体素内不相干运动成像对脑小血管病脑白质损害的评估价值

孙亚鸣，张志国 (.南京中医药大学附属张家港医院神经内科，江苏 张家港 5600；.南京中医药大学附属张家港医院放射科，江苏 张家港 5600)

脑小血管病(CSVD)发生、检测率逐年增高。研究表明，CSVD占所有缺血性卒中的25%左右[1]，其临床表现主要包括腔隙性脑梗死(有/无症状性脑梗死)、脑白质损害及认知功能障碍等，尤其脑白质损害出现时间早，严重者导致认知功能下降，从而影响患者生活质量，因此早期发现脑白质损害并及时干预对CSVD诊治尤为关键。Le Bihan等[2]在20世纪80年代提出了体素内不相干运动(IVIM)的概念，可用于定量分析弥散和灌注两种运动成分。本研究将应用IVIM技术判断CSVD微循环灌注情况，以判断其对CSVD脑白质损害的评估价值。

1 资料与方法

1.1一般资料：收集2018年1月～2019年12月临床诊断为急性腔隙性脑梗死患者30例，其主要症状为构音障碍、运动功能或偏身感觉障碍等，入选病例均在72 h内完成头颅MR+MRA检查证实诊断，且排除大血管狭窄导致的脑梗死、肿瘤、出血及颅脑手术史等。其中男18例(60.0%)，女12例(40.0%)，平均(63.0±5.6)岁，其中高血压病史20例(66.7%)，糖尿病病史12例(40.0%)，吸烟史15例(50.0%)，饮酒史10例(33.3%)。同时选择同期门诊就诊无临床症状头颅MR证实腔隙性脑梗死患者30例，其年龄、相关病史及性别比均与急性腔隙性脑梗死相仿。本次研究经过本院医学伦理委员会同意。

1.2影像处理

1.2.1体素内不相干运动成像：使用西门子3.0T磁共振扫描，扫描线圈为16通道头线圈，扫描序列主要包括T1W1、T2W2、T2-FLAIR、DWI。IVIM图像由单次激发平面回旋序列获得，b=0、5、10、20、50、100、200、400、800、1 200、1 500 s/mm2,并使用function tool软件包分别测量深部白质(苍白球、壳、丘脑)、外周白质(额叶、顶叶、颞叶、枕叶)、侧脑室旁等三个部位IVIM参数：标准表观扩散系数(Standard ADC)、慢速表观扩散系数(Slow ADC)、快速表观扩散系数(Fast ADC)，每个部位取3个感兴趣区(ROI)，所有ROI区双侧对称放置，最后取平均值，分别得到ROI的Standard ADC值、Slow ADC值及Fast ADC值。

1.2.2脑白质损害量表评分：应用Fazekas量表评分[3]，将脑室旁和深部白质病变分开评分，两部分的分数相加计算总分，总分为0～6分。脑室旁高信号评分：0分：无病变；1分：帽状或者铅笔样薄层病变；2分：病变呈光滑的晕圈；3分：不规则的脑室旁高信号，延伸到深部白质。深部白质信号：0分：无病变；1分：点状病变；2分：病变开始融合；3分：病变大面积融合。

1.3随访：入选患者急性期予抗血小板聚集、清除氧自由基及改善脑供血等治疗，恢复期予阿司匹林肠溶片(100 mg每晚口服)、阿托伐他汀片(20 mg每晚口服)等卒中二级预防，1年后复查磁共振IVIM成像。

2 结果

2.1急性症状性腔隙性脑梗死与对照组不同部位Standard ADC值、Slow ADC值及Fast ADC值比较：以无症状腔隙性脑梗死为对照，急性症状性患者深部白质及侧脑室旁IVIM参数值(包括Standard ADC、Slow ADC值及Fast ADC值)均明显降低，差异有统计学意义(均P<0.001)。见表1。

2.2IVIM相关参数值随访1年变化情况：症状性腔隙性脑梗死患者随访1年后深部白质及侧脑室旁IVIM参数值(包括Standard ADC值、Slow ADC值及Fast ADC值)较急性期明显升高，差异有统计学意义(P<0.001)。见表2。而无症状性腔隙性脑梗死随访1年后IVIM参数值变化差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表1 急性症状性腔隙性脑梗死与对照组不同部位Standard ADC值、Slow ADC值及Fast ADC值比较

