体素内不相干运动成像技术评估短暂性脑缺血发作的研究

董云飞　付凤丽　翟利浩　乔松　张建军

[摘要]目的 初步探讨体素内不相干运动（intravoxel incohere motion，IVIM）技术在短暂性脑缺血发作（transient is-chemic attack，TIA）中的应用价值。方法 收集19例经临床诊断为TIA的患者及19例健康志愿者（对照组）作为研究对象，所有病例均进行MRI弥散加权成像（diffusionweightedimaging，DWI）及MM扫描。所得数据经过后处理得到标准弥散系数（standard apparentdiffusion coefficient，standard ADC）、慢扩散系数（slow apparentdiffusion coefficient，slow ADC）、快弥散系数（fast apparentdiffusion coefficient，fast ADC）。分别测量TIA组及对照组两侧大脑半球的standard ADC值、slow ADC值及fast ADC值。采用两独立样本t检验进行统计学分析。结果 19例TIA患者随访MRI检查结果显示，8例患者DWI序列显示进展为新发脑梗死。与对照组比较，TIA组fastADC值降低，两者差异有统计学意义（P<0.01），standardADC值、slow ADC值差异无统计学意义。结论 IVIM成像能够反映弥散信息及局部脑组织微循环灌注的变化，有望为TIA的早期诊断提供一种新的影像学检查方法。

[关键词]体素内不相干运动；磁共振成像；短暂性脑缺血发作

中图分类号：R743；R814 文献标识码：A 文章编号：1009-816x（2016）05-0363-03

短暂性脑缺血发作（transient ischemicattack，TIA）是神经内科比较常见的一种临床病症，研究认为TIA与脑梗死的发生密切相关，TIA后24h内发生脑梗死的风险为5.1%，7天以内高达11.1%，因此，TIA是需紧急干预的卒中预警事件，同时也是二级预防的最佳时机。体素内不相干运动（intravoxel incohere mo-tion，IVIM）是一种无创、不需注射对比剂的多b值DWI成像技术，不仅能提供脑组织内微结构的水分子弥散信息，还能提供脑组织内微循环的灌注信息。本研究拟通过分析TIA患者及健康对照组的IVIM相关参数的变化特点，初步探讨IVIM成像技术在TIA诊断中的应用价值。

1资料与方法

1.1一般资料：收集2011年12月至2015年10月期间经我院神经内科确诊为TIA的思者19例作为研究对象，其中男10例，女9例，年龄46～86岁，平均（59.01±8.52）岁。纳入标准：①临床症状及影像学检查符合TIA的诊断标准；⑦均进行MRI随访。排除标准：①颅内血肿、脑肿瘤、脱髓鞘病及脑血管畸形者；②严重肝、心、肾功能不全；③幽闭恐惧症；④有精神系统疾患病史及家族史者。本研究经院伦理委员会批准，均签署知情同意书。选择年龄、性别、健康状况良好的志愿者19例作为对照组，其中男12例，女7例，年龄50～80岁，平均（60.05±6.02）岁。

1.2检查方法：采用Philips Achieva 3.0T超导型磁共振扫描仪，头颅16通道矩阵线圈。单次激发平面回波序列EPI-DWI，常规扫描包括T2WI、T1WI、T2-Flair。多b值共采用10个b值：0，5，10，20，50，100，200，400，800，1200，1500s/mm²。常规扫描主要参数：弥散加权成像：TR 1884ms，TE 51ms，FOV 30mm×230mm，矩阵124×96，激励次数3。层厚6mm，间隔1mm，扫描时间1分30秒。横轴位快速自旋回波（TSE）序列T2WI：TR 3000ms，TE 80ms，FOV 176mm×230mm，矩阵336×512，激励次数1。层厚5mm，间隔lmm，扫描时间1分30秒。横断面自旋回波（SE））序列T1WI：TR280ms，TE 3ms，flip angle 90°，FOV 168mm×256mm，矩阵201×230，激励次数2，层厚6mm，间隔1mm，扫描时间2分30秒。

1.3图像处理及分析：所有数据均使用GE AW4.4后处理工作站进行分析。IVIM模型的各项参数使用工作站Functiontool中MADC软件进行计算结合T2-Flair序列，在b值为800s/ram2的DWI上手动勾画感兴趣区（region of interest，ROI）。选取基底节至其上方侧脑室体部水平的四个层面作为感兴趣层面（脑组织微循环灌注降低时，该区域较脑皮层更易受缺血影响），一侧大脑半球放置4个ROIs，避开大血管、脑脊液及明显的坏死、出血和囊变区，以脑中线为镜像，在对侧半球等距离处做出对侧的ROIs。在勾画完ROI之后，软件可以自动生成IVIM模型相关的参数：（1）标准扩散系数（standard apparentdiffusion coefficient，standard ADC）：用b=0，及b≥200的b值数据拟合计算的ADC值。（2）慢扩散系数（slow apparentdiffusion coeflqcient，slow ADC）：代表体素内单纯的水分子扩散效应。（3）快弥散系数（fast apparentdiffusion coeffi-cient，fast ADC）：代表体素内微循环灌注相关扩散效应。重复测量3次取4个层面IVIM模型相关的参数的平均值并记录。

