR 序列可見血管高信號征,表現(xiàn)為沿腦溝或腦回分布的點(diǎn)狀、線狀或管狀高信號,較T1、T2 加權(quán)成像更清晰。Toyoda 等[8]的早期研究發(fā)現(xiàn),96.7%的ACI 患者FLAIR 序列可見動(dòng)脈內(nèi)異常信號,最早可在腦卒中癥狀發(fā)作后35 min發(fā)現(xiàn)異常信號,其信號分布能較好地預(yù)測腦動(dòng)脈閉塞所致灌注異常的范圍,有助于決定是否需要早期行PWI。另有研究顯示,超早期腦梗死FLAIR 序列上的血管高信號征提示腦組織低灌注,診斷ACI 的敏感性較高,有利于治療決策的選擇[9]。在側(cè)支循環(huán)不足情況下,大多數(shù)ACI 患者的FLAIR 序列可見血管高信號征;當(dāng)側(cè)支循環(huán)充足時(shí),血管高信號征則消失[10]。
短暫性腦缺血發(fā)作后48 h 內(nèi)ACI 的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)達(dá)50%,并可在90 d 內(nèi)發(fā)展為腦梗死,故可根據(jù)短暫性腦缺血發(fā)作患者FLAIR 序列檢查發(fā)現(xiàn)的血管高信號征預(yù)測患者30 d 內(nèi)發(fā)生ACI 的風(fēng)險(xiǎn),有助于ACI 的預(yù)測及預(yù)防[11-12]。隨著腦組織血管源性水腫的加重,急性期FLAIR 信號強(qiáng)度亦隨之增加,故可根據(jù)FLAIR 序列信號強(qiáng)度推測發(fā)病時(shí)間,對確定溶栓時(shí)間窗及指導(dǎo)ACI 患者進(jìn)一步治療有重要作用[13]。
1.2 磁共振血管成像(magnetic resonance angiography,MRA) MRA 是利用血管流空效應(yīng)顯示血管影像,主要用于顱內(nèi)大動(dòng)脈狹窄或閉塞、動(dòng)脈瘤以及血管畸形的診斷,MRA 包括對比增強(qiáng)MRA、相位對比MRA、時(shí)間飛躍法MRA 三種,其中對比增強(qiáng)MRA 可在短時(shí)間內(nèi)定位血管閉塞部位,并能夠準(zhǔn)確評估顱外血管及側(cè)支循環(huán),診斷ACI 的準(zhǔn)確性明顯優(yōu)于時(shí)間飛躍法MRA[14];相位對比MRA 不僅可明確血管閉塞部位,還可顯示動(dòng)脈內(nèi)血栓形成的長度,且血栓長度越長,血管再通治療效果越差[15]。Yoo 等[16]通過CT 血管造影或MRA 測量血栓體積發(fā)現(xiàn),血栓體積≥200 mm3患者的血管再通率較低,證實(shí)了將200 mm3作為預(yù)測再通臨界值的有效性。MRA 還可用于評估ACI 患者側(cè)支循環(huán),側(cè)支循環(huán)越豐富,血管再通治療效果越好,神經(jīng)功能恢復(fù)越快;建立側(cè)支循環(huán)可維持IP 的血流灌注、保護(hù)遠(yuǎn)端腦組織,但MRA 難以顯示細(xì)小的穿支動(dòng)脈,易產(chǎn)生偽影,可靠性不及CT 血管造影和數(shù)字減影血管造影[10]。
