功能磁共振技术在急性脑梗死的临床应用现状

王梦娇，江名芳

(1.内蒙古医科大学研究生学院，呼和浩特010110;2.内蒙古医科大学附属医院神经内科，呼和浩特010110)

急性脑梗死(acute cerebral infarction，ACI)又称急性缺血性脑卒中，指各种原因引起血流供应中断导致的局部脑组织缺血、缺氧、液化性坏死，并出现相应神经功能缺损的临床综合征。在我国，缺血性脑卒中占所有卒中的69.6%～70.8%，我国北部和中部地区发病率较高，主要由脑实质供血动脉血栓形成或血栓栓塞所致，是我国人群致死的重要原因［1-2］。高血压、糖尿病、高脂血症等基础疾病在脑梗死发生发展中起重要作用，在动脉粥样硬化基础上，粥样斑块脱落或管腔狭窄处的血栓形成是动脉血管闭塞的主要原因;此外，血凝块、脂肪粒等栓子随血流堵塞脑部血管引起局部脑组织缺血性坏死也是动脉血管闭塞的原因之一。血管再通治疗是ACI急性期最有效的治疗方法，可快速恢复脑血流、改善脑灌注、拯救缺血半暗带(ischemic penumbra，IP)［3］。

对存在突发神经功能缺损症状、头颅CT 除外脑出血的患者可初步诊断ACI，颅脑磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)对于指导ACI 的再灌注治疗至关重要，其中弥散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)和灌注加权成像(perfusion weighted imaging，PWI)对ACI 诊断以及治疗方案的选择起到指导作用［3-6］。近年来，三维动脉自旋标记(arterial spin labeling，ASL)技术发展迅速，可用于评估脑血流灌注、预测颅内动脉闭塞和出血转化。多模态MRI 的综合应用有助于评估IP、指导溶栓治疗、推动重组组织型纤溶酶原激活剂的应用、发现更多适合早期再灌注治疗的ACI 患者，降低ACI 患者溶栓后的出血风险，延长溶栓治疗时间窗。现就功能磁共振技术在ACI 的临床应用现状予以综述。

1 MRI 的应用价值

MRI 不受骨性结构的影响，可清晰显示脑实质、脑干和小脑病灶，已成为诊断脑血管病的重要辅助工具。正常情况下，颅内动脉在MRI 扫描中呈流空现象，在T1、T2 加权成像均呈低信号，部分患者T1、T2 加权成像序列可观察到血管内高信号，此特点具有很高的ACI 诊断特异性，但敏感性较低，易受脑血管走行、脑脊液信号、扫描参数及厚度的影响，需要结合其他MRI 序列综合分析［7］。

1.1 液体衰减反转恢复(fluid-attenuated inversion recovery，FLAIR)序列 FLAIR 序列也称水抑制成像技术，超早期脑梗死FLAIR 序列可见血管高信号征，表现为沿脑沟或脑回分布的点状、线状或管状高信号，较T1、T2 加权成像更清晰。Toyoda 等［8］的早期研究发现，96.7%的ACI 患者FLAIR 序列可见动脉内异常信号，最早可在脑卒中症状发作后35 min发现异常信号，其信号分布能较好地预测脑动脉闭塞所致灌注异常的范围，有助于决定是否需要早期行PWI。另有研究显示，超早期脑梗死FLAIR 序列上的血管高信号征提示脑组织低灌注，诊断ACI 的敏感性较高，有利于治疗决策的选择［9］。在侧支循环不足情况下，大多数ACI 患者的FLAIR 序列可见血管高信号征;当侧支循环充足时，血管高信号征则消失［10］。

短暂性脑缺血发作后48 h 内ACI 的发生风险达50%，并可在90 d 内发展为脑梗死，故可根据短暂性脑缺血发作患者FLAIR 序列检查发现的血管高信号征预测患者30 d 内发生ACI 的风险，有助于ACI 的预测及预防［11-12］。随着脑组织血管源性水肿的加重，急性期FLAIR 信号强度亦随之增加，故可根据FLAIR 序列信号强度推测发病时间，对确定溶栓时间窗及指导ACI 患者进一步治疗有重要作用［13］。

1.2 磁共振血管成像(magnetic resonance angiography，MRA) MRA 是利用血管流空效应显示血管影像，主要用于颅内大动脉狭窄或闭塞、动脉瘤以及血管畸形的诊断，MRA 包括对比增强MRA、相位对比MRA、时间飞跃法MRA 三种，其中对比增强MRA 可在短时间内定位血管闭塞部位，并能够准确评估颅外血管及侧支循环，诊断ACI 的准确性明显优于时间飞跃法MRA［14］;相位对比MRA 不仅可明确血管闭塞部位，还可显示动脉内血栓形成的长度，且血栓长度越长，血管再通治疗效果越差［15］。Yoo 等［16］通过CT 血管造影或MRA 测量血栓体积发现，血栓体积≥200 mm3患者的血管再通率较低，证实了将200 mm3作为预测再通临界值的有效性。MRA 还可用于评估ACI 患者侧支循环，侧支循环越丰富，血管再通治疗效果越好，神经功能恢复越快;建立侧支循环可维持IP 的血流灌注、保护远端脑组织，但MRA 难以显示细小的穿支动脉，易产生伪影，可靠性不及CT 血管造影和数字减影血管造影［10］。

