動態(tài)磁敏感對比MRI與磁敏感加權(quán)成像在急性腦缺血中的應(yīng)用比較*

湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬人民醫(yī)院磁共振室 (湖北 十堰市 442012)

莫本成 張自力 劉振華 李華菊 楊 凡 楊 麗

動態(tài)磁敏感對比MRI與磁敏感加權(quán)成像在急性腦缺血中的應(yīng)用比較*

湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬人民醫(yī)院磁共振室 (湖北 十堰市 442012)

莫本成 張自力 劉振華 李華菊 楊 凡 楊 麗

目的探討比較急性腦缺血在動態(tài)磁敏感對比(DSC)MRI與磁敏感加權(quán)成像(SWI)上的表現(xiàn)，為臨床治療提供科學(xué)有效的影像參考。方法選取經(jīng)影像及臨床已經(jīng)確診的且發(fā)病時間為3d內(nèi)急性腦缺血患者作為觀察對象，共44例。對患者予以常規(guī)MRI、DSC及SWI檢查，觀察影像表現(xiàn)。依據(jù)DSC表現(xiàn)具體分成正常灌注、灌注不足、過度及延遲灌注共四種；同時依據(jù)SWI影像情況分成靜脈減少或者增多及正常三種。應(yīng)用Mann-Whitney法對DSC與SWI兩種技術(shù)結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗分析，在SWI所示病變部位及其對側(cè)正常半球鏡像區(qū)選擇三個興趣區(qū)域，并測量信號強(qiáng)度。結(jié)果在DSC上表現(xiàn)灌注不足者35例，其中31例在SWI上表現(xiàn)出病灶靜脈減少或者已經(jīng)消失，其余13例患者，在DSC上表現(xiàn)為灌注不足者4例，過度灌注6例，延遲灌注3例，而在SWI上顯示正常。一致性分析顯示兩種技術(shù)間無顯著統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)，信號強(qiáng)度比值比較亦無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)。結(jié)論SWI與DSC比較，能夠顯示腦血流動力學(xué)狀態(tài)，能夠反映出再灌注損傷情況，與常規(guī)MRI結(jié)合，可為治療與預(yù)后提供更有價值的參考依據(jù)。

急性腦缺血；動態(tài)磁敏感對比；磁敏感加權(quán)成像

隨著磁共振技術(shù)的快速發(fā)展，急性腦缺血的診斷水平也隨之提升，常規(guī)MRI與磁共振血管成像(MRA)等均能夠在早期對急性腦缺血進(jìn)行診斷，但對病灶局部的血流灌注卻不能較好地顯示，而血流灌注及組織可存活情況是評估急性腦缺血的重要部分之一[1-2]。DSC動態(tài)磁敏感對比技術(shù)目前屬于MRI中的一種功能性技術(shù)，有較好的組織分辨及空間分辨能力，可以很好地顯示血流灌注情況，在臨床已經(jīng)有廣泛性的應(yīng)用。而磁敏感加權(quán)成像(SWI)則是近年研發(fā)的一種技術(shù)，其相對于傳統(tǒng)的頭顱常規(guī)MRI等更有優(yōu)勢，對血凝塊、鐵質(zhì)、脫氧血紅蛋白以及小靜脈血管等順磁性物質(zhì)有更好的敏感特性，可以為臨床提供更有參考價值的影像資料，對于單一應(yīng)用DSC或者SWI的研究，在國內(nèi)目前較為多見[3]，但二者聯(lián)用在急性腦缺血中的報道卻鮮見，筆者通過比較急性腦缺血在DSC與SWI上的表現(xiàn)，為臨床合理治療提供更加有價值的思路和參考方案，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料選擇2014年1月至2015年2月間在本院經(jīng)影像及臨床確診的急性腦缺血患者44例作為觀察對象，其中男26例，女18例，平均年齡(64.2±1.5)歲，其中5例高血壓，3例糖尿病，11例有長期吸煙史，17例合并高血脂與高血壓，15例合并糖尿病與高血壓，4例高血脂。前驅(qū)癥狀：短暫性肢體麻木感、頭暈無力，就診時患者多出現(xiàn)嘔吐惡心、頭暈無力、意識障礙、失語、偏癱及大小便障礙等?；颊呒{入標(biāo)準(zhǔn)：①無既往缺血性腦卒中或者出血性腦卒中病史；②發(fā)病時間3d內(nèi)，腔隙性腦梗死需排除；③患者行常規(guī)MR掃描排除路腦損傷、腦腫瘤或者腦血管畸形等疾??；④患者無行磁共振檢查等禁忌。均經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)同意，簽署知情書。

