余樂熺， 秦彤， 王亞瑟， 張順， 姚義好， 朱文珍

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·中樞神經(jīng)影像學·

ADC及rADC值對缺血性腦梗死缺血半暗帶的診斷價值

余樂熺， 秦彤， 王亞瑟， 張順， 姚義好， 朱文珍

目的：探討表觀擴散系數(shù)(ADC)值及相對表觀擴散系數(shù)(rADC)值在評價缺血性腦梗死缺血半暗帶中的應用價值。方法：對42例超急性期腦梗死患者行常規(guī)CT、MRI、DSA檢查，并于24 h后行CT及MRI復查，根據(jù)患者出現(xiàn)臨床癥狀到MRI檢查時間分為超急性期(發(fā)病6 h以內(nèi))、急性期(6～24 h)和亞急性早期(24 h～7 d)。對比分析不同時期患側梗死核心區(qū)、缺血半暗帶與健側鏡像區(qū)的ADC及rADC值。結果：超急性期、急性期及亞急性期梗死核心區(qū)ADC值及rADC值均低于健側鏡像區(qū)，缺血半暗帶ADC值及rADC值僅輕度下降，平均降幅為20%。梗死核心區(qū)與缺血半暗帶ADC值及rADC值隨著發(fā)病時間延長，上升趨勢不同。缺血半暗帶ADC值及rADC值均高于梗死核心區(qū)，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。結論：ADC值及rADC值對判定缺血半暗帶具有較高的臨床應用價值，有望成為一種簡便易行的確定缺血半暗帶的檢查方法，為指導患者進行臨床治療提供重要的影像學依據(jù)。

腦梗死； 缺血半暗帶； 磁共振成像

腦血管病是嚴重危害人類健康的常見病、多發(fā)病，具有發(fā)病率高、病死率高、致殘率高及復發(fā)率高的特點，已成為我國國民的第一位死因，也是中年人致殘的重要原因[1]。其中，缺血性腦梗死(腦卒中)約占腦梗死發(fā)病率的60%～80%[2]。表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)及相對表觀擴散系數(shù)(relative apparent diffusion coefficient，rADC)可用來評價腦梗死和缺血半暗帶(ischemic penumbra,IP)[3-4]，具有較高的敏感度和特異度[5]。但還未有對同一批患者進行動態(tài)追蹤觀察的相關研究，本研究對比分析ADC值及rADC值在同一批腦梗死患者不同時期的動態(tài)變化，旨在探討其對不同時期缺血半暗帶的潛在診斷價值。

材料與方法

1.病例資料

搜集2013年6月-2014年12月在武漢市武昌醫(yī)院行急診CT、MRI檢查的疑診急性腦梗死患者208例，所有患者排除禁忌癥，均簽署知情同意書。病例納入標準：①臨床表現(xiàn)符合全國第4屆腦血管病學術會議制定的診斷標準[6]；②經(jīng)CT檢查排除腦出血；③未行動脈內(nèi)溶栓治療；④排除MRI禁忌癥；⑤MRI檢查

表1 不同時期腦梗死核心區(qū)、IP1、IP2區(qū)及健側鏡像區(qū)ADC值比較 (×10-6mm2/s)

注：①在超急性期，梗死核心區(qū)、IP1、IP2區(qū)三者間兩兩比較差異均具有統(tǒng)計學意義(P<0.01)，梗死核心區(qū)、IP1區(qū)與相應鏡像區(qū)比較差異均具有統(tǒng)計學意義(P<0.01)，IP2與鏡像區(qū)比較差異無統(tǒng)計學意義(P=0.05)；②在急性期，梗死核心區(qū)與IP1區(qū)、梗死核心區(qū)與IP2區(qū)比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)，IP1區(qū)與IP2區(qū)比較差異無統(tǒng)計學意義(P=0.037)，梗死核心區(qū)、IP1區(qū)、IP2區(qū)與相應鏡像區(qū)比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)；③在亞急性期，梗死核心區(qū)與IP1區(qū)、梗死核心區(qū)與IP2區(qū)比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)，IP1區(qū)與IP2區(qū)差異無統(tǒng)計學意義(P=0.05)，梗死核心區(qū)、IP1區(qū)、IP2區(qū)與相應鏡像區(qū)比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。

表2 不同時期腦梗死核心區(qū)、IP1、IP2區(qū)rADC值比較

注：在超急性期與亞急性期，梗死核心區(qū)、IP1區(qū)、IP2區(qū)三者間rADC值兩兩比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)；在急性期，IP1區(qū)與IP2區(qū)比較差異無統(tǒng)計學意義(P=0.07)，梗死核心區(qū)與IP1區(qū)、梗死核心區(qū)與IP2區(qū)比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。

