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缺血性脑血管病MR影像研究进展
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首都医科大学附属北京天坛医院 朱明旺 临床中缺血性脑血管病的影像检查包括MR，CT，血管造影，ECT和PET，血管超声等，每种检查都有其各自的临床价值和作用，满足临床治疗脑缺血的不同需要。 常规MR扫描对于发病12-24小时或其以后的病人，能够确定梗塞范围和部位，同时再与MRA相结合则能无创地评估颅内外血管结构。然而对于发病12小时以内的关键时刻，也就是在临床最有可能治疗的时间内，常规MR扫描则不能有效地提供需要的信息。最近功能MR成像的发展则提供了可探测数小时内缺血灶的可能，包括脑弥散MR成像(Diffusion-weighted imaging, DWI)与灌注MR成像(Perfusion Imaging, PI)。弥散及灌注MR成像是目前临床诊断超急性脑缺血最重要的检查手段。通过弥散成像我们可以测量缺血组织的表观弥散系数(ADC)，缺血区的ADC值通常低于脑组织，这种弥散减弱特征地表明缺血脑组织的细胞毒性水肿，是目前唯一的能监测组织从急性到慢性缺血演变过程的方法，它是可以快速无创监测细胞能量代谢障碍，脑水肿和细胞坏死等一系列中风过程的唯一活体方法。灌注成像通过团注造影剂示踪，提供脑血流量(CBF)，通过时间(MTT)和相对脑血容量(rCBV)等参数的脑血液动力学改变的功能图，同时它也证实了ADC变化能反映脑缺血的病理生理学改变。通过对比DWI和PI证实的缺血范围与大小的差异也可划分出早期缺血病变的不同程度，为适合的治疗提供方便。与此同时有关使用磁敏感MR成像观察急性出血性中风的研究也有报道。这些成像若与MRA结合可在一次性扫描内获得中风的病灶部位，范围，机理及缺血组织存活程度等所有信息，为急性脑缺血能在早到数小时之内指导神经细胞保护剂的选择和是否进行溶栓治疗。如果DWI,PI再与MRS相结合，则有可能会对中风的病理生理提供更新的认识。 MR成像检查 缺血性脑血管病的常规MR扫描方法包括T1和T2加权像，水抑制反转恢复成像(Flair)，MR血管造影，和增强扫描。基于平面回波成像技术(Echo-planar Imaging, EPI)的脑功能MR检查方法有脑灌注和弥散加权成像。另外一个特殊的MR检查方法就是MRS。虽然使用脑功能MR检查方法可显以示超急性期 (发病六小时以内)脑梗死和脑缺血，但由于它要求病人配合扫描，设备昂贵，费用较高等原因，目前还不是临床急性脑缺血的常规检查。近年来随着对超急性脑缺血和脑梗塞影像检查技术不断发展成熟和发展，脑功能MR扫描设备的普及，和急性脑缺血溶栓治疗中对影像学检查的需求，脑功能MR在超急性期脑缺血的影像检查中将应用得越来越广泛，并可能在不久成为超急性期脑梗塞的常规影像学检查。 1． 常规MR检查 MR扫描脑缺血对急性脑缺血的检出时间要早于CT，特别是后颅凹脑梗塞因MR没有骨伪影而明显优于CT扫描。80%的脑缺血在缺血发作后1天内MR检查阳性，而CT扫描只有60%[1]。早期脑缺血的主要病理特征是电解质紊乱和细胞内外水平衡失调，细胞毒性水肿使缺血组织内水含量增加，缺血区产生MR信号变化。最早的常规MR表现包括[1]：动脉流空信号消失，灰质肿胀，T2加权像高信号，和增强扫描时受累动脉强化。受累动脉流空信号消失可在动脉栓塞后立即出现。 MR扫描中急性脑缺血产生的形态学变化主要与缺血时的细胞毒性水肿有关，虽然非常轻微，但可在出现T2信号改变之前出现。急性脑缺血时最早的信号改变出现在脑灰质，而脑白质通常在缺血发作后24小时内没有明显的异常信号。脑缺血造成的细胞内水肿可使T2和FLAIR像早期显示脑梗死，而T1像则对脑缺血的信号变化不敏感。 