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临床研究
磁敏感加权成像与TOF-MR血管成像对急性脑梗死中大脑中动脉内血栓检测的对比研究
郭淑宁 邹广东 尤克增

郭淑宁,邹广东,尤克增.磁敏感加权成像与TOF-MR血管成像对急性脑梗死中大脑中动脉内血栓检测的对比研究.磁共振成像, 2015, 6(9):652-655. DOI:10.3969/j.issn.1674-8034.2015.09.003.


[摘要] 目的 比较研究磁敏感加权成像与TOF-血管成像(MRA)两种方法对检查急性脑梗死中大脑中动脉主要血管段内急性血管闭塞的诊断准确性。材料与方法 61例大脑中动脉供血区急性脑梗死患者均行常规磁共振(MRI)和DWl、SWI、TOF-MRA检查。对SWI检测到的磁敏感血管征象(SVS)与MRA检测的大脑中动脉主要血管段不同程度狭窄或闭塞频率通过McNemar检验进行比较。结果 61例脑梗死病变在DWI图像上均显示高信号,47例患者的患侧大脑深髓静脉较对侧明显扩张。59例患者在SWI上明确清晰显示SVS,其中有56例患者的SVS与MRA显示的闭塞或狭窄位置相匹配。两种技术在检测M1段内血栓性闭塞的灵敏度没有明显差异(SWI:98.1%;MRA:98.1%),而在检测M2/M3段血管内血栓的灵敏度存在显著差异(SWI:75.0%;MRA:37.5%;P<0.001)。结论 SWI和MRA均能检测到急性脑梗死中血管内血栓性闭塞或狭窄,其在检测主要血管狭窄或闭塞方面的灵敏性没有差别,但是在检测较小、迂曲动脉段及髓静脉方面SWI更具有优越性。
[Abstract] Objectives: The aim of this study was to compare the diagnostic accuracy of both methods of susceptibility weighted imaging (SWI) and time-of-flight MR angiography (TOF-MRA) in determining middle cerebral artery occlusion in patients with acute ischemic stroke.Materials and Methods: Sixty-one patients who presented with clinical symptoms for acute ischemic stroke in the territory of the middle (M1, M2/M3) cerebral artery (MCA) were performed with conventional MRI, DWI, SWI and TOF-MRA. The frequency of hypointense susceptibility vessel signs (SVS) on SWI and vessel occlusion or stenosis on TOF-MRA were compared using the McNemar test.Results: All of the 61 patients displayed hyperintention on DWI in the infarction area. Forty-seven patients showed larger deep medullary vein than the contralateral. Fifty-nine patients displayed a clearly definable SVS on SWI. In 56 patients the SVS was associated with occlusion or stenosis on TOF-MRA. Sensitivity for detection of thrombi within M1 did not show any significant difference between both techniques (98.2% for both SWI and TOF-MRA) while the sensitivity for detection of thrombi within M2/M3 was significantly different (75.0% for SWI versus 37.5% for TOF-angiography, P<0.05).Conclusions: SWI and TOF-MRA provide similar sensitivity for acute embolic occlusion in stroke while SWI is superior for the detection of embolic occlusion in small, tortuous arterial vessel segments and deep medullary vein.
[关键词] 脑梗塞;磁共振成像;磁共振血管造影术
[Keywords] Brain infarction;Magnetic resonance imaging;Magnetic resonance angiography

郭淑宁 山东省临沂市沂水中心医院影像科,临沂 276400

邹广东 山东省临沂市沂水中心医院影像科,临沂 276400

尤克增* 山东省临沂市沂水中心医院影像科,临沂 276400

通讯作者:尤克增,E-mail:youkezenga@163.com


收稿日期:2015-04-21
接受日期:2015-08-06
中图分类号:R445.2; R743 
文献标识码:A
DOI: 10.3969/j.issn.1674-8034.2015.09.003
郭淑宁,邹广东,尤克增.磁敏感加权成像与TOF-MR血管成像对急性脑梗死中大脑中动脉内血栓检测的对比研究.磁共振成像, 2015, 6(9):652-655. DOI:10.3969/j.issn.1674-8034.2015.09.003.