序列完整且圖像質量能滿足診斷要求；⑥病灶直徑大于1.5 cm；⑦24 h后CT及MRI復查最終確診為腦梗死。共42例患者納入本研究，年齡33～91歲，平均(67.6±11.7)歲，高血壓40例，血壓正常2例；糖尿病5例，房顫、心律不齊8例。23例突發(fā)性單側肢體麻木、無力伴語言功能障礙；9例單側肢體麻木、無力伴口角歪斜；3例突發(fā)呼之不應、昏迷；3例單側肢體無力伴頭昏、頭痛、視覺障礙；3例眩暈、惡心、嘔吐；1例單側肢體癱瘓，另一側肢體麻木無力。根據(jù)患者發(fā)病至首次MRI檢查及復查時間分為3組：超急性期(發(fā)病6 h以內(nèi))、急性期(6～24 h)、亞急性早期(24 h～7 d)。

2.檢查方法

CT檢查采用GE LightSpeed Plus 4排螺旋CT掃描儀，常規(guī)頭部平掃，層厚5 mm，層間距5 mm。

MRI檢查采用Siemens AVANTO 1.5T超導型掃描儀，頭部線圈。所有患者均行T1WI (TR 209 ms，TE 4.76 ms)、T2WI (TR 4500 ms，TE 90 ms)及T2FLAIR(TR 9000 ms，TE 92 ms)檢查。EPI-DWI選擇3個b值，分別為0、1000和2000 s/mm2(b=1000 s/mm2，TR 3900 ms，TE 107 ms；b=2000s/mm2，TR 3900 ms，TE 117 ms)，視野230 mm×230 mm，層厚5 mm，層距1.5 mm，激勵次數(shù)2，DWI原始圖像通過機器自配軟件生成ADC圖，血管成像采用3D_TOF MRA(TR 26 ms，TE 3.3 ms)，層厚1.4 mm，無間隔，視野230 mm×230 mm，激勵次數(shù)2。所有患者均行T1WI、T2WI、T2FLAIR、MRA、DWI(b=1000 s/mm2)檢查，其中20例行DWI(b=2000 s/mm2)檢查。每次掃描參數(shù)相同。

DSA檢查采用德國西門子平板數(shù)字化減影血管造影機，型號AXIOM-Artis。常規(guī)經(jīng)右側股動脈插管，行主動脈弓、弓上血管及全腦血管造影。20例患者行DSA檢查。

3.圖像分析及處理

將初次MRI檢查時DWI呈高信號、復查時T2WI呈高信號的區(qū)域定義為梗死核心區(qū)；將初次檢查DWI與復查T2WI信號及病灶范圍不匹配的區(qū)域定為IP；初次檢查DWI呈高信號、復查時T2WI呈正常信號的腦組織區(qū)域定為IP1區(qū)；初次檢查DWI呈高信號，周圍呈等信號且復查時T2WI呈高信號的區(qū)域定為IP2區(qū)[7,8]。在DWI(標準b值為1000 s/mm2)機器自配生成的ADC圖上采用Freehand ROI法分別測量不同時期梗死核心區(qū)、IP區(qū)及健側鏡像區(qū)的ADC值，為了消除不同個體、不同腦組織的差異，采用相對ADC值，即患側病灶區(qū)ADC值與健側鏡像區(qū)ADC值的比值。測量ADC值時注意避開腦室、腦溝區(qū)域。分析比較不同時期各參數(shù)的變化。

4.統(tǒng)計學處理

結 果

1.影像表現(xiàn)

42例患者梗死面積為4.86～65.84 cm2，前循環(huán)(頸內(nèi)動脈系統(tǒng))供血區(qū)梗死34例，后循環(huán)(椎-基底動脈系統(tǒng))供血區(qū)梗死8例。梗死灶均累及多個腦葉或解剖部位。16例最終梗死范圍縮小，40例腦梗死中，IP1占38.1%(16/42)，IP2占61.9%(26/42)。MRA或DSA顯示單側頸內(nèi)動脈(internal carotid artery，ICA)狹窄或閉塞24例，大腦中動脈(middle cerebral artery，MCA)狹窄或閉塞8例，大腦前動脈(anterior cerebral artery，ACA)狹窄或閉塞2例，基底動脈頂端狹窄5例，大腦后動脈狹窄或閉塞3例；超急性期MRA及DSA對腦動脈狹窄及閉塞的檢出率為100%(42/42)，DWI檢出率為100%(42/42)，T2FLAIR為28.6%(12/42)，T2WI為19%(8/42)，CT為16.7%(7/42)，T1WI為12%(5/42，圖1)。急性期及亞急性期各檢查序列的檢出率差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。本組42例患者中3例分別在發(fā)病8 d、10 d及16 d后死亡，8例最終復查時出現(xiàn)出血性腦梗死及腦出血。

