不同时期脑出血的磁共振扩散加权成像信号特点及诊断应用

李晓松

河南平顶山市第二人民医院放射科　平顶山　467000



不同时期脑出血的磁共振扩散加权成像信号特点及诊断应用

李晓松

河南平顶山市第二人民医院放射科平顶山467000

【摘要】目的对不同时期脑出血的磁共振扩散加权成像(DWI)的信号特点及其在诊断中的应用进行探讨。方法对经CT检查确诊为脑出血67例患者的磁共振图像进行回顾性分析。以出血时间为参考依据进行分期，分析各期磁共振信号特点，并对血肿内部及健侧对应位置的表观扩散系数(ADC)值进行测量，分析各期ADC值。结果慢性期、亚急性晚期、超急性期血肿的DWI以高信号为主，其中在超急性期血肿的边缘可见低信号环；亚急性期和超急性期血肿的DWI大部为低信号，再在其边缘可见高信号环；与健侧相比，各期患侧的ADC值均明显下降，其中降幅最大的是亚急性晚期和急性期患者；除慢性期患者以外，各期患者的双侧ADC值均有显著差异(P<0.05)。结论脑出血患者的各期DWI信号有特征性，与健侧相比，血肿中心ADC值更低。DWI可用于临床早期治疗，对脑出血和急性脑梗死进行鉴别。

【关键词】磁共振成像；扩散加权成像；脑出血；表观扩散系数

脑出血(intracranial hemorrhage)好发于中老年人，尤其高血压患者，是临床最常见的疾病之一，致死率和致残率高[1]。早期诊断对治疗有重要意义，而影像学诊断的主要方法是计算机体层成像(computed tomography，CT)。由于脑出血的临床症状与脑梗死相似，部分患者需要在早期诊断接受磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)检查[2-3]。本研究拟采用磁共振扩散加权成像(diffusion-weighted imaging，DWI)技术，通过对血肿区表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)进行测量，对脑出血患者出血区扩散受限程度进行定量评价并分析其DWI信号特点，探讨DWI对脑出血早期诊断的临床指导意义，为与脑梗死的鉴别诊断提供理论依据。

1资料与方法

1．1一般资料将2014-04—2015-05于我院通过CT检查确诊为脑出血的67例患者纳入研究，男38例，女29例；年龄32～80岁，平均61岁。从发病至磁共振检查时间最短3 h，最长3个月。出血部位：基底节区45例，幕上脑叶17例，脑干3例，小脑2例。出血量10～90 mL，其中<30 mL 36例，30～60 mL 26例，>60 mL 5例。主要临床症状有头晕、头痛、呕吐、偏身肢体障碍及视力下降等。经CT检查和临床诊断证实，54例有明确高血压史，37例采用保守治疗，30例采取手术治疗，5例死亡。

1．2扫描方法使用磁共振扫描仪(飞利浦1.5T超导型)，应用8通道头颈联合线圈，行矢状位和横轴位扫描。DWI应用SE-EPI序列，T1WI应用液体反转回复序列(FLAIR)，T2WI应用快速恢复快速自旋回波序列(FRFSE)。扫描参数：DWI：TR 10 000 ms，TE 112 ms；T1WI：TR 2 280 ms，TE 20 ms，TI 750 ms；T2WI：TR 5 000 ms，TE 120 ms，3个扩散梯度方向，b值为1 000 s/mm2。扫描层厚度6 mm，FOV 24 cm，层间距0.6 mm，平均2～4次。

1．3图像观察以患者发病时间和磁共振检查时间为依据分成5期：慢性期(1个月以上)、亚急性期晚期(8～30 d)、亚急性早期(4～7 d)、急性期(7 h～3 d)、超急性期(6 h内)。图像分析由2位主治以上医师采取双盲法进行，结果需取得一致性意见。以血肿和邻近或对侧正常脑白质信号强度的比较为依据分为低信号、等信号和高信号。

1．4数据处理使用AW 4.4 工作站的Functool软件处理DWI数据，重建ADC图，对血肿中心及健侧对应位置脑白质ADC值进行测量，选用大小约50 mm2的圆形感兴趣区(region of interest，ROI)，每个位置测量3次，最终取其平均值，并对双侧ADC差值进行计算。

1．5统计学分析将各期双侧ADC值录入SPSS 13.0统计软件包进行统计学分析。其中，各期ADC值采用方差分析，双侧ADC值对比采用配对t检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2．1各期患者脑出血磁共振信号慢性期DWI以高信号为主，仅1例平扫结果显示为水样信号，DWI低信号，T1WI以高信号为主，T2WI全部为高信号(表1)；亚急性晚期DWI以高信号为主，T1WI、T2WI均为高信号(图1)；亚急性早期DWI以低信号为主，边缘可见高信号环，T1WI为等信号或高信号，T2WI信号复杂；急性期DWI为混杂低信号或高信号，边缘可见高信号环；T1WI以等信号或高信号为主，T2WI以等信号或低信号为主(图2)；超急性期DWI以高信号为主，边缘可见低信号环，而T1WI和T2WI均为等信号(图3)。

