急性脑梗死DWI阴性原因分析

鲁 奎，郑 龙

(1. 湖北民族大学医学部，湖北 恩施 445000；2. 湖北民族大学附属民大医院 神经内科, 湖北 恩施 445000)

磁共振的弥散加权成像(diffusion-weighted image，DWI)从1986年开始应用于临床，能在体外对体内水分子的随机运动及扩散情况进行无创评估[1]。在急性缺血性脑血管病发生后，病变血管支配区的脑组织出现细胞毒性水肿，受累脑组织水分子扩散障碍，因DWI对水分子的随机移动能力有很强的敏感性，故出现细胞毒性水肿的缺血脑组织可以通过DWI这一先进技术来检测[2]。在实际应用中，水分子扩散受限的组织在DWI图像上表现为高信号。该技术成像速度快、计算结果稳定，在诊断急性脑梗死时敏感度可高达87.3%，特异度达99.0%[3]。在脑卒中实验模型中，缺血后几分钟内DWI就可以显示出异常信号，而人类脑卒中发生后最早11分钟DWI就可以显示出缺血病灶[1]。基于以上特点，临床医师在急性脑梗死的诊断上对DWI有很强的依赖性。但是，并不是所有的急性脑梗死患者都能在DWI发现阳性病灶。据现有文献报道，急性脑梗死DWI阴性率可达6.8%～13.2%[4-5]。鉴于此，本文将从DWI扫描相关因素、急性脑梗死临床特点相关因素及其他因素来分析急性脑梗死患者DWI阴性的原因，从而提高临床医师对急性脑梗死DWI阴性的认识，进而做出正确的诊断和合理的治疗。

1 DWI扫描相关因素

1.1DWI扫描时间节点 急性脑梗死起病到初次行DWI扫描的时间长短与是否出现DWI阴性结果密切相关，起病后DWI扫描时间节点越早，越有可能出现DWI阴性的情况。DWI阴性的概率随着脑梗死发病后时间的推移而逐渐降低，发病后第1、2、3小时出现DWI阴性的概率分别为25%、21%、7%[6]。有研究指出发病6小时内完善头部DWI检查，DWI阴性组比例明显高于阳性组[7]。急性缺血性脑卒中发病24小时以后再行核磁共振成像检查，DWI序列发现阳性病灶的可能性更大[8]。DWI图像上的平均信号强度在脑梗死发生后40小时达到最大值，到57天时恢复正常[9]。急性脑梗死患者推迟行DWI扫描发现缺血病灶的概率更高，多数DWI阴性病例在复查后可出现DWI阳性结果[10-12]。入院后第一次DWI序列未发现缺血病灶的脑梗死患者，7天后复查 DWI，阴性的概率由12.82%下降至7.05%[13]。但也有少数DWI持续阴性的报道，如曹树刚等[14]报道了1例在发病190小时仍没有发现明确病灶的急性脑梗死患者，Chang等[15]更是报道了1例直到发病336小时才显示阳性病灶的病例。这说明脑梗死发病至扫描时间短不是引起DWI阴性的唯一因素。

DWI是否出现阳性病灶很大程度上取决于缺血脑组织是否有水分子扩散障碍。脑组织侧支循环丰富，在缺血早期可通过侧支循环发挥一定的代偿作用。在急性脑梗死发病后随着时间的推移脑血流量逐步减少，当脑血流量低于35 ml/(100g·min)时，可因缺血缺氧而出现脑功能障碍的临床表现，但此时缺血的脑组织由于侧支循环代偿尚无细胞毒性水肿及水分子扩散障碍，故DWI表现为正常影像；随着时间的延长，脑组织侧支循环代偿作用不足以维持病变血管支配区的血供，脑组织缺血加重，当脑血流量下降至20～25 ml/(100g·min)时，受累脑组织出现细胞毒性水肿，此时行DWI检查可因水分子弥散受限而出现缺血病灶[16-17]。脑血管一过性痉挛也可使脑组织缺血，引起神经功能障碍的临床症状，一般这种情况脑缺血时间较短，脑血管痉挛恢复前尚未出现细胞毒性水肿，故早期行DWI检查无阳性病灶；假如脑血管痉挛一直不缓解，久之可出现细胞毒性水肿及水分子扩散障碍，此时DWI出现异常信号[18]。此外，部分患者入院后及时给予了静脉溶栓、动脉取栓等治疗，使得血管再通，脑组织血流很快恢复，也可出现DWI阴性。因此，对于早期DWI阴性的急性脑梗死患者，不能过度依赖影像结果而延误治疗，从而避免神经功能不可逆的损害。

