张 玉,王成健,杨景震,霍英杰,赵永强
(中国石油天然气集团公司中心医院磁共振室,河北 廊坊 065000)
脑微出血灶:3.0T MRI多序列成像的研究
张玉,王成健,杨景震,霍英杰,赵永强
(中国石油天然气集团公司中心医院磁共振室,河北 廊坊065000)
目的:探讨脑微出血灶(Cerebral microhemorrhage foci,CMHF)的MRI多序列成像的影像特征与价值。方法:对45 例CMHF患者进行3.0T MRI多序列成像,将其影像学表现进行分析研究。结果:所有CMHF分为脑微出血(Cerebral microbleed,CMB)和灶性出血(Intracerebral hemorrhage,ICH):ICH 15例,急性脑挫裂伤或轴突损伤4例、高血压性或脑淀粉样血管病伴出血9例、梗塞区出血2例。CMB 30例,老年性微血管病或与多发性腔梗伴随的陈旧性出血16例,陈旧外伤史或无特别主诉及病史者14例,14例中有10例诊断为海绵状血管瘤。两类病灶表现为信号丢失,除SWI(100%)外,DWI也有较高的敏感性(>80%)。结论:多序列3.0T MRI对急慢性CMHF提供更多的病理信息,进而对疾病做出诊断、鉴别及进展预测。
脑出血;磁共振成像
脑微出血(Cerebral microbleed,CMB)是在 GRE-T2*WI应用于临床后首次提出,是由于小血管壁损害时血液通过血管壁漏出所致的微出血现象[1],即形成脑实质内直径2~5mm的局灶性无信号区。以后的诸多研究大多支持这一观点,但有些学者认为CMB的部分病灶直径可>5mm,因此,在研究的文献中也有的将CMB定为10mm以下[2]。文献称之为陈旧性CMB、静息性CMB、腔隙性出血、Ⅱ型腔隙、慢性微量脑内出血。病理学研究证实,造成信号缺失的主要病变是微小血管周围的含铁血黄素沉积或吞噬有含铁血黄素的单核细胞,可能还包括少数Charcot-Bouc-hart微动脉瘤,同时还有细小动脉透明变性或淀粉样物质沉积[3]。
按照CMB的定义,临床实际中,影像学检查所发现的一些急性微小出血灶并不含在其中。比如急性外伤性轴突损伤、出血性脑梗死以及各种脑病等伴随的新鲜微出血灶。笔者认为广义上的微出血灶 (Cerebral microhemorrhage foci,CMHF),即包括CMB与灶性出血(Intracerebral hemorrhage,ICH)两类,前者为慢性过程,影像学检查多为无意中发现,后者则为急性。随着多种影像技术对微观病变形态的显示率的提高,实际中发现,微小的出血或出血样病灶的检出几率很高,且病理及临床评价已经不仅仅属于单一的CMB。MRI多序列联合应用对CMHF评价有重要价值。
1.1研究对象
本组45例,男26例,女19例,年龄22~80岁,平均65岁。病例选择:急性脑外伤CT检查发现有≤1.0 cm的灶性出血;急性脑血管病症状,CT或常规MRI提示可疑有急性或亚急性CMHF(单独>1.0 cm的出血灶不作为研究对象);无急性脑血管病症状,常规MRI发现≤1.0 cm的T2WI低/高信号灶并在DWI、ADC图均低信号;梗塞灶内在常规MRI检查发现/可疑灶性出血者。入选病例均有包括常规MRI(T2WI、T1WI、DWI)、FLAIR、SWI在内的规范序列检查。若首选MRI检查者,其图像由两名高年资医师依据临床及影像所见决定是否加做CT,用于对钙化/出血灶的鉴别;需要短期复查者,在初次检查的两周之后进行。
1.2仪器与方法
使用西门子3.0T Verio机,梯度场为45mT/m,最大梯度切换率200mT/(m·ms),32射频通道平台,12通道头部线圈。检查序列:轴位作为基础位,包括T2WI、T1WI、FLAIR、DWI(b= 0、1 000 s/mm2)、SWI,层厚4mm;矢状或冠状作为辅助方位。