1.3 DWI DWI 是一種反映水分子彌散特性的成像技術(shù),可與腦組織細(xì)胞水腫發(fā)生同步顯示,并在缺血后數(shù)分鐘顯示病灶,對診斷ACI 有明顯優(yōu)勢,還可用于ACI 與陳舊性或缺血壞死組織的鑒別,是溶栓篩選的主要指標(biāo)之一[17]。DWI 診斷ACI 的靈敏度為87.3%,特異度為99.0%,在ACI 早期階段,腦組織灌注不足可能引起相應(yīng)癥狀,但不會(huì)明顯限制DWI 的水彌散,每延遲60 min,DWI 檢出陽性率增加4%[18]。DWI 的Alberta 卒中項(xiàng)目早期CT 評分可用于評估ACI 患者的早期腦組織缺血性改變,并可預(yù)測重組組織型纖溶酶原激活劑靜脈溶栓患者的臨床預(yù)后。近年來研究發(fā)現(xiàn),ACI 患者DWI 的Alberta 卒中項(xiàng)目早期CT 評分值與神經(jīng)功能缺損癥狀發(fā)作時(shí)間無關(guān),與腦血流灌注相關(guān),有利于發(fā)病6 h 內(nèi)可獲得溶栓受益患者的鑒別[19]。DWI 是目前診斷ACI 最敏感的檢查,可評估靜脈溶栓治療時(shí)機(jī),并判斷預(yù)后。超早期腦梗死可出現(xiàn)DWI-FLAIR 不匹配,通過DWI-FLAIR 不匹配可推測發(fā)病時(shí)間不確定患者的ACI 發(fā)病時(shí)間,有助于篩選溶栓受益患者[13]。
1.4 PWI 血供正常組織的血流速度較缺血組織快,信號衰減迅速,而血流緩慢部位信號衰減速度較慢,甚至不衰減,并呈現(xiàn)相對高信號。PWI 通過觀察靜脈注射順磁性對比劑后的血流信號衰減速度,并結(jié)合回波平面成像技術(shù)獲得血流動(dòng)力學(xué)和腦血管功能狀態(tài)等信息的成像技術(shù)。Simonsen 等[5]的研究顯示,DWI 與PWI 聯(lián)合診斷ACI 的靈敏度可達(dá)97.5%;小血管病變和后循環(huán)梗死的DWI 可表現(xiàn)為陰性。Wolman 等[6]的研究證實(shí),可通過DWI 和PWI 準(zhǔn)確識別前循環(huán)ACI,僅通過PWI 就能準(zhǔn)確定位96%ACI 患者的前循環(huán)梗死;在一定情況下,PWI 可排除偽影的影響取代MRA,并可顯示MRA未能識別的病變。
Warach 等[20]首先提出,PWI 與DWI 不匹配的區(qū)域即為IP,腦組織急性缺血使腦細(xì)胞活動(dòng)停止、功能喪失,但未發(fā)生細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變和壞死。存在IP 的ACI 患者溶栓后的血管再通率高,神經(jīng)功能改善更明顯,由此可見,通過PWI 和DWI 可發(fā)現(xiàn)ACI 患者中的溶栓受益者,并指導(dǎo)治療時(shí)間窗外患者的治療[21]。
1.5 三維ASL 技術(shù) 三維ASL 技術(shù)是利用內(nèi)源性對比劑成像的功能磁共振技術(shù),通過標(biāo)記人體血液中自由擴(kuò)散的水分子獲得腦血流量的灌注成像,僅3 ~5 min 便可評估和量化腦組織灌注狀態(tài),具有無創(chuàng)、成本低、操作簡單、可重復(fù)檢查等優(yōu)點(diǎn)。三維ASL 不僅對ACI、亞急性腦梗死患者的檢出率高,對短暫性腦缺血發(fā)作的檢出率亦可達(dá)到70%,診斷靈敏度 明 顯 高 于DWI[22]。Bokkers 等[23]的 研 究 發(fā)現(xiàn),三維ASL 對腔隙性梗死灶不敏感,對較大梗死灶及低灌注的檢出率與動(dòng)態(tài)磁敏感對比增強(qiáng)灌注技術(shù)相似;對于不適合注射外源性對比劑的腎小球過濾率較差或血液透析患者,三維ASL 是可行性的替代方法;張水霞等[24]的研究證實(shí),與動(dòng)態(tài)磁敏感對比增強(qiáng)灌注技術(shù)相比,三維ASL 對腦梗死的腦血流灌注敏感性更高。Zaharchuk 等[25]的研究發(fā)現(xiàn),與PWI-DWI 不匹配相比,三維ASL 對ASL-DWI 不匹配存在過度評估,與其可更敏感地反映腦缺血狀態(tài)有關(guān),ASL-DWI 不匹配可出現(xiàn)在IP 和良性灌注不足區(qū)。由此可見,三維ASL 可精確地指導(dǎo)腦梗死溶栓治療,并評價(jià)患者預(yù)后,具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。