1.4统计学处理：利用SPSS18.0版统计学软件，计量资料以（x±s），TIA组与对照组局部脑组织的standard ADC、slow ADC和fast ADC参数采用独立样本t检验进行分析，P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1 MRI检查结果：19例TIA组患者的起病时间最短5rain，最长12h，平均5h（见封三图1）。所有病例均进行MRI随访，其中8例患者7～14d进行MRI随访，DWI序列显示新发脑梗死。

2.2两组患者IVIM结果比较：与对照组比较，TIA组患者的fast ADC值明显降低，两者差异有统计学意义（P<0.01），standard ADC值和slow ADC值差异均无统计学意义（P>0.05），见表1。

3讨论

TIA是由于某种因素造成的脑动脉一过性或短暂性供血障碍，导致相应供血区局灶性神经功能缺损指伴有大脑局灶性或区域性短暂的脑血液循环障碍。随着时间的推移，脑微循环灌注下降到不同的阈值会导致脑细胞不同程度的功能及形态改变，大约1/3TIA患者出现脑缺血损害，形成不可逆的脑损伤，可有对应部位脑梗死。MRI弥散加权成像（diffusion weighted im aging，DWI）序列对脑组织缺血缺氧最为敏感，是目前常用的影像学检查方法，能够识别细胞毒性损害并能够显示梗塞的部位，可以提供常规MRI方法无法获得的微观结构信息。因此，基于DWI序列的成像优点，美国心脏病与卒中协会建议重新界定TIA，即症状不超过1h，且DWI序列无阳性病灶显示，推荐使用DWI序列观察TIA患者有无神经组织的损伤，并以此作为与脑梗死的重要鉴别指标。

以往研究报道部分TIA患者存在无梗塞核心区的缺血带区域，认为灌注异常可以作为TIA的客观指标。而传统的单指数DWI模型所得到的ADC同时受到组织内水分子扩散和微循环灌注两种成分的影响，不能更好地反映病变内部的变化情况。随着MRI硬件和序列技术的发展，DWI成像的图像质量得到极大地提升，研究者们也开始进一步关注包含在扩散数据中的多成分的微观结构信息。IVIM由Le Bihan等在1986年首次提出，基于多组b值（一般7～15个k值），将组织中分别反映水分子扩散和微循环灌注的两种成分分别进行研究。在IVIM各参数中，ADC值由传统的单指数模型计算；slow ADC值是采用双指数模型拟合得到，代表体素内单纯的水分子扩散效应；fast ADC是一种假性扩散系数，代表血液在不规则毛细血管网内的流动，类似于水分子的不规则运动，与血流速度与毛细血管的长度，能够反映组织微血管灌注信息。

大量研究证实IVIM能够定量获得脑组织的灌注信息。有学者发现fast ADC与传统灌注中的平均通过时间呈反相关，而与脑血管量呈正比，提出TVIM获得的灌注参数及传统灌注参数之间存在线性关系。CBF反映缺血脑组织内氧及葡萄糖的输送率，能够更直接的反映脑缺血组织病理生理状态。Hu等发现缺血脑组织的fast ADC与CBF之间具有明显相关性，CBF的减低引起fast ADC的降低，fast ADC可以反映脑组织的灌注状态。本研究结果显示TIA组的fast ADC值低于对照组，说明TIA患者整个脑组织的微循环灌注与正常人相比，均有不同程度的减低，并且fast ADC值的降低与是否出现脑梗死有一定的关联，笔者在随访中发现，8例TIA患者在出院7～14d后临床症状恶化，随访MRI检查显示新发局灶性的脑梗死，这与Prabhakaran等的研究结果相一致，说明尽管TIA后患者的临床症状可以完全或者几乎完全缓解，仍有一部分患者处于持续的脑组织低灌注状态，及时挽救TIA患者可逆性的脑组织损伤对临床治疗及预后起到了重要的作用。由于本研究样本量较小，缺乏临床预后的相关资料，如NIHSS或mRS评分，仅用影像学结果对TIA患者及对照组的IVI脑组织微灌注进行描述，缺乏明确持续性的DWI随访结果与临床预后之间的关系，需要更多的病例数及更多次的随访，进一步评估fast ADC值在TIA疾病早期诊断中的确切诊断效能。

综上所述，IVIM作为一项无创性检查方法，既能显示弥散信息，又能反映局部的微循环灌注，能够从微观水平对TIA患者的脑组织功能状态进行评估，有助于TIA的早期诊断。