CMB诊断参照1995年第四届全国脑血管疾病学术会议通过的疾病诊断标准[4];ICH短期复查吸收或缩小。
2.1一般分析
病人临床表现:脑挫裂伤者症状较突出;微血管病或伴脑缺血或梗塞者可有相应脑血管病的症状,其余无特殊。
由2名高年资医师综合临床及影像所见将所有CMHF分为二类:ICH和CMB。属于ICH者共15例,为急性或亚急性出血灶,见于急性脑挫裂伤或轴突损伤(4/15)、高血压性或脑淀粉样血管病(CAA)伴出血(9/15)、梗塞区出血(2/15);CMB共30例,见于老年性微血管病或与多发性腔梗伴随的腔隙性出血(16/30),大都为2个以上病灶;外伤或其他病因的陈旧微出血(14/30),其中10例MRI诊断为海绵状血管瘤。2.2影像资料分析
全部病例按照规定的序列做了MRI检查,部分病例同时行CT检查。15例ICH在CT上大多为高密度灶,少数为等或略低密度。在CMB中有部分做了CT检查,其异常表现见于少数5mm以上病灶,仅表现为高密度或混杂密度灶并且病变形态小于MRI所见,均为伴陈旧性微出血的海绵状血管瘤,其高密度为内部的钙化或含钙化成分。所有病灶MRI表现:点状、圆形或卵圆形、片状2~10mm异常信号,不同序列上病变形状、大小也有差异(表1)。
表1 脑CMHF的MRI表现
急性或亚急性(3~10 d)的ICH在MRI各个序列信号的变化依时间不同而有较多的差异,大多这类出血灶为T1WI高、T2WI高/低信号(FLAIR同T2WI),5~10mm的病灶周边伴血管源性水肿(图1),FLAIR、T2WI、ADC图显示较清楚,并以FLAIR显示这种水肿带更宽。SWI全部为低信号,特别注意的是在DWI上也表现为信号丢失的为80%;ADC图低值者为60%,2例ADC图为高信号者均是5mm以上病灶,为亚急性期形成含液小腔。轴突损伤伴随的微小出血仅能在SWI发现(图2)。
图1图1a:亚急性出血灶。T2WI示出血灶为混杂信号,其周边为更低信号(长箭);周围水肿环绕(短箭);图1b:DWI(b=1 000 s/mm2)弥散图示出血灶为低信号(箭);图1c:ADC图呈低值(短箭),周围环绕为血管源性水肿(长箭);图1d:SWI示低信号(箭)。
Figure 1.Subacute cerebral hemorrhage.Figure 1a:T2WI shows the hemorrhage as mixed signal,and the signal surrounding it is even lower(the long arrow).There is edema surrounding them(short arrow).Figure 1b:DWI(b=1 000 s/mm2)diffusion shows the hemorrhage as low signal(the arrow).Figure 1c:ADC is low in value(the short arrow).Figure 1d:SWI shows it as low signal(the arrow).
图2图2a:急性轴突损伤伴微出血。SWI出血灶为低信号(箭);图2b:T2WI示胼胝体轴突损伤为略高信号(箭)。
Figure 2.Figure 2a:Acute axonal injury with micro-bleeding. SWI shows the hemorrhage as low signal(the arrow).Figure 2b:T2WI shows the corpus callosum axonal injury as higher signal(the arrow).