FLAIR像在显示急性脑缺血中较T2像更加清晰，特别是在显示皮层缺血时更加清晰[2]。FLAIR像在显示脑室旁和蛛网膜下腔旁的病变中也优于T2像。因为梗死灶和脑脊液在T2像中均表现为高信号，脑脊液信号常与病变信号混淆或轻微的T2高信号被脑脊液信号掩盖[3]。在FLAIR像中，脑脊液为低信号，梗塞灶为高信号，即使轻微的信号改变也可清晰显示。FLAIR像在一定程度上可以提示发病的时间，如早期的脑梗塞为高信号，而液化的梗死灶与脑脊液信号相似，表现为低信号。 增强T1像扫描也有助于显示缺血灶的某些特点。但是在单纯显示脑缺血病变的范围时，一般不需要使用T1增强扫描，增强扫描一般用于脑灌注MR成像。T1加权像增强扫描中，大约75%的皮层梗死病人出现相应供血动脉强化，一般认为主要由于供血动脉血流流速降低引起动脉强化。大约33%的病人可出现脑膜强化，可能由于缺血时的炎性反应引起[4]。这两种增强形式在缺血后1周作用消失，可提示急性期脑梗死。 在脑动脉缺血性疾病中，常规MR可以观察得到的最早缺血改变是由于动脉闭塞而使动脉血流流速降低，血管的流空效应消失而表现为等或稍高信号强度。增强扫描时，由于动脉血流变慢而可出现动脉增强[5]。T2像信号改变出现时间较晚，在梗塞后3-8小时后缺血区才可能表现为高信号[6]。 尽管常规MR在某些病人缺血发作2-3小时后可发现血管结构异常，但其对8-12小时的缺血灶并不能全部确切显示，在缺血24小时后，只有50-80%的缺血灶才可在T2WI中显示103。在评价脑缺血时，由于T2像异常信号出现较晚，而仅仅根据供血动脉流空效应消失或动脉增强又不能确定脑缺血的范围、程度和部位。因而我们仍然需要一种可以快速准确地检出急性脑缺血的方法。 2． 脑缺血性病变的脑灌注和弥散MR检查 2．1脑灌注MR成像技术 脑灌注MR成像是通过静脉团注磁化敏感造影剂，测量磁化敏感造影剂在第一次通过大脑血管系统时，由于造影剂产生的磁化敏感效应而使脑组织信号下降，在同一层面连续重复快速扫描，可观察到造影剂到达脑组织前，首次通过脑组织，和流出脑组织后，脑组织的信号改变情况，得出时间－脑组织信号强度曲线，通过分析该曲线可反应脑组织的血液供应和血液动力学变化[7]，得到有关脑局部血液动力学信息。相对的局部脑血容量可以简单地通过计算造影剂浓度－时间曲线内面积面获得[13]。根据计算每个像素的信号变化幅度(△T2或△T2*)，还可以定量计算出局部脑血流量(rCBF)和血液通过脑组织的平均通过时间(MTT)[14]。根据Perfusion MR计算局部脑血流量和平均通过时间可以得到与PET相类似的结果。 2．2脑缺血的灌注MR成像 MR扫描在临床上已经得到广泛的应用。脑灌注MR可以很容易地与常规MR扫描同时进行，为评价脑动脉缺血性疾病的脑血液动力学变化提供了一个简单可行的影像学方法。脑灌注MR已经被证实可以迅速，准确，清晰地显示脑缺血性疾病的部位，范围和程度。脑缺血造成的脑血流灌注不足在脑灌注MR上表现为静脉团注磁化敏感造影剂不能引起缺血区域相应的T2或T2*信号下降。主要是由于闭塞或狭窄的供血动脉向其分布区的供血能力下降，磁化敏感造影剂到达缺血区的浓度也相应降低。因此，磁化敏感造影剂不能使缺血区产生正常幅度的的△T2或△T2*信号变化。 使用脑灌注MR计算脑血液动力学改变十分复杂，迄今为止，脑灌注MR计算的都是相对的局部血液动力学改变，如rCBV，MTT，和rCBF，没有真正的脑血液动力学改变定量结果。时间-密度曲线下的面积与脑血流量成正比，峰值信号强度，峰值时间，和半高宽度等参数也脑血液动力学状态有一定的比例关系，可通过时间-信号强度曲线获得。根据PET结果[15]，脑血流量在卒中中不具有特异性，一些与流动相关的血液动力学参数在显示缺血中可能具有较高的敏感性。在缺血性脑血管病中，脑血容量可没有变化，或因代偿性血管扩张而升高，或因血管塌陷或动脉栓塞而下降。除非出现再灌注或充血，缺血区的脑血流总是出现下降。