1.3 DWI DWI 是一种反映水分子弥散特性的成像技术，可与脑组织细胞水肿发生同步显示，并在缺血后数分钟显示病灶，对诊断ACI 有明显优势，还可用于ACI 与陈旧性或缺血坏死组织的鉴别，是溶栓筛选的主要指标之一［17］。DWI 诊断ACI 的灵敏度为87.3%，特异度为99.0%，在ACI 早期阶段，脑组织灌注不足可能引起相应症状，但不会明显限制DWI 的水弥散，每延迟60 min，DWI 检出阳性率增加4%［18］。DWI 的Alberta 卒中项目早期CT 评分可用于评估ACI 患者的早期脑组织缺血性改变，并可预测重组组织型纤溶酶原激活剂静脉溶栓患者的临床预后。近年来研究发现，ACI 患者DWI 的Alberta 卒中项目早期CT 评分值与神经功能缺损症状发作时间无关，与脑血流灌注相关，有利于发病6 h 内可获得溶栓受益患者的鉴别［19］。DWI 是目前诊断ACI 最敏感的检查，可评估静脉溶栓治疗时机，并判断预后。超早期脑梗死可出现DWI-FLAIR 不匹配，通过DWI-FLAIR 不匹配可推测发病时间不确定患者的ACI 发病时间，有助于筛选溶栓受益患者［13］。

1.4 PWI 血供正常组织的血流速度较缺血组织快，信号衰减迅速，而血流缓慢部位信号衰减速度较慢，甚至不衰减，并呈现相对高信号。PWI 通过观察静脉注射顺磁性对比剂后的血流信号衰减速度，并结合回波平面成像技术获得血流动力学和脑血管功能状态等信息的成像技术。Simonsen 等［5］的研究显示，DWI 与PWI 联合诊断ACI 的灵敏度可达97.5%;小血管病变和后循环梗死的DWI 可表现为阴性。Wolman 等［6］的研究证实，可通过DWI 和PWI 准确识别前循环ACI，仅通过PWI 就能准确定位96%ACI 患者的前循环梗死;在一定情况下，PWI 可排除伪影的影响取代MRA，并可显示MRA未能识别的病变。

Warach 等［20］首先提出，PWI 与DWI 不匹配的区域即为IP，脑组织急性缺血使脑细胞活动停止、功能丧失，但未发生细胞形态学改变和坏死。存在IP 的ACI 患者溶栓后的血管再通率高，神经功能改善更明显，由此可见，通过PWI 和DWI 可发现ACI 患者中的溶栓受益者，并指导治疗时间窗外患者的治疗［21］。

1.5 三维ASL 技术 三维ASL 技术是利用内源性对比剂成像的功能磁共振技术，通过标记人体血液中自由扩散的水分子获得脑血流量的灌注成像，仅3 ～5 min 便可评估和量化脑组织灌注状态，具有无创、成本低、操作简单、可重复检查等优点。三维ASL 不仅对ACI、亚急性脑梗死患者的检出率高，对短暂性脑缺血发作的检出率亦可达到70%，诊断灵敏度 明 显 高 于DWI［22］。Bokkers 等［23］的 研 究 发现，三维ASL 对腔隙性梗死灶不敏感，对较大梗死灶及低灌注的检出率与动态磁敏感对比增强灌注技术相似;对于不适合注射外源性对比剂的肾小球过滤率较差或血液透析患者，三维ASL 是可行性的替代方法;张水霞等［24］的研究证实，与动态磁敏感对比增强灌注技术相比，三维ASL 对脑梗死的脑血流灌注敏感性更高。Zaharchuk 等［25］的研究发现，与PWI-DWI 不匹配相比，三维ASL 对ASL-DWI 不匹配存在过度评估，与其可更敏感地反映脑缺血状态有关，ASL-DWI 不匹配可出现在IP 和良性灌注不足区。由此可见，三维ASL 可精确地指导脑梗死溶栓治疗，并评价患者预后，具有广阔的临床应用前景。

研究发现，溶栓后脑血流过度灌注是发生脑梗死后出血转化的独立危险因素，出血转化的潜在机制尚不清楚，可能与代谢产物导致血脑屏障破坏、血管通透性增高有关，在DWI 显示病变范围或其周围出现过度灌注的ACI 患者发生出血转化的概率是无过度灌注患者的3 倍［26］。三维ASL 不仅可监测梗死后出血转化，还可动态观察ACI 患者急性期和慢性期的脑血流灌注情况，指导下一步治疗。国外学者通过观察三维ASL 原始图像发现了动脉内穿行伪影，即血液流速减慢或滞留在血管内形成的特殊影像，证实了根据动脉内穿行伪影的特点诊断颈内动脉狭窄或闭塞的敏感性和特异性优于MRA［27］。另有研究发现，MRI 联合三维ASL 和磁敏感加权成像(susceptiblility weighted imaging，SWI)能更好地评价细胞氧代谢状态、血液灌注、IP 范围、侧支代偿储备以及患者的近期预后等，可为临床诊断和治疗提供依据［28］。

