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磁共振弥散及灌注成像在脑梗死缺血半暗带测量及预后判定的应用

2013-10-21
磁共振弥散及灌注成像在脑梗死缺血半暗带测量及预后判定的应用
1. 大庆让胡路铁路医院放射科
(黑龙江 大庆163712)
2. 大庆油田总医院磁共振室
(黑龙江 大庆163001)
赵海1   张暹东2   兰岚2    王立军2 田旭玉 2  戴险峰2 王伟2
【摘要】目的 应用磁共振弥散(DWI)及灌注成像(PWI)对脑梗死缺血半暗带(IP)判定及其在预后评估的价值。方法 对41例符合入组标准的脑梗死患者进行磁共振扫描,分别于入院、发病一、三个月对患者进行神经运动功能评分(NIHSS)。应用DWI及PWI面积值计算IP,结合NIHSS评估IP在脑梗死预后价值。结果 39例患者存在IP,对IP/PWI与NIHSS差值进行相关性分析,两者呈正相关关系,IP/PWI比值越大患者预后越好。结论 应用DWI与PWI测量IP及评估脑梗死预后具有一定价值。
【关键词】磁共振弥散成像;灌注成像;缺血半暗带;预后判定。
作者简介:赵海,男,放射医学专业,主治医师,硕士学位,研究方向为神经系统疾病诊断
通讯作者:张暹东
MR-DWI and PWI were used in IP measurement of cerebral infarction and assess its prognosis
ZHAO Hai, ZHANG Xian-dong, LAN Lan, et al. 1.Department of Radiology, Daqing Ranghulu Railway Hospital, Daqing Heilongjiang 163712; 2. MRI Room, Daqing Oil Field General Hospital, Daqing Heilongjiang 163001, China
[Abstract] Objective  Investigate the MR-DWI and PWI were used in ischemic penumbra of cerebral infarction and assess the prognosis. Methods 41 cerebral infarction cases with MRI scaned were inclused, get the NIHSS by Nerve physician at were admitted to hospital, one months and three months of inhospital. Application ??the area of difference of DWI and PWI ,combined with NIHSS to assess the prognostic value of IP in cerebral infarction. Results 39 IP were measured, for IP/PWI and the NIHSS difference correlation analysis, a positive correlation between the two, IP/PWI ratio hinger the prognosis is better. Conclusion DWI and PWI measurement and assessment of cerebral infarction prognosis IP has a certain value.
[Key words] MR-DWI; PWI; Ischemic Penumbra; Prognosis.
  流行病学调查我国脑血管病发病数一直居高不下,并有逐年上升趋势。弥散及灌注成像不仅可以发现早期及超早期脑梗死,并逐步在判断IP中得以应用[1]。临床上对脑梗死治疗的基本原则是挽救IP,对其预后有举足轻重的作用。
材料与方法
  1.1 一般资料  对我院2009-2至2010-11月间41例早期脑梗死患者,其中男31例,女10例,年龄为35-79岁,平均55岁。入选标准:磁共振检查距发病时间均在24小时以内缺血性脑梗死患者;病灶位于基底节豆纹动脉区或辐射冠区,并伴有中、重度肢体运动功能障碍;完整的NIHSS评分;治疗方式相同或相似“改善脑循环、抗血小板聚集、干细胞移植及康复功能锻炼”。
  1.2扫描方法
  1.2.1MRI平扫:应用美国GE 1.5T超导磁共振,行SE序列T1WI、T2WI、Flair常规序列扫描。    
  1.2.2弥散加权:DWI采用单次激发SE-EPI序列,弥散梯度场b=1500s/mm2及b=0。层厚为6mm进行无间隔扫描。
  1.2.3动态增强灌注成像:PWI检查采用SE-EPI序列,经肘静脉团注对比剂Gd-DTPA,用量0.2ml/kg,流率3m1/s,对比剂注射完毕后以同样流率注射生理盐水15m1,层厚为6mm进行无间隔扫描。
  1.3 图像处理
  1.3.1DWI面积的测量:①对DWI图像进行观察分析是否存在异常信号区,并结合T1WI、T2WI、Flair像确定病灶范围,②应用GE公司Functool-2 软件在DWI病灶最大层面上划出病灶范围,并测量其面积,图1。
  1.3.2PWI面积的测量: ①对PWI图像进行分析,确定异常灌注区域。②将PWI的原始图像划出异常灌注范围,并测量其面积,图2。
  1.3.3缺血半暗带的测量:从PWI的原始图像所测得的病灶面积减去DWI的梗死灶面积,结果即代表PWI与DWI不一致的程度。通过对比,确定是否存在IP及IP面积的大小,图3。
  1.4 临床神经功能NIHSS评分
  对入组患者分别于入院、发病后一及三个月由两位神经内科医师依照NIHSS标准对患者神经运动功能障碍严重程度进行评价。然后计算入院到发病一个月及入院到发病三个月的NIHSS评分差值。
  1.5 统计学分析
  采用spss17.0 for windows 软件包进行相关性分析,选择伯尔森指数(PC)作为相关性标准,统计数据以均数±标准差表示。
结  果
  2.1 DWI缺血面积的测定  41例早期脑梗死患者在DWI上均表现为高信号,其面积为:339.66±411.34mm2。
  2.2 PWI缺血面积的测定  41例早期脑梗死患者均存在异常灌注,于PWI原始图像上测量其面积为:429.64±501.29 mm2。
  2.3 缺血半暗带面积测定  对41例早期脑梗死患者分别在DWI图像及PWI图像测量缺血面积,其中39例PWI与DWI最大层面梗死面积存在差异,即存在IP。39例IP平均值为89.33±46.58 mm2;IP/PWI×100%=(8.5025±7.1719)%。
  2.4 缺血半暗带对预后的评估价值  计算IP/PWI百分比(表1),IP/PWI值与NIHSS差值进行相关性分析,结果PC绝对值分别为:入院-发病一个月为0.730;入院-发病三个月为0.576;并且绝对值大于0.3,说明相关性较强,且呈正相关关系。从散点趋势走向图亦可得出同样结果,图4、5。
  表1 DWI、PWI、IP面积及IP/PWI百分比  (单位:mm2)
  组别 N    DWI         PWI        PWI-DWI   IP/PWI×100%   
 高灌注9  382.39±533.72  543.94±712.72  161.55±221.42  16.47±6.46
 等灌注9  327.66±379.20  383.35±429.64  54.47±64.42    13.10±5.50
 低灌注21  310.00±322.68  361.37±363.91  51.00±83.76    4.95±5.79
               
