增强T2 FLAIR在病毒性脑炎诊断中的应用

牛敬莲 刘新彦 耿左军

病毒性脑炎(viral encephalitis，VE)简称病脑，是中枢神经系统常见病和多发病，系由多种病毒引起的可同时侵犯脑膜和脑实质的感染性疾病。大部分病毒性脑炎的病因尚未明确，目前主要依靠病史、临床症状、查体、辅助检查和诊断性抗病毒治疗等证实。其临床表现多不具有特异性，患者若在早期得到正确的诊断和治疗，多数预后良好。随着影像学尤其是MRI的快速发展，增强MR成像检查在临床影像诊断的应用中占有主要地位，对于明确病变的分布部位、性质、类别，以及评估治疗前后的疗效、预后均有重要作用。近年来，增强后液体衰减反转恢复(FLAIR)序列在中枢神经系统各种病变的应用越来越多，部分研究者在脑转移性肿瘤、Sturge-Weber综合征等的诊断中显示了增强T2 FLAIR的一定优势［1，2］。本文旨在探讨增强FLAIR序列对病毒性脑炎诊断的临床应用价值，为临床增强MR成像中进一步优化增强扫描方案和提高诊断准确性奠定基础，报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 搜集2010年11月至2014年2月经临床诊断为病毒性脑炎患者36例，其中男21例，女15例;年龄16～57岁。主要临床表现为发热、头痛伴恶心呕吐、抽搐、嗜睡，部分伴有精神症状、意识障碍、肢体活动障碍、语音障碍、视物不清或成双、脑膜刺激征阳性等。腰椎穿刺脑脊液压力不同程度升高和蛋白含量及白细胞数轻度增高。脑电图为轻度到中度异常，慢波增多。近期无预防接种史及疱疹病史，无低血压及严重心脏疾患，无肿瘤病史。

1.2 病毒性脑炎病例纳入标准 (1)急性或亚急性起病，临床上有发热、头痛、有疑似病毒感染所致的脑实质受损的局灶性症状;(2)脑脊液有或无炎症性改变，均查不到细菌(包括结核杆菌、霉菌等)感染的证据;血清抗体滴度明显增高;(3)脑电图呈弥散性异常(部分可局灶化);(4)颅脑MRI表现为多发或单发病灶，但无占位征象;(5)经过抗病毒药及激素等治疗，病情好转。

1.3 检查方法 采用GE 1.5T MRI扫描仪行头颅平扫及增强扫描，均在轴位上观察，包括 T1WI、FSE T2WI和T2FLAIR。经前臂静脉注射同一种国产钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA)0.1 mmol/kg，为避免延迟强化影响结果，T2FLAIR和T1WI交替在增强后首先检查，统一轴位观察图像。T2FLAIR扫描参数为:视野(FOV)=24 cm ×24 cm，层厚5 mm，层间距1.3 mm，TR/TE=10 000 ms/130 ms，反转时间(TI):2 400 ms，采集时间 2 min 21 s，矩阵 =320 ×224，NEX=1。T1WI采用 T1FLAIR序列，TR/TE=3 000 ms/12 ms，采集时间1 min 45 s;T2WI采用FSE序列，TR/TE=3 500 ms/102 ms，采集时间1 min 31 s。本研究中的FLAIR均指T2对比为主的FLAIR序列。

1.4 研究方法 把影像资料分为3组(常规FLAIR组、增强T1WI组、增强FLAIR组)，由2位主治以上影像医师采取统一窗宽、窗位对平扫FLAIR、增强T1WI、增强FLAIR图像进行比对。(1)平扫FLAIR与增强FLAIR比较;(2)增强FLAIR与增强T1WI比较。比较增强前FLAIR与增强后FLAIR图像，观察病变是否强化;以及观察增强FLAIR图像上病变的强化特征在相同层面增强T1WI上的强化情况:分别从病灶的分布部位、信号、形状、边缘、有无增强及病灶显影清晰程度方面进行分析比对，从而记录检出病灶的阳性例数。按病灶有无强化，分别用阳性(+)表示有强化，阴性(－)表示无强化。如病变在增强T1WI和增强FLAIR两个序列上均显示有强化，则以增强T1WI为对照，观察增强FLAIR上病变强化的情况。增强FLAIR序列图像中病灶无明确强化，此类归为FLAIR序列的检出例数中，不纳入增强FLAIR序列的阳性检出例数中。

