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[摘要] 目的 探讨扩散加权成像（DWI）技术在急性脑梗死中的临床诊断价值。 方法 收集418例急性脑梗死患者的MRI表现进行分析，全部均进行了SETT1WI、FSET2WI、T2-FLAIR及DWI检查，并对发病时间进行分期。 结果 418例脑梗死病例中，超急性期28例，急性期331例，亚急性期59例，DW I均显示为高信号。 结论 DW I早期诊断脑梗死敏感度高，具有较高临床价值，在超急性脑梗死可显示常规MRI上不能显示的病灶，为临床早期诊断及对脑梗死预后的评估提供可靠依据。
[关键词] 急性脑梗死；磁共振成像；弥散加权
[中图分类号] R445.2；R743.33 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701（2012）06-0101-02
Value of diffusion weighted imaging in the diagnosis of acute cerebral infarction
LIN Xiaoqiang
Department of Radiology, the Hospital of Liuzhou Iron and Steel Co in Guangxi Zhuang Autonomous Region, Liuzhou 545002, China
[Abstract] Objective To study the value of diffusion weighted imaging (DWI) in the diagnosis of acute cerebral infarction (ACI). Methods Data of magnetic resonance imaging (MRI) about 418 patients with ACI was analyzed.All the people were examined with SETT1WI, FSET2WI, T2-FLAIR and DWI.And they were staged by the starting time of the disease. Results Among the 418 patients of ACI, there were 28 patients in the super acute period, 331 patients in the acute stage, and 59 patients in the subacute stage. All the patients showed high DWI. Conclusion The sensibility of DWI to diagnosising the early stage cerebral infarction is high. And the clinical value is high.The DWI can show lesions which cannot be show with the MRI. DWI can provide dependable basis for early clinical diagnosis and evaluating prognosis of cerebral infarction.
[Key words] Acute cerebral infarction; Magnetic resonance imaging (MRI); Diffusion weighted imaging (DWI)
脑梗死是由于脑缺血形成的组织坏死，在神经系统中具有高发病率、高死亡率、高致残率等特点，严重危害人类生命健康。如何对其早期诊断和治疗，尤其是发病6 h内的诊断及治疗关系到患者预后。脑梗死的早期诊断及治疗是人类普遍关心的问题。CT及常规MRI技术诊断6 h内的脑梗死目前没有满意效果。磁共振扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）是目前能在活体上进行水分子扩散测量与成像的唯一方法[1]，能反映人体活组织的微观几何结构、细胞内外水分子的转移与跨膜运动等变化。神经系统中扩散成像技术主要用于急性脑缺血诊断与评价。笔者通过对我院418例急性脑梗死的扩散加权（DWI）及表面扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）图进行定性和定量分析，探讨DWI在急性脑梗死中的诊断价值。
1 资料与方法