       缺血性脑卒中具有极高的发病率,约占全部脑血管病的75%,颅内血管内血栓形成是其主要原因,对血栓的位置早期定位诊断并及时有效治疗对其预后有重大意义。虽然磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)、灌注加权成像(perfusion-weighted imaging, PWI)及MRA可给出急性脑卒中缺血的病理信息,但不能精确判断是否伴有急性脑出血和动脉内血栓形成,影响医生对治疗的选择和预后的判断。

       磁敏感加权成像(susceptibility-weighted imaging,SWI)作为MRI的一种新技术,通过对梯度回波相位图像的转换,能够对磁敏感物质产生更好的对比与显示效果,比如脱氧血红蛋白和钙等,可以显示敏感血管征象[1,2]。本研究对SWI和(magnetic resonance angiography,MRA)对大脑中动脉供血区急性脑梗死的主要血管段狭窄及闭塞的检测敏感性进行对比研究,以探讨SWI的临床诊断应用价值。

1 材料与方法

1.1 临床资料

       选取本院2014年1月至2015年4月间因急性脑卒中急诊入院,临床确诊为脑梗死、经常规MR和(或) CT检查排除脑出血或其他疾患的病人61例,男35例,女26例,年龄41~84岁,平均61.4岁。所有病例在发病48 h内进行MR检查,并确诊为大脑中动脉供血区的急性脑梗死。本研究经过我院伦理委员会审查并通过,所有受试者在参与此次实验前均签署知情同意书。

1.2 MRI检查方法

       所有病例均采用西门子公司生产的超高场强3.0 T MR成像系统。均行MR平扫包括快速自旋回波(FSE) T2Wl (TR 4200 ms,TE 96 ms),扩散加权成像(DWI)应用EPI序列:TE 100 ms,TR 5400 mm,FOV 22 cm×22 cm.层厚5 mm,b值1000 s/mm2。MRA采用TOF法:TE 3.6 ms,TR 21 ms,FA 18°,FOV 230 mm×230 mm,层厚0.6 mm,矩阵384×384,扫描时间3 in 44 s。MIP重建,获得完整的脑动脉血管图。SWI采用3DGRASS序列,TE 20 ms,TR 27 ms。FA 15°,层厚1.7 mm,无间隔,FOV 23 cm×23 cm,矩阵256×256,扫描时间2 min 15 s,部分或覆盖全脑。SWI图像后处理采用西门子公司临床工作站。

1.3 图像分析

       图像分析由2名有经验的神经放射学医师在PACS系统上进行。缺血性脑梗死区域定义为DWI的高信号区。对所有患者DWI高信号区的供血血管进行SWI-SVS及MRA狭窄或闭塞程度进行评估。根据先前的文献研究[3],SWI的磁敏感血管征象(SVS)定义为图像上显示所累及血管段低信号带直径大于正常侧血管直径,MRA血管狭窄或闭塞定义为信号中断或信号减少(图1图2)。2名放射医师对位于DWI高信号缺血区的SWI及MRA病变图像进行目视评估。

图1  右侧大脑半球急性脑梗死。A:DWI显示右侧大脑半球梗死区高信号;B:SWI右侧大脑中动脉M1、M2段低信号血栓信号;C:MRA显示右侧大脑中动脉M1段闭塞,远端分支明显减少;D:右侧大脑半球深髓静脉显影
图2  左侧大脑半球急性脑梗死。A:DWI显示左侧大脑半球梗死区高信号;B:SWI显示左侧大脑中动脉M1、M1/M2段低信号血栓信号;C:MRA显示左侧大脑中动脉M1段闭塞,远端分支明显减少;D:左侧大脑半球深髓静脉显影
Fig. 1  Patient with acute right-hemispheric-stroke. A: DWI images showed high signal in the right hemisphere infarction area. B: Show typical appearance of a susceptibility vessel sign (SVS) on SWI. C: TOF-angiography demonstrates occlusion of the right MCA in the M1 segment. D: The appearance of right hemisphere deep medullary vein.
Fig. 2  Patient with acute left-hemispheric-stroke. A: DWI images showed high signal in the left hemisphere infarction area. B: Show typical appearance of a susceptibility vessel sign (SVS) on SWI. C: TOF-angiography demonstrates occlusion of the left MCA in the M1 segment. D: The appearance of left hemisphere deep medullary vein.

1.4 统计分析

       所有数据均采用SPSS 13.0统计软件对数据进行分析处理,P<0.05认为差异具有统计学意义。用McNemar检验来比较的两种成像方法检测急性血栓及闭塞或狭窄的阳性率。

2 结果

       脑梗死病变信号特点全部脑梗死病变在T2WI和DWI均呈高信号,在T1WI呈稍低信号。在DWI显示的病变范围中。有48例与T2WI所见大小基本一致,13例显示比T2WI范围大。