1.2 方法

1.2.1 設(shè)備選擇：超導(dǎo)核磁共振掃描儀(GE discover 750 3.0T)，12通道接收線圈。SWI掃描：應(yīng)用具有高分辨的、三維梯度回波序列，掃描參數(shù)：TR與TE分別為30ms與20ms，翻轉(zhuǎn)角為15°，矩陣為254×512mm，層厚為2.0mm，層數(shù)為56層，掃描時間為5min5s。SWI的后處理：原始圖像層厚2.0mm，使用SDMIP技術(shù)對所得磁矩圖予以小密度投影重建，從而得到小靜脈血管成像；DSC掃描：應(yīng)用平面掃描回波成像法，掃描參數(shù)：TR與TE分別為1400ms與32ms，翻轉(zhuǎn)角為90°，掃描范圍為255×257mm，矩陣為254×512mm，層厚為5.0mm，在行DSC掃描時需要應(yīng)用馬根維顯對比劑，使用劑量：0.1mmol/kg，團(tuán)注速度以3.5ml/s為宜。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析：應(yīng)用小密度投影重建minIP圖來實(shí)現(xiàn)SWI數(shù)據(jù)的分析，觀察病灶周圍小靜脈的情況，觀察有無血栓，有無出血病灶，研究主要內(nèi)容：對比總結(jié)患者患側(cè)的缺血灶中央、周圍與對側(cè)正常小靜脈成像情況，具體包括：①缺血病灶中央小靜脈出現(xiàn)減少或者基本消失，周圍區(qū)域則較正常對側(cè)增粗增多；②缺血病灶中央小靜脈輕度的減少，周圍區(qū)域較正常對側(cè)有輕度增粗增多現(xiàn)象；③缺血病灶中央小靜脈有輕微減少，周圍區(qū)域與對側(cè)比較無顯著改變。

1.2.3 DSC圖像處理：DSC數(shù)據(jù)被導(dǎo)入工作站后進(jìn)行后處理，分析腦血容量(rCBV)、腦血流量(rCBF)、達(dá)峰時間(TTp)以及平均通過時間(rMTT)，依據(jù)DSC結(jié)果，將患者患側(cè)血流灌注情況分成以下幾種狀態(tài)具體包括：正常灌注；灌注不足；過度灌注與延遲灌注。

1.2.4 DSC與SWI對比分析：應(yīng)用定性分析法，在確定病灶后，比較病灶在DSC與SWI上的MRI表現(xiàn)，缺血病灶在DSC上的表現(xiàn)共四種情況：正常灌注、灌注不足、延遲與過度灌注，同時觀察相應(yīng)部位上的SWI信號改變，包括病灶中央及周圍小靜脈的改變，是否出現(xiàn)血栓或者出血，為了能夠更好地分析血流灌注狀態(tài)，將SWI上的小靜脈減少或者消失情況與DSC灌注不足狀態(tài)對應(yīng)比較。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS20.0做統(tǒng)計學(xué)處理，研究中使用Mann-Whitney檢驗法對涉及到的SWI及DSC進(jìn)行定性分析，計量資料則行t檢驗，P ＜0.05表示統(tǒng)計學(xué)有顯著差異。