搜集本院自 2010年5月~2011年11月行MRI扫描的脑梗死患者418例 ，男294例，女124例，年龄 23～93岁，平均67岁，全部诊断为脑梗死。采用SIEMENS Symphony MR1.5T全身超导磁共振成像系统及正交头部线圈，行SE序列，进行头颅横断位T1WI（T1-weighted imaging），T2WI（T2-weighted imaging），T2-FLAIR（T2-fluid attenuated inversion recovery）及DWI序列，矢状位T1WI序列。DWI序列使用SE-EPI（spin echo-echo planar imaging）序列，其扫描参数为：TR3500 ms，TE105 ms，层厚5 mm，间隔1.5 mm，扫描矩阵256×256，视野23 cm×23 cm。在X、Y、Z轴共三个方向上施加扩散梯度，扩散因子（b 值）分别等于0及等于1000 s/mm2。经计算机处理后自动得到相应的表面扩散系数（ADC）图。
2 结果
418例脑梗死病例中，超急性期（<6 h）28例，SE T1WI，FSE T2WI均未见明确异常，DW I表现为高信号，ADC图为低信号（封三图10）。其余390例中急性期（6 h~3 d）331例，亚急性期（3 d~7 d）59例，T1WI， T2WI，DWI 均表现异常。其中单发222例，多发196例，首次发病253例，合并陈旧脑梗死166例，大面积26例，腔隙性392例，合并岀血19例。发病部位腔隙性脑梗死以基底节-放射冠为主，大面积脑梗死以大脑中动脉供血区为主。
3 讨论
3.1 脑梗死发生的年龄
40岁以上为主，多见于 55～65 岁，青少年罕见[2]，本组病例60~70岁最多，最高年龄93岁，最低年龄23岁。最常见症状为突发头痛、头晕、呕吐及神经精神症状，可有不同程度昏迷，偏身肢体活动障碍，面瘫，耳鸣，复视，视力下降等。部分腔隙性脑梗死临床症状不明显。
3.2 DWI序列
DWI序列是常规SE序列叠加EPI序列而构成的特殊成像技术，在梯度场作用下弥散分子中横向磁化发生相位移位，相位移位广泛扩散、相互干扰导致MR信号衰减，形成DWI上的异常信号[3]。在活体中，DWI与分子所处的空间几何结构有关，常用表面扩散系数（ADC）来表示活体中测到的扩散。活体组织的ADC值受细胞内外水的黏滞度、比例、膜通透性、温度的影响。因此，在DWI图像上对比度主要取决于组织间的ADC值，ADC值与DWI信号呈负指数关系，ADC值增大，代表水分子扩散加快，相应DWI信号降低；ADC值降低，代表水分子扩散减慢，相应DWI信号增高。
3.3 磁共振扩散加权成像（DWI）
DWI技术是诊断急性脑缺血病变的最敏感的方法，尤其是目前常规CT及MRI无法发现的超急性脑梗死患者。国内文献报道[4]，最早30 min可发现病变（本组有1病例发病20 min，进行MRI常规及DWI检查，DWI为低信号），明确病灶位置及范围，并可以测量病灶ADC值，定量分析脑梗死的演变过程。为临床提供诊断及治疗依据。超急性脑梗死是发病6 h内的脑梗死，DWI上发生扩散受限，ADC值降低。至8~32 h达最低，持续3~5 d。本组28例超急性脑梗死T1WI、T2WI阴性，DWI均扩散受限，ADC值降低。与有关文献[4]相符。急性期DWI上呈高信号，ADC图上为低信号。脑组织急性缺血后，由于缺血、缺氧，脑组织能量代谢受到破坏，Na -K -ATP酶和其他离子泵发生衰竭及破坏，导致钠水潴留，首先引起细胞毒性水肿，水分子弥散运动减慢，表现ADC值下降，继而出现血源性水肿，随后细胞膜破裂，细胞外水分增加。亚急性期（1~2周），随着细胞外水分的增加及胶质增生，ADC值逐渐升高，约2周，DWI上呈等高信号，ADC图呈高信号。因此，DWI不仅能对急性脑梗死定性分析，还可以结合ADC与rADC值（relative apparent diffusion coefficient，相对指数扩散系数值）作定量分析，鉴别新旧脑梗死，评价疗效及预后。本组19例脑梗死合并出血，均发生于急性及亚急性期，以亚急性为主，主要与自由基生成、细胞内钙超载，兴奋性氨基酸毒性、白细胞浸润、血小板和补体的激活等导致内皮细胞损伤，微血管结构的发生改变，脑梗死后血流的过度灌注以及血脑屏障的破坏等有关[5]。
3.4 鉴别诊断
传统的MRI不能鉴别血源性水肿和细胞毒性水肿（急性脑梗死）；而DWI能对两者进行鉴别诊断，前者DWI表现为高信号，后者表现为等低或高信号。当血源性水肿在DWI上为高信号时，可与动脉性脑梗死的信号相近，但细胞毒性水肿在ADC图上为低信号，而血源性水肿在ADC图上呈低信号。正确对两者进行鉴别诊断能明显改善患者预后。部分肿瘤，如低度恶性星性细胞瘤，常规MRI表现与脑梗死类似，但前者在DWI上表现为等信号或稍高信号，ADC图上为明显高信号，而急性脑梗死ADC图上为低信号。因此，DWI与ADC图结合可以对两者进行鉴别。脑炎及脱髓鞘，脑炎多位于皮质或皮髓质交界，DWI可以为高信号，增强后为片状强化，发展为脑脓肿时，环形强化，临床症状明显；脱髓鞘主要累及脑白质，活动期病灶有强化，DWI为高信号[4]。
3.5 磁共振扩散成像结合