研究發(fā)現(xiàn),溶栓后腦血流過度灌注是發(fā)生腦梗死后出血轉(zhuǎn)化的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,出血轉(zhuǎn)化的潛在機(jī)制尚不清楚,可能與代謝產(chǎn)物導(dǎo)致血腦屏障破壞、血管通透性增高有關(guān),在DWI 顯示病變范圍或其周圍出現(xiàn)過度灌注的ACI 患者發(fā)生出血轉(zhuǎn)化的概率是無過度灌注患者的3 倍[26]。三維ASL 不僅可監(jiān)測梗死后出血轉(zhuǎn)化,還可動(dòng)態(tài)觀察ACI 患者急性期和慢性期的腦血流灌注情況,指導(dǎo)下一步治療。國外學(xué)者通過觀察三維ASL 原始圖像發(fā)現(xiàn)了動(dòng)脈內(nèi)穿行偽影,即血液流速減慢或滯留在血管內(nèi)形成的特殊影像,證實(shí)了根據(jù)動(dòng)脈內(nèi)穿行偽影的特點(diǎn)診斷頸內(nèi)動(dòng)脈狹窄或閉塞的敏感性和特異性優(yōu)于MRA[27]。另有研究發(fā)現(xiàn),MRI 聯(lián)合三維ASL 和磁敏感加權(quán)成像(susceptiblility weighted imaging,SWI)能更好地評價(jià)細(xì)胞氧代謝狀態(tài)、血液灌注、IP 范圍、側(cè)支代償儲備以及患者的近期預(yù)后等,可為臨床診斷和治療提供依據(jù)[28]。
1.6 SWI SWI 利用不同組織間磁敏感的差異增強(qiáng)顯示順磁性物質(zhì)(去氧血紅蛋白、含鐵血紅素等),可在溶栓前發(fā)現(xiàn)CT 無法顯示的腦組織微出血,從而預(yù)判溶栓治療伴發(fā)出血性轉(zhuǎn)化的風(fēng)險(xiǎn),預(yù)測ACI 患者溶栓的危險(xiǎn)性,減少溶栓后出血事件的發(fā)生[29]。SWI 還可顯示靜脈結(jié)構(gòu),梗死部位靜脈結(jié)構(gòu)是缺血組織可挽救的特征性SWI 表現(xiàn),若發(fā)現(xiàn)梗死部位靜脈結(jié)構(gòu),應(yīng)及時(shí)建立血液灌注,否則此部位將會(huì)發(fā)生梗死,可見,SWI 可用于評估受損腦組織的存活,并指導(dǎo)溶栓治療[30]。隨著ACI 受損腦組織血管中脫氧血紅蛋白增加,SWI 圖像出現(xiàn)低信號改變,反映了動(dòng)脈流量減少所致的低灌注狀態(tài),此改變早于DWI 的信號改變,能更快地反映細(xì)胞毒性水腫,有助于指導(dǎo)早期治療[31]。
存在IP 且無出血風(fēng)險(xiǎn)是ACI 患者溶栓治療成功的關(guān)鍵,因此,IP 的預(yù)處理非常重要。研究發(fā)現(xiàn),DWI-SWI 不匹配是簡便可行的IP 評估方法,評估IP 的敏感性與PWI 相仿,不僅能夠評估腦血流灌注狀態(tài),還能預(yù)測溶栓后出血風(fēng)險(xiǎn),可作為ACI 患者的常規(guī)檢查方法之一[32]。