1.2DWI扫描方法及参数设置 急性脑梗死DWI阴性常与磁共振切片厚度、扫描方向、参数b值的设定等有关。当磁共振切片较厚时，较小的梗死灶常因低于其技术空间分辨率而被磁共振切片遗漏，不能在DWI序列发现缺血病灶[11, 18]。Khaleel等[19]通过研究发现，与层厚为5 mm的标准轴向磁共振切片相比，冠状位3 mm的薄切片可以更好地识别出非常小的缺血性病变。Ohira等[20]研究指出，在标准轴向DWI阴性的患者中，使用薄层冠状DWI扫描可以将阳性率提高50%。因此，我们可以通过减小DWI扫描层厚来提高较小梗死灶的检出率。

DWI阴性情况常常还与扫描方向有关，在脑干梗死时表现更为突出。由于脑干穿孔动脉方向的特殊性，后循环梗死可能被标准轴位DWI遗漏，而冠状位或矢状位切面常与脑干穿孔动脉的方向垂直，冠状位或矢状位DWI比标准轴位DWI能更清楚地检测到所有假阴性脑干梗死，我们可以通过改变或增加DWI扫描方向来提高脑干梗死的检出率[21-22]。

在磁共振运行过程中，b值反映了施加在大脑内水分子上的扩散梯度强度和持续时间，当b值较低时更易出现DWI阴性的情况。临床上用于检测脑梗死的b值通常达1 000 s/mm2，增加b值可以提高对低信号病变的检测率，并改善对比度，从而提高DWI对小梗死灶的敏感性[23]。Ract等[24]研究指出，在3.0 T场强的条件下，b值为2 000 s/mm2比b值为1 000 s/mm2时能检测出更多的急性缺血性病变，尤其是小的病变和位于脑干的病变。因此，可以通过提高b值来提高急性脑梗死DWI的阳性率。

2 脑梗死临床特点相关因素

2.1脑梗死严重程度 DWI阴性与脑梗死严重程度有关，脑梗死程度越轻，越容易出现DWI阴性的情况。美国国立卫生研究院卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale，NIHSS)是公认的可以比较准确反映脑梗死严重程度的量表，NIHSS评分越高，则病情越严重。有研究报道，134例怀疑为DWI阴性的急性脑梗死患者被接纳到医院时，NIHSS评分中位数仅仅为2分[25]。急性脑梗死患者入院时NIHSS评分每增加1分，则DWI阳性的概率增加7%[3]。Zuo等[26]通过对349例急性脑梗死患者回顾性分析发现，在急性脑梗死发病2周时，DWI阳性患者的NIHSS评分显著高于DWI阴性患者[21]。以上证据表明DWI阴性的缺血性脑卒中患者主要见于轻型卒中。

2.2脑梗死病灶大小 DWI阴性脑梗死以小的梗死灶或腔隙性脑梗死最常见，而且多发生在单一血管病变支配区域[11]。有学者分析了DWI阴性脑梗死的病因学分型，一般来说，DWI阴性的急性脑梗死以小动脉闭塞型为主。刘荧等[27]报道了9例DWI阴性的急性缺血性脑卒中患者，有5例为小动脉闭塞型。另有研究纳入了40例DWI阴性的急性脑梗死患者，其中小动脉闭塞型占62.5%[13]。但也有研究指出，除了小动脉闭塞型，大动脉粥样硬化型脑梗死也可以引起DWI阴性[25]。尽管不同学者报道的DWI阴性脑梗死病因学分型有一定差别，但综合分析后可以得出小动脉闭塞型占多数。小动脉闭塞型脑梗死常由穿支动脉粥样硬化或小动脉玻璃样变所致，临床表现为腔隙综合征，这也间接反映了DWI阴性的脑梗死主要见于病灶较小的脑梗死。

2.3脑梗死病灶部位 现有的文献报道几乎一致认为，相较于前循环脑卒中，后循环脑梗死的患者在起病后第一次行DWI检查更难发现阳性病灶，即后循环脑梗死DWI阴性率更高。Aragão Homem等[11]报道了1例同时累及左侧大脑后动脉和左侧小脑前下动脉供血区的初始DWI阴性脑梗死患者。另有研究指出，DWI阴性结果与脑干位置的梗死密切相关[3]。Edlow等[4]通过荟萃分析得出结论：后循环缺血性脑卒中的DWI阴性率为前循环的5倍。后循环脑梗死更容易引起DWI阴性的情况，可能主要与后循环供血特点有关。由于后循环由双侧椎动脉供血以及大脑动脉环的存在等原因，后循环的侧支循环比前循环更丰富，缺血后代偿能力更强，使得后循环对于缺血的耐受能力更强，后循环脑梗死发病后出现细胞毒性水肿的时间更晚，因此出现早期DWI阴性的可能性更大。另外，后循环脑梗死多为小的梗死灶，且脑干穿孔动脉方向较特殊，较小的梗死灶更容易被标准轴位DWI遗漏。因此，当DWI未发现阳性病灶时，我们仍需高度警惕后循环脑卒中的可能性。