ADC图可以鉴别急性和慢性脑梗死，并动态观察脑梗死进程。慢性脑梗死及脑软化由于液化坏死，DWI为低信号，ADC呈高信号。超急性脑岀血、急性出血灶在DWI上也为高信号，但出血灶时间更长，可长达3个月。磁敏感加权成像（susceptibility-weighted imaging，SWI）为低信号，因此可以作为急性脑梗死及颅内出血鉴别。结合常规MRI的T1WI 及T2WI序列及CT检查，容易鉴别。
3.6 FLAIR序列
由于DWI空间分辨率较低，磁敏感性伪影常常影响显示颅底部病变（如颞极、额中底部、小脑），FLAIR序列显示这些部位的病变较DWI清晰。因此，DWI与FLAIR序列技术在评价急性脑梗死中具有重要的临床价值，二者结合应用能准确诊断早期脑梗死，鉴别新老梗死病灶，指导临床溶栓灌注治疗。
DWI结合ADC图是诊断急性脑梗死最可靠的成像技术，尤其是对传统CT及常规MRI不能诊断的超急性脑梗死，能及时发现病灶，并准确鉴别新旧脑梗死病灶，对脑梗死超急性期诊断和治疗有重要的临床价值，为临床医师选择最佳的溶栓治疗时机和对脑梗死预后的评估提供了可靠理论依据。因此DWI成像技术在脑血管疾病中应作为常规检查。
[参考文献]
[1] 黄力，王秀河，刘斯润，等. DWI及ADC图对急性脑梗死诊断的应用及病理生理基础[J]. 中国病理生理杂志，2002，18（6）：687-689.
[2] 沈天真，陈星荣. 神经影像学[M]. 上海： 上海科学技术出版社，2004：502-532.
[3] Grunwald L，Reith W. Non-traumatic neurological emergencies;imaging of cerebral ischemia [J]. Eur Radiol，2002，12（7）：1632-1647.
[4] 杨正汉，冯逢，王霄英. 磁共振成像技术指南[M]. 北京：人民军医出版社，2010：273-284.
[5] 张清，杨志宏，伍建林，等. 大面积脑梗死再灌注损伤的磁敏感加权成像与临床对照研究[J].磁共振成像，2010，1（1）：23-28.
（收稿日期：2011-11-28）
[关键词] 急性脑梗死；磁共振成像；弥散加权
[中图分类号] R445.2；R743.33 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701（2012）06-0101-02
Value of diffusion weighted imaging in the diagnosis of acute cerebral infarction
LIN Xiaoqiang
Department of Radiology, the Hospital of Liuzhou Iron and Steel Co in Guangxi Zhuang Autonomous Region, Liuzhou 545002, China
[Abstract] Objective To study the value of diffusion weighted imaging (DWI) in the diagnosis of acute cerebral infarction (ACI). Methods Data of magnetic resonance imaging (MRI) about 418 patients with ACI was analyzed.All the people were examined with SETT1WI, FSET2WI, T2-FLAIR and DWI.And they were staged by the starting time of the disease. Results Among the 418 patients of ACI, there were 28 patients in the super acute period, 331 patients in the acute stage, and 59 patients in the subacute stage. All the patients showed high DWI. Conclusion The sensibility of DWI to diagnosising the early stage cerebral infarction is high. And the clinical value is high.The DWI can show lesions which cannot be show with the MRI. DWI can provide dependable basis for early clinical diagnosis and evaluating prognosis of cerebral infarction.