1.5 统计学分析 应用SPSS 13.0统计软件，计数资料采用χ2检验，1＜理论值＜5时，用校正公式进行χ2检验，理论值＜1时，用Fisher确切概率法，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病变部位、信号、形状、边缘 36例病毒性脑炎患者中，MRI平扫显示脑实质异常19例，其中病灶多发11例，单发8例;病变位于额叶7例，顶叶和枕叶各3例，颞叶2例，脑干1例，丘脑1例，半卵圆中心2例;主要呈斑片状等或略低T1WI信号，略高T2WI信号，FLAIR呈不均匀性高信号，边缘模糊;异常信号边缘在增强FLAIR显示更显著。FLAIR序列检出大脑半球脑沟内稍高信号3例，脑沟结构模糊。见图1～4。

图1 患者，女，23岁，主要临床表现为头痛、呕吐、抽搐。A.平扫FLAIR序列，示左侧额叶多发斑片状高信号;B.增强FLAIR序列，示病变区域局灶斑片状强化，信号强度较高，显示病灶范围大;C.增强T1WI序列，示病变区多发斑片状、脑回状显著强化影，强化程度高、强化效果好，显示病灶范围较局限

图2 患者，男，20岁，临床主要表现为视物模糊，偶成双影。A.平扫FLAIR序列，示左侧枕叶斑片状不均匀高信号，与颅板信号对比度相对差;B.增强FLAIR序列，示病变区域局灶强化，信号强度较高，对比度较好，显示病灶边界清晰、范围较大;C.增强T1WI序列，示病变区多发小片状强化影，病灶界限不清晰，显示病变范围小

图3 患者，女29，岁，主要临床表现为头痛、恶心呕吐。A.平扫FLAIR序列，示未见明显异常信号;B.增强FLAIR序列，示双侧外侧裂区域柔脑膜局灶强化，并伸入至脑沟内，病变界限清晰，与颅板信号对比度显著;C.增强T1WI序列，示右侧外侧裂区局部柔脑膜强化影，仅显示单侧病变

图4 患者，男，40岁，头痛、恶心呕吐、烦躁不安，颈项强直。A.平扫FLAIR序列示未见明显异常信号;B.增强FLAIR序列，示双侧大脑半球脑沟信号增高，显影模糊，脑膜广泛、轻微强化;C.增强T1WI序列，示柔脑膜广泛、线样明显强化影，强化程度高

2.2 3组不同检查序列检出结果比较 平扫FLAIR异常信号22例，脑实质占52.8%(19/36)，脑膜病变占8.3%(3/36)，余14例未见异常信号;增强T1WI异常强化14例，其中脑实质病变强化7例，占19.4%(7/36)，柔脑膜病变增强7例，占19.4%(7/36);增强FLAIR异常强化20例，其中脑实质病变轻度强化12 例，占33.3%(12/36)，柔脑膜强化8 例，占 22.2%(8/36)。分别检出阳性例数比较，差异有统计学意义(P＜0.05)。见表1，图5。

表1 不同序列对病毒性脑(脑膜)炎检出阳性例数 例

图5 不同序列分别检出病毒性脑(脑膜)炎阳性率比较

2.3 检出颅内病毒感染性疾病(包括病毒性脑炎及脑膜炎)例数比较 T1WI和FLAIR二者增强扫描序列对病变的显示程度不一，二者同时异常强化14例，其中脑实质病变7例，脑膜病变7例。无前者强化后者不强化的病例，前者未显示强化后者强化的6例，其中脑实质病变强化5例，柔脑膜病变强化1例。增强FLAIR对检出颅内病毒感染性疾病的检出，差异有统计学意义(P＜0.05)。见表2。