表2 症状性腔隙性脑梗死IVIM相关参数值1年随访变化情况

表3 无症状性腔隙性脑梗死IVIM相关参数值1年随访变化情况

2.3Fazekas评分与各部位不同时间Standard ADC值、Slow ADC值及Fast ADC值相关性:Spearman分析显示，急性期侧脑室旁Slow ADC值下降与脑白质Fazekas评分呈正相关(r=0.422，P=0.020),其他各部位Standard ADC、Fast ADC值与脑白质Fazekas评分无相关性。随访1年后侧脑室旁Slow ADC值升高与脑白质Fazekas评分呈正相关(r=0.435，P=0.016)，同时侧脑室旁变化Slow ADC值也与脑白质Fazekas评分呈正相关(r=0.540，P=0.002)。其他各部位Standard ADC、Fast ADC值与脑白质Fazekas评分无相关性。

3 讨论

2008年以来，国际卒中会议及欧洲卒中会议均提出“小卒中，大问题”的论点，CSVD研究已成为近年来研究热点。有研究[4]认为CSVD脑白质损害，甚至轻度认知功能障碍均与脑血流灌注下降有直接关系，这也揭示了CSVD可能存在局部低灌注，因此早期或干预后判断患者低灌注情况将是诊治的关键。IVIM是用于描述体素微观运动的一种成像方法，其技术前提是假设血液的微循环和灌注是非一致性、无条理的随机运动，生物体内微观运动包括水分子的扩散和血液的微循环，后者即反映组织的灌注情况。应用IVIM模型，对多b值DWI图形进行分析，可得到灌注相关参数和扩散参数，其中Slow ADC代表体素内单纯的水分子扩散运动，Fast ADC代表体素内微循环灌注相关扩散运动。

随着影像技术的不断提高，IVIM广泛应用于肿瘤、肾脏、脑缺血及脑损伤等疾病,尤其在脑血管病方面，近期时有报道。试验研究表明，脑梗死发生后，梗死侧Slow ADC值低于对侧，且随时间的延长逐渐降低，9 h后D值缓慢降低，甚至回升[5]。Hu等[6]研究发现，缺血脑组织Fast ADC与脑血流量(CBF)明显相关(r=0.416,P<0.05)，CBF的减低可引起Fast ADC的降低，因此急性脑梗死时，脑组织CBF降低，则Fast ADC值下降。本研究中，与无症状性腔隙性脑梗死患者比较发现，急性患者深部白质及侧脑室旁Standard ADC值、Slow ADC值及Fast ADC值等明显降低，说明急性脑梗死后患者脑灌注有一定程度的降低，同时外周白质包括额叶、颞叶、枕叶及顶叶等Standard ADC值、Slow ADC值及Fast ADC值不降低，说明急性腔隙性脑梗死影响范围较小，一般不会影响至外周白质。

脑白质损害作为脑小血管病主要的病变特征之一，其主要发生在深部白质及侧脑室旁等部位。既往有多项研究证实：腔隙性脑梗死与脑白质损害密切相关，且脑白质损害与不完全性缺血低灌注密切相关[7]。本研究中应用IVIM各参数指标来判断颅内低灌注情况，随访1年后发现深部白质及侧脑室旁Standard ADC值、Slow ADC值及Fast ADC值较急性期明显升高，说明当急性脑梗死发生后出现颅内缺血，导致局部的低灌注，而进行急性期治疗及正规二级预防后局部低灌注有所改善，从而体现出IVIM相关参数的升高。同时研究中应用脑白质Fazekas评分量表来量化评估脑白质损害程度，并判断IVIM相关参数与脑白质损害程度的相关性，研究发现侧脑室旁、Slow ADC值急性期下降及1年后的升高均与脑白质损害程度密切相关，说明脑白质损害越重，急性期细胞毒性水肿更明显，脑缺血更严重，而通过1年的干预治疗虽然脑缺血得到部分改善，对脑白质损害仍是存在的，当然本研究随访期尚短，需要更长时间的随访研究来证实改善局部缺血是否能改善脑白质损害。

综上所述，IVIM成像可通过相关参数指标评估局部脑组织微循环灌注情况，并与脑白质损害存在一定的相关性，有助于临床早期判断脑白质损害程度，下一步可通过IVIM相关参数的改变提出及时相应长期的治疗手段，从而改善脑小血管病预后。