2 結(jié) 果

2.1 常規(guī)MRI彌散加權(quán)成像(DWI)表現(xiàn)在44例患者中，發(fā)現(xiàn)了80處病灶，主要分布在大腦半球32處、基底節(jié)40處、腦干5處以及小腦半球3處，在病灶區(qū)域及對側(cè)正常大腦半球鏡像區(qū)選擇三個興趣區(qū)域，共測量3次ADC值，取平均值，得到梗死區(qū)域平均值為(8.32±0.61)，正常對側(cè)的大腦半球鏡像區(qū)平均ADC值為(11.43±0.51)。其中9例患者在治療一周后進(jìn)行復(fù)查，可見DWI信號強(qiáng)度降低，而ADC信號強(qiáng)度有所提升。

2.2 磁敏感加權(quán)成像(SWI)表現(xiàn)44例患者中，31例在SWI上表現(xiàn)為小靜脈減少或者基本消失，病灶周圍靜脈較正常對側(cè)有不同程度上的增粗增多，其中15例病灶周圍靜脈明顯增粗增多，12例輕度增粗增多，4例病灶小靜脈減少或者基本消失，余13例患者在SWI上的表現(xiàn)無明顯的異常。

2.3 動態(tài)磁敏感對比(DSC)表現(xiàn)44例患者中，有35例表現(xiàn)血流灌注不足，3例延遲灌注，6例過度灌注，見表1。

表1 44例患者缺血病灶區(qū)DSC灌注與小靜脈改變比較

2.4 DSC與SWI對比結(jié)果44例患者中，35例灌注不足，其中31例為DSC與SWI檢查結(jié)果保持一致，顯示在DSC上為灌注不足，而在SWI上則表現(xiàn)為小靜脈減少或者基本消失(見圖1)13例兩種技術(shù)表現(xiàn)不一致，在SWI上表現(xiàn)為正常但在DSC上則表現(xiàn)出灌注不足4例，延遲灌注3例，過度灌注6例。但兩種技術(shù)在病變區(qū)的血流灌注情況上比較無明顯的統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.301)，兩種技術(shù)的患側(cè)與正常對側(cè)信號強(qiáng)度比值，DSC比值為(0.82±0.25)，SWI比值為(0.93±0.23)，之間無明顯統(tǒng)計學(xué)差異(t=3.201，P=0.342)。

圖1 顯示小靜脈減少或者消失（箭頭）。

3 討 論

在MRI中，DSC屬于功能成像技術(shù)，有良好的組織分辨及空間分辨率，可以很好地反映出血流灌注異常情況，準(zhǔn)確地收集缺血腦卒中患者的生理病理學(xué)相關(guān)信息，可以量化灌注情況，有學(xué)者研究，對PWI與DWI匹配模式研究發(fā)現(xiàn)，二者能夠很好地確定腦缺血中的半暗帶，有助于醫(yī)師對組織可存活性的把握，同時有助于治療時間窗的把握，已經(jīng)得到臨床的廣泛使用，但在需要快速團(tuán)注對比劑時，就出現(xiàn)了局限[4-5]。

SWI則是目前新開發(fā)出來的一種具有高分辨率的磁共振成像技術(shù)，能夠提高引發(fā)磁敏感效應(yīng)，并使這種效應(yīng)與周圍組織形成對比，這一過程是經(jīng)相位改變來實(shí)現(xiàn)的，相位的改變增強(qiáng)了不同磁化屬性組織，從而達(dá)到目的[6-7]。一般來說，SWI可以通過三維梯度回波序列以及薄層的掃描技術(shù)來采集相位圖與幅值圖，同時對相鄰層面行小密度投影，最后與幅值圖結(jié)合形成SWI圖像。此時得到的圖像可以在最大化地顯示出失相位區(qū)的負(fù)性信號，最大程度上發(fā)揮出磁敏感效應(yīng)，有助靜脈血管結(jié)構(gòu)的清晰顯示，明顯超過了傳統(tǒng)的回波技術(shù)，相對于傳統(tǒng)的頭顱常規(guī)MRI檢查等，其對鐵質(zhì)、含鐵血黃素、血凝塊及小靜脈血管等順磁性物質(zhì)有更加敏感的反應(yīng)，可以提供更多有價值的參考信息[8-9]。