圖1 缺血性腦梗死患者，突發(fā)意識模糊，右側肢體活動障礙。a) 發(fā)病30 min DWI(b=1000 s/mm2)示左側尾狀核頭及豆狀核稍高信號(箭)； b) 發(fā)病30 min ADC圖示左側尾狀核頭及豆狀核信號降低(箭)； c) 發(fā)病30 min MRA圖像左側ICA及左側MCA未見顯示； d) 發(fā)病30 min T2WI圖像未見明顯異常； e) 機械取栓+血管再通術治療4 d后復查，DWI示左側尾狀核頭及豆狀核高信號(箭)； f) 治療4 d后復查ADC圖示信號回升，呈等高信號(箭)； g) T2 FLAIR圖示高信號區(qū)域邊界清楚(箭)； h) MRA示左側頸內(nèi)動脈未見顯示，前交通動脈及左側大腦后交通粗大，向左側大腦中動脈供血(箭)；i) 發(fā)病2個月后復查，T2 FLAIR圖示病灶縮小，邊界清楚(箭); j) 發(fā)病1h DSA圖像提示LICA起始部0.5 cm處閉塞(箭)。

2.腦梗死患者不同時期ADC值及rADC值比較

42例DWI梗死核心區(qū)、IP區(qū)及健側鏡像區(qū)ADC值及rADC值比較采用方差分析，多個樣本均數(shù)間采用兩兩比較，結果見表1、2。梗死核心區(qū)rADC值在超急性期與急性期迅速下降，至急性期最低，降幅達35.6%～64.9%(平均48.1%)，隨后升高；IP1區(qū)rADC值在超急性期降低，隨后迅速回升；IP2區(qū)rADC值在超急性期輕微降低，隨后持續(xù)降低，亞急性期緩慢回升(圖2)。梗死核心區(qū)與IP1、IP2區(qū)以及梗死核心區(qū)與健側鏡像區(qū)之間ADC值及rADC值差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)；在急性期與亞急性期IP1、IP2區(qū)與相對應鏡像區(qū)ADC值及rADC值差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)；IP1、IP2區(qū)ADC值及rADC值均高于梗死核心區(qū)，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。超急性期IP1與IP2區(qū)的ADC值及rADC值差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)，急性期及亞急性早期IP1與IP2區(qū)ADC值差異無統(tǒng)計學意義，兩者rADC值在急性期差異無統(tǒng)計學意義，而在亞急性期差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。經(jīng)Pearson相關性分析檢驗，ADC值、rADC值與腦梗死發(fā)病時間呈正相關性(r值為0.647，P<0.01)。

討 論

腦梗死主要由于斑塊栓塞引起腦動脈閉塞導致腦組織急性缺血[9]，在“有效的時間窗”內(nèi)溶栓治療是目前公認的急性缺血性腦梗死的最重要、最有效治療方法，既往都采用PWI/DWI mismatch來作為IP的模型[8]，但對IP的預估過大，超急性期患者發(fā)病往往較急，不能長時間配合。有研究認為，有可能挽救的缺血腦組織的部分(缺血半暗帶)不依賴于時間窗，而依賴于個體的側支循環(huán)，因此早期確定梗死范圍和缺血半暗帶，及時進行溶栓治療或神經(jīng)功能保護治療，對預后非常重要。DWI是唯一能夠在活體中評價分子擴散運動的無創(chuàng)性檢查方法，細胞內(nèi)水分子擴散速度越慢，DWI信號越高，ADC值越低，隨著b值升高，其特異性及敏感性增高。本組研究表明，b值為2000 s/mm2時的顯示效果優(yōu)于b值為1000 s/mm2，有研究認為隨著b值升高，在缺血性病變中，信噪比降低17%，對比信噪比升高23%[10]?；铙w組織的ADC值受細胞內(nèi)外水的粘滯度、比例、膜通透性、溫度影響[11]，rADC值可使ADC標準化，不需要對照組，可部分消除ADC值個體差異的影響。

