不同时期脑梗死磁共振弥散加权成像及液体衰减反转恢复序列的应用价值探讨

谢惠，覃川，吕发金，刘波，邓小林，杨俊潇，荣天，张丽娟，姚开情

(1．重庆市大足区人民医院放射科，重庆　402360；2.重庆医科大学附属第一医院放射科， 重庆　400016)



不同时期脑梗死磁共振弥散加权成像及液体衰减反转恢复序列的应用价值探讨

谢惠1，覃川1，吕发金2，刘波1，邓小林1，杨俊潇1，荣天1，张丽娟2，姚开情2

(1．重庆市大足区人民医院放射科，重庆402360；2.重庆医科大学附属第一医院放射科， 重庆400016)

目的：探讨弥散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)序列和液体衰减反转恢复技术(fluid attenuated inversion recovery，FLAIR)在不同时期脑梗死诊断中的应用价值。方法：选取120例不同时期的脑梗死患者作为研究对象，分别行1.5T磁共振DWI和FLAIR 序列检查，以双盲法对比分析发现病例的敏感度和病灶面积。结果：：DWI、FLAIR发现病例的敏感度：在超急性期内，分别为100%和26.67%(P<0.05)；在急性期内，均为100%；在亚急性期内，分别为80%和86.67%(P>0.05)；在慢性期内，分别为11.11%和94.44%(P<0.05)。梗塞灶面积显示，在72 h内DWI大于FLAIR(P<0.05)，亚急性期间基本相当(P>0.05)，慢性期FLAIR大于DWI(P<0.05)。结论：联合应用DWI和 FLAIR能准确诊断不同时期脑梗死，并有助对脑梗死进行分期和新旧病灶的鉴别。

脑梗死；磁共振弥散加权成像；液体衰减反转恢复技术

关于脑梗死的影像学诊断是近年来研究的重点和热点。而高场MRI的弥散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)作为近年发展起来的新技术，是目前唯一能够检测活体组织内水分子扩散运动的无创方法，对脑梗死尤其是超急性期和急性期病灶高度敏感[1-2]。液体衰减反转恢复(fluid attenuated inversion recovery，FLAIR)序列实际上是长T1的IR-SE序列[3]，比常规T2WI显示病灶有更高的敏感性[4]，改善了MRI对颅脑病变的检出与定量诊断能力，广泛用于包括脑梗死在内的中枢神经系统疾病的诊断[5]。本研究通过对不同时期脑梗死患者的DWI和FLAIR成像结果进行对比分析，探讨这两种序列对不同时期脑梗死的诊断价值，以预测脑梗死的转归，为临床治疗方案的选择提供参考依据。

1　资料与方法

1.1一般资料

选取2012年12月至2014年10月期间入治我院的脑梗死患者120例，其中男性73例，女性47例，平均年龄(64.78±10.22)岁。均符合《缺血性脑卒中和TIA中国诊断及治疗指南(2010年)》中的诊断标准[6]，排除需要人工呼吸或装有心脏起博器、金属异物或幽闭恐惧症等原因无法接受MRI检查的患者。分期以发病至检查时间计算，6 h 以内的为超急性期脑梗死15 例；6～72 h 的为急性期脑梗死57 例； 3～10 d 的为亚急性期脑梗死30 例；10 d 以上的慢性期脑梗死18 例。

1.2方法

1.2.1检查方法采用美国GE1.5T超导磁共振扫描仪，梯度场45 mT/m，梯度切换率200 mT/(m·s)，头部16通道相控阵线圈。扫描参数：SE T1WI(TR 500 ms；TE 8 ms；16 slices，层厚 6 mm，层间距2 mm)；SE T2WI(TR 3 200 ms，TE 111 ms，16 slices，层厚 6 mm，层间距2 mm；矩阵 320×256,NEX=2)； T1FLAIR (TR 1 940 ms，TE 26 ms，16 slices TI 720 ms 层厚6 mm，层间距 2 mm；矩阵 448×512，FOV 24 cm×24 cm)；T2FLAIR (TR 7 600 ms，TE 156 ms，16 slices，T12 100 ms，层厚 6 mm，层间距 2 mm，矩阵 256×192，NEX=1，FOV 24 cm×24 cm)；DWI(TR 4 500 ms，TE 102 ms，矩阵128×128， 翻转角90度，16 slices,层厚 6 mm，层间距 2 mm， NEX=4， T11 400 ms， FOV 24 cm×24 cm，采集时间22 s，在相互垂直的X 、Y 、Z 轴3个方向上施加扩散梯度， 取扩散敏感系数b为1 000 s·mm-2和0 s·mm-2，在一个层面上获得两帧b=1 000 s·mm-2和b=0 s·mm-2的扩散加权图以及一帧表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)图。以上所有序列均为横断面。记录并存档原始数据。嘱研究对象随访复查磁共振，以发现的脑梗死病灶作为金标准。

