三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記在缺血性腦血管病中的應(yīng)用研究

張順，張水霞，姚義好，石晶晶，朱文珍

三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記（three－dimension arterial spin labeling，3D－ASL）是一種無(wú)創(chuàng)的、不需要外源對(duì)比劑的研究腦組織血流灌注的方法，它采用新近改進(jìn)的三維容積式掃描，較以往ASL技術(shù)有明顯的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已初步應(yīng)用于腦腫瘤[1－4]、腦血管疾病[5－8]、腦變性疾病[9]等，并取得了可觀的研究結(jié)果。

缺血性腦血管病是指腦血管狹窄或閉塞，導(dǎo)致腦血流阻斷而使腦組織發(fā)生缺血缺氧、甚至壞死軟化，致使腦功能障礙的一類疾病，包括腦梗死及短暫性腦缺血發(fā)作（transient ischemic attack，TIA）。腦梗死是最常見(jiàn)的腦卒中類型，占全部腦卒中發(fā)病率的60%～80%，具有發(fā)病率高、病死率高、致殘率高和復(fù)發(fā)率高等特點(diǎn)，嚴(yán)重危害人類健康和患者的生存質(zhì)量。TIA是頸動(dòng)脈或椎－基底動(dòng)脈系統(tǒng)發(fā)生短暫性血液供應(yīng)不足，引起局灶性腦缺血并導(dǎo)致突發(fā)的、短暫性、可逆性神經(jīng)功能障礙，發(fā)作持續(xù)數(shù)分鐘或間斷發(fā)作，嚴(yán)重者可進(jìn)展為腦梗死。

本研究的目的是評(píng)價(jià)3D－ASL技術(shù)在缺血性腦血管病中的應(yīng)用價(jià)值。

材料與方法

1.研究對(duì)象

共30例缺血性腦血管病患者納入本研究，男23例，女7例，年齡24～78歲，平均（53.70±12.48）歲。30例患者中急性腦梗死13例，TIA 17例。腦梗死患者主要表現(xiàn)為偏癱、失語(yǔ)、肢體無(wú)力；TIA患者主要表現(xiàn)為發(fā)作性肢體無(wú)力、頭暈、視物旋轉(zhuǎn)、行走不穩(wěn)等癥狀。

2.檢查方法

采用GE 3.0TDiscovery 750MR掃描儀，32通道頭線圈。檢查方法包括：T1FLAIR（TR 2993.1ms，TE 24msTI 869msFSE T2WITR 4644msTE 102ms）、T2FLAIR（TR 8000ms，TE 160ms，TI 2100ms）、DWI（EPI，TR 3000ms，b＝1000s／mm2）、MRA（TR 1750ms，TE 24ms，TI 629ms）和3D－ASL（TR 4787ms，TE 14.6ms），視野24cm×24cm，分辨率1024×8，激勵(lì)次數(shù)3，標(biāo)記后延遲時(shí)間1525ms。

3.圖像分析與數(shù)據(jù)處理

3D－ASL原始圖像傳輸至GE ADW4.5工作站，經(jīng)后處理得到全腦血流量（cerebral blood flow，CBF）圖。觀察并分析所有患者的DWI及ASL－CBF圖有無(wú)異常。選擇13例腦梗死患者的梗死最大層面，采用手動(dòng)勾畫(huà)法分別在DWI、ASL－CBF圖上測(cè)量梗死面積和灌注異常面積，采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較兩者間的差異，P＜0.05認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

17例TIA在DWI圖上均無(wú)陽(yáng)性發(fā)現(xiàn)，未見(jiàn)明顯高信號(hào)病變。12例在ASL－CBF圖上表現(xiàn)為大小不等灌注減低區(qū)（圖1），5例未見(jiàn)明顯異常灌注區(qū)；2例TIA患者復(fù)查時(shí)可見(jiàn)ASL－CBF圖上血流灌注部分恢復(fù)，部分區(qū)域恢復(fù)正常。

