急性脑梗死DWI高信号的消失机制与时间进程
急性脑梗死DWI高信号的消失机制与时间进程
急性脑梗死的DWI影像学表现是临床诊断和治疗的重要依据。本文将深入探讨急性脑梗死DWI高信号的消失机制和时间进程，帮助临床医生更好地理解这一影像学特征及其临床意义。
DWI和ADC的基础知识
脑梗死发生后，Na/K-ATP酶失活，细胞内水分增加（细胞毒性水肿），导致细胞外间隙减小，水分子的弥散受限。
DWI是评估弥散受限最可靠的方法，其敏感性为88%～100%，特异性为86%～100%。只有约7%的脑梗死DWI为阴性。
DWI阴性脑梗死多见于：后颅窝梗死（最常见）、小梗死、发病早期（<6小时）。DWI受到ADC（表观弥散系数）、b值（弥散敏感因子）、T2等影响。
简单的说，弥散能力越强，ADC值越大，ADC信号越高。b值越高，DWI的敏感性越高，但信噪比低。b值越低，对水分子扩散运动就不够敏感。b=0时，DWI就是T2像。
某些组织或病变由于T2弛豫时间长（水分含量高，T2明显增高），即使水分子的弥散不受限，也会在DWI上表现为高信号，这称为T2透射效应（T2shine-througheffect）。亚急性脑梗死（血管源性水肿）、表皮样囊肿等也可表现出T2透射效应。
为什么梗死早期DWI高信号就消失了？
少数患者的DWI病灶可以早期逆转。DWI逆转常见于发病3至6小时内接受再灌注治疗(溶栓或者取栓)的患者（图1）。
图1.取栓后DWI逆转患者的MRI。上列为症状出现5小时的MRI，6.5小时取栓。中间是术后1.8小时MRI。下列为第5天时的FLAIR相，逆转区域用箭头显示。
在基于DWI的研究中，DWI逆转的发生率为26.5%；在基于Flair/T2的研究中，DWI逆转的发生率为6%。DWI逆转与临床结局改善相关。
目前相对一致的看法是DWI逆转与缺血组织的再通或再灌注治疗有关。有研究认为，白质耐受缺血时间较长，白质病灶比灰质更容易出现逆转。栓塞性脑梗死的DWI病灶也更容易出现逆转。
从机制上讲，DWI早期逆转与ADC值的增加有关。脑梗死的后期，随着细胞破裂和血管源性水肿的出现以及再灌注后脑血容量的增加，水分子扩散恢复正常，ADC值在4～10天逐渐增高并假正常化。研究者发现在DWI早期逆转的组织仍然有神经元坏死。说明DWI病灶发生了逆转并不一定表明没有神经元损失。
图2.一名脑梗死患者的一过性DWI逆转。第一行是发病2.4小时的MRI，发病3小时行血管内治疗。手术结束后1.8小时复查MRI，DWI病灶完全逆转。第3天DWI病变再次出现。
DWI逆转有时是一过性的，之后DWI病灶又重新出现（图2）。
需要注意的是，偏头痛（图3）、癫痫发作（图4）、短暂性脑缺血发作、短暂性全面性遗忘症、PRES患者也可表现出一定程度的弥散受限，其中部分患者DWI可消失。
图3.偏头痛患者的MRI。上列（A、B、C）为发病时，下列（D、E、F）为发病3天。
图4.静脉血栓和癫痫发作患者的MRI。A、B、C为发病11小时，D、E、F为发病3天。
DWI和ADC变化的时间进程
脑缺血发生之后30分钟，由于细胞内ATP耗竭和Na+-K+ATP泵衰竭引起的细胞毒性水肿。ADC值在1～4天时下降，在1～2周后恢复到基线水平。DWI表现为明显的高信号。
在缺血和再灌注损伤的作用下，BBB破坏，缺血脑组织中炎症介质的释放，出现血管源性水肿。水分子从血管外渗到细胞间质，水分子扩散不再受限制。ADC逐渐增加到或超过正常值，这个时间通常是2周左右（演变过程见图5～6）。
图5.急性脑梗死DWI和ADC信号的演变过程
图6.急性脑梗死DWI和ADC信号的演变过程
因白质耐受缺血时间长，ADC信号下降在白质中持续时间比灰质久。此外，组织空泡形成以及胶质增生也是原因之一。此后，DWI上持续高信号多是由于血管源性水肿导致的细胞外水含量增加，组织的T2弛豫增加（T2透射效应）。多数患者的DWI高信号在1个月内消失（图7）。
图7.脑梗死患者6h、6d、13d和1月时的DWI、ADC和T2W图像。DWI在6h时为高信号，2周时恢复至等信号。
为什么脑梗死DWI会呈持续高信号？
部分患者在梗死后1个月（或更久）仍表现为DWI高信号、ADC低信号(图8)。
图8.脑梗死患者3h、7d、14d和1月时的DWI、ADC和T2W图像。1个月时的DWI显示梗死的「持续高信号」区域，与ADC图像上的低信号区域对应。
有研究者对1个月时DWI「持续高信号」的脑梗死患者的临床特征和DWI/PWI值进行了比较。
结果发现，42例患者中有27例(64%)在1个月时有「持续高信号」梗死区，主要位于白质。这些患者症状更为严重，基线ADC较低，ADC降低的时间延长，平均通过时间(MTT)和脑血流量(CBF)更难恢复，3个月时预后更差。
研究者认为DWI持续高信号表明：更严重的细胞毒性水肿阻碍再灌注，可以视作「再灌注不良」。
另有研究表明，与大梗死相比，腔隙性梗死在DWI上保持高信号的时间可能更长(54～144d)。这也提醒临床要更多地关注这些患者。
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