1.7 靜息態(tài)功能磁共振 靜息態(tài)功能磁共振通過測定血液氧合水平依賴信號的變化獲取腦部神經(jīng)活動(dòng)信息,評估腦部血流灌注及功能狀態(tài),多用于神經(jīng)精神疾病的研究,如阿爾茨海默病、抑郁癥、精神分裂癥等。研究證實(shí),靜息態(tài)功能磁共振可作為評估再灌注治療后ACI 患者灌注狀態(tài)和功能狀態(tài)的有效方法;缺血腦組織的功能恢復(fù)較其血流動(dòng)力學(xué)恢復(fù)所需時(shí)間更長[33]。一項(xiàng)比較梗死核心組織、IP 組織和正常腦組織中低頻波幅變化的研究發(fā)現(xiàn),靜息態(tài)功能磁共振可指導(dǎo)溶栓,并有助于神經(jīng)保護(hù)治療方案的選擇[34]。此外,彌散張量成像可用于評價(jià)組織結(jié)構(gòu)的連貫性和完整性,并可準(zhǔn)確判斷病灶,對判斷預(yù)后和療效具有重要意義;核磁共振波譜分析可顯示病變組織代謝和生化改變,故可用于評估病變部位細(xì)胞功能狀態(tài)。
腦梗死治療可分為超早期治療、個(gè)體化治療、整體化治療,超早期溶栓治療操作簡單,效果明顯,對于ACI 患者的神經(jīng)功能恢復(fù)有重要意義,其中靜脈溶栓是目前最常用的溶栓途徑。以組織型纖溶酶原激活物為代表的第2 代溶栓藥物,可廣泛存在于血管內(nèi)皮、血液以及組織中。通過重組技術(shù)產(chǎn)生的重組組織型纖維酶原激活劑的溶栓能力強(qiáng)、特異性高,對全身纖溶系統(tǒng)影響小,藥物半衰期僅4 ~6 min,藥物使用安全性高,現(xiàn)已成為一線溶栓治療藥物,可通過CT 灌注成像異常代表區(qū)、DWI-PWI 不匹配區(qū)或DWI-ASL 不匹配區(qū)確定可挽救IP 的范圍,對發(fā)病4.5 h 以內(nèi)的ACI 患者行溶栓治療。
國際卒中研究證實(shí),ACI 患者發(fā)病3 h 內(nèi),重組組織型纖維酶原激活劑靜脈溶栓安全有效,亦可將溶栓治療時(shí)間窗擴(kuò)展至發(fā)病4.5 h 內(nèi),溶栓越早,患者預(yù)后越好[35]。有研究顯示,部分ACI 發(fā)病時(shí)間超過6 h 患者亦可從溶栓中獲益,且MRI 檢查能夠明確超早期腦梗死,使更多ACI 患者接受積極治療并獲益[36]。靜脈溶栓時(shí)間窗窄,大血管再通率低,血管再閉塞發(fā)生率及出血轉(zhuǎn)化風(fēng)險(xiǎn)均高,限制了靜脈溶栓的臨床應(yīng)用,功能磁共振檢查對超早期腦梗死至關(guān)重要,Schaefer 等[4]的研究認(rèn)為,DWI 顯示病變>70 mL 或美國公立衛(wèi)生院卒中評分>20 分患者的再灌注治療臨床療效差,故應(yīng)盡快完善ACI 患者的MRI 檢查,對不適合溶栓治療患者,應(yīng)行早期藥物治療,以改善預(yù)后。
DWI 對腦組織缺血具有高度敏感性,目前DWI仍是評估ACI 最常用的檢查方法[17]。MRI 是選擇安全、有效、適當(dāng)血管內(nèi)治療方法的常用檢查手段,具有重要的臨床意義[37]。MRI 可提供診斷ACI 的必要信息,有助于確定治療方案;MRI 不僅可明確超早期腦梗死的梗死部位,還有助于篩選溶栓治療不能受益患者,避免其再灌注損傷[38]。影響ACI 患者預(yù)后的因素眾多,不能僅以發(fā)病時(shí)間<4.5 h 作為重組組織型纖維酶原激活劑的溶栓治療標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)結(jié)合多模式MRI 檢查確定ACI 患者的治療方案。三維ASL 能夠可靠地反映ACI 患者的低灌注狀態(tài),有助于評價(jià)溶栓時(shí)間窗不明確、發(fā)病超過4.5 h 的ACI 患者的IP,并指導(dǎo)溶栓治療。未來仍需進(jìn)行大量功能磁共振技術(shù)的臨床研究,以期更好地指導(dǎo)疾病診斷和治療。