圖3 左側(cè)顳葉腦梗死。男，56歲，突發(fā)右側(cè)肢體偏癱，分別于發(fā)病12h、3d、7d、45d行DWI、T2FLAIR、MRA及3D－ASL掃描。a）發(fā)病12h，DWI示左側(cè)顳葉大片狀高信號(hào)（箭）；b）發(fā)病12h，T2FALIR示病變區(qū)呈稍高信號(hào)（箭）；c）發(fā)病12h，MRA示左側(cè)大腦中動(dòng)脈血管分支減少；d）發(fā)病12h，ASL－CBF圖示病變區(qū)血流量明顯減少（★）；e）第3d時(shí)復(fù)查，DWI示左側(cè)顳葉高信號(hào)更明顯（箭）；f）第3d時(shí)復(fù)查，T2FALIR示病變區(qū)呈高信號(hào)（箭）；g）第3d時(shí)復(fù)查，MRA示左側(cè)大腦中動(dòng)脈血管分支減少；h）第3d時(shí)復(fù)查，ASL－CBF圖示左側(cè)顳、枕葉及右側(cè)枕葉血流量明顯減少（★），提示病情進(jìn)展；i）第7d時(shí)復(fù)查，DWI示左側(cè)顳葉高信號(hào)內(nèi)見(jiàn)少許腦回狀等、高信號(hào)（箭）；j）第7d時(shí)復(fù)查，T2FALIR示病變呈等、高信號(hào)（箭）；k）第7d時(shí)復(fù)查，MRA示左側(cè)大腦中動(dòng)脈血管分支部分再通；l）第7d時(shí)復(fù)查，ASL－CBF圖示左側(cè)顳葉病變區(qū)邊緣出現(xiàn)高灌注，其內(nèi)見(jiàn)條索狀高信號(hào)（箭）；m）第45d時(shí)復(fù)查，DWI示左側(cè)顳葉呈低信號(hào)（箭）；n）第45d時(shí)復(fù)查，T2FALIR示病變區(qū)呈等、高信號(hào)；o）第45d時(shí)復(fù)查，MRA示左側(cè)大腦中動(dòng)脈血管分支稍減少；p）第45d時(shí)復(fù)查，ASL－CBF圖示左側(cè)顳枕葉及右側(cè)枕葉血流量減少（★）。

13例急性期腦梗死患者首次檢查距發(fā)病時(shí)間為2～24h；梗死區(qū)位于額葉、顳葉（圖2、3）、頂枕葉及基底節(jié)區(qū)，DWI圖上呈高信號(hào)，梗死面積為（1026.54±295.50mm ASL－CBF 圖 上 灌 注 異 常 面 積 為（2901.77±415.94）mm2，其中低灌注10例，低灌注區(qū)出現(xiàn)大小不等高灌注3例；ASL－CBF圖上灌注異常面積大于DWI圖上梗死面積，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t＝3.675，P＝0.001）。13例腦梗死患者入院治療后復(fù)查1～3次，距發(fā)病時(shí)間1～45d，其中7例患者復(fù)查1次，5例患者復(fù)查2次，1例患者復(fù)查3次，共計(jì)復(fù)查20人次；在20次腦梗死復(fù)查中，有6次出現(xiàn)高灌注，4次呈稍高灌注，10次為低灌注；其中出現(xiàn)高灌注或稍高灌注的發(fā)病時(shí)間主要分布于1～7d。

討 論

目前，最主要的動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)分為兩大類：脈沖式和連續(xù)式。3D－ASL是近幾年開(kāi)發(fā)的、采用快速自旋回波（FSE）的三維螺旋式采集、脈沖式和連續(xù)式有機(jī)結(jié)合的標(biāo)記技術(shù)，可有效克服回波平面成像（EPI）所帶來(lái)的磁敏感偽影，有效克服運(yùn)動(dòng)偽影，其信噪比更高，灌注圖像更均勻。