表2 两种序列对病毒性脑(脑膜)炎检出例数比较 例

2.4 检出脑实质炎性病灶例数比较 增强FLAIR比增强T1WI序列显示脑实质病灶强化程度弱，但检出异常强化例数多，对脑实质内病变的显示比较分析，差异无统计学意义(P＞0.05)。见表3。

表3 两种检查序列对脑实质炎性病灶检出例数比较 例

3 讨论

3.1 病理基础及影像学表现 病毒性脑炎主要是病毒对脑实质细胞的损害，包括灰质、白质和周围血管的病理变化，表现为广泛性或局限性神经元变性、坏死，淋巴细胞和浆细胞等炎性细胞浸润，胶质细胞增生，脑组织肿胀，白质脱髓鞘改变，周围血管炎症性反应等。病毒性脑膜炎主要是脑膜及脑表层的血管明显扩张充血，血脑屏障受到破坏，炎性细胞渗透到蛛网膜下腔，导致脑脊液循环通路受阻，炎性细胞长期刺激脑膜，导致脑膜增厚。

病灶累及部位、数量及形态:本研究中，病灶位于额叶7例，顶叶3例，枕叶3例，颞叶2例，脑干1例，丘脑1例，半卵圆中心2例。8例为单发病灶，11例为多发病灶，大多为不对称性分布。病灶呈不规则团片状、脑回状异常信号改变，边缘不清晰。MR平扫FLAIR图像显示脑实质病变呈高信号，增强FLAIR部分病灶可见小片状、絮状轻度强化，边缘较常规FLAIR清晰，信号对比度较好，增强T1WI序列显示病变呈脑回状显著强化，范围较增强FLAIR小，且与正常脑实质的界限不清晰。病变可累及脑膜，MRI平扫图像显示脑沟模糊，范围难以界定，增强FLAIR图像显示柔脑膜病变呈细线样异常增强，柔脑膜局限或广泛受侵8例，强化脑膜伸入到脑沟内，增强T1WI序列示柔脑膜广泛、线样明显强化，较增强FLAIR强化程度高。

3.2 FLAIR序列成像原理 FLAIR序列是水信号为零时的反转脉冲序列，脑脊液由于受到抑制，突出了病变的长T2信号与周围正常脑实质信号的对比，获得病灶长T2的图像，有效去除了脑脊液在T2WI呈高信号所引起的部分容积效应和流动性伪影的影响。FLAIR通过施加特定TI的180°脉冲选择性抑制脑脊液，提高了对脑皮质、脑室旁病变的对比噪声比，从而更易检出脑皮质浅表和脑室系统内的病变。因此比常规自旋回波序列具有更高的敏感度和特异度，成为MRI检查中一项重要技术。

3.3 增强FLAIR序列成像特点及对比剂浓度对其影响 小分子顺磁性钆对比剂具有缩短T1和T2的双重作用，以缩短T1的作用更加显著，故临床上常规应用T1WI观察病灶是否增强。而FLAIR序列抑制了脑脊液的信号，是一种特殊的T2WI信号。由于病变组织的变性、溶解、坏死，病变组织内含水量增加，T2WI对比成分增加。但是FLAIR序列使用了较长的T1时间，产生轻度的缩短T1的作用，所以顺磁性钆对比剂缩短T1弛豫时间，在FLAIR图像上呈高信号(正性强化)［3］。在本研究中增强FLAIR序列显示左枕叶病变局部强化，信号强度较高，对比度较好，较平扫FLAIR显示病灶边界清晰、范围大;而增强T1WI序列示病变区多发小片状强化影，病灶界限不清晰，显示病变范围小。许多对比研究证明增强FLAIR较平扫FLAIR和增强 T1WI有较高的病变检出率［4，5］。