1.2.2影像分析采用双盲法，存放于工作站中的所有研究对象的影像学资料均分别由两位对病例一般资料不知情的专业高年资医生进行分析，达成一致结论后根据每例研究对象信号异常的病灶进行定位并测算其最大截面积。

1.2.3测量方法选择FLAIR序列和DWI序列(b=1 000 s·mm-2)，进入Volume Rendering界面，选择梗死病灶最大横截面积，勾勒出病灶初始边界，选择Measure Area进行勾画，以得到梗死面积，面积单位mm2(图1)。

1.3统计学分析

2　结果

2.1超急性期

DWI与FLAIR上所有异常信号部位均与患者的症状和体征相符。15例超急性期脑梗死患者中，DWI均有显示边界清楚且与周围组织信号对比明显的高信号病灶，仅有4例的FLAIR可见轻微高信号缺血区，其余显示为等信号。DWI显示的病灶面积明显大于FLAIR(P<0.05)(图2A、B和表1)。

2.2急性期

57例急性期患者的DWI和FLAIR均有显示与周围组织信号对比明显的高信号病灶，边界清楚，但前者所显示的病灶面积仍明显大于后者(P<0.05)(图2C、D和表1)。

2.3亚急性期

30例亚急性期患者中，有24例被DWI与FLAIR同时显示有对比明显的高信号病灶。另外6例中，除2例的FLAIR仍显示与周围组织信号对比明显的高信号病灶外，其余均显示为DWI和FLAIR等信号。病灶面积方面，二者无显著的统计学意义(P>0.05)(图2E、F和表1)。

2.4慢性期

18例慢性期患者中，2例DWI与FLAIR均有显示边界清楚的脑脊液低信号病灶，有15例的DWI与FLAIR分别显示为低信号和高信号。后者所显示的病灶面积则明显大于前者(P<0.05)(图2G、H和表1。)

表1　DWI与FLAIR不同时期脑梗死的检出情况和病灶平均面积

分期nDWI异常信号例数发现病例的敏感度(%)病灶面积(cm2)FLAIR异常信号例数发现病例的敏感度(%)病灶面积(cm2)统计量敏感性病灶面积超急性期15151004.12±1.37426.67*0.31±0.21*fisherexc.P<0.001t=25.31P<0.001急性期57571004.34±1.23571002.97±1.27*P=1t=5.46P<0.012亚急性期3024802.92±1.112686.672.84±1.27χ2=0.48P=0.49t=1.36P<0.201慢性期18211.110.75±0.341794.44*3.96±1.48*χ2=25.08P<0.001t=31.58P<0.001

*P<0.05, 表示与同期的DWI相比差异有统计学意义。

3　讨论

DWI 是一种在微观水平上探测组织结构的无创性影像学手段，主要通过探测水分子弥散大小来反映受检组织的结构特性，作为反映组织微观水分子弥散特性的MRI功能成像技术，对水分子的横向弥散运动相当敏感，当弥散运动受限时，DWI呈现为高信号，这一特征被广泛应用于疾病的诊断与鉴别诊断，特别是运用b 值越大(750 ms以上)的DWI技术, 扩散权重则越大, 对水分子的扩散运动则越敏感[7]。

在梗塞的早期，脑细胞缺氧，其细胞膜上的Na+-K+-ATP酶活性受到抑制，导致细胞内出现高渗状态，水分从细胞外进入细胞内而无法排出，产生细胞毒性水肿，细胞外间隙缩小[8]，导致细胞内外水分子弥散功能发生下降，使梗塞部位在DWI出现亮白色高信号缺血灶[9]。本次研究对象中的超急性期及急性期脑梗死共72例，经DWI检查阳性率为100%，与国内外文献报道缺血性脑中风发病后 2～72 h呈现95%～100%的DWI 阳性检出率相符[9-11]，而此时常规MR表现正常，证实DWI 对早期脑梗死具有高度敏感性。而FLAIR在此期间尤其是超急性期少有高信号表现，可能是由于此时血脑屏障还没有明显破坏，无血管源性水肿出现，信号尚无明显改变[12-13]。本研究发现，在超急性期脑梗死病例，FLAIR出现异常信号的病例仅占26.67%，而在急性期脑梗死病例，FLAIR均有异常信号，说明对超急性期与急性期脑梗死，DWI结合FLAIR有助于病灶的检出与分期，为临床治疗方式的选择提供依据，因超急性期脑梗死脑细胞尚未发生坏死，具有溶栓治疗指征；而急性期脑梗死的脑细胞已经发生不可逆损害、死亡，不再具有溶栓指征。