平均通过时间图在显示脑缺血性病变中非常敏感。血管栓塞后缺血侧平均通过时间较血管开放的健侧延长。平均通过时间延长可能有两个原因引起[16]，一个是血流降低，维持一定的脑血容量所需的时间延长。另一个可能是通过侧枝循环供血，血流路径较长，所需时间较长。但两种情况都说明原供血动脉供血不足，提示相应部位的脑缺血病变。 动物实验证实[17]，脑灌注MR在栓塞或结扎大脑中动脉后20-25分钟后即可显示缺血部位的脑血流灌注下降。受累血管分布区的血流灌注下降范围随缺血时间延长而扩大，在缺血后1-3小时内达到最大范围。但此时常规MR尚不能显示任何缺血区域的T2信号变化。大脑中动脉的终支动脉供血分布区，如基节区，出现血流灌注不足的时间最早，而且持续时间最长。而具有广泛侧支循环的区域，如顶，颞叶皮层出现血流灌注不足的时间比较晚，而且常表现出不同的缺血程度和范围，脑缺血对脑组织的损害程度也较轻。 在急性梗塞病人的脑灌注MR和MRA对照中[18]，发现MRA表现的动脉闭塞与脑灌注MR证实的缺血区脑血容量下降和造影剂通过缺血区的时间有着密切的定性，定量联系。同时，该小组还认为脑血容量下降和造影剂通过时间延长可以做为诊断脑血管性疾病的证据。在TIA病人的常规T2，血管造影和PI对照研究中，脑灌注MR表现的脑血流灌注不足与病人的临床症状最吻合，并可清晰显示脑缺血的范围。脑灌注MR可以显示脑血流灌注不足但尚未发生不可逆梗塞的区域。脑血管造影与脑灌注MR在评价的是不同血管结构，脑血管造影主要显示的是相对的宏观血管结构（血管直径＞300微米），而不能评价脑内微循环的变化(<100微米)。而脑灌注MR，特别是面回波自旋回波脉冲序列的脑灌注MR， 主要评价的是脑内微循环变化，能够更直接地反应局部脑组织的血供情况，比脑血管造影更准确地评价脑缺血性疾病[19]。 脑灌注MR在急性脑缺血的检查中，较常规MR扫描具有更高的敏感性。出现脑血流量下降常常预示临床结果不佳，此时，MRA还经常发现主要供血动脉的闭塞[18]。脑灌注不足有时并不与脑弥散和常规MR显示的病变范围一致，而在随访MR中灌注不足的部位最终发生脑梗死[20]。这种现象可能与脑血流量低于维持正常脑电活动的脑血流阈值，但高于产生细胞水肿或ADC下降的阈值。上述现象说明，在急性脑缺血中必须同时使用脑灌注和弥散MR扫描，已充分了解缺血的程度和范围。在脑灌注MR扫描中显示的脑缺血范围经常大于脑弥散MR的异常范围，两者之间病变面积上的差异可能就是缺血半暗带[21]。在这样的病例中，随访MR可发现最终的梗死面积要大于最初脑弥散MR显示的异常范围，等于或小于最初的脑灌注MR缺血范围，这种现象在一定程度上也支持半暗带的说法。因为我们不能在非定量性的脑灌注MR扫描中明确发生脑梗死的脑血流阈值，单纯使用脑灌注MR扫描可能会高估最终脑梗死的范围。 在脑灌注MR扫描中，通过与周围或对侧脑组织对比，脑血容量图或平均通过时间图可以清楚显示脑灌注不足。直接对比双侧大脑半球之间的差异是一种评价脑灌注MR图像的有效方法，但必须注意在某些情况下，对侧的灌注MR表现已可能出现异常，如双侧动脉硬化或动脉狭窄闭塞和对侧陈旧性病变[22] 由于脑水肿出现相对较晚，T2加权像不能及时准确地显示缺血的程度和范围。因此，在T2异常信号出现之前，评价是否存在着脑缺血及其程度和范围，对临床治疗脑缺血有着重要意义。脑灌注MR在评价脑缺血疾病方面优于T2加权像，它首先显示出脑微血管系统对脑缺血的反应。当脑组织血液供应下降时，脑内微循环最先发生的改变是毛细血管代偿性扩张，以利于增加局部脑血流。在脑血流量不变的情况下，毛细血管代偿性扩张将使脑血流流速降低，血液通过局部脑组织的平均时间延长，同时局部脑血容量增加[23]。灌注成像时MTT像表现为平均通过时间延长，脑血容量像显示脑血容量增加。