有学者提出不同序列对对比剂强化效果的敏感性有差异［6］。钆对比剂对FLAIR信号强度的改变与钆的浓度有关。FLAIR序列在对比剂浓度较低时对T1缩短作用敏感，而在对比剂浓度高时对T2缩短作用敏感。本研究使用统一造影剂，排除了对比剂浓度对FLAIR序列的影响。

3.4 增强FLAIR对脑膜炎性病变的显示 有学者提出增强FLAIR比增强T1WI对脑膜病变的检出更加敏感、优越［7，8］，其原因包括:(1)FLAIR 抑制了脑脊液的高信号，使脑膜病变易于显示;(2)增强T1WI上血管结构，尤其脑皮层血管的强化影响了对异常脑膜强化的判断，而这些血管结构在增强FLAIR上为流空信号，血管无强化。本研究结果也证实在脑膜炎的诊断中增强FLAIR优于增强T1WI。

除此之外，还由于病变区柔脑膜炎性改变，周围血管扩张充血，只允许小分子的对比剂漏出(如钆)，而大分子的蛋白质无法渗出，因而平扫FLAIR图像高信号不明显，增强后FLAIR病灶呈高信号(强化)，并且漏出的钆对比剂聚集到增强FLAIR可呈现高信号时的阈值浓度时，并没有达到增强T1WI图像显示高信号的浓度［9］，因此增强FLAIR病变显示强化，而增强T1WI病变未见强化。

本研究中增强T1WI图像上脑表面的静脉强化与病变脑膜强化并存，很难区分是血管强化还是病变脑膜强化，而增强FLAIR则无1例出现正常皮层血管强化，增强FLAIR可以准确区分病变脑膜强化和脑表面正常血管强化。

然而亦有研究者持相反观点，认为增强FLAIR在脑膜病变的诊断中不能提供有明确价值的信息。Singh等［10］对怀疑软脑膜转移瘤的研究中认为增强FLAIR序列在脑膜病变的诊断中没有特别价值。另有一组病例研究脑膜病变的检查序列中，增强T1WI的敏感性为100%，而增强FLAIR的敏感性为94%，并且大部分增强T1WI图像上强化程度高于增强FLAIR序列，而仅少部分病例后者强化程度高于前者［11］。造成这种差异的部分原因是入选病例的标准及疾病所处的阶段不一致，因此有待于进一步的分析研究。

本次研究显示增强FLAIR在病毒性脑炎的病灶检出和减少伪影方面优于增强T1WI，增强FLAIR又突出了病变与背景的信号对比，更清楚地显示病变，因此在病毒性脑炎的病灶显示方面具有优势。增强FLAIR序列成像技术操作简单、技术成熟稳定，可直观、清晰地显示皮质浅表部位病变以及脑膜受累及的范围，从而提高病灶的检出率，当增强T1WI显示不满意、怀疑脑膜或皮层血管病变时，是增强T1WI常规序列的有益补充。

本研究有局限性。首先，增强 FLAIR和增强T1WI序列不是配对扫描，扫描时间有差异，不同扫描时间可能影响二者的信噪比和图像质量。其次，钆小分子顺磁性对比剂缩短T1及T2弛豫时间，不是单一缩短T1效应。最后，增强FLAIR信噪比较低，采集时间较长，容易产生运动伪影。本研究的不足之处是样本量和病种数较少，未能对疾病发病时间进行更详细的研究。

