25 毛存南 多模态MRI诊断缺血性脑血管病的研究进展 1.docx

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1、多模态MR1诊断缺血性脑血管病的研究进展南京市第一医院毛存南急性缺血性脑血管疾病是一种常见的、严重威胁人类健康的疾病，其致残率相当高。以往对该病缺乏早期诊断的方法，错过了最佳治疗时间窗；目前，随着磁共振诊断技术的迅速发展，该病诊治方面有了重要进展，尤其在早期影像学诊断方面，多模态MR1具有无创、快速成像的优势，可以更好地对缺血性脑血管病治疗提供指导意见。1缺血性脑血管病的概述缺血性脑血管病的危险因素日益受到人们的重视，如高血压、吸烟饮酒、糖尿病、肥胖、高脂血症、高盐饮食、药物滥用、血液病及血液流变学异常等均可能导致血黏度增加；按病因学分类：缺血性脑血管病可为血栓形成性及栓塞性两大类。按临床分类

2、：将发作在24h以内完全缓解的局部脑缺血症状者称短暂性脑缺血发作(transientischemicattacks,T1A),脑缺血症状持续24h不消失者称局限性脑梗死。其临床症状取决于梗死灶的大小和部位，主要表现为局灶性神经功能缺损，如偏瘫、头痛、偏身感觉障碍、意识障碍、失语、共济失调等。近年来，随着人们对缺血半暗带有新的认识，急性缺血性脑血管病最佳治疗时间窗也有新的要求；缺血半暗带(IP)最初由AStrUP等提出，定义为在不可逆性损伤区域之外的电生理活动消失的区域，但其自身离子平衡尚能维持的脑组织。该区域的神经元功能失活、电活动中止，但结构尚保持完整，可存活一段时间。这种具有功能性静止的组

3、织介于存活与死亡之间，一旦血管发生再通其功能即可恢复。目前，缺血半暗带(IP)定义为围绕在缺血核心区域内灌注相对较低的脑组织，因其血流降低至不足以维持电活动需要，但尚能维持离子通道的功能。该脑组织区域可以经历一连串有害的代谢过程，从最初的缺血核心区域逐渐累及到临近组织，包括扩散性抑制反应、兴奋性毒性反应、炎症反应及氧化应激反应等将导致缺血核心区域扩大或临床转归恶化的可能。2多模态磁共振成像在缺血性脑血管病的临床应用多模态磁共振成像包括磁共振血管造影(magneticresonanceangiography,MRA)、灌注加权成像(perfusionperfusion-weightedimagi

4、ng,PWI),MRI弥散加权成像(diffusion-weightedimaging,DWI)、弥散张量成像(diffusiontensorimaging,DTI)磁共振波谱分析(magneticresonancespectroscopy,MRS)和血氧水平依赖功能磁共振成像(b1oodoxygenation1eve1dependent-functiona1magneticresonanceimaging,Bo1D-fMRI)是目前最常用的诊断缺血性脑血管病的影像学方法。2.1 MRAMRA是种已经广泛应用的脑血管疾病的检查方法，与传统的数字减影血管造影(digita1subtraction

5、angiography,DSA)检查相比，具有无辐射、无创、价格便宜、快捷等诸多优势；MRA的基本原理是运用血管内流动血液与周围静止的组织这一明显差别，使流动血液表现为高信号强度，让静止组织表现为低信号强度或者无信号。然后利用计算机后处理方法以二维或者三维立体图像来显示某一部分血管系。MRA序列可以很好地显示梗塞的血管情况、动脉粥样斑块导致的血管狭窄以及临床常见的动脉内膜炎所致的烟雾病等，并可根据动脉狭窄程度、血管闭塞和动脉硬化等具体表现来确认患者病发位置及病症特征等。2.2 DW1DW1是利用检测活体组织内水分子扩散运动的原理成像，具有无创、对水分子的扩散运动极为敏感的特点。不同缺血程度的组

6、织其水分子扩散运动状态也不尽相同，可以通过检测表观弥散系数(apparentdiffusioncoefficient,ADC)来反映水分子扩散情况。急性缺血缺氧脑病造成的主要是细胞毒性水肿，尤其是神经元和胶质细胞的细胞毒性水肿，如早期坏死灶(未液化者)、急性脑梗死及急性缺氧缺血性脑病等在DWI序列上表现为高信号。DWI序列与常规SE序列相比，前者能更早地发现梗塞区的异常信号。在脑缺血发作后数小时内，DW1序列即可显示缺血性改变，主要表现为DW1异常富信号、ADC值下降以及ADC图低信号；随着脑组织缺血时间逐渐延长，DW1高信号强度呈下降趋势，ADC值呈上升趋势11-12。SCh1aUg等在对1