当病程继续发展到亚急性期，DWI显示异常弥散信号的比例明显下降，其发现病例的敏感度的优势明显降低，甚至在慢性期的脑梗死病例中，梗死区发生软化，产生快速弥散，DWI发现病例的敏感度仅为11.11%，远低于FLAIR的94.44%。这可能是由于缺血区域的血脑屏障被破坏，血管内血浆漏出进入细胞内、外间隙，从而出现血管源性水肿并逐渐加重，缺血组织的总含水量增加，组织水分子的扩散性能增强，导致DWI信号逐渐下降，而逐渐加重的血管源性水肿使得FLAIR呈现高信号[14- 15]。提示在脑梗死72 h后仅凭DWI来检出病例的价值有限，需结合诊断敏感性逐渐提高的FLAIR。另外，对比同一时期两种序列呈现出的梗死灶面积，FLAIR的梗死面积在超早期显示高信号病灶面积较DWI显示区域小，随着病程的延长FLAIR显示的病灶范围逐渐扩大，在亚急性期时与DWI显示病灶的范围基本一致，并在慢性期时明显超过DWI的梗死灶面积，这一变化趋势也与发现病例的敏感度的相对变化一致。造成这一现象的原因考虑为梗死发生后，随病程的延长，其细胞毒性水肿逐渐减轻，使得DWI信号逐渐降低，异常信号面积的显示逐渐减小；而血管源性水肿逐渐增加，使得FLAIR信号逐渐增强，FLAIR信号逐渐增强是因为FLAIR序列是在反转脉冲后，纵向磁化矢量恢复到90度的RF脉冲抑制了液体信号，在MR图像上呈无信号区，但当周围环境存在含水组织时，病变信号即会突出显示，因此当病变发展到血管源性水肿时则信号增强，面积增大[16]。由于较大的病灶临床预后常常较差，因此推测两种序列所提供的病灶大小情况对判断临床预后可能具有一定的预测价值。

综上，DWI 在超急性期具有较高的敏感性，显示优于FLAIR；在急性、亚急性脑梗死诊断中二者敏感性相当，但DWI对于微小病灶的显示要优于FLAIR；在慢性期FLAIR的诊断优越性强于DWI。在区别新旧梗死病灶方面，新病灶在DWI上呈高信号，亚急性期病灶呈高、等信号，陈旧梗死病灶呈低信号。因此，合理联合应用DWI和 FLAIR能更准确可靠地诊断脑梗死，并有助对脑梗死分期以及新旧梗死病灶区分，在临床治疗上具有良好的指导价值。

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(学术编辑：黄小华)

The value of magnetic resonance diffusion weighted imaging and fluid attenuated inversion recovery in evaluating cerebral infarction

XIE Hui1,QIN Chuan1，LV Fa-jin2，LIU Bo1,DENG Xiao-lin1，YANG Jun-xiao1，Rong Tian1，ZHANG Li-juan2,YAO Kai-qing2

(1.DepartmentofRadiology,People′sHospitalofDazuDistrict,Chongqing402360;2.DepartmentofRadiology,FirstAffiliatedHospitalofChongqingMedicalUniversity,Chongqing400016,China)

Objective：To explore the diagnosis value of diffusion weighted imaging and fluid attenuated inversion recovery in the patients with each stage cerebral infarction.Methods：120 cases of cerebral infarction in different periods were collected to study.The sensitivity and the area of the lesions were detected sequentially by 1.5T magnetic resonance DWI and FLAIR .Results：In the hyperacute period,sensitivities of DWI and FLAIR were 100% and 26.67% (P<0.05) respectively. In the acute period,the sensitivity of DWI and FLAIR all were 100%.In the subacute period,sensitivities of DWI and FLAIR were 80% and 86.67% (P>0.05).In chronic period,sensitivities of DWI and FLAIR were 11.11% and 94.44% (P<0.05).About infarct area,DWI′s displayed greater than FLAIR′s within 72 h (P<0.05).They were roughly equal in subacute period (P>0.05).FLAIR′s was greater than the DWI′s in chronic phase (P<0.05).Conclusion：Combined application of DWI and FLAIR can accurately diagnose cerebral infarction in different periods,and can help to cerebral infarction by stages,and distinguish of old and new lesions.

Infarction;Magnetic Resonance Diffusion weighted imaging;Fluid attenuated inversion recovery

10.3969/j.issn.1005-3697.2016.03.019

重庆市大足区科技计划项目(DZKJ,2014ACC10)

2015-06-01

谢惠(1974-)，女，硕士，副主任医师。通讯作者：覃川，E-mail: xiehuidz@126.com

时间：2016-6-1617∶46

http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1254.R.20160616.1746.038.html

1005-3697(2016)03-0355-04

R445.2;R743.3

A