邢友全

天津市武清區(qū)中醫(yī)醫(yī)院放射科 (天津 301700)

腦梗死又稱缺血性卒中，系由各種原因所致的局部腦組織區(qū)域血液供應(yīng)障礙，導(dǎo)致腦組織缺血缺氧性病變壞死[1-2]。腦梗死好發(fā)于中老年人群，常易引起偏癱、失語或癡呆等。隨著社會的老齡化，腦梗死已逐漸成為社會問題。早期診治、降低病死率與致殘率是當(dāng)今醫(yī)學(xué)界關(guān)注的熱點。磁共振功能成像包括磁共振彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)、磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging，SWI)、磁共振波譜分析(magnetic resonance spectroscopy，MRS)及磁共振灌注成像(perfusion weigheted imaging，PWI)等，可從不同角度觀察人體器官生物學(xué)與組織學(xué)信息，并描述活體器官的功能狀態(tài)，為腦梗死的早期發(fā)現(xiàn)和臨床治療提供重要依據(jù)。

1 DWI的特點

擴散為水分子在介質(zhì)中的隨機運動，即布朗運動。當(dāng)梯度磁場存在時，因水分子的擴散導(dǎo)致橫向磁化矢量失相位，引起磁共振信號減低。信號減低程度與組織類型、空間結(jié)構(gòu)、生理及物理狀態(tài)等因素有關(guān)。腦梗死組織細(xì)胞腫脹，彌散受限，DWI序列表現(xiàn)為高信號，DWI是唯一可以在活體上測量水分子彌散并成像的無創(chuàng)性檢查方法[3]。臨床上常用于DWI的脈沖序列是單次激發(fā)SE-EPI序列，其優(yōu)點是速度快、圖像質(zhì)量高、檢查時間短、可及時發(fā)現(xiàn)病灶[4]。在DWI圖像上，彌散快的結(jié)構(gòu)信號衰減呈低信號，彌散慢的結(jié)構(gòu)信號衰減呈高信號。

急性腦梗死是由于血栓形成或栓塞等導(dǎo)致大腦供血動脈管腔狹窄或閉塞，引起支配區(qū)腦組織供血障礙而發(fā)生壞死的一種疾病[5]。急性腦梗死患者因為缺血，局部腦血流降低，微循環(huán)灌注障礙，導(dǎo)致ATP生成減少、耗盡，腦組織細(xì)胞膜上Na+/K+-ATP酶的離子泵功能喪失，細(xì)胞內(nèi)部滲透壓增加，細(xì)胞內(nèi)水分子蓄積，產(chǎn)生細(xì)胞毒性水腫，超早期腦梗死區(qū)域DWI信號增加，ADC值降低，而此時單位體積的水含量并未增加，在常規(guī)磁共振T2WI序列及Dark-fluid序列無信號異常改變，因此，DWI較常規(guī)T2WI序列能更早地發(fā)現(xiàn)缺血病灶[6]。

梗死中心區(qū)由于發(fā)生明顯的細(xì)胞毒性水腫，ADC值明顯降低，周圍區(qū)灌注減少ADC值降低不明顯，說明細(xì)胞功能未受到嚴(yán)重影響，介于梗死與正常之間，即缺血半暗帶(ischemic penumbra，IP)，此時進(jìn)行再灌注治療可恢復(fù)正常[7]。有學(xué)者將發(fā)病時DWI呈明顯高信號而復(fù)查時T2WI亦表現(xiàn)高信號的區(qū)域定義為梗死中心區(qū)；將發(fā)病時DWI為高信號復(fù)查時T2WI序列呈正常信號的腦組織區(qū)域，或DWI高信號灶周圍等信號區(qū)域在復(fù)查T2WI表現(xiàn)為高信號的區(qū)域定義為IP區(qū)域[8]。DWI-ASPECTS評分可用于評估急性腦梗死患者的預(yù)后[9]。Tei等[10]研究結(jié)果顯示，DWI-ASPECTS評分曲線下面積為0.839，評分≥8分的患者中約80%良好轉(zhuǎn)歸，評分≤7分的患者中28.8%良好轉(zhuǎn)歸，評分≤3分的患者全部轉(zhuǎn)歸不良。隨著發(fā)病時間的延長，血管源性水腫的發(fā)生，ADC值隨著梗死的時期演變而變化，超急性期(<6 h)較低，急性期(7～24 h)達(dá)到最低，之后ADC值逐漸升高，亞急性期(1 d～2周)后期信號強度等同于正常腦組織，慢性期(>2周)信號強度等于或高于正常腦組織[11]。在上述過程中，T2WI信號強度是逐步升高的。通過DWI、T2WI表現(xiàn)及ADC值的變化，或結(jié)合MRA檢查，可準(zhǔn)確判斷IP區(qū)域、梗死時期、病理變化及血管阻塞情況，指導(dǎo)臨床制定合適的治療方案[12]。

