磁共振成像技术对急性缺血性脑血管病的诊断进展

王娇 杨飞 天津市武清区人民医院神经内科 （天津 301700）

内容提要： 随着中国人口老龄化加剧及人们饮食结构的改变，脑血管疾病的发病率呈现逐年上升趋势，由于脑组织对于氧气及血液的供应要求极高，倘若脑组织出现缺血及缺氧等情况，很快便会出现脑梗死。随着磁共振成像技术的不断进步，对于急性缺血性脑病的诊断优势也越发的凸显出来，本文将对上述内容进行综述，旨在于帮助临床更好地对患者进行诊断及治疗。

近年来，脑血管疾病发病率呈现逐年上升趋势，由于脑细胞不可再生，且脑组织对于氧气及血供的要求较身体其他组织高，所以当脑血管出现闭塞，导致脑组织局部出现缺血时，如果没有及时恢复脑部血供，便会出现脑梗死[1]。近年来，随着对脑梗死研究的逐步深入，目前已进入细胞和分子水平，随着缺血性半暗带概念的提出及磁共振成像技术的发展，目前对于脑梗死的检测越来越精确，为临床对于脑梗死的诊断提供了更多的影像学信息[2]。本文将对磁共振成像技术在急性缺血性脑血管病中的诊断进展进行综述，旨在于帮助临床更好地为缺血性脑血管病的患者制定个性化治疗方案。

1.磁共振血管造影（MRA）

MRA是将血液的流动性和相位改变的特性应用于磁共振成像当中，在上述特性的基础上给予射频脉冲发放后，进行编码，最终得到血管成像图案的技术[3]。目前MRA可分为时间飞跃（timeofflight，TOF）和相位对比法（phasecontrast，PC）两种成像方式，而这两种方法中，每种又分别包括二维成像（2D）、三维成像（3D）及二维三维相结合的多层三维成像（M3D）三种模式，其中静脉造影剂Gd—DTPA的使用，可以帮助MRA对更精细的小血管进行显像，且可提高造影的对比度，更好地对病变及健康部位进行区分及判断[4]。

MRA到目前为止在临床当中的应用已经非常熟练，且在应用过程中不断地进行改进，目前对颈部血管病变，尤其是对颈动脉狭窄及畸形的诊断效果显著。对于颅内动静脉畸形（AVM）和动脉瘤的诊断，MAR可非常清晰地显示病变的范围、大小以及其对应的供应动脉和引流静脉，可以帮助临床医生更好地对患者进行随访[5]。但是对于脑梗死的患者，MRA不是最佳的诊断方法，因为MRA在对小动脉的分支显影程度较差，这可能与MRA的分辨率较低有关[6]。因此目前MRA可对脑梗死相关高危人群进行检测及筛查，但不能够最终进行确诊，且增强MRA和常规MRA相结合的检查，可以有效地提高MRA对于脑血管的显影能力，在提高动脉瘤及脑动脉畸形的诊断方面具有非常重要的临床意义[7]。

2.磁共振波谱新技术（MRS）

所谓的MRS，是MRI的补充技术，主要用于检测普通MRI无法检测出以及忽略掉的少量原子核信号，将上述弱小信号通过波谱的方式进行表现[8]。与MRI相比，MRS能够更好地反映出脑细胞中的物质代谢反应，当患者出现脑梗死后，脑细胞内的酸中毒、能量代谢障碍以及一些关键的物质变化等，都可以通过MRS无创的进行反应，通过MRS，临床医生可以对患者整个脑梗死的缺血、梗死、以及修复过程进行全面检测，从而对脑梗死患者的治疗方案及预后情况进行全面评估[9]。

脑组织的能量代谢过程中，有两个组成成分起到非常关键的作用，分别为三磷酸腺苷（adenosinetriphosphate，ATP）及磷酸肌苷（phosphocreatinine，PCr）。MRS可对脑组织代谢过程中的磷代谢产物进行评价，将测得的峰值曲线高度与正常基线进行比较，从而对每一种化合物的含量进行判断。除此之外，MRS还可以对不同时间段的含磷物质的变化进行测定，通常可通过峰值曲线下面积的大小来进行判定。而脑细胞内的pH值浓度，则可以通过PME、Pi以及ATP的变化来加以判定，特别是Pi的位置变化，对pH浓度的变化具有特异性[10]。

