磁共振擴散加權成像——中樞神經系統(tǒng)應用篇（一）

pppsss 2020-02-26

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擴散加權成像由于受到信噪比,、空間分辨率以及幾何形變等因素制約,，最初在臨床上的主要應用領域就是中樞神經系統(tǒng)。不過近年來隨著磁共振成像設備整體性能的提高,，包括磁場強度,、射頻線圈以及梯度系統(tǒng)性能的改進和提高，使得擴散加權成像的臨床應用越來越廣泛,。不僅在中樞神經系統(tǒng)的應用越來越深入,，在體部各個系統(tǒng)都得到了廣泛的應用?；跀U散加權成像的成像機制，擴散加權成像通常較常規(guī)序列在病變檢出方面具有更高的敏感性,，而且通過定量分析可以獲得表觀擴散系數(shù),，這又能對病變的病理改變提供重要的影像學信息。我們在使用擴散加權成像過程中,，除了需要清晰地了解和掌握擴散加權成像本身的成像原理外,，還需要清晰地了解每個器官部位的具體挑戰(zhàn)和掃描策略，這樣才能揚長避短,，最大化的發(fā)揮技術的臨床優(yōu)勢,。這里，筆者想談談自己的一點體會,。

擴散加權成像在中樞神經系統(tǒng)的應用：因為頭部容易制動,很多新技術的開拓應用經常始于頭部檢查,。擴散加權成像在頭部的應用非常廣泛，無論對于病變的早期發(fā)現(xiàn)和早期診斷,，還是對于病變的診斷和鑒別診斷都有著重要的臨床意義,。

一．DWI在缺血性腦卒中中的應用：擴散加權成像能夠探測水分子的擴散行為，所以迄今為止仍然是檢出缺血性腦卒中梗死核心最敏感的手段,。在歐州卒中相關治療指南中,，擴散加權成像已經成為缺血性腦卒中綠色通道中的快速成像指南,。雖然近年來有些研究表明,，缺血性腦卒中超急性期在擴散加權成像上顯示的高信號不一定完全是梗死核心,，因為有些經過治療的病灶可以減小或消失，但是筆者認為這絲毫不影響擴散加權成像在缺血性腦卒中的重要應用地位,。因為迄今為止還沒有一種技術能夠像擴散加權成像一樣如此快速,、如此敏感的明確早期缺血性改變所導致的可以識別的影像學改變。這里建議大家在缺血性腦卒中中使用擴散加權成像時應該思考以下幾個問題：

DWI是最高效的明確早期腦梗死的手段:對于缺血性腦卒中而言,，所有的影像學評估都必須考慮時間效率的問題,。事實上，在缺血性腦卒中綠色通道中的每個環(huán)節(jié)中,，時間都是一個重要的考量因素,。基于EPI信號讀取的DWI成像通常能在幾十秒的時間內完成檢查并能非常敏感的明確有無缺血病變，這在臨床實際工作中具有重要的現(xiàn)實意義,。雖然CT檢查通常是缺血性腦卒中綠色通道的首選影像學檢查,，但對于那些明確沒有出血的病例，如果能夠進一步進行DWI成像,，這對于明確梗死核心的大小以及進一步的溶栓治療都非常重要。在缺血早期,，引起的組織學改變是缺血缺氧所導致的細胞毒性水腫,，這時病變區(qū)總體水分含量增多并不明顯,，但因為細胞腫大（鈉鉀泵失調）導致細胞間隙變小,，此時便可以有不同程度的水分子擴散受限,。因此,，在DWI圖像上就可能有擴散受限和病變區(qū)信號增高,。盡管經過仔細觀察,，我們在常規(guī)的T1或T2像也可以發(fā)現(xiàn)相應區(qū)域腦回腫大,，但相比于常規(guī)序列而言,，DWI的高信號改變更容易被肉眼識別。在溶栓之前明確梗死核心的大小對于溶栓方案的制定也是重要的參考依據(jù),，如果梗死核心超過70毫升的病例就不太適合溶栓治療,，因為溶栓后出血的風險較高。如前文所述，近年來大家對于DWI所顯示的高信號的特異性進行了一些研究,，也有部分報告提出,，這些高信號也可能經過治療得以縮小或恢復。于是有些研究提出了一些其他的方法,，如擴散峰度成像等用于明確梗死核心判斷,。不過筆者認為，迄今為止這些技術尚無法替代DWI成像的重要地位,。所有這些科研探索的序列,，過長的成像時間和繁瑣的后處理使得它們在臨床上的應用還不可行，而且一個后處理的模型越復雜,，其臨床上可靠性就越值得思考,。另外，盡管對于DWI高信號改變的特異性提出一些異議,，但這只能說DWI的敏感性過高,。這對于及早明確缺血改變并得到及時的治療是有非常積極的臨床意義的,。一句話,，我們沒有必要抱著一些問題糾結不放，真正幫助臨床解決問題是最重要的宗旨,。

圖片說明：DWI成像更敏感的明確早期缺血改變所致的高信號改變,。與常規(guī)成像序列相比，DWI成像清晰顯示常規(guī)序列未能顯示的左側基底節(jié)區(qū)缺血改變所致的高信號病灶,。