CMB中,T2WI和FLAIR的显示率为53.3%,表现为低信号,而且同层面其病灶横截面均小于SWI、DWI(图3);5~10mm的海绵状血管瘤T2WI可为混杂信号(图4);所有30例在SWI和DWI均表现为低信号,少数在ADC图、T2WI上为高/混杂信号者,也见于5mm以上伴微出血的海绵状血管瘤。SWI、DWI可显示其他微小的CMB病灶,只是在同一病人SWI显示的病灶数目多于DWI。
3.1高场MRI与CMHF检出和诊断意义
3.0T磁共振由于对出血灶及产物(可改变局部磁场均匀性)高度敏感,故此对该类微小病灶有更高的显示率。SWI是继GRE T2*WI之后的另一种对比成像技术,对引发磁场不均匀的病灶有很高的磁敏感效应,有人研究CMB检出数目GRE T2*WI和SWI无显著差异[1]。与1.5T相比,3.0T MRI使静磁场质子数提高1.6~1.7倍,后者图像信噪比明显提高,这是优化T2WI及DWI图像的硬件条件。毋容置疑,3.0T的SWI及DWI、T2WI图像质量明显优于1.5T。应用DWI与SWI共同搜寻病灶很重要,笔者发现,小脑下份、延髓层面SWI的图像噪声较大,图像质量较DWI明显逊色,因此,DWI作为对该区域的补充非常必要。
图3图3a:陈旧性微出血灶。T2WI示左侧基底节区微小点状低信号灶(箭);图3b:DWI(b=1000 s/mm2)弥散图示出血灶为低信号 (箭),较T2WI明显;图3c:SWI呈明确的低信号(箭)。
Figure 3.Figure 3a:Old micro hemorrhage.T2WI shows small punctate foci of lowsignal in the left basal ganglia area(the arrow). Figue 3b:DWI(b=1 000 s/mm2)diffusion shows the hemorrhage as low singal(the arrow),and it is clearer than T2WI.Figure 3c:SWI shows the hemorrhage as definite low singal(the arrow).
图4图4a:海绵状血管瘤。T2WI示右侧额叶微小点状混杂信号灶(箭),其内血窦为高信号;图4b:SWI示低信号(箭)。
Figure 4.Figure 4a:Cavernous hemangioma.T2WI shows the hemorrhage as small punctate of complicated singal in right frontal lobe(the arrow),and the sinusoid as hign signal.Figure 4b:SWI shows the hemorrhage as low signal(the arrow).
急性出血灶的检出,关系到治疗与用药方案;CMB尽管多无直接的临床特点和症状,但是,若有新发CMHF或原有CMHF数目增多则对脑血管以及相应疾病风险的预测有重要价值[3,5]。动脉深穿支梗塞也称为腔隙性梗塞,被认为与脑血管病的程度相关,腔隙性梗塞最初也可能是出血,这种情况常见于高血压患者,尤其近年来高龄老人使用抗凝药物者增多,因此对于CMHF的检出更有现实与潜在临床指导意义。
3.2CMHF的影像特点与MRI多序列应用
在GRE T2*WI和SWI技术应用之前,急性脑出血的早期影像学诊断一直首选CT,CT能够表现高密度而得以检出取决于病灶的出现时间或其大小,当急性期之后而就诊时,CT则失去其高密度特征,本组15例只有少数脑挫裂伤由CT检出,轴突损伤、梗塞区出血、CAA或高血压小灶性出血均由MRI检查提示并诊断。
①参照T1WI和T2WI之表现同时,注意到SWI脑实质的灶性出血都是以信号丢失形成的低信号被清晰显示。②笔者将DWI作为常规检查序列之一,发现其同样对急性或亚急性微小病灶有很高的敏感性,与贺丹[6]做的动物实验研究结果一致。笔者注意到,较新鲜小出血灶在ADC图表现的灶周血管源性水肿具有特征(图1c)。③其他序列信号变化差异较大,但T2WI或FLAIR表现的病灶周边低信号薄环、周围带状水肿等是作为较新鲜病灶的特点,与文献研究结果一致[6]。④文献曾就脑出血提出采用5种MRI序列检查和诊断[7],笔者发现,较小的这种灶性出血,其多序列上各自信号变化规律特点与10mm以上较大的血肿不尽相同,本组限于病例数较少而未做进一步探究。