1.6 SWI SWI 利用不同组织间磁敏感的差异增强显示顺磁性物质(去氧血红蛋白、含铁血红素等)，可在溶栓前发现CT 无法显示的脑组织微出血，从而预判溶栓治疗伴发出血性转化的风险，预测ACI 患者溶栓的危险性，减少溶栓后出血事件的发生［29］。SWI 还可显示静脉结构，梗死部位静脉结构是缺血组织可挽救的特征性SWI 表现，若发现梗死部位静脉结构，应及时建立血液灌注，否则此部位将会发生梗死，可见，SWI 可用于评估受损脑组织的存活，并指导溶栓治疗［30］。随着ACI 受损脑组织血管中脱氧血红蛋白增加，SWI 图像出现低信号改变，反映了动脉流量减少所致的低灌注状态，此改变早于DWI 的信号改变，能更快地反映细胞毒性水肿，有助于指导早期治疗［31］。

存在IP 且无出血风险是ACI 患者溶栓治疗成功的关键，因此，IP 的预处理非常重要。研究发现，DWI-SWI 不匹配是简便可行的IP 评估方法，评估IP 的敏感性与PWI 相仿，不仅能够评估脑血流灌注状态，还能预测溶栓后出血风险，可作为ACI 患者的常规检查方法之一［32］。

1.7 静息态功能磁共振 静息态功能磁共振通过测定血液氧合水平依赖信号的变化获取脑部神经活动信息，评估脑部血流灌注及功能状态，多用于神经精神疾病的研究，如阿尔茨海默病、抑郁症、精神分裂症等。研究证实，静息态功能磁共振可作为评估再灌注治疗后ACI 患者灌注状态和功能状态的有效方法;缺血脑组织的功能恢复较其血流动力学恢复所需时间更长［33］。一项比较梗死核心组织、IP 组织和正常脑组织中低频波幅变化的研究发现，静息态功能磁共振可指导溶栓，并有助于神经保护治疗方案的选择［34］。此外，弥散张量成像可用于评价组织结构的连贯性和完整性，并可准确判断病灶，对判断预后和疗效具有重要意义;核磁共振波谱分析可显示病变组织代谢和生化改变，故可用于评估病变部位细胞功能状态。

2 脑梗死的治疗

脑梗死治疗可分为超早期治疗、个体化治疗、整体化治疗，超早期溶栓治疗操作简单，效果明显，对于ACI 患者的神经功能恢复有重要意义，其中静脉溶栓是目前最常用的溶栓途径。以组织型纤溶酶原激活物为代表的第2 代溶栓药物，可广泛存在于血管内皮、血液以及组织中。通过重组技术产生的重组组织型纤维酶原激活剂的溶栓能力强、特异性高，对全身纤溶系统影响小，药物半衰期仅4 ～6 min，药物使用安全性高，现已成为一线溶栓治疗药物，可通过CT 灌注成像异常代表区、DWI-PWI 不匹配区或DWI-ASL 不匹配区确定可挽救IP 的范围，对发病4.5 h 以内的ACI 患者行溶栓治疗。

国际卒中研究证实，ACI 患者发病3 h 内，重组组织型纤维酶原激活剂静脉溶栓安全有效，亦可将溶栓治疗时间窗扩展至发病4.5 h 内，溶栓越早，患者预后越好［35］。有研究显示，部分ACI 发病时间超过6 h 患者亦可从溶栓中获益，且MRI 检查能够明确超早期脑梗死，使更多ACI 患者接受积极治疗并获益［36］。静脉溶栓时间窗窄，大血管再通率低，血管再闭塞发生率及出血转化风险均高，限制了静脉溶栓的临床应用，功能磁共振检查对超早期脑梗死至关重要，Schaefer 等［4］的研究认为，DWI 显示病变＞70 mL 或美国公立卫生院卒中评分＞20 分患者的再灌注治疗临床疗效差，故应尽快完善ACI 患者的MRI 检查，对不适合溶栓治疗患者，应行早期药物治疗，以改善预后。

3 小 结

DWI 对脑组织缺血具有高度敏感性，目前DWI仍是评估ACI 最常用的检查方法［17］。MRI 是选择安全、有效、适当血管内治疗方法的常用检查手段，具有重要的临床意义［37］。MRI 可提供诊断ACI 的必要信息，有助于确定治疗方案;MRI 不仅可明确超早期脑梗死的梗死部位，还有助于筛选溶栓治疗不能受益患者，避免其再灌注损伤［38］。影响ACI 患者预后的因素众多，不能仅以发病时间＜4.5 h 作为重组组织型纤维酶原激活剂的溶栓治疗标准，应结合多模式MRI 检查确定ACI 患者的治疗方案。三维ASL 能够可靠地反映ACI 患者的低灌注状态，有助于评价溶栓时间窗不明确、发病超过4.5 h 的ACI 患者的IP，并指导溶栓治疗。未来仍需进行大量功能磁共振技术的临床研究，以期更好地指导疾病诊断和治疗。