明确是脑缺血缺氧，为什么 DWI 不显影？

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病例介绍

看到如下图 1 后，你首先想到什么诊断？

图 1 双侧大脑皮层中央前回 DWI 高信号，ADC 低信号

MRI 异常信号很有特征性，呈 ω 或 Ω 形，位于皮层中央前回手运动区。该区也称为手结区（hand knob），该区损伤可致单手无力。DWI 呈高信号，ADC 呈低信号，让人想到最近时髦的「手结区」梗死。但是，「手结区」梗死很少表现为双侧。

患者女性，25 岁，主因「意识不清 7 小时余」入院。患者入院后神志转清，双手无力，头和颈椎 CT 未见异常。受伤后（疑颈部被他人勒伤）12 小时头和颈椎 MRI 正常，收住院后患者持续双手无力，且伴有发作性肢体无力，时而左侧，时而右侧，严重时肌力 1～2 级。

伤后 3 天复查头 MRI 正常。颈椎 CT 和 MRI 排除了颈髓损伤，忽左忽右的症状很难作出定位诊断，根据受伤病史考虑「缺血缺氧性脑病」。

连续的头 MRI 阴性和多变的体征让医生都觉得底气不足。守得云开见月明，伤后第 4 天，第 3 次头 MRI 的 DWI 终于发现了病灶。

众所周知，DWI 最早在 30 分钟到 60 分钟就可以检出缺血性病变。有报道 DWI 在急性脑梗死发生 11 分钟就能显影。那 Ω 征是怎样形成的？明明都是缺血缺氧，为什么 DWI 迟迟不显影？

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缺血缺氧性脑病的影像学特点

01、Ω 征是怎样形成的？

急性脑梗死是局部脑血流的血管中断引起的缺血缺氧。缺血缺氧性脑病一般是由心脏骤停、窒息（溺水、自缢等）等原因导致的。

缺血缺氧性脑病的影像学表现取决于发病原因、缺氧的严重程度、是否得到有效的复苏、扫描时间、缺氧的持续时间以及共病等。其影像学表现具有一定的特征性，与缺氧缺血对脑组织的损伤具有区域选择性有关。

首先，灰质对氧和葡萄糖的代谢需求高，更容易出现缺氧缺血性损伤。

其次，灰质包含突触后谷氨酸受体所在的大多数树突，因此易受谷氨酸兴奋毒性影响。大脑皮层分为 6 层，包括分子层、外颗粒层、外锥体细胞层、内颗粒层、内锥体细胞层和多形细胞层。其中大中型锥体细胞主要集中在 3 层和 5 层（图 2）。对缺氧敏感的灰质脑区包括海马 CA1 区、皮层 3 层（外锥体细胞层）和 5 层（内锥体细胞层）、基底神经节和小脑浦肯野细胞。

第三，如果脑血流量的减少不是很严重，缺血缺氧性损害仅限于大脑皮层和大脑半球的分水岭区域。如果脑血流量的减少严重，基底神经节和丘脑就会受到损害。

图 2 大脑皮质的分层

图源：临床中枢神经解剖学

02、CT 表现

结合图 3 所示：弥漫性脑水肿（图 3a）、脑灰白质分界不清（图 3b）、白色小脑征（图 3c）、皮层层状坏死（图 3d）、假性蛛网膜下腔出血（图 3e）、基底节损害（图 3f）等 ^{[1, 2]}。灰质/白质密度反转与不良预后有关。

图 3 缺血缺氧性脑病的不同 CT 表现

03、MRI 表现

MRI 对于缺氧缺血性损伤更加敏感。但这类患者大多病情危重，早期需要气管插管等，故关于缺血缺氧性脑病早期的 MRI 研究并不多。多表现为以下 5 种损伤模式（图 4）：

1）中央沟周围皮质（运动/感觉/视觉皮质）损伤型，该型最为常见；

2）分水岭区损伤型；

3）白质损伤型，表现为脑室周围白质损伤、脑室扩大、胼胝体变薄以及弥漫性白质病变等；

4）深部灰质损伤型：包括基底神经节、脑干等损伤；

5）小脑损伤型，老年患者更为常见，原因尚不完全清楚，有人认为新生儿浦肯野细胞的相对不成熟在某种程度上保护了小脑皮质。

同一患者可以同时存在两种或两种以上损伤类型（图 4 c 和 d 是同一患者）：

图 4 缺氧缺血性脑病的典型弥散加权 MRI

a：弥漫性皮质和深部灰质受累，累及中央沟周围皮质；b: 弥漫性皮质和深部灰质受累，但中央沟周围皮质豁免；c 和 d:  中央沟周围皮质和枕叶内侧皮层受累，伴有基底神经节受累；e：中央前回受累；f：左颞枕分水岭梗死；g：弥漫性白质受累；h：基底神经节受累 ^[3]

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明确是缺血缺氧，为什么 DWI 迟迟不显影？

脑损伤的程度与缺血缺氧的时间相关。神经元和神经胶质细胞的死亡可由坏死、凋亡和自噬等途径引起。

一般来说，自噬是对缺血缺氧的适应性反应，通过对细胞蛋白质和细胞器的自我消化来维持细胞稳态。自噬可能是有益的，也可能是有害的。凋亡是一种主动的程序性细胞死亡方式，伴随着大量炎症因子的产生。

如果缺血缺氧的时间不长，患者的临床症状和影像学表现就轻。在缺血缺氧的早期，脑细胞出现能量衰竭和坏死，后续的炎症反应可能导致更多细胞的凋亡（图 5）。

图 5 缺血缺氧后细胞死亡途径

脑梗死发生时，局部脑组织血液供应中断，血管不能及时再通，线粒体能量代谢，导致膜完整性被破坏，细胞肿胀坏死，出现细胞毒性水肿。

缺血缺氧脑病急性期，脑血流量的减少导致无氧代谢增强，ATP 减少，乳酸增加。ATP 减少导致钠、水和钙在细胞内积聚，兴奋性氨基酸释放增加和钙超载。

故推测本患者最初缺氧时间不长，脑细胞功能未完全丧失，尚未出现明显细胞毒性水肿，故前两次 DWI 阴性。

再灌注损伤产生的氧自由基会导致更为严重的组织细胞损伤。酸中毒、谷氨酸盐释放和一氧化氮的毒性作用最终会导致线粒体功能障碍，并激活多种程序性细胞死亡途径（图 6）。因此，本患者即使入院时就表现为双手无力，相应的 DWI 第 4 天才显影。

图 6 缺血缺氧性脑病的病理过程 ^[4]

有学者将缺血缺氧脑病分为急性期（损伤后 < 24 小时），亚急性早期（1～13 天）、亚急性晚期（14～20 天）、慢性期（> 21 天）。相对应的脑影像学特征是脑肿胀、皮质层状坏死、基底神经节高信号、迟发性白质变性和脑萎缩。但这种分类过于简单，不同的影像学特征可以出现在各个时期。

本文作者：赵伟 天津泰达医院主任医师