而rCBV图中脑血容量下降提示病变性质为脑梗死，通过脑灌注MR既可显示出尚处在代偿状态而没有发生不可逆脑缺血性损伤的区域，也能显示脑梗死区域[24]。 在亚急性脑梗塞出现血管再通时，或缺血区可见出血或出现血脑屏障破坏时，脑灌注MR常常不能准确评价缺血区域的血液动力学变化[25]。当缺血区域出血时，由于出血内的血红蛋白与脑灌注MR造影剂一样都是顺磁性的，当顺磁造影剂通过出血区域时，血管内造影剂造成的局部磁场与周围出血环境的磁场差异减少，磁化敏感效应降低，即信号下降的程度较低。这样情况在血脑屏障破坏的情况下也可以遇到。从血管内逸出的造影剂使血管内外造影剂浓度差降低，血管内外磁场梯度差降低，磁化敏感作用减弱而产生类似于出血的情况。出血和造影剂逸出到血管外还可使局部T1值缩短，信号强度增加。因而在遇上述两种情况时，应谨慎评价PI所显示的微血管变化。亚急性期脑梗死血管再通后，可使梗塞区出现再灌注，使脑灌注MR不能准确评价脑梗死区域的病变性质。 3．磁共振弥散成像技术 磁共振弥散成像是磁共振成像的一个主要发展方向之一，它对诊断脑梗死非常敏感、准确，对神经放射学进展有重要的促进作用。虽然目前它在磁共振成像中的应用领域还很有限，但是现有的临床和动物实验的结果已经引起临床医生的极大关注。 3．1 弥散现象与磁共振成像。 在磁共振成像中，组织的对比度取决于每个像素内组织的T1和T2迟豫时间、质子密度以及这个像素内存在的质子流动或弥散现象[26]。弥散加权磁共振成像显示组织弥散特性。对于组织内的水分子来说，它弥散的距离与方向将反应出这个水分子在弥散过程中所遇到的各种各样的分子＂障碍＂，这些障碍使这个水分子弥散的距离和方向发生变化[27]。磁共振成像使用对水分子弥散的方向和路径十分敏感的梯度场，从而显示人体内分子的弥散情况。在人体内，水分子的弥散被组织内和各种生物膜、细胞壁和各种大分子所阻碍。如沿白质纤维束走行的有髓神经纤维就对水分子的弥散运动有着特别的阻碍作用。这些有髓神经纤维限制水分子穿过神经纤维而使水分子倾向于沿着这些神经纤维和长轴方向弥散，这种现象就是所谓的异向性弥散[28]。 在弥散加权像中，弥散速度较快的部分信号下降明显，表现为低信号（如脑脊液信号随着ｂ值的增加很快就变为低信号），相反弥散较慢的部位，信号下降幅度较低，与弥散速度较快的部分比较而表现为相对的高信号。 3．2 脑缺血的弥散MR成像 脑弥散MR成像能够对处于急性缺血病变中的脑细胞损伤做出早期显示，具有良好的空间及时间分辩率。通过急性脑缺血动物实验证实[8]，在脑缺血发作30分钟后，缺血脑组织的表观扩散系数(Apparent Diffusion Coefficient, ADC )下降至正常水平的30%-50%，此时T2和ＦLAIR像都不能显示脑缺血。 ADC下降的机制 急性脑缺血区ADC值下降的确切机制尚不明了。一般认为与细胞膜钠/ 钾离子泵功能破坏有关[6]。在这种情况下，细胞外水大量向细胞内转移，迅速造成细胞毒性水肿，弥散很慢的细胞内水潴留。由于离子泵破坏造成的细胞内渗透压增高和蛋白代谢异常引起的细胞内粘度增高也有可能造成细胞内水弥散系数下降。 尽管我们已经认识到超急期ADC下降反映的是细胞毒水肿，但其下降的确切生理学机理并不清楚。假设理论有许多，包括：细胞毒性水肿，细胞外间隙减少，细胞内弥散降低，细胞膜去极化，通透性减弱，细胞外弥散途径粘度增加，以及温度效应等等。目前普遍接受的理论细胞外腔隙减少，细胞毒水肿。电阻抗电生理研究表明，脑缺血时细胞外间隙可减少近50%，出现厌氧糖代谢和异源性催化物，引起细胞渗压性产物的细胞内蓄积，离子能量泵损坏，进而导致Na+和水的细胞内移，同时K+的外迁[40]，因此在缺血时会出现细胞肿胀，细胞外隙减少，ADC下降。超急期时弥散的改变并不提示组织水含量的改变，因为T2像在急性脑缺血的前几个小时并没有信号增强。有人认为细胞外水迁移到细胞内的现象就足以说明超急期脑缺血会有40%的ADC下降。