缺血性腦血管病主要發(fā)病機(jī)理為腦動(dòng)脈硬化、狹窄，最常見(jiàn)原因是急性血栓形成造成局部腦血管閉塞，臨床處理強(qiáng)調(diào)早期診斷、早期治療和早期預(yù)防再?gòu)?fù)發(fā)。對(duì)于急性期甚至超急性期腦梗死患者，常規(guī)MRI技術(shù)通常無(wú)陽(yáng)性發(fā)現(xiàn)，3D－ASL技術(shù)可早于腦組織梗死發(fā)生前發(fā)現(xiàn)血流的灌注減低狀態(tài)，結(jié)合DWI及MRA可對(duì)腦梗死做出明確診斷，有利于及時(shí)治療。同時(shí)，與靜脈團(tuán)注式對(duì)比增強(qiáng)灌注成像（perfusion weighed imaging，PWI）相比[5，10]，3D－ASL掃描時(shí)間短，無(wú)需注射對(duì)比劑，有利于及時(shí)有效的治療。另外，3D－ASL可實(shí)現(xiàn)短期內(nèi)多次掃描，患者耐受性好，能動(dòng)態(tài)觀察全腦血流灌注狀態(tài)。急性期腦梗死患者溶栓治療后，3D－ASL可及時(shí)反映缺血梗死區(qū)的血流灌注恢復(fù)情況，并可發(fā)現(xiàn)腦組織血流灌注增高區(qū)，有利于全面評(píng)估腦組織的血流灌注信息，指導(dǎo)臨床醫(yī)生及時(shí)調(diào)整治療方案。本研究有3例腦梗死患者在首次檢查時(shí)梗死區(qū)內(nèi)即出現(xiàn)高灌注，1例行溶栓治療后可見(jiàn)梗死區(qū)呈過(guò)度灌注狀態(tài)，提示血流恢復(fù)；同時(shí)本研究發(fā)現(xiàn)，13例急性腦梗死患者ASL－CBF圖上灌注異常面積大于DWI圖上梗死的面積，且兩者間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t＝3.675，P＝0.001），故筆者認(rèn)為ASL與DWI的不匹配區(qū)可能預(yù)示著缺血半暗帶（ischemic penumbra，IP）的存在。但Zaharchuk等[11]的研究認(rèn)為與PWI－DWI的不匹配相比，ASL－DWI不匹配存在過(guò)度評(píng)估，因ASL反映腦缺血狀態(tài)更敏感，ASL－DWI不匹配區(qū)除了包含IP，同時(shí)也存在良性灌注不足區(qū)[12]。

TIA在常規(guī) MRI，甚至DWI上常表現(xiàn)為陰性。3D－ASL較其他常規(guī)MRI序列更敏感，且可短時(shí)間內(nèi)反復(fù)多次評(píng)估全腦血流灌注情況，亦可發(fā)現(xiàn)部分TIA患者與臨床癥狀對(duì)應(yīng)的功能區(qū)異常灌注，評(píng)估是否存在低血流灌注狀態(tài)，從而明確診斷以及時(shí)治療。本研究17例在DWI上顯示為陰性的TIA患者，12例于ASL－CBF圖上見(jiàn)不同程度的灌注減低，ASL陽(yáng)性檢出率為70.59%；本研究17例TIA患者中1例于3DASL掃描時(shí)顯示左側(cè)大腦半球大片狀低灌注狀態(tài)，經(jīng)抗血小板聚集、改善微循環(huán)、擴(kuò)管治療后復(fù)查3DASL，可見(jiàn)左側(cè)大腦半球血流灌注基本恢復(fù)。Zaharchuk等[13]發(fā)現(xiàn)ASL可檢出62%的TIA患者，明顯高于DWI（24%）、MRA（13%）以及 PWI（31%）。陳耿等[14]報(bào)道單用DWI對(duì)TIA的檢出率為0，單用ASL對(duì)TIA的檢出率為70%，而聯(lián)合運(yùn)用DWI及ASL可提高對(duì)TIA的早期檢出率。