圖2 不同時期腦梗死核心區(qū)、IP1、IP2區(qū)rADC值的變化趨勢圖。

本研究通過對同一批腦梗死患者(梗死面積6.48～46.8 cm2)的超急性期、急性期及亞急性期CT、MRI平掃、MRA、多b值DWI、DSA進行連續(xù)動態(tài)觀察，并對不同時期的ADC及rADC值進行比較分析，預測缺血性腦梗死缺血半暗帶及其預后。本組研究結果表明，腦梗死患者梗死核心區(qū)的ADC值及rADC值在超急性期及急性期迅速下降，以急性期最低，降幅達35.6%～64.9%(平均48.1%)，季鵬等[4]認為ADC值下降超過38%，提示腦梗死最終將轉化為軟化灶，本組結果與之相近。IP區(qū)的ADC及rADC值僅輕度下降，平均降幅為20%(8%～26%)，rADC值持續(xù)降低超過20%是否能夠提示預后不良，有待進一步證實。DWI高信號區(qū)ADC值不均一，提示缺血腫脹及水分子擴散受限不一致，張順等[12]研究認為急性腦梗死患者常規(guī)DWI掃描得到的ADC值減低或主要由于軸突等成分的破壞，隨著缺血時間延長，細胞死亡數(shù)量增多，范圍擴大。IP區(qū)ADC值及rADC值高于病灶中心區(qū)，差異有統(tǒng)計學意義。本組IP1僅占38%，提示最終梗死灶范圍縮小，臨床表現(xiàn)好轉，表明缺血半暗帶部分腦組織得到挽救。本組有62%的患者最終梗死面積較首次DWI異常高信號區(qū)范圍擴大，最終演變成軟化灶，主要由于梗死區(qū)供血動脈狹窄或閉塞后供血區(qū)側支循環(huán)較差，有學者認為頸內(nèi)動脈顱內(nèi)段狹窄的預后很差，可能與腦動脈Willis環(huán)變異較大有關[13,14]，本組中前循環(huán)供血區(qū)腦梗死患者34例。

綜上所述，ADC值及rADC值的測量時間短、方便快捷，不需要做需注射對比劑的灌注加權成像檢查，能定量評價梗死中心及邊緣區(qū)域缺血后的動態(tài)變化，有望成為一種簡便易行的確定IP及預測預后的方法，可為急性缺血性腦梗死的溶栓治療及其他神經(jīng)功能保護治療爭取寶貴時間。

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The value of ADC and rADC in the diagnosis of ischemic penumbra in cerebral infarction

YU Le-xi,QIN Tong,WANG Ya-se,et al.Department of Radiology Wuchang Hopital,Wuhan 430063,P.R.China

Objective：To investigate the clinical application of using apparent diffusion coefficient (ADC) value and relative ADC (rADC)value in the evaluation of ischemic penumbra in cerebral infarction.Methods:42 cases of hyperacute cerebral infarction underwent conventional CT and MRI scanning,as well as DSA examination,24h follow-up study of CT and MRI were also performed.According to the onset of clinical symptoms and the timepoint of MR examination,hyperacute phase (within 6h after onset of clinical symptoms),acute phase (6～24h) and subacute phase (24～7d) were defined.The ADC value and rADC value of the core of infarction,penumbra and the mirror areas in contralateral were measured and analyzed;comparison between the affected side and contralateral were performed.Results:The ADC and rADC values of the core of infarction were lower than that of contralateral mirror area in hyperacute,acute and subacute phase.The ADC and rADC values were only slightly decreased in penumbra,with an average decline as 20%.The ADC and rADC values of the infarction core and ischemic penumbra ascended differently as the prolongation of the onset time.The ADC and rADC values in ischemic penumbra were higher than those in infarction core with statistically significant differences (P<0.01).Conclusion:The ADC and rADC values had a high clinical application value in the diagnosis of ischemic penumbra,which could be used as a simple and easy way to detect the ischemic penumbra,providing an important imaging evidence for clinical management.

Cerebral infarction； Ischemic penumbra； Magnetic resonance imaging

430063 湖北，武漢市武昌醫(yī)院放射科(余樂熺、秦彤、王亞瑟)；430030 武漢，華中科技大學附屬同濟醫(yī)院放射科(張順、姚義好、朱文珍)

余樂熺(1981-)，男，福建三明人，碩士研究生，主要從事中樞神經(jīng)系統(tǒng)MRI診斷工作。

朱文珍，E-mail：zhuwenzhen@hotmail.com

R743.3; R445.2

A

1000-0313(2015)09-0928-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2015.09.009

2015-02-16

2015-05-12)