事实上细胞内弥散系数也会减小，这在一些MRS研究中就曾报道过神经元和胶质细胞的特定代解物的弥散系数的下降[41]。缺血时温度和脉膊下降也可引起ADC的下降的，细胞膜通透性改变也可引起弥散变化，但或多或少有研究不支持这些假说。 ADC的时间变化过程 在实验性脑缺血模型中，MCAO闭塞后2-5分钟，弥散异常表现为DWI高信号和ADC下降。ADC下降早于T2WI的信号变化2-3小时，在之后的24小时ADC进一步下降，DWI病变信号明显增高[6]。从开始异常到下降至50-60%，ADC下降幅度最显著是在缺血后24-48小时[42]，同时也是细胞外间隙可能下降的最大幅度。换言之，这也就是能量代解影响到水弥散的最大限度。因此ADC受限总提示着梗塞的发生。 ADC在脑缺血24-48小时后开始正常。ADC从急性期的下降到慢性时的上升的演变时出现一过性的正常期(假性正常化) [43]。假性正常化ADC从组织病理学来看，是嗜酸性神经元的出现以及神经元坏死的开始。假性正常化之后，ADC开始进入慢性期的增高，这种增高可能反应的是细胞膜的损坏和细胞本身的坏死，因为梗塞从水肿到胶质增生和囊性变的组织病理过程证实了这一点[44]。在梗死的中心，ADC开始增加时，电镜显示着细胞的溶解[45]， 在急性缺血病灶中的ADC下降是不均匀的，随缺血灶的增大，中心部的ADC很快明显下降，而周围是逐渐下降，中心部的ADC下降比周边区要严重的多，不过接下来的几小时内，周边部也会显著下降[43]。 在人类缺血时ADC下降最早可在发病105分钟观察到，随后48小时信号将会更高，ADC进一步下降[46]。ADC下降总意味着梗塞的发生，ADC下降亦呈双时相改变，即最初的下降和之后到亚急性或慢性期的正常值，这也就是上面曾提过的所谓假性正常化，此时缺血组织已经是不可逆梗塞。到慢性期时，由于梗塞灶软化液化，梗塞灶残腔内出现自由水，ADC会再升高。 ADC下降时程，各实验室又所不同。一些实验室发现ADC在48小时就会出现假性正常化，而另外一些人的观察结果则是在4-10天左右[47]。这种现象这可能与他们各自计算D值的方法不同有关；而弥散梯度场既有在X轴方向，也有在Z轴方向上的。弥散现象的各相异也可能使不同实验室间的结果出现差异。最近的ADC计算都是使用X轴弥散敏感梯度场，结果发现ADC保持下降水平可达4天之久，与健侧相比ADC下降平均可达58.3%。因此可能提示着最初4天内持续的ADC下降可能反映着进展性细胞毒水肿向更广泛的细胞外水肿和可能发生的细胞溶解[48]。也有病人在梗塞后48小时内ADC就恢复正常了，这通常与缺血区出现了再灌注有关。其中这种正常化可能是真正的正常化，组织完全恢复，也可能代表梗塞的早期演变[48]。这些结果表明ADC变化时程人类比动物要长一些，病灶内的弥散开始很不均匀，但随时间会越来越均匀。在动物实验中DWI病变可逆的病例很多，但在人类目前报道甚少[49]。 3．3弥散下降与异常代解 动物实验发现DWI高信号与组织水含量，ATP酶活性和离子成分有关[50]。大脑中动脉阻断30分钟后，DWI出现改变，此时ATP酶活性下降30%-40%，但水含量与离子成份正常，60分钟时，ATP 酶活性进一步下降，水与钠含量增加，钾离子水平下降，这些结果表明DWI异常可反映很早期离子泵改变，此时的变化还是可逆的。另外有研究发现DWI的高信号与组织内乳酸蓄积也有联系，把DWI异常与对应的电解质紊乱做空间定位，结果表明：大脑中动脉阻断2小时后，ADC下降的组织与酸中毒的部位相符且相应的ATP缺乏区则相对小一些，这也许提示着缺血半暗带[51]。 |