有学者研究证明，当脑细胞处于急性缺血期的时候，MRS可见EPCr和ATP下降，Pi升高，此时pH值变为酸性，而慢性期MRS表现正常，上述表现与脑梗死的恢复过程相一致，即梗死灶逐步被组织间液所替代。对于MRS检查而言，1HMRS敏感性较31PMRS高，可以对乳酸、N乙酰门冬氨酸（Nacetylaspartate，NAA）以及胆碱等成分进行检测，当患者出现脑梗死灶后，1h后即可出现乳酸浓度峰值，且有研究表明，脑梗死后患者的乳酸升高水平是持续的，且升高的程度与患者的预后息息相关。虽然脑梗死后导致乳酸升高的原因有很多，但是在急性期是由于葡萄糖的酵解所致。而NAA是神经元的主要组成成分，当NAA浓度下降时，则说明神经元功能已经出现不可逆性确实，且NAA在梗死灶中分布不均匀，中心区域较周围缺血区域NAA下降更为明显[11]。

3.DWI在急性脑缺血中的诊断价值

在对超急性期脑缺血的诊断、定位等方面，DWI的诊断价值已经被临床所公认。有报道称，DWI诊断急性脑梗死病灶的速度几乎可以与脑细胞出现水肿的速度同步，最快可达2.7min[12]。超早期急性脑缺血出现的时候，DWI上可呈现局部高信号，并随着时间的推移逐步增加，范围随着时间的推移逐步增大，此时缺血区域的水分子下降率约为正常的50%，但是上述情况所形成的病理生理机制目前还尚不清楚，大多数学者认为[13]，受损的脑细胞出现细胞毒性水肿，从而导致水分子的弥散程度受到限制，是导致上述情况出现的最重要的一个因素。除此之外，当细胞出现水肿时，会导致细胞外间隙缩小、扭曲，能量代谢受损，使得细胞器发生破坏，产生大量代谢碎片，在细胞中积累后使得细胞内的黏度增加、细胞质流动受限，流动速度减慢。而脑梗死时脑部的血供中段或者减少，会使得大脑局部的温度下降、毛细血管灌注不足，使得ADC进一步下降。这便是DWI的信号产生机制，DWI的信号产生于ADC的值高低具有直接关系，ADC的值可通过DWI的相关参数直接计算得出。

有动物实验证明[14]，随着脑组织缺血时间的推移，缺血脑组织中的ADC可呈现一过性降低、持续降低以及双向改变等3种模式，其中双向改变是指ADC下降后可出现短暂性的恢复，随即出现再次下降。上述研究证明，ADC是一个动态变化的变量，脑缺血后应该通过DWI检测对ADC的变化进行动态观察，这有利于临床上对脑梗死的缺血损伤程度进行评估。Yipeng Han等[15]通过对脑梗死的患者进行动态观察，并将观察结果与病理结果进行对照，发现从缺血中心部到边缘区域，ADC的值呈现逐渐上升趋势。而通过Carlos等[16]研究证明，虽然在患者脑缺血的前10h内，ADC的值呈现普遍降低趋势，但是不同区域及不同范围中，ADC的变化并不均匀，呈现不同程度的低、中、高等信号，信号的强弱可能与缺血组织的演变趋势具有相关性，并且通过ADC的变化可以推断出，早期出现ADC下降区域的缺血组织，最终将演变称为脑梗死的梗死病灶。因此无论是在动物实验还是在临床观察中，均可以发现，当脑组织出现缺血再灌注损伤时，有一部分DWI异常的组织可恢复正常，而在此之前，ADC可更快的恢复正常，对于脑缺血的患者，在临床症状出现的3h内，如果及时给予患者重组型组织纤溶酶原激活剂（rtPA）进行溶栓治疗，还可以加快ADC恢复正常水平的程度，可较常规治疗提前1～2d恢复。Kentaro等[17]通过实验验证发现，虽然ADC值的下降水平与细胞内发生水肿的程度呈现线性相关性，但是对于血管源性脑水肿的患者而言，细胞中的ADC值却没有明显的变化，根据此发现可以有效地对临床的水肿类型进行鉴别。目前在临床中，对于超级性脑梗死的患者，DWI的敏感性最高，敏感性和特异性分别可以达到88%～100%和95%～100%，但由于各种检查都有其影响因素，同样DWI也会受到各种因素的影响，如扩散各相异性和T2成分等，因此，DWI在对超急性脑梗死的诊断时，需要结合常规的T1、加权图像和ADC图等，来与其他一些也会引起DWI异常信号的疾病进行鉴别，如肿瘤、多发性硬化症等[18]。