文献已经认同SWI是作为CMB诊断和定量的敏感方法。实际中,在SWI信号丢失的疾病很多,就1.0 cm以下的小病灶而言,包括脑实质的急/慢性出血、海绵状血管瘤微出血、毛细血管扩张症、静脉血管畸形、钙化或矿物质沉积等。①本组较大的CMB均为海绵状血管瘤伴微出血者,CT可有高密度的钙化,T1WI、T2WI也有表现,其中以T2WI病灶中心高信号的血窦为特征。文献介绍95%的海绵状血管瘤可由T2WI发现[8]。笔者认为,这类的CMB常规T1WI、T2WI也能确诊。②微血管病形成的CMB在T2WI、DWI、SWI呈点状信号丢失,而后两者对病灶敏感,以SWI最佳。有人用1.5T MRI研究[1]认为5mm以下的CMB在T2WI、DWI的显示率均不足GRE T2*WI的30%,本组DWI显示CMB为100%,考虑除与5~10mm有关外,更与3.0T高场强有关。ICH和CMB两类病灶T2WI与DWI、SWI面积差异,与文献报道相同[6]。
总之,两类病变均是以信号丢失作为最敏感MRI征象,ICH是小血管急性损伤导致的突发的出血,而CMB是血液通过损害的小血管壁而漏出所致的脑微出血。理论上,前者存在血红蛋白的转变过程,不同MRI序列具有多信号表现;后者则为血液微量漏出后的产物成像,信号特征单一,本组MRI表现对此有一定体现。对ICH而言,5种序列的信号特征结合提升了MRI技术的综合实用价值,也一改急性出血灶(特别是小灶)仅依靠CT的传统观点,不仅如此,因为ICH病人多有临床症状和体征,将DWI列为常规应用序列,可以同时发现超急期的梗塞或出血伴随的细胞毒性、血管源性水肿之病理改变。此外,急性或亚急性ICH灶周伴随的异常信号征象也是重要的病期信息。CMB更突出的是体现敏感性或定量方面。除公认的SWI外,3.0T的DWI同样有很好的实用价值。高龄老人不明原因的脑血管病症状,T2WI若发现点状低信号病灶,应注意DWI显示的CMB病灶数量、有无与之伴随的超急性期腔隙性脑梗塞灶。笔者建议,对此还应及时加扫SWI用于搜寻更多的CMB,或者对照以往图像看数目有无新增,以此对脑微血管病是否进展予以评价。
3.3MRI信号丢失灶的鉴别诊断及限度
信号丢失灶:指在MRI成像中T2WI/FLAIR、SWI、DWI为低信号:上述急性或亚急性或后期ICH不再赘述。静脉血管畸形一般T1WI或T2WI有其特定的毛刷形状。实际中鉴别较为困难的主要有3种,即微血管病的CMB、毛细血管扩张症、微小的海绵状血管瘤。结合文献复习笔者体会是:T2WI病灶信号不均匀或伴T1WI的信号异常,多考虑海绵状血管瘤,本组10例中最小者3mm。由SWI或DWI发现低信号灶,而在T2WI又呈阴性者,CMHF的几率很少,若发生在脑干或小脑,多考虑毛细血管扩张症,此时利用SWI的原图做后处理在矢状或冠状观察,病灶一般呈长柱状;如果使用增强检查,扩张的毛细血管可出现强化。CAA的腔隙性出血灶以皮质或皮质下区分布为特征,而不发生在深部白质、基底节或脑干,小脑很少受累(与含有β-淀粉样血管的解剖分布有关)[9];高血压病人的CMHF多发生在基底节区及丘脑[10]。此外,矿物质沉积是老年或脑退行性变性疾病的病理改变之一,典型的为铁沉积,表现为豆状核、黑质的低信号,呈对称性。
MRI的限度:3.0T MRI软硬件优势使得T2WI发现的微小灶的几率大大提高,钙化灶同样表现为信号丢失,MRI鉴别困难。而钙化灶的确认在某些疾病的鉴别诊断中很重要,例如脑囊虫、脑结核病等。有时可利用相位图进行参照分析,但有的仍需要CT确认和排除。
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Cerebral m icrohemorrhage foci:the study of multip le sequences imaging by 3.0T MRI
ZHANG Yu,WANG Cheng-jian,YANG Jing-zhen,HUO Ying-jie,ZHAO Yong-qiang
(Department of MR,the Central Hospital of CNPC,Langfang Hebei 065000,China)
R743.34;R445.2
B
1008-1062(2015)02-0131-04
2014-07-21
张玉(1981-),女,河北献县人,主治医师。
河北省廊坊市科技支撑计划项目,课题编号:2014013025。