图1患者 女，65岁，右侧枕叶出血23 dA：T1WI血肿呈中心等信号、边缘高信号；B：DWI血肿表现均匀高信号；C：ADC血肿表现均匀低信号

图2患者 男，50岁，右侧基底节区出血1 dA：T1WI血肿表现不均匀高信号；B：T2WI血肿表现低信号；C：DWI血肿边缘见高信号环，中心呈低信号

图3患者 女，70岁，左侧基底节区出血4 hA：T1WI血肿表现等信号；B：T2WI血肿表现等信号，周围可见少许水肿区域；C：DWI血肿边缘见低信号环，中心呈不均匀高信号

表 1　各期患者患侧血肿T1WI、T2WI、DWI信号表现　(n)

2．2各期患者双侧ADC值比较对各期患者健侧正常脑白质ADC值比较差异无统计学意义(P=0.067)；对各期患者患侧血肿中心ADC值比较，差异有统计学意义(P=0.022)；与健侧正常脑白质ADC值相比，各期患者患侧血肿中心ADC值有不同程度降低，其中除慢性期以外，各期双侧ADC值差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表 2　各期患者患侧血肿与健侧对应位置脑白质ADC值对比

2．3各期患者双侧ADC差值变化规律以出血时间为x轴，以ADC均值为y轴作直方图(图4)，图像显示与对侧相比，各期脑出血患者患侧ADC值均有所下降，其中亚急性期和急性期患者ADC值降幅最大，而慢性期和超急性期患者ADC值降幅不明显。可认为脑出血患者血肿中心的ADC值变化有一定规律。

图4脑出血不同时期患侧血肿中心ADC均值、健侧正常脑白质ADC均值和双侧ADC差值

3讨论

扩散即水分子的随机不规则运动，也称布朗运动[4]。而DWI运用布朗运动原理，并以常规MRI为基础，在x轴、y轴和z轴3个相互垂直的方向上加以扩散敏感梯度，获得体内水分子进行扩散运动的图像[5-6]。目前能用于测量活体组织水分子扩散运动的唯一方法是DWI[7]。通常使用ADC值对水分子运动快慢进行测量，其中，当水分子扩散运动受到限制时，其ADC值较低，DWI显示高信号；而水分子扩散运动较快时，其ADC值较高，DWI显示低信号。本研究通过对脑出血的血肿中心ADC值进行测量，并衡量不同时期血管外血红蛋白扩散运动的情况。为保证研究准确性，ROI应置于血肿中心，以避免出血导致的磁敏感伪影。

从超急性期到慢性期，脑出血血肿的主要成分为脱氧血红蛋白(deoxyhemoglobin，DeoxyHb)、含氧血红蛋白(oxyhemoglobin，OxyHb)、细胞内高铁血红蛋白(metoxyhemoglobin，MetHb)、细胞外MetHb、含铁含铁血黄素(hemosiderin，H-S)及铁蛋白(ferritin)。由于各期血红蛋白的形状和形式不一致，在磁共振各种序列图像上会表现出完全不同的信号。超急性期血肿内含血凝块，而细胞内OxyHb基本不具有顺磁性，不能影响血肿T1和T2的弛豫时间，故表现为等信号；而血凝块的存在对水分子扩散运动造成限制，致使DWI中心表现为高信号，而边缘则表现为低信号。急性期血凝块开始收缩，细胞内DeoxyHb有顺磁性，不影响T1时间，但能显著缩短T2时间，故血肿中心T1WI表现为等信号，T2WI表现为等信号或低信号；胞内外磁场不均导致DWI表现混杂低信号而在边缘可见高信号环。亚急性期血肿成分经历了由DeoxyHb到MetHb的转变，这种转变从血肿边缘开始，逐渐扩散至血肿中心；MetHb能缩短T1时间并延长T2时间，导致双高信号出现；早期红细胞保持完整，血肿中心的DeoxyHb使DWI保持低信号，晚期红细胞开始破裂溶解，其扩散运动受到限制，最终DWI表现为高信号。慢性期血肿T1WI和T2WI表现与亚急性晚期相似，血肿大小对其持续时间有重要影响；H-S的沉积使局部磁场不均，T2WI血肿周围出现低信号环；而DWI仍表现为高信号，但范围略有缩小。血肿完全软化后，其内的MetHb被吸收，其信号表现为长T1长T2，而DWI转变为低信号。