DSC與SWI對急性腦缺血血流動力學(xué)的顯示，急性腦缺血一旦發(fā)生，對病灶血流灌注情況的有效評估對后續(xù)的治療以及預(yù)后有十分重要的意義。DSC可以經(jīng)團(tuán)注對比劑來快速清晰地顯示出腦組織血流灌注的情況，同時能夠提供有價值信息。DSC生成的參數(shù)圖具體包括：腦血容量、腦流量、達(dá)峰時間以及平均通過時間，結(jié)合起來就可以有效判定腦組織的血流動力學(xué)狀態(tài)。多數(shù)專家學(xué)者認(rèn)為[10]，腦流量是腦組織存活性預(yù)測的最佳灌注指標(biāo)，而腦血容量上體現(xiàn)的面積異常，與DWI顯示的缺血病灶面積高度有關(guān)，達(dá)峰時間及平均通過時間對缺血病灶十分敏感，能夠很好地區(qū)分正常腦組織與缺血病灶區(qū)。在分析灌注情況時，可分成四種：灌注不足、正常灌注、延遲灌注以及過度灌注。

在筆者的研究結(jié)果中，44例患者病灶區(qū)域血流灌注情況為：35例灌注不足，3例延遲灌注，6例過度灌注?？梢娫贒SC上可以敏感地顯示出腦組織的血流灌注情況，在腦組織出現(xiàn)缺血后，病灶的主要血流灌注異常集中在灌注不足，這可能是因局部血液供應(yīng)快速降低導(dǎo)致，也是腦組織血流灌注的微觀表現(xiàn)，而延遲及過度灌注可能與周圍的側(cè)枝循環(huán)建立，血流量有部分開始恢復(fù)有一定關(guān)系。

在本組中，44例患者的DSC與SWI上小靜脈表現(xiàn)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，這兩種技術(shù)有31例檢查結(jié)果表現(xiàn)一致。在DSC上表現(xiàn)出的灌注不足，在SWI上則顯示出病灶靜脈減少或者基本消失，而周圍小靜脈有不同程度的增粗與增多，DSC上顯示灌注不足4例，延遲灌注3例，過度灌注6例。通過定性分析顯示，兩種技術(shù)表現(xiàn)出的病灶區(qū)及周圍局部血流灌注情況，二者比較無顯著統(tǒng)計學(xué)差異，小靜脈血管顯示的粗度及多少則可能與血管內(nèi)的脫氧血紅蛋白含量提升有關(guān)。發(fā)生腦缺血后，因為局部代謝率的降低，病灶周圍血管的血流速度開始變慢，脫氧血紅蛋白含量有所上升，血氧飽和度有所降低。SWI對脫氧血紅蛋白有著高敏特性，會增強(qiáng)靜脈血管與周圍組織的對比性，充分顯示小靜脈。小靜脈的清晰顯示，則表明了側(cè)枝循環(huán)的建立較好，血液供應(yīng)已經(jīng)得到了一定恢復(fù)，在及時的干預(yù)后，已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)檎＝M織，預(yù)后也較好。但這種結(jié)果還需要大樣本的研究來證實(shí)[11-12]。對于DSC，目前還需要快速的團(tuán)注對比劑，而這種情況需要較大的費(fèi)用，應(yīng)用上有一定局限，而SWI則不需要對比劑，技術(shù)要求較DSC低，因此，SWI可以在無創(chuàng)的情況下清晰顯示出缺血狀態(tài)下的腦灌注情況，有較大的選擇性，但在顯示延遲與過度灌注時，作用較小，因此還需要DSC來配合共同作用下進(jìn)行評估。

綜上述，SWI具有高敏感特性，在檢測動靜脈血栓及微出血病灶方面有較大優(yōu)勢，且無創(chuàng)，能夠為早期腦卒中的診斷提供較多的信息，但在血流延遲灌注及過度灌注方面較欠缺，還需要與DSC進(jìn)行配合。

[1]劉春嶺.MRI磁敏感加權(quán)成像(SWI)在腦出血中的應(yīng)用價值分析[J].中國CT和MRI雜志,2015,13(3):13-15.

[2]賈素蘭,王曉明.磁敏感加權(quán)成像對腦梗死的診斷價值[J].磁共振成像,2015,6(3):182-183.