3.5 鉴别诊断 (1)急性播散性脑脊髓炎，主要位于皮层下及侧脑室周围白质区，为多灶性斑点状或斑片状散在分布，且多为不对称性分布，部分可见“垂直”征，其病理基础为白质区以小静脉为中心的大片状脱髓鞘改变，神经细胞和神经纤维无明显变化。增强扫描病灶可强化，多见于病程急性期。而病毒性脑炎主要累及灰质及灰白质交界区，形态呈斑片状，增强扫描呈斑片状或脑回状强化。(2)与胶质瘤鉴别有时比较困难。胶质瘤病情病程长，主要临床表现为头痛、呕吐、视乳头水肿等，脑脊液细胞和蛋白多为正常。胶质瘤病在MRI上呈弥漫性浸润性生长，可累及额叶、顶叶、颞叶、丘脑、基底节、脑干等，周围可见水肿带，有占位效应，以临近中线结构的生长和胼胝体受累及肥厚为多见。增强扫描胶质瘤常有不同程度强化，瘤体周围片状水肿带未增强。注意低级别星形细胞瘤可不强化，与病毒性脑炎鉴别需进行功能磁共振成像进一步研究。

综上所述，增强FLAIR序列对病毒性脑炎的临床诊断意义，考虑有以下几点:(1)增强FLAIR序列可同时显示脑实质和脑膜病变强化;且对低浓度钆对比剂敏感，增强FLAIR序列对脑膜疾病的敏感性更高;(2)克服常规T1WI增强血管强化易与病变混淆的缺点:脑表面的血管，尤其是慢血流的静脉，增强后T1WI常表现为明显强化，与脑膜强化不易区分，FLAIR成像上血管显示流空信号，增强后血管不会强化，能准确区分血管强化或脑膜强化;(3)由于脑实质组织变性、溶解、坏死，病灶含水量增加，FLAIR成像不能抑制结合水，增强后因炎性组织的干扰，病变强化程度减低，但对脑膜病变的检出高，不能忽略及妨碍增强FLAIR在临床诊断中的应用价值。而增强T1WI是临床应用中被公认的常规序列，因此，增强FLAIR序列不能完全取代增强T1WI序列，可作为增强T1WI的有益补充，从而在临床工作中减少误诊和漏诊。

1 肖庆华，王建都，申思远.增强后FLAIR与增强后T1WI显示脑转移瘤的差异性分析.中国实用医刊，2013，18:51-53.

2 王朝艳，程敬亮，白洁，等.增强SE T1WI及T2 FLAIR对Sturge-Weber综合征的诊断价值.放射学实践，2012，5:498-501.

3 申小明，叶滨宾.增强T2WI-FLAIR对脑膜病变的诊断价值.影像诊断与介入放射学，2010，5:316-319.

4 Mathews VP，Caldemeyer KS，Lowe MJ，et al.Brain:gadolinium-enhanced fast fluid attenuated inversion recovery MR imaging.Radiology，1999，211:257-263.

5 Ercan N，Gultekin S，Celik H，et al.Diagnostic value of contrast enhanced fluid-attenuated inversion recovery MR imaging of intracanial metastases.ANJR，2004，25:761-765.

6 石清磊，孙文阁，李焕焕，等.比较新型3D-T2 FLAIR序列与传统SE T1WI、3D-SPGR、2D-T2 FLAIR序列的强化效果.中国医学影像技术，2011，3:622-626.

7 张晖，柴瑞新，刘树枫，等.增强FLAIR在颅脑病变中的应用.中国医学影像学杂志，2001，9:331-332.

8 钱银锋，余永强.增强FLAIR的研究进展.中国医学影像技术，2006，22:1284-1287.

9 田伟，李宗芳，包颜明，等.MR增强后液体衰减反转恢复序列对柔脑膜病变的诊断价值.中华放射学杂志，2007，41:584-587.

10 Singh SK，Leeds NE，Ginsberg LE.MR imaging of leptomeningeal metastases:comparison of three sequences.AJNR，2002，23:817-821.

11 Galassi W，Phuttharak W，Hesselink JR，et al.Intracranial meningeal disease:comparison of contrast-enhanced MR imaging with fluid-attenuated inversion recovery and fat-suppressed T1 weighted sequence.AJNR，2005，26:553-559.