DWI成像所測得的ADC值有助于明確梗死分期：擴散加權成像過程中,，受T2透射效應的影響，有些T2像表現(xiàn)為高信號的非超急性期梗死病灶在DWI圖像上也表現(xiàn)為高信號,，所以我們不能簡單的根據(jù)DWI的信號改變區(qū)分梗死分期,。但因為在DWI成像過程中我們可以通過計算得到更能反映水分子擴散行為的ADC分布圖，當然在GE的磁共振平臺也能得到剔除了T2透射效應的eADC圖,，根據(jù)這些，我們能更準確的明確有無擴散受限,，依此我們能更準確的區(qū)分梗死分期,。一般在b值不是特別高的時候，如2000以下,，我們可以粗略的認為此時的擴散加權成像符合單指數(shù)擴散分布,。在這種情況下，擴散加權圖像信號強度和b值的關系滿足以下公式：S=S₀e^-bADC,根據(jù)這個公式,，通過兩個不同b值的掃描計算出ADC值,。這里的S₀可以理解為當b等于0（也可以是低b值時）的信號強度，這個信號強度更大程度上反映的是由成像過程中的TR、TE等所決定的T2對比,，在擴散成像過程中所得到的信號強度S受T2對比的影響,。而我們所說的eADC圖就是e^-bADC=S/S₀，通過這個相除去除了T2對比對信號的影響,。

圖片說明：通過DWI成像中的ADC值能夠更準確的區(qū)分梗死所處的時期,。盡管上下兩排圖像都表現(xiàn)為長T1、長T2信號,，但在擴散圖像上表現(xiàn)不同,。上排圖像中DWI像上病變幾乎呈等信號，ADC圖表現(xiàn)為高信號,，提示病變擴散相對自由,、進入到血管源性水腫期；而下排圖像DWI像上呈高信號改變,，ADC呈低信號改變,，提示有擴散受限、存在細胞毒性水腫,。

與灌注圖像聯(lián)合評估缺血半暗帶：對于缺血性腦卒中病例而言,，評價有無缺血半暗帶對于進一步的臨床治療是重要的影像學依據(jù)。雖然目前大多數(shù)醫(yī)院對于溶栓時間窗內的缺血性卒中病例仍以CT檢查為主,，但對于超時間窗的病例而言,，磁共振的多模態(tài)評估卻是決定是否進一步血管內取栓的關鍵依據(jù)。隨著對缺血性腦卒中認識的不斷深入,，目前對于缺血性腦卒中的評估已經實現(xiàn)了從時間窗評估到組織窗評估的飛躍,。更準確的組織窗評估是基于磁共振多模態(tài)評估，包括擴散,、灌注等功能成像,。聯(lián)合觀察擴散和灌注圖像有助于評估有無缺血半暗帶的存在。當然,，缺血半暗帶的存在既提示有治療機會的存在,，也提示有進一步惡化的潛在可能。這里通過一個病例我們來分析并說明我們在使用成像技術時應該如何正確客觀的予以解讀評估,。

圖片說明：聯(lián)合擴散和灌注圖像評估有無缺血半暗帶存在,。圖1、2提示低灌注缺血區(qū)域明顯大于DWI所見高信號區(qū)域,，提示有缺血半暗帶存在,，這既是治療的機會，也提示有潛在惡化的可能,。圖3,、4提示DWI所見高信號和灌注上的低灌注區(qū)一致，提示病人不存在缺血半暗帶，沒有溶栓必要,，短期內也無惡化可能,。

圖片說明：上排圖像是初次檢查時所見，在常規(guī)序列T2,、T1及T2 Flair像右顳葉未見明顯異常信號改變,，而在DWI圖像上提示右顳葉可見片狀高信號改變，提示有缺血性腦卒中改變,，同期3D ASL灌注CBF圖像提示右側大腦中動脈流域大片低灌注區(qū)域,。DWI和3D ASL灌注圖像相比提示有缺血半暗帶存在。下排圖像顯示雖經過積極治療在兩周后右大腦中動脈流域大片腦埂死,。這說明缺血半暗帶的存在也提示有潛在惡化的可能,。

這里通過這個病例也想順便說明我們在觀察DWI圖像時應該用動態(tài)的觀點來思考。這里我們需要注意的一點是,，雖然在首次磁共振檢查時DWI圖像所見的高信號區(qū)不是很大,，但請大家注意梗死在DWI上的改變也是在快速的動態(tài)變化中的。只不過我們是把在檢查瞬間的DWI表現(xiàn)給定格了,。我們不能用這樣一幅靜的圖像來概括整個動態(tài)變化過程,。在這種情況下諸如3D ASL灌注成像就特別重要，它可以提示更準確的缺血區(qū)域,，當這個低灌注區(qū)域大于DWI高信號區(qū)域時就提示缺血半暗帶的存在,，但同時也提示有惡化的可能。如果后來我們能夠連續(xù)觀察DWI的變化,，我們就能更準確地觀察到梗死范圍瞬息萬變的動態(tài)變化過程,。