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4．弥散系数下降与脑灌注 许多试验表明，灌注下降与弥散系数下降区域有关，但引发弥散系数下降的灌注下降阈值尚无法确定，原因之一是血流量减少的严重程度和缺血时间共同影响着缺血对脑组织的影响。全脑缺血时，CBF<30ml/100g/min 时皮层与丘脑有轻微的高信号，但CBF<15-20ml/100g/min时，则会出现明显的高信号[52]，这与出现电活动消失和出现临床症状的脑灌注阈值相似，在其他的研究报道中类似的阈值也可引发细胞毒水肿和乳酸中毒。从缺血外周到中心，缺血区ADC和CBF的下降是渐进的，缺血中心的ADC下降最明显。DWI出现高信号时表明相应的CBF水平低于41ml/100g/min，而在CBF<50ml/100g/min情况下，随缺血时间延长，缺血脑组织也会发生信号变化[42]。因此，细胞出现缺血损伤的CBF阈值及ADC下降的幅度都直接与缺血时间有关。 在局部脑缺血中，ADC下降的程度与缺血部位和缺血持续时间也有关[53]。在缺血时间短且再灌注及时的情况下，ADC和能量代谢可完全恢复正常。如果缺血时间延长，ADC可能很难完全恢复正常，恢复情况主要取决于缺血的时间和再灌注前的ADC下降程度[54]。在一项持续缺血45分钟的弥散MR成像研究中，ADC改变小于0.25 x 10-3mm2/sec的缺血组织在再灌注后完全恢复正常，没有出现梗死[55]。但是在人脑缺血的研究中，ADC下降的部分几乎总是发展成为脑梗死，当然，这种现象可能与病人进行DWI成像时缺血发作时间已经较长有关，一般在发病数小时，甚至数天后才进行脑弥散MR检查。总之，单纯测量ADC下降的程度并不能评价缺血是否可逆，缺血的时间和ADC的下降程度共同决定着缺血脑组织的可复性[55]。 5．脑灌注和弥散MR的临床应用 临床中急性脑缺血的诊断基于：1)出现脑卒中临床征像，2)CT扫描除外脑出血，评价可能出现急性脑缺血改影像变。对于3小时之内的，适合于溶栓治疗的病人，急诊CT的作用是除外出血，其他非中风性病理因素以及SAH；有时也可见到早期梗塞征像。对于急性脑缺血诊断的技术要求是即要简单方便，易于完成，能够全面评价脑动脉情况，血流灌注情况，对超急性期脑梗塞评价血流和动显示清楚敏感，并尽可能鉴别缺血组织的存活状态，显示缺血半暗带和脑梗塞。全面的影像学信息能够帮助临床合理地处理病人，做出相应的积极治疗，避免不必要治疗带来的副反应。 DWI是超急性脑梗塞的最敏感的临床影像学检查方法，可以对超急性期脑梗塞作出定性诊断。早期的DWI临床就报道了有关其鉴别新旧梗塞，显示超急性期脑梗塞的机制和临床应用[57]。目前，DWI最主要临床应用是在缺血发作后24小时内，此时正是缺血演变的关键时期而常规影像检查有时只能发现某些梗塞征象，尚不能确切显示脑梗塞准确范围和受累部位的。在常规MR和CT扫描可以明确脑梗塞后，DWI的临床意义下降。在亚急性和陈旧梗塞中，由于病变区ADC升高，梗塞灶在DWI中表现为等或低信号，对脑梗塞的显示能力下降，此时的常规MR要优于DWI。 目前DWI的软硬件在国内越来越普及，脑弥散MR成像将是继CT后诊断急性中风最有价值的工具，有望成为超急期脑梗塞的唯一影像检查手段。将DWI与其它的MR成像方法结合能够更好地评价脑脑梗塞及缺血进展情况。并能够帮助预测缺血组织的临床结果，明确最终的梗死面积。PI显示的缺血范围大于脑弥散MR异常，将有可能出现脑梗死面积扩大。 DWI在急性脑缺血病人中的敏感性与特异性研究中，对缺血发作6小时内的病人，结合临床定位，DWI的敏感性与特异性均为100%[58]。对48缺血小时以内的病人，DWI的敏感性是81%。 PI既能够显示急性脑梗塞引起的缺血区域灌注下降，同时也可以显示已经出现血流灌注下降，但尚未发生脑梗死的缺血半暗带。rCBV图常常低估急性脑缺血的脑梗死范围，而MTT图中的异常范围则明显大于梗死的范围，包括了梗死和半暗带。对比DWI和PI可发现急性脑缺血的半暗带。在缺血发作后6-12小时PI病灶要比最终梗塞的范围大，而此时DWI显示的梗塞灶范围则小于最终梗塞的面积，这可能提示着此刻病灶正处于演变中[21]。