[Key words] Acute cerebral infarction; Magnetic resonance imaging (MRI); Diffusion weighted imaging (DWI)
脑梗死是由于脑缺血形成的组织坏死，在神经系统中具有高发病率、高死亡率、高致残率等特点，严重危害人类生命健康。如何对其早期诊断和治疗，尤其是发病6 h内的诊断及治疗关系到患者预后。脑梗死的早期诊断及治疗是人类普遍关心的问题。CT及常规MRI技术诊断6 h内的脑梗死目前没有满意效果。磁共振扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）是目前能在活体上进行水分子扩散测量与成像的唯一方法[1]，能反映人体活组织的微观几何结构、细胞内外水分子的转移与跨膜运动等变化。神经系统中扩散成像技术主要用于急性脑缺血诊断与评价。笔者通过对我院418例急性脑梗死的扩散加权（DWI）及表面扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）图进行定性和定量分析，探讨DWI在急性脑梗死中的诊断价值。
1 资料与方法
搜集本院自 2010年5月~2011年11月行MRI扫描的脑梗死患者418例 ，男294例，女124例，年龄 23～93岁，平均67岁，全部诊断为脑梗死。采用SIEMENS Symphony MR1.5T全身超导磁共振成像系统及正交头部线圈，行SE序列，进行头颅横断位T1WI（T1-weighted imaging），T2WI（T2-weighted imaging），T2-FLAIR（T2-fluid attenuated inversion recovery）及DWI序列，矢状位T1WI序列。DWI序列使用SE-EPI（spin echo-echo planar imaging）序列，其扫描参数为：TR3500 ms，TE105 ms，层厚5 mm，间隔1.5 mm，扫描矩阵256×256，视野23 cm×23 cm。在X、Y、Z轴共三个方向上施加扩散梯度，扩散因子（b 值）分别等于0及等于1000 s/mm2。经计算机处理后自动得到相应的表面扩散系数（ADC）图。
2 结果
418例脑梗死病例中，超急性期（<6 h）28例，SE T1WI，FSE T2WI均未见明确异常，DW I表现为高信号，ADC图为低信号（封三图10）。其余390例中急性期（6 h~3 d）331例，亚急性期（3 d~7 d）59例，T1WI， T2WI，DWI 均表现异常。其中单发222例，多发196例，首次发病253例，合并陈旧脑梗死166例，大面积26例，腔隙性392例，合并岀血19例。发病部位腔隙性脑梗死以基底节-放射冠为主，大面积脑梗死以大脑中动脉供血区为主。
3 讨论
3.1 脑梗死发生的年龄
40岁以上为主，多见于 55～65 岁，青少年罕见[2]，本组病例60~70岁最多，最高年龄93岁，最低年龄23岁。最常见症状为突发头痛、头晕、呕吐及神经精神症状，可有不同程度昏迷，偏身肢体活动障碍，面瘫，耳鸣，复视，视力下降等。部分腔隙性脑梗死临床症状不明显。
3.2 DWI序列
DWI序列是常规SE序列叠加EPI序列而构成的特殊成像技术，在梯度场作用下弥散分子中横向磁化发生相位移位，相位移位广泛扩散、相互干扰导致MR信号衰减，形成DWI上的异常信号[3]。在活体中，DWI与分子所处的空间几何结构有关，常用表面扩散系数（ADC）来表示活体中测到的扩散。活体组织的ADC值受细胞内外水的黏滞度、比例、膜通透性、温度的影响。因此，在DWI图像上对比度主要取决于组织间的ADC值，ADC值与DWI信号呈负指数关系，ADC值增大，代表水分子扩散加快，相应DWI信号降低；ADC值降低，代表水分子扩散减慢，相应DWI信号增高。
3.3 磁共振扩散加权成像（DWI）