3 其他因素

3.1血浆渗透浓度 正常人的血浆渗透浓度为300 mmol/L，Aiba等[28]研究发现，DWI阳性病例的血浆渗透浓度(305.3 mmol/L)显著高于DWI阴性病例(301.3 mmol/L)，也就是说，较低的血浆渗透浓度更容易导致DWI阴性。血浆渗透浓度是急性脑梗死预后的独立预测因子，当血浆渗透浓度大于297 mmol/L时，脑梗死的预后更差[29]。血浆渗透浓度>300 mmol/L时机体处于脱水状态，此时可认为机体为血浆高渗状态，脑组织可因灌注不足而发生脑梗死的风险增加，而且梗死程度更严重，预后更差[30-31]。因此我们推断，较高的血浆渗透浓度常合并脱水，发生缺血性脑卒中的风险越大，病情越重；反之，较低的血浆渗透压脑梗死程度越轻，更易导致DWI阴性。

3.2卒中模拟病(stroke mimics，SM) 有些疾病的临床症状可与脑卒中的表现相似，常被称为SM。因为其不是真正的脑卒中，故DWI呈现阴性。有研究报道了226例怀疑为缺血性脑卒中的患者，最后确诊为该病的只有71.7%[32]。该研究还指出，SM可分为神经科疾病和非神经科疾病，常见的神经科疾病有：颅内肿瘤、脑神经麻痹、癫痫发作、偏头痛、外伤性颅内出血等；常见的非神经科疾病为：心血管事件(如主动脉夹层、心肌梗死、心力衰竭)、低血糖、低钠血症、中毒、周围性眩晕、周围神经病变、精神心理障碍、脊髓病变、全身感染等。当我们在临床中遇到疑似脑梗死但DWI阴性的患者时，需仔细辨别是真正的脑卒中还是SM。一般而言， SM发病年龄更小，且合并脑血管疾病危险因素(如高血压、糖尿病、心房纤颤等)的可能性更小[33]。SM除了有类似脑卒中的症状，也或多或少合并其他不同于脑卒中的临床表现或体征。因此，在识别SM时，除了头颅磁共振成像或头颈部血管等相关检查，详细的病史询问及体格检查尤为重要。

3.3合并脑白质疏松症 有文献报道了1例持续5天DWI阴性的急性脑梗死患者，该患者合并有严重的脑白质疏松症，由此推断合并严重的脑白质疏松症可能是急性脑梗死DWI阴性的原因之一[34]。脑组织的血流量分布不均衡，通常脑白质的血流量低于灰质。Turk等[35]研究显示，缺血性脑白质疏松症的患者大脑中动脉血流速度明显变慢。疏松的脑白质相对于其他脑组织血供较少，长期处于缺血状态，对缺血耐受程度较好，从而抑制了细胞毒性水肿的发展，而大脑组织对缺血的耐受是由于缺血后微循环的延迟改善所致，因此合并脑白质疏松症的急性脑梗死患者可出现DWI阴性的情况。目前关于脑白质疏松症与DWI阴性脑梗死关系的文献报道较少，尚需更多的病例研究及文献报道来证实。

综上所述，在临床工作中，对于出现急性脑血管病的临床表现而DWI阴性的患者，临床医师应仔细分析引起DWI阴性的原因，即使DWI未见阳性病灶也不能轻易排除急性脑梗死的诊断，特别是发病时间短、临床症状轻、后循环受累、血浆渗透浓度较低、合并脑白质疏松症的患者，不能过度依赖DWI来诊断急性脑梗死。同时，应综合临床症状、体征及相关辅助检查，考虑是否有SM的可能。对于DWI阴性的急性脑梗死患者，可通过复查DWI、减小磁共振扫描层厚、调节参数b值的设定、结合冠状位和矢状位DWI等方法来提高DWI阳性率。在排除SM后，对该类患者应采取积极的抗栓治疗，并给予规范化的二级预防策略，以防止脑卒中复发，改善预后。