7、01例急性期脑梗死患者研究中发现，所有病灶在弥散加权DW1序列上均显示了异常高信号，结果DW1序列诊断超急性期脑梗死的特异性和敏感性均达到了100%o2.3 PWIPWI有2种方法：一种是使用可自由扩散运动的水质子作为内源性示踪剂，无需体外对比剂的成像方法，称动脉自旋标记技术(arteria1spin1abe1ing,AS1)；另外一种是通过体外团注非扩散顺磁性对比剂的首过成像方法，亦称动态磁敏感对比增强磁共振成像(dynamicsusceptibi1itycontrast-enhancedMRimaging,DSC-MRI)0由DSC-PWI可以得出的4个重要观察指标：相对脑血流量(re1a

8、tivecerebra1b1oodf1ow,rCBF)是指脑组织血管结构在单位时间内流经一定量的相对血流量，其值越小说明脑组织的血流灌注量越低；相对脑血容量(re1ativecerebra1b1oodVo1Ume,rCBV)是指流经于一定量脑组织血管结构内产生的相对血容量，是根据时间一强度信号曲线下方封闭面积运用一定公式计算得出；平均通过时间(meantransittime,MTT)是指一开始注射体外对比剂后到达时间一信号强度曲线从最高峰值下降至一半时所需的时间，主要反映的是对比剂通过毛细血管所需的时间，其值大小反映了脑组织内血液微循环的是否通畅的情况。当MTT延长时，说明血液在局部脑组织微循

9、环内停留时间过长，大多是在病理状态下造成的微循环障碍。达峰时间(timetopeak,TTP)是指在从对比剂开始出现到对比剂的浓度达到时间一信号强度曲线上峰值所需的时间，TTP的值越大意味着最大对比剂团峰值到达脑组织的时间越晚14。在脑梗死疾病恢复过程中通过综合分析以下参数：灌注不足：rCBV和rCBF明显减少，MTT和TTP明显延长；侧支循环再通：MTT和TTP增加，rCBV增加，rCBF正常或轻度增加；血流再通：MTT及TTP正常，rCBV及rCBF正常或轻度增加；过度灌注：rCBV及rCBF均显著增加，MTT及TTP减少。通过上述指标可以分析脑梗死区的血液供给具体情况，发现血流状态发生再

10、灌注者其临床功能恢复较好，而低灌注异常体积扩大者其预后不良或神经功能恢复较差。PWI反映的是血流灌注情况，而脑组织的血流灌注改变往往先于形态学改变，可提供最早、最直接的血流灌注信息，发现早期缺血较DW1更为敏感。因此利用MR进行脑灌注成像，评价缺血脑组织的血液动力学变化对临床诊断及治疗有重要参考价值，己成为脑梗死患者检查的重要组成部分。从脑梗死早期直到病后48h这段时间内，DW1和PWI联合应用效果明显优于常规MRI。2.4 DWI-PWI匹配/不匹配模型PWI联合DW1是目前常用的判断“缺血半暗带”可挽救脑组织的影像学方法；在发病最初的24h内可表现出4种不同的灌注一弥散异常方式：1型(临床

11、最常见)：灌注加权PW1异常信号体积弥散加权DW1异常信号体积(70%)；Baird等提出PW1和DWI的不匹配区域为缺血半暗带(IP)区，DW1异常高信号代表梗死核心区域，而PW1的异常信号代表该区域内血流动力学发生紊乱。当存在缺血半暗带(IP)区时，若积极采取治疗措施可恢复该区域的血流灌注，则可使病变脑组织发生可逆性挽救，神经功能有望得到改善；2型：PW1异常体积ZDW1异常体积(10%),可能为缺血较晚期，DWI异常体积逐渐扩大，无缺血半暗带存在；3型：PW1异常体积DWI异常体积(10%),其原因可能为异常脑组织区域发生再灌注与侧支循环，有效微循环得到改善，PW1异常体积减少，但DW1异常的部分区域进展为梗死；4型：异常的DWI,正常的灌注；此型与第3型类似虽然异常脑组织出现了再灌注，但缺血区域已经发生梗死。3展望近年来，多模态MRI逐渐广泛应用于临床缺血性脑血管病诊断中。今后缺血性脑血管病影像学研究预计会朝着定量参数的方向发展，制定标准的量化数学模型来评估病灶的转归情况，从而获得精准诊断和实施合适的治疗，并在治疗过程中进行监督。总之，随着多模态MR1技术的发展与进步，必将使其对缺血性脑肌管病的研究更加深入，进而为判断患者诊断、预后及评价药物疗效等方面发挥更大作用。