[3]張清,楊志宏,伍建林,等.大面積腦梗死再灌注損傷的磁敏感加權(quán)成像與臨床對照研究[J].磁共振成像, 2010,1(1):23-28.

[4]Liebeskind DS，Sanossian N，Yong WH，et al．CT and MRI Early Vessel Signs Reflect Clot Composition in Acute Stroke[J]. Stroke,2011,42(5):1237-1243.

[5]鄭玲,刁強(qiáng),李林,等.磁共振磁敏感加權(quán)成像技術(shù)在顱內(nèi)微出血中的應(yīng)用價值[J].醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報,2010,6(5):511-513.

[6]胡聰聰,孫吉林,吳杰,等.磁敏感加權(quán)成像在腦微出血診斷中的應(yīng)用[J].河北醫(yī)藥,2012,7(1):73-75.

[7]劉彬.研究與分析腦出血中應(yīng)用磁敏感加權(quán)成像診斷效果[J].中國CT和MRI雜志,2015,13(2):4-6.

[8]李武銘,文華,梁聯(lián)保,等.磁敏感成像在腦微出血診斷中的應(yīng)用價值要求[J].影像技術(shù),2012,2(5):32-33.

[9]劉春嶺.MRI磁敏感加權(quán)成像(SWI)在腦出血中的應(yīng)用價值分析[J].中國CT和MRI雜志,2015,13(3):13-15.

[10]Haacke EM，Yongquan Ye．The role of susceptibility weighted imaging in functional MRI[J]. NeuroImage,2012,62(2):923-929.

[11]Wheeler HM，Mlynash M，Inoue M，et al．Early diffusion -weighted imaging and perfusion-weighted imaging lesion volumes forecast final infarct size in DEFUSE 2[J]. Stroke,2013,44(3):681-685.

[12]Parthasarathy R，Kate M，Rempel JL，et al．Prognostic Evaluation Based on Cortical Vein Score Difference in Stroke[J]. Stroke,2013,44(10):2748-2754．

(本文編輯:郭吉敏)

Dynamic Susceptibility Contrast MRI and Magnetic Susceptibility Weighted Imaging in Cerebral Ischemia Compare*

MO Ben-cheng, ZHANG Zi-li, LIU Zhen-hua,et al．, Department of MRI, Renmin Hospital, Hubei University of Medicine, Shiyan 442000, Hubei Province, China

ObjectiveTo explore acute cerebral ischemia in dynamic susceptibility contrast (DSC) MRI performance and susceptibility weighted imaging (SWI) on scientific and effective image reference for clinical treatment．MethodsTo choose have been confirmed and the onset time of acute cerebral ischemia in patients with 3D as the object of observation, a total of 44 cases． For patients treated with routine MRI, DSC and SWI examination, imaging observation． Based on the DSC specific into normal perfusion, hypoperfusion, excessive and delayed perfusion in a total of four, at the same time on the basis of the SWI image into vein reduced or increased and normal． Using Mann Whitney method of differential scanning calorimetry (DSC) and SWI two techniques results consistency test analysis, in the SWI shown in lesion and in the contralateral normal brain image area in three regions of interest, and measure the signal strength．ResultsDSC performance hypoperfusion in 35 cases, including 31 cases showed lesions on SWI vein reduced or have disappeared, and the remaining 13 patients, showed hypoperfusion in 4 cases in the DSC, hyperperfusion six cases, three cases of delayed perfusion, and the display properly on SWI． Consistency between the two technology analysis shows no significant difference (P＞0．05), and there was no signal intensity ratio statistically significant difference (P＞0．05)．ConclusionSWI and DSC comparison, can show cerebral hemodynamic status, it can reflect reperfusion injury, combined with conventional MRI, can provide valuable reference for the treatment and prognosis．

Acute Cerebral Ischemia; Dynamic Susceptibility Contrast; Susceptibility Weighted Imaging; Reperfusion Injury

R743.31

A

湖北省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項目(D20112103)

10.3969/j.issn.1672-5131.2017.01.008

2016-12-05

張自力