       61例患者中59例在SWI上明确清晰显示受影响血管的SVS,其中有56例患者的SVS与MRA显示的闭塞或狭窄位置相匹配(图1图2)。3例在SWI检测到SVS的患者在TOF MRA上没有检测到任何异常征象。2例急性脑梗死患者在两种检测方法上没有检测到任何异常。在SWI与MRA闭塞或狭窄相匹配的例患者中,病变主要位于MCA M1 (53例)和MCA M2/M3 (6例)。而在3例MRA未检测到病变的患者,SWI检测的病变都位于MCA M2/M3。

       M1病变的MRA和SWI检出率均为98.1%,而对M2/M3段病变检出率,MRA为37.5%,SWI为75%。McNemar检验显示两种技术在检测M1段内血栓性闭塞的灵敏度没有明显差异,而在检测M2/M3段血管内血栓的灵敏度存在显著差异(P<0.001)。

       此外还观察到在所有53例M1段病变患者中,有47例患者的患侧大脑深髓静脉对侧显影明显扩张(图1图2),而在MRA图像上没有观察到此现象。

3 讨论

       SWl作为静脉成像方法已在临床及研究中应用多年,但直到近年来随着设备硬件的提升、扫描序列和软件的发展,其在急性脑卒中的动静脉血栓探测、微量出血探测和脑组织活性判断方面的研究应用才引起临床医生的关注并成为研究焦点。

       SWI是一种全新MR成像技术,采用高分辨率的3D梯度回波序列,在三个方向上附加流动补偿,薄层扫描、同时采集磁矩图(magnitude imaging)和相位图(phase imaging),并对相位图进行高通滤波处理形成相位蒙片,然后与磁矩图结合形成SWI图像[4]

       在本研究中,注意到有少部分病例的DWI病变范围较T2WI显示范围略扩大,这可能与梗死核心区周围存在缺血半暗带或良性缺血区所致。

       本研究结果表明,由于SWI利用磁敏感效应成像,其对急性缺血性脑卒中患者血管血栓非常敏感,但是也有一定的局限性,如果血栓中的导致局部磁场改变的磁敏感物质浓度低甚至不存在的情况下,SWI就会检测不到这种血栓,这可能是本研究中2例SWI未检测到SVS的原因[5]

       TOF-MRA成像技术基于血管的流入增强效应,通过使用梯度回波序列多次激励后静止组织处于稳定饱和状态,信号很低,而流入成像层面的血液则由于流入性增强效应而出现高信号。SWI和TOF-MRA成像原理不同,检测对象不同,导致其对同一种病变不同的检测效率。通过MRA成像原理,它可以显示受累血管部位与范围,以此间接反映血管腔内的改变,由此推断血管内血栓的存在,而不是直接对血管内的血凝块进行成像。TOF-MRA由于对容积内血流饱和明细,导致其对慢血流不敏感,这一现象影响TOF-MRA对较小动脉及迂曲动脉血管的显示,比如M2、M3。这可能是MRA对M2/3段栓塞检出率较低的原因。

       此外,在临床上急性脑梗死病人往往躁动不安,TOF-MRA扫描时间相对较长,由此产生的运动伪影直接影响MRA的血管成像质量,影响图像的观察、分析。SWI顺磁性物质产生磁场扰动要大于其本身的体积范围[6],由于此放大作用SWI能显示小血管内的急性血栓,而且SWI扫描速度快,能够较快推测病变区病理变化方面的信息,可以克服患者因躁动影响检查的难题[7]。尽管如此,由于SWI与MRA不同的成像原理,两种成像方法能够在诊断急性脑梗死中互相提供重要的辅助信息[8],所以两种技术不可能完全相互取代,相反,这两种技术在诊断血管栓塞性病变中因不同的成像原理参数互补而相得益彰。

       此外,笔者发现绝大部分大脑中动脉干血栓形成的患者,同侧深髓静脉较对侧明显扩张,这一现象可能与梗死区域对血管中氧气摄取增多导致去氧血红蛋白比例增加所致,是否反应梗死去脑组织缺氧状态需要进一步研究。由于MRA对静脉慢血流敏感,所以现象在MRA上难以观察到。

       本研究存在一些局限性。首先,只对大脑中动脉供血区的急性血管病变进行了研究,下一步可以展开更广泛的研究;此外,患者的发病到MRI检查的时间间隔可能会影响MRI对血栓检测的准确性,需要进一步研究MR检测时间间隔对血栓信号的影响。

       SWI和MRA均能检测到血管内血栓性闭塞或狭窄,其在检测主要血管狭窄或闭塞方面的灵敏性没有差别,但是在检测周围较小或迂曲动脉段栓塞及髓静脉方面SWI更具有优越性。笔者推荐在颅脑血管性病变MR检查中将SWI作为常规序列进行扫描。

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