三維動脈自旋標記成像技術(shù)下的阿爾茨海默病病人腦血流灌注特征分析

肖 錚，劉樹學，洪云恒，曹明明，陳 菁

三維動脈自旋標記成像技術(shù)下的阿爾茨海默病病人腦血流灌注特征分析

肖 錚，劉樹學，洪云恒，曹明明，陳 菁

目的 探討三維動脈自旋標記成像(3D-ASL) 技術(shù)在檢測阿爾茨海默病(AD)病人腦血流灌注情況中的應用。方法 選取2015年8月—2016年10月在我院就診的30例阿爾茲海默病病人作為觀察組，另外選取30名身體健康的正常人作為對照組。觀測在靜息狀態(tài)下所有參與試驗者動脈自旋標記成像技術(shù)下的腦血流灌注數(shù)據(jù)情況，對比觀察組和對照組相對腦血流量(CBF)。結(jié)果 觀察組，各個軸之間的腦區(qū)腦血流灌注比較有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，雙側(cè)楔前葉、雙側(cè)后扣帶回、左側(cè)顳中回、左側(cè)顳下回、左側(cè)角回、雙側(cè)中扣帶回、左側(cè)頂下回的CBF值與易智能狀態(tài)檢查量表(MMSE)評分具有相關(guān)性。 結(jié)論 動脈自旋標記成像技術(shù)可以量化檢測AD病人局部腦組織低灌注情況，分析低灌注與腦組織功能改變之間的關(guān)系。

阿爾茲海默病；動脈自旋標記；腦血流灌注；標記物

阿爾茲海默病(AD)在老年癡呆總數(shù)中占有很大比例，是一種常見的老年癡呆類型疾病，記憶力的進行性衰退是AD的主要病癥表現(xiàn)，AD病理機制包括腦結(jié)構(gòu)的萎縮改變和腦血流灌注異常，原發(fā)性的低灌注可導致腦結(jié)構(gòu)萎縮，腦中局部組織的低灌注在發(fā)病機制中起著重要的作用[1]。動脈自旋標記(arterial apin labeling，ASL)技術(shù)是目前臨床上使用較為廣泛的新型腦血流量(cerebral blood flow，CBF)評估影像學檢查方法，ASL技術(shù)選取動脈內(nèi)的水分子為檢測CBF的內(nèi)源性標記物，檢測結(jié)果顯著[2-3]。本研究通過使用三維動脈自旋標記成像(3D-ASL)技術(shù)檢測AD病人的腦局部組織中血流灌注情況，探討該技術(shù)在AD病人中診斷的意義。

1 資料與方法

1.1 研究方法 選取2015年8月—2016年10月在我院就診的阿爾茲海默病病人30例作為觀察組，男性18例，女性12例，年齡55歲～74歲(63.57歲±10.27歲)。入選符合美國精神醫(yī)學會發(fā)布的第4版《精神障礙診斷和統(tǒng)計手冊》AD診斷標準。對所有入選的AD病人在研究前進行全面神經(jīng)病學和神經(jīng)心理學的檢查和測試，同時簡易智能狀態(tài)檢查量表(MMSE)的評分應低于24分，MRI檢測未發(fā)現(xiàn)腦萎縮等異常情況。同期選擇30名身體健康的正常人作為對照組，男性16名，女性14名，年齡57歲～76歲(64.65歲±9.54歲)。

1.2 入選標準 無精神或神經(jīng)心理的疾??；常規(guī)MRI檢查后未見異常情況；無認知能力低下和記憶障礙等情況。排除標準：①抗精神類藥物長期攝入，頭部受過嚴重損傷，嗜酒；②患有葉酸缺乏、貧血、甲狀腺疾病等對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有影響的疾??；③腦卒中疾病史；④嚴重糖尿病和心肺肝腎等器官相關(guān)疾病者；⑤患有精神分裂癥和抑郁癥等精神類疾??；⑥因為其他原因不能配合檢查者。所有入選者在研究前均簽署知情同意書。

1.3 研究方法 選取美國GE 3.0TTsigna HDxt MR掃描儀，選用8通道HDNV相控陣線圈進行MRI常規(guī)檢查，檢查部位為橫斷位SE序列的TIWI和T2W2。使用橫斷位3D為結(jié)構(gòu)圖像磁化快速梯度回波TIWI，設(shè)定重復時間(TR)7.9 ms，回波時間(TE)3.0 ms，反轉(zhuǎn)時間(TI)380 ms，持續(xù)獲得176層的腦部橫斷位圖像進行觀測。使用ASL序列對MRI圖像進行采集，成像參數(shù)為：TR/TE=4629/10.5(ms)，TI=1 525(ms)，帶寬為62.5 kHz，層厚度4 mm，層數(shù)為30層，選取240 mm×240 mm的視野，512×8的矩陣。選用統(tǒng)計學參數(shù)圖分析軟件預處理ASL和MRI的圖像，校正ASL圖像，直到與MRI結(jié)構(gòu)圖像相配準。