4.FLAIR序列在脑梗死诊断中的价值

FLAIR序列也可对脑梗死进行诊断，当脑梗死发生后，存在脑软化期，通常发生在梗死后4周至几个月之内，即临床常说的慢性期，此时坏死的囊腔液中的自由水含量较高，因此在FLAIR序列当中呈现显著的低信号表现，而由于一些坏死灶的边缘已经出现胶质增生，因此在FLAIR序列当中呈现高信号表现。由于新发生的慢性前期的脑梗死病灶存在脑水肿性病变，病变部位中含有大量的结合水，因此在FLAIR序列当中也呈现明显的高信号表现，但是上述信号的特异性远不及DWI，即信号序列的高低远不及DWI，且范围大小也不及DWI大[19]。对于亚急性期至慢性前期的脑梗死患者，FLAIR序列所呈现的信号，较正常明显增高，且序列表现与T2WI极其相似，但是当病变进展至脑软化囊性变的时候，即慢性后期时，FLAIR序列当中又呈现明显的低信号变化，即囊性改变，这是由于脑软化囊变时，病灶中含有自由水的含量较高。

MRI对于脑梗死的诊断与脑梗死发生的时间长短以及所选用的检查序列关系密切，通常在脑梗死发病的6h内，即脑梗死超急性期，只有DWI序列图像可对梗死灶进行显示，且DWI呈现的图像与真实梗死灶的范围及其边界，因此在脑梗死超急性期的诊断当中，DWI序列图像具有非常独特的优势，而此时FLAIR及T2W1序列均还不能对梗死灶加以显示，而随着脑梗死发病期的不断进展，进展到脑梗死病变的亚急性期时，DWI和FLAIR序列均可以对梗死灶信号加以显示，但是随着病情继续发展，进入亚急性期后期时，由于脑细胞坏死、细胞膜破裂等，使得DWI的信号强度逐渐下降，出现等信号区，但此时FLAIR的优越性便显示出来，且信号强度也很高[20]。当脑梗死进入慢性期前期时，即发病的15～30d，此时病灶中的FLAIR序列上的信号强度开始明显下降，病变信号可接近正常或者呈现更低的信号表现，而当病情进展至慢性后期，最长可至发病后45d时，部分病灶可呈现低信号囊性病变，此时呈现病变的部分是真正的慢性病灶。除此之外，急性期及亚急性期的脑梗死病灶与陈旧性的脑梗死病灶的信号强度在磁共振上呈现的各有不同，因此通过磁共振成像检查，可以有效地将急性期、亚急性期及慢性期的病灶进行区分。

5.小结

综上所述，对于脑梗死的诊断，不同时期应该采取不同的磁共振检查方式，在超急性期时可以采用DWI序列扫描，可以较准确地对脑梗死早期情况进行显示，而在急性期向慢性期演变的过程中，可以采用FLAIR序列进行扫描，可以对病灶的动态变化过程进行检测，且通过强度不同的病灶信号，可对脑梗死病灶的发病时间进行初步判定，在判定脑梗死病灶以及病灶的新旧程度方面具有非常重要的临床意义，可以有效地帮助临床医生对疾病进行治疗。