DWI技术是诊断急性脑缺血病变的最敏感的方法，尤其是目前常规CT及MRI无法发现的超急性脑梗死患者。国内文献报道[4]，最早30 min可发现病变（本组有1病例发病20 min，进行MRI常规及DWI检查，DWI为低信号），明确病灶位置及范围，并可以测量病灶ADC值，定量分析脑梗死的演变过程。为临床提供诊断及治疗依据。超急性脑梗死是发病6 h内的脑梗死，DWI上发生扩散受限，ADC值降低。至8~32 h达最低，持续3~5 d。本组28例超急性脑梗死T1WI、T2WI阴性，DWI均扩散受限，ADC值降低。与有关文献[4]相符。急性期DWI上呈高信号，ADC图上为低信号。脑组织急性缺血后，由于缺血、缺氧，脑组织能量代谢受到破坏，Na -K -ATP酶和其他离子泵发生衰竭及破坏，导致钠水潴留，首先引起细胞毒性水肿，水分子弥散运动减慢，表现ADC值下降，继而出现血源性水肿，随后细胞膜破裂，细胞外水分增加。亚急性期（1~2周），随着细胞外水分的增加及胶质增生，ADC值逐渐升高，约2周，DWI上呈等高信号，ADC图呈高信号。因此，DWI不仅能对急性脑梗死定性分析，还可以结合ADC与rADC值（relative apparent diffusion coefficient，相对指数扩散系数值）作定量分析，鉴别新旧脑梗死，评价疗效及预后。本组19例脑梗死合并出血，均发生于急性及亚急性期，以亚急性为主，主要与自由基生成、细胞内钙超载，兴奋性氨基酸毒性、白细胞浸润、血小板和补体的激活等导致内皮细胞损伤，微血管结构的发生改变，脑梗死后血流的过度灌注以及血脑屏障的破坏等有关[5]。
3.4 鉴别诊断
传统的MRI不能鉴别血源性水肿和细胞毒性水肿（急性脑梗死）；而DWI能对两者进行鉴别诊断，前者DWI表现为高信号，后者表现为等低或高信号。当血源性水肿在DWI上为高信号时，可与动脉性脑梗死的信号相近，但细胞毒性水肿在ADC图上为低信号，而血源性水肿在ADC图上呈低信号。正确对两者进行鉴别诊断能明显改善患者预后。部分肿瘤，如低度恶性星性细胞瘤，常规MRI表现与脑梗死类似，但前者在DWI上表现为等信号或稍高信号，ADC图上为明显高信号，而急性脑梗死ADC图上为低信号。因此，DWI与ADC图结合可以对两者进行鉴别。脑炎及脱髓鞘，脑炎多位于皮质或皮髓质交界，DWI可以为高信号，增强后为片状强化，发展为脑脓肿时，环形强化，临床症状明显；脱髓鞘主要累及脑白质，活动期病灶有强化，DWI为高信号[4]。
3.5 磁共振扩散成像结合
ADC图可以鉴别急性和慢性脑梗死，并动态观察脑梗死进程。慢性脑梗死及脑软化由于液化坏死，DWI为低信号，ADC呈高信号。超急性脑岀血、急性出血灶在DWI上也为高信号，但出血灶时间更长，可长达3个月。磁敏感加权成像（susceptibility-weighted imaging，SWI）为低信号，因此可以作为急性脑梗死及颅内出血鉴别。结合常规MRI的T1WI 及T2WI序列及CT检查，容易鉴别。
3.6 FLAIR序列
由于DWI空间分辨率较低，磁敏感性伪影常常影响显示颅底部病变（如颞极、额中底部、小脑），FLAIR序列显示这些部位的病变较DWI清晰。因此，DWI与FLAIR序列技术在评价急性脑梗死中具有重要的临床价值，二者结合应用能准确诊断早期脑梗死，鉴别新老梗死病灶，指导临床溶栓灌注治疗。
DWI结合ADC图是诊断急性脑梗死最可靠的成像技术，尤其是对传统CT及常规MRI不能诊断的超急性脑梗死，能及时发现病灶，并准确鉴别新旧脑梗死病灶，对脑梗死超急性期诊断和治疗有重要的临床价值，为临床医师选择最佳的溶栓治疗时机和对脑梗死预后的评估提供了可靠理论依据。因此DWI成像技术在脑血管疾病中应作为常规检查。
[参考文献]
[1] 黄力，王秀河，刘斯润，等. DWI及ADC图对急性脑梗死诊断的应用及病理生理基础[J]. 中国病理生理杂志，2002，18（6）：687-689.
[2] 沈天真，陈星荣. 神经影像学[M]. 上海： 上海科学技术出版社，2004：502-532.
[3] Grunwald L，Reith W. Non-traumatic neurological emergencies;imaging of cerebral ischemia [J]. Eur Radiol，2002，12（7）：1632-1647.
[4] 杨正汉，冯逢，王霄英. 磁共振成像技术指南[M]. 北京：人民军医出版社，2010：273-284.
[5] 张清，杨志宏，伍建林，等. 大面积脑梗死再灌注损伤的磁敏感加权成像与临床对照研究[J].磁共振成像，2010，1（1）：23-28.
（收稿日期：2011-11-28）