本研究中血肿各期DWI中心信号常表现不均匀，仅少数为混杂信号，与此前研究报道的结果一致；5例急性期患者出现DWI高信号，与此前研究报道的结果不一致，原因主要在于本研究的出血急性期划分较早(>7 h)，此时段尚有部分血肿处于OxyHb阶段。超急性期血肿出现边缘低信号，原因可能在于血肿外周存在少量具有顺磁性作用的DeoxyHb；急性期及亚急性早期血肿边缘出现高信号，原因可能在于血肿周围有水肿形成。研究表明，脑出血DWI信号高低，原因不仅在于由红细胞病变引起的磁场不均匀，而且在于组织的T2值。当出现病理变化的组织T2值增加时，DWI图像上出现明显的T2图像对比，即T2穿透效应。以此现象为依据，本研究通过测量血肿中心的ADC值对脑出血水分子扩散情况进行定量评价，结果显示，与健侧正常脑白质相比，脑出血各期血肿中心ADC值降低，其中，除慢性期以外，双侧ADC值差异均有统计学意义。由于慢性期中1例为软化灶，所以与正常脑白质相比，其ADC值升高；急性期及亚急性期的ADC值降幅较显著，对应DWI表现出高信号的病例显著增多，说明血肿中心ADC值的降低不仅可以体现在DWI信号上，还与脑出血临床分期有关。

脑卒中可分为缺血型和出血型。目前DWI诊断急性脑梗死的应用价值已获得认可，尤其超急性期，可以发现30 min以后的脑组织供血情况且灵敏度较高，已作为临床急诊的常规检查方法在临床上得到推广使用。除了提供脑细胞病理信息，DWI图像还可以反映水分子扩散运动的信号比例。细胞毒性水肿是早期脑梗死的主要表现，细胞肿胀导致细胞内外扩散运动受限，ADC图像呈低信号，在DWI图上表现为明显的高信号。脑出血磁共振表现复杂，急性期和超急性期脑出血普遍应用CT检查，另外，应用DWI可获得血肿内部分子扩散运动的信息，与脑出血各期的主要病理变化有关，一定程度上优于CT检查。水分子扩散运动受限是脑出血DWI图像上出现高信号的主要原因，但低信号不仅受扩散方式影响，也受血肿内成分顺磁性效应影响。研究表明，单纯ADC测量并不能用于对2种脑卒中的辨别与鉴定，但在ADC图上，血肿低信号中心周围常出现不规则高信号环；而脑梗死的低信号中心则相对均匀且边缘不出现高信号。另外，出血性脑梗死DWI虽然亦表现为高信号，但其信号相对较混杂，且出血时间以2周左右为主，和急性脑出血的辨别和鉴定较容易进行。脑出血DWI中与急性脑梗死DWI信号特点显著不同的特征信号是鉴别二者最有应用价值的序列之一。在日常工作中，可以DWI的信号特点为依据，结合ADC值，对早期脑出血和急性脑梗死进行快速而准确的鉴别诊断。

4参考文献

[1]朱珍，邵肖梅，帕米尔，等．磁敏感加权成像与常规磁共振序列诊断新生儿颅内出血的比较研究[J]．中国循证儿科杂志，2015，10(2)：95-100．

[2]Sonni S，Lioutas VA，Selim MH．New Avenues for Treatment of Intracranial Hemorrhage[J]．Curr Treat Options Cardiovasc Med，2014，16(1)：1-16．

[3]Ray B，Keyrouz SG．Management of anticoagulant-related intracranial hemorrhage： an evidence-based review[J]．Crit Care，2014，18(3)：206-214．

[4]侯小林，顾应江．磁共振扩散张量成像在高血压脑出血中的应用进展[J]．中国脑血管病杂志，2014，11(3)：161-164．

[5]Shoamanesh A，Kwok CS，Lim PA，et al．Postthrombolysis intracranial hemorrhage risk of cerebral microbleeds in acute stroke patients： a systematic review and meta-analysis[J]．Int J Stroke，2013，8(5)：348-356．

[6]张瑜，赵迎春，潘晓春，等．大面积脑梗死患者磁敏感加权成像的应用[J]．中华老年心脑血管病杂志，2012，14(1)：54-56．

[7]Diener HC，Stanford S，Abdul-Rahim A，et al．Anti-thrombotic therapy in patients with atrial fibrillation and intracranial hemorrhage[J]．Expert Rev Neurother，2014，14(9)：1 019-1 028．

(收稿2015-07-12)

【中图分类号】R814.43

【文献标识码】A

【文章编号】1673-5110(2016)15-0029-03