本研究的不足：腦梗死及TIA的樣本量偏少，缺乏大樣本統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)；未對(duì)腦梗死患者進(jìn)行系統(tǒng)分期來(lái)比較3D－ASL的優(yōu)勢(shì)，以上均有待于進(jìn)一步的深入研究。

總之，3D－ASL可全面反映缺血性腦血管病的血流灌注狀態(tài)，較其他常規(guī)MRI更敏感，并可動(dòng)態(tài)觀察腦梗死的血流恢復(fù)情況；同時(shí)，可發(fā)現(xiàn)TIA患者在常規(guī)MRI序列上不能發(fā)現(xiàn)的血流灌注減低區(qū)。因此，3D－ASL在缺血性腦血管病中有重要的應(yīng)用價(jià)值，可作為常規(guī)序列應(yīng)用于臨床工作中。

[1]江晶晶，趙凌云，姚義好，等.三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記灌注成像在星形細(xì)胞瘤術(shù)前分級(jí)中的應(yīng)用[J].放射學(xué)實(shí)踐，2014，29（8）：896－900.

[2]王波.三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)在腦腫瘤中的應(yīng)用價(jià)值[J].中國(guó)醫(yī)師進(jìn)修雜志，2013，36（32）：18－20.

[3]肖華鋒，婁昕，陳志曄，等.三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記與對(duì)比增強(qiáng)灌注成像在神經(jīng)上皮腫瘤術(shù)前分級(jí)中的對(duì)照研究[J].功能與分子醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志（電子版），2013，2（2）：12－14.

[4]王敏，王德杭，洪汛寧，等.3.0TMR動(dòng)脈自旋標(biāo)記與動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)灌注技術(shù)在腦膠質(zhì)瘤術(shù)前分級(jí)中的對(duì)照研究[J].醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2011，21（7）：954－959.

[5]張水霞，張順，姚義好，等.3D－ASL與 DSC－PWI在缺血性腦梗死患者中的對(duì)比研究[J].放射學(xué)實(shí)踐，2014，29（8）：901－905.

[6]Zaharchuk G.Arterial spin labeling for acute stroke：practical considerations[J].Transl Stroke Res，2012，3（2）：228－235.

[7]Zaharchuk G.Arterial spin label imaging of acute ischemic stroke and transient ischemic attack[J].Neuroimaging Clin N Am，2011，21（2）：285－301.

[8]孟金雷，孫學(xué)進(jìn).磁共振灌注成像在高血壓腦血管病的應(yīng)用進(jìn)展[J].磁共振成像，2011，2（5）：384－387.

[9]凌華威，張泳，丁蓓，等.基于體素分析的三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像在阿爾茨海默病腦血流灌注中的應(yīng)用研究[J].診斷學(xué)理論與實(shí)踐，2012，11（4）：370－374.

[10]Huck S，Kerl HU，Al－Zghloul M，et al.Arterial spin labeling at 3.0Tesla in subacute ischemia[J].Clin Neuroradiol，2012，22（1）：29－37.

[11]Zaharchuk G，El Mogy IS，F(xiàn)ischbein NJ，et al.Comparison of arterial spin labeling and bolus perfusion－weighted imaging for detecting mismatch in acute stroke[J].Stroke，2012，43（7）：1843－1848.

[12]Heiss W.The ischemic penumbra：correlates in imaging and implications for treatment of ischemic stroke[J].Cerebrovasc Dis，2011，32（4）：307－320.

[13]Zaharchuk G，Olivot J，F(xiàn)ischbein NJ，et al.Arterial spin labeling imaging findings in transient ischemic attack patients：comparison with diffusion－and bolus perfusion－weighted imaging[J].Cerebrovasc Dis，2012，34（3）：221－228.

[14]陳耿，宦怡，徐俊卿，等.MR擴(kuò)散加權(quán)成像與動(dòng)脈自旋標(biāo)記在缺血性腦血管病診斷中的臨床應(yīng)用[J].實(shí)用放射學(xué)雜志，2010，26（8）：1100－1103.