PI在缺血早期显示了缺血区的血液动力学改变，PI的缺血改变通常于早于DWI改变， DWI和PI虽然对超急期脑缺血十分敏感，对临床的帮助非常大，但他们的广泛临床应用还需解决一些问题：1)加快扫描速度，减少扫描时间，2)DWI和PI技术设备的推广，3)提高MR诊断急性脑出血的诊断特异性和敏感性，4)DWI和PI在鉴别存活与梗死组织，预后及治疗的选择的价值，5)改进PI图像数据的后处理软件。 6．MR波谱检查 脑质子波谱(MRS)也可用于评价急性脑缺血，MRS主要的评价指标是位于1.33ppm的乳酸和2.02ppm的NAA(N-乙酰-天冬门氨酸)。在正常脑组织中MRS并不能检出乳酸峰，而NAA是神经元和轴索内特有的物质，代表着正常脑组织，可见于正常的MRS波谱中，是正常MRS中最高和最大的峰[59]。 许多动物实验表明，MRS可用于显示急性脑缺血，主要表现为缺血部位的乳酸含量增高。在颈动脉闭塞的动物模型研究中发现[60]，一旦脑血流降至20ml/分钟/100g脑组织时，MRS就会发现乳酸水平增高，这个阈值与脑电活动消失的阈值相同。在全脑缺血的动物模型发现[61]，缺血发作后即可检出乳酸含量增高，乳酸增高的速度很快，大约10分钟即可达到最高峰。乳酸的产生与浓度还与缺血前的组织内葡萄糖水平有关。局灶性和不完全脑缺血后缺血组织也可立即出现乳酸。短时间缺血后的及时再灌注可使代谢恢复正常，乳酸水平降低，而长时间的缺血则可导致持续的酸中毒[62]。 局灶性和全脑缺血都会造成缺血脑组织NAA降低。在动物模型研究中，全脑缺血后立即出现NAA下降10%，此后数小时内NAA下降速度趋缓，大约6小时后，NAA下降50%，这个结果与常规的生化分析结果完全相同[63]。脑缺血发作后数小时内NAA水平持续下降是在评价急性脑缺血中有重要意义。它是急性脑缺血发作后数小时内，随缺血时间延长，缺血脑组织逐步发生改变的MR评价指标之一，可能用来评价脑缺血的进展状况。在动物实验中，乳酸聚积和NAA减少与神经元功能下降和缺失有密切联系，缺血脑组织NAA水平可能用于预测缺血区神经元存活的情况[64]。 一般认为，根据急性脑缺血中乳酸含量增高的范围可明确缺血组织的范围。急性脑缺血中乳酸含量达到高峰之后，缺血区内的乳酸水平下降缓慢。可能由于持续的无氧糖酵解，或无法代谢缺血区存在的乳酸，或在亚急性缺血晚期或慢性缺血早期巨噬细胞糖代谢的产物，乳酸水平增高缺血区可持续数天或数周[65]。 在脑缺血发作后数小时之内，NAA水平缓慢下降，当脑组织发生完全梗死时，NAA可显著下降或完全消失。在急性脑缺血发作数小时内，缺血组织如果出现乳酸含量增高，常规MR扫描没有明显的信号改变，NAA正常或轻微下降，这样的缺血组织可能是有梗死风险的组织[66]，即脑缺血半暗带。明确这样的缺血范围可能会成为启动溶栓治疗的的标准之一。 脑缺血性组中的进展不仅与供血动脉的残存血供的多少有关，也与血供下降持续的时间有关。在MR评价超急性脑缺血中，大多数的影像表现并不随缺血时间的延长而改变。T2像根本不能及时检出脑缺血，脑灌注不足和弥散下降虽然可在缺血后立即显示脑缺血，但在一定的时间内保持稳定，不足以显示缺血后数小时之内不断进展的脑缺血程度和范围。相反的，NAA下降和乳酸增加的程度与脑血流相关[67]，以代谢为基础评价脑卒中的进展，较单纯依靠发病时间和脑血流，更能准确判断缺血状态。 早期MRS使用单体素波谱检查，体素体积为8cm3（2x2x2cm），需要准确定位在缺血区，不能用于显示缺血范围，也不能显示缺血组织内缺血程度的差异。最新的2D或3D MRS成像的空间分辨率优于单体素MRS，大约在1cm3，但是扫描时间较长。 7．MR在除外脑内血肿中的作用 由于急性脑出血和急性脑缺血的临床表现很相似，而两者的治疗方法则是完全不同，可靠的除外脑内出血在急性脑缺血的影像学检查中至关重要。常规SE序列对显示亚急性和慢性出血非常敏感。