图1 DWI像确定病灶并测量面积;图2 PWI像确定病灶并测量面积;图3 测量缺血半暗带面积,IP=PWI-DWI;图4  IP/PWI%与预后关系 (发病-入院后一个月);图5  IP/PWI%与预后关系 (发病-入院后三个月)。
       
讨  论
  目前认为,脑缺血由核心梗死区及其周围的缺血性IP构成,而后者神经元电活动基本停止,如果IP低灌注长时间不能得到改善最终也会导致梗死,必将给预后带来不良影响。人们逐渐认识到PWI/DWI不匹配区有可能作为判定IP存在及溶栓治疗试验的标准并为临床所采用[2]。PWI和DWI病灶面积比较有以下4种情况:①DWI<PWI,该情况提示DWI显示的异常减低区主要代表梗死核心区,而PWI所显示的范围主要代表了梗死核心区和IP。② PWI≈DWI:脑梗死面积较大,且缺乏侧枝循环。可能在发病早期已全属梗死核心,即发生不可逆性损伤,几乎不存在IP。③PWI<DWI:可能是在发病早期责任血管部分或完全自发性再通所致。④DWI正常,PWI显示灌注缺损:提示为一过性脑缺血,而没有脑梗死。对于DWI与PWI不匹配区域能否确定IP尚有一定争议。Fisher等[3]认为, DWI和PWI不匹配区不能准确的判断IP,动物尸检分析表明DWI高信号区不仅包括不可逆损伤区,还包括部分可逆损伤区。但是PWI反应的是组织内血流灌注的信息,而DWI反映的是脑组织细胞水分子弥散状态,所以理论上而言,急性脑缺血一旦发生,PWI就会出现异常,而脑组织缺血发展到细胞毒性水肿,造成弥散异常需要一段时间,因此IP是一个在时间及空间上动态变化过程。可见当在第一种情况发生时,即DWI<PWI,IP存在毋庸置疑,本组39例DWI<PWI,即存在IP,与汪有锦[4,5]结论相似。其中2例PWI≈DWI,除人为测量因素外,可能与发病至磁共振检查时间过早,侧枝循环尚未建立或者建立不充分等因素有关。综上所述,其中2例PWI≈DWI可能存在IP也可能不存在IP,但是我们纳入预后评估的39例PWI>DWI患者一定存在IP。
  对39例存在IP患者进行IP/PWI值与NIHSS评分差值进行相关性分析,且呈正相关关系,即IP/PWI比值越大预后趋势越好,为了避免个体间的差异,采用了IP/PWI比值,而未直接应用IP值进行分析。对另外2例PWI≈DWI认为不存在IP,故为未纳入统计范围。脑梗死早期IP面积较大时可能是侧枝循环比较丰富,或者局部脑组织代偿能力较强,经过治疗后的可挽救的IP面积大,预后相比较而言较好。
  另外,脑梗死预后受多因素影响,根据韩国学者SongWon Hon[6]分型及统计脑梗死的预后与其有无动脉粥样硬化、大动脉狭窄程度、发病年龄及既往史(高血压、糖尿病、TIA病史等)诸多因素有直接关系。Yamada等[7]还指出脑梗死预后和治疗方式、梗死类型、梗死灶大小、发病部位、发病时间以及是否侵犯皮质脊髓束等诸多因素亦有一定相关。本研究为了避免上述因素的影响,严格按照入组标准筛选,故以上所得结果基本可靠,可见利用磁共振PWI及DWI对脑梗死预后评估具有一定参考价值。
参考文献
1.  James M,Provenzale,Reza Jahan,etal. Assessment of the patient with hyperacute stroke:Imaging and Therapy. Radiology, 2003; 229:347-359.
2. 楼小琳,马晓海,钱怡宁,等.急性重症脑梗死患者脑血流灌注状态及其预后的关系[J].临床神经病学杂志,2008,02,133-136
3. Fisher M,Albert GW.Application of diffusion-perfusion magnetic resonance imaging in acute ischemicstroke.Neurology,1999,52(9):1733-1736
4. 汪有锦、姚群立、滕皋军,7.0T磁共振灌注和弥散加权成像的缺血半暗带实验研究[J]中华医学杂志 2010,7,6(90)1773-1775
5. 刘克, 陈德基, 李志铭,等. 磁共振弥散及灌注成像技术在急性脑梗死早期诊断及疗效观察的应用价值分析[J]. 2011,09(3):1-4.
6. Sang Won Han, SeoHyun Kim, JongYunLee. ANewSubtype Classification of Ischemic Stroke Based on Treatment and Etiologic Mechanism[J].Eur Neurol,2007,57:96-102.
7. Yamada K,Kizu O,Mori S,et al.Brain fiber tracking with clinically feasible diffusion-tensor MR:initial experience.Radiology,2003,227(1):295-301.

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