2 SWI的特點

老年患者尤其是合并高血壓、糖尿病及腦血管玻璃樣變性等時，導(dǎo)致腦部微血管變得脆弱，易發(fā)生微出血。有學(xué)者將CT與磁共振常規(guī)檢查不能顯示的微出血稱為隱匿性微出血[13]，其好發(fā)于基底節(jié)區(qū)、丘腦區(qū)及皮質(zhì)下區(qū)[14]。臨床癥狀往往不典型[15]；但微出血數(shù)量多則提示存在出血傾向[16]。早期溶栓治療是治療腦梗死患者的關(guān)鍵，SWI序列首先可排除出血性腦血管病，并可早期發(fā)現(xiàn)梗死內(nèi)出血或出血傾向，甚至預(yù)測溶栓治療后的出血風(fēng)險[17]。也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，梗死病變周圍如果發(fā)現(xiàn)明顯擴張的引流靜脈，則容易發(fā)生出血性轉(zhuǎn)化，增加腦梗死的治療難度，所以預(yù)測出血性轉(zhuǎn)化有非常重要的臨床意義[18]。SWI可顯示組織間磁敏感差異，與血氧水平依賴成像相似，其對血液代謝產(chǎn)物、鐵離子及鈣化等敏感性較高，能直觀地顯示引流靜脈與出血灶[19]；并能敏感地顯示腦梗死責(zé)任血管內(nèi)血栓，為臨床治療方案的選擇提供依據(jù)[20]。

3 MRS的特點

腦細(xì)胞的正常生理活動需要能量較多，但無法直接利用大分子所攜帶的能量，可直接利用的能量物質(zhì)是ATP。糖是腦細(xì)胞的主要能量來源，但從糖到ATP需經(jīng)三羧酸循環(huán)過程。MRS可以無創(chuàng)、精確地檢測活體腦組織代謝產(chǎn)物的相對濃度，反映正?；蚣膊顟B(tài)下的生理或生化信息。MRS檢測的主要代謝產(chǎn)物有N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、肌酸/磷酸肌酸(Cr)、肌醇(mI)、乳酸(Lac)等。在正常情況下，腦組織為有氧代謝，Lac含量很低，MRS檢測不到。當(dāng)發(fā)生急性腦梗死時，梗死區(qū)域腦血流減少或中斷，導(dǎo)致神經(jīng)組織損傷，并發(fā)生一系列損傷反應(yīng)，如乳酸堆積、鉀離子外流、鈉離子內(nèi)流、興奮性氨基酸釋放、一氧化氮產(chǎn)生、線粒體功能紊亂等。此時，腦組織缺血、缺氧，在1.33ppm處出現(xiàn)Lac峰，提示有氧代謝失常，無氧酵解增加。在亞急性期或慢性期Lac峰也會增加，這是由于巨噬細(xì)胞及炎性細(xì)胞浸潤所致[21]。急性期腦梗死NAA含量降低，于梗死中心區(qū)域，NAA含量更低甚至完全消失，NAA下降說明神經(jīng)元的損傷、功能受損或死亡[22]。

MRS是目前唯一可以無創(chuàng)地檢測活體細(xì)胞代謝的方法。腦缺血早期Lac升高，NAA峰降低。MRS檢測可用于早期診斷腦梗死，聯(lián)合DWI、DTI可檢出IP，為臨床治療提供依據(jù)[23]。目前，也有學(xué)者采用短回波1H-MRS掃描技術(shù)檢測更多代謝產(chǎn)物，以更準(zhǔn)確地評價腦梗死組織治療后的效果[24]。

4 PWI的特點

腦梗死的早期診治是減少患者并發(fā)癥與死亡的關(guān)鍵。國內(nèi)腦梗死患者于發(fā)病6 h內(nèi)接受治療者僅為25%～31%[25]。灌注成像的意義在于更早地發(fā)現(xiàn)腦梗死區(qū)及IP。當(dāng)腦血流灌注壓波動時，機體能夠借助小動脈、毛細(xì)血管平滑肌的擴張與收縮調(diào)節(jié)來維持腦血流穩(wěn)定，這種作用機制被稱為Bayliss效應(yīng)。Bayliss效應(yīng)維持腦血流穩(wěn)定的能力被稱為腦循環(huán)儲備能力(cerebral circulation reserve，CCR)。如果腦血流繼續(xù)下降，神經(jīng)元對氧及葡萄糖的攝取增加，以維持細(xì)胞代謝需要，這種能力被稱為腦代謝儲備能力(cerebral metabolism reserve，CMR)。從腦血流下降到腦梗死常經(jīng)歷3個時期變化：腦灌注壓降低導(dǎo)致局部腦組織血流動力學(xué)異常；CCR失代償，導(dǎo)致神經(jīng)元功能改變；腦血流繼續(xù)下降超出CMR，導(dǎo)致不可逆的神經(jīng)元損害。

腦梗死由中心部位的壞死和周圍區(qū)域的IP組成。IP區(qū)域神經(jīng)元生物電活動停止，但其仍具有可逆性與可變性，如能及時恢復(fù)血流灌注，神經(jīng)元功能在很大程度上可以恢復(fù)，否則將演變?yōu)椴豢赡娴墓Ｋ繹26]。MRI灌注參數(shù)包括腦血流量(CBF)、腦血容量(CBV)、平均通過時間(MTT)、達(dá)峰時間(TTP)。CBV異常灌注區(qū)多代表梗死核心。MTT對組織的低灌注最敏感，對區(qū)分正常組織和腦缺血區(qū)極其敏感。TTP延長代表血流速度減慢，異常灌注區(qū)包括梗死區(qū)和缺血區(qū)。CBF異常灌注區(qū)代表缺血組織。根據(jù)灌注參數(shù)，結(jié)合DWI表現(xiàn)，可以了解梗死時期，準(zhǔn)確判斷IP，為臨床治療提供依據(jù)[27-28]。

綜上所述，磁共振功能成像不僅可以早期診斷腦梗死、確定IP及鑒別低灌注腦組織，而且還可以檢測出不利于藥物溶栓治療的出血傾向，在腦梗死診治方面發(fā)揮著重要的作用。