脑内血肿中的血红蛋白根据出血时间的长短，可代谢为脱氧血红蛋白，正铁血红蛋白和含铁血红素，这些血红蛋白的代谢产物具有顺磁性，可明显改变组织的弛豫时间[68]。在超急性脑出血中(脑出血发作后数小时内)，以含氧血红蛋白为主的出血只有轻微的代谢变化和少量的代谢产物，血肿凝血块也没有完全形成，此时，常规的SE脉冲序列对超急性脑内血肿缺乏敏感性。由于对急性脑出血可能造成假阴性结果，在评价急性卒中时，MR并不是首选的影像检查。 梯度回波脉冲序列(Gradient-recalled Echo, GRE)对出血时产生的顺磁性代谢物质非常敏感。在常规SE脉冲序列扫描时，辅以对出血敏感的GRE脉冲序列，MR就可以对超早期出血取得与CT相同的诊断效果[69]。MR诊断超早期出血的标准是：与正常白质信号比较，T1像出现高信号，T2像和GRE像出现信号降低。在超急性期，出血信号的中心部分在一定程度上与脑脊液信号相似，但在GRE图像中出血的周围通常存在一个轻微的的信号晕环。常规SE脉冲序列对急性蛛网膜下腔出血也不敏感，但FLAIR像在此方面十分敏感。 8．MR评价颅内大血管 在急性脑缺血症状发作的病人中，有20%在血管造影中没有发现血管闭塞，另有10-20%为小血管闭塞，不适于溶栓治疗，因此，影像检查不仅要明确是否存在脑缺血病变，同时还要证实缺血病变是否适于溶栓治疗。 MRA可以无创的评价颅内主要供血动脉的情况，如颈内动脉的狭窄或闭塞，大脑中动脉的狭窄闭塞和分支情况。常用的MRA方法主要有3D TOF(Time of Flight, TOF)和2D PC(Phase Contrast, PC)两种方法。MRA主要用于显示颈内动脉的狭窄和闭塞，显示椎动脉，基底动脉，大脑前、中和后动脉的前两级分支。3D TOF法MRA可用于显示颅内血管的分支情况，并从任意角度观察动脉分支，是目前临床中常用的MRA方法，但3D TOF的扫描时间比较长，需要对其他组织信号进行抑制，以优化血管信号。2D PC法MRA显示的是血管内流动血液产生的信号，静止组织不会对血流信号产生影响，而且扫描时间短，但只能从观察单一方向观察血管。 9．小结 在急性脑缺血病人中，常规MR在许多方面优于CT扫描，在显示缺血病变中更加敏感，在显示脑内出血中与CT作用相似，使用MRA技术还可以评价颅内供血动脉情况。但是，常规MR在脑缺血发作6小时之内常常表现正常，不能证实缺血的部位和范围。临床中需要对脑缺血更加敏感的MR方法，以避免对不可逆脑缺血进行溶栓治疗，降低溶栓治疗的出血风险。制定个体化的急性脑缺血治疗方案和扩展溶栓治疗窗，不仅要求使用对脑缺血十分敏感的影像检查方法，也要求显示具有潜在脑梗死危险的范围，脑灌注MR、弥散MR和MRS可能在此方面提供线索。 影像检查需要显示梗死区和有梗死危险的区域，评价颅内大血管的开放性，除外非缺血性的症状发作。常规CT，结合CTA和CT灌注技术，是可用于鉴别出血，评价大血管闭塞，和低灌注区域，同时具有适于急诊检查，普及性高等特点，非常评价急性脑血的有前途的影像检查，但是，它在显示超急性期不可逆缺血损伤中的敏感性相对较低，限制它的临床应用。还有许多其他的影像检查方法，但要么检查速度很慢，要么检查不全面，如Xe增强CT，PET，SPECT，和经颅多普勒超声等。PET可以提供的脑血流和氧摄取方面的定量信息，但空间分辨率和普及性太低使之难以成为评价急性脑缺血的常规检查。MR扫描具有较高的空间分辨率，同时还可以在一次扫描中获得解剖、生理和代谢信息，是目前快速详细评价急性脑缺血的有效方法之一。脑弥散和灌注MR扫描，MR波谱检查，对急性脑缺血具有较高的敏感性和特异性，并且能够显示脑梗死灶和半暗带，是目前临床中较普及和实用的急性脑缺血影响检查方法。 |
2楼2008-07-15 22:06:01
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