2 結(jié) 果

2.1 兩組一般資料對比 觀察組和對照組在年齡、性別等方面差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，觀察組MMSE評分明顯低于對照組(P<0.01)。詳見表1。

表1 兩組一般資料比較

2.2 觀察組各腦區(qū)腦血流灌注情況 觀察組各個軸之間的腦區(qū)腦血流灌注有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。詳見表2。

表2 觀察組病人相對血流量下降區(qū)域?qū)Ρ?/p>

2.3 觀察組各區(qū)域CBF值與MMSE評分之間的關(guān)系(見表3)

表3 觀察組各區(qū)域平均CBF值與MMSE評分關(guān)系

3 討 論

血液流經(jīng)毛細血管床與組織進行營養(yǎng)物質(zhì)與代謝廢物交換的過程成為灌注，血流灌注在組織器官的正常運作活動中起著極其重要的作用，灌注過程的順利與否標志著器官活動和運作的情況[4-5]。正電子發(fā)射斷層攝影(PET)和單光子發(fā)射計算機斷層攝影(SPECT)和靜脈灌注成像等都是傳統(tǒng)的灌注成像方法，目前這些方法已經(jīng)被廣泛應用于對阿爾茲海默病的研究中，PET和SPECT采用的都是發(fā)射斷層技術(shù)，SPECT使用的放射性核素可運用于血流灌注情況的觀察中，PET則可以通過正電子的放射性核素達到成像的目的，需要給病人體內(nèi)注射放射性化合物，放射性化合物起到造影劑的作用，不足的是，以上方法獲得的圖像結(jié)果空間分辨率較低，安全性能低，但成本極高，所以其在臨床上的運用受到了一定的限制[6-8]。針對靜脈灌注法來說，該法的操作要求對同一層面在較短的時間內(nèi)連續(xù)注射造影劑來起到顯影血流灌注情況的目的，也存在一定弊端，如造影劑過敏，CT靜脈灌注不能忽視輻射損傷[9-10]。隨著成像技術(shù)的逐漸發(fā)展，產(chǎn)生了ASL等新型的灌注成像方法，該法具有不需注射造影劑且無創(chuàng)傷等優(yōu)良的特點，已經(jīng)在臨床上逐漸引起醫(yī)師的重視。ASL中使用的內(nèi)源性造影劑為被磁性標記過的動脈血，利用翻轉(zhuǎn)脈沖對成像層面流入側(cè)的動脈血進行標記，經(jīng)過一個從標記區(qū)到成像層的通過時間(翻轉(zhuǎn)時間inversion-time，TI)后，血中已經(jīng)標記的質(zhì)子在成像層毛細血管區(qū)與組織水中的質(zhì)子進行交換，引起局部組織縱向弛豫T1的變化，將標記前后興趣區(qū)組織T1信號相減即可獲得腦血流量的灌注信息[11-12]。3D-ASL技術(shù)應用于阿爾茲海默病病人，能檢測、量化局部腦組織中的血流量情況，阿爾茲海默癥的臨床診斷及病情動態(tài)觀測給予科學依據(jù)，提供AD疾病早期診斷基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)[13]。腦血流灌注的新型突破，為今后其他腦疾病診斷奠定了基礎(chǔ)[14]。

本研究選取3dASL成像技術(shù)，對病人的阿爾茲海默癥進行觀測成像后發(fā)現(xiàn)，觀察組各個軸之間的腦區(qū)腦血流灌注有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，雙側(cè)楔前葉、雙側(cè)后扣帶回、左側(cè)顳中回、左側(cè)顳下回、左側(cè)角回、雙側(cè)中扣帶回、左側(cè)頂下回的CBF值與MMSE評分具有相關(guān)性。該研究表明，腦體積萎縮不是導致灌注情況減低的根本原因，同時在左側(cè)丘腦等皮下區(qū)域也存在著血流灌注情況降低的情況，還需要對以上情況進行大樣本的觀測和研究后才可得出準確的結(jié)論。

目前臨床上所知的阿爾茲海默癥病理機制包括腦結(jié)構(gòu)的萎縮改變和腦血流灌注異常，據(jù)研究顯示，原發(fā)性的低灌注可以導致結(jié)構(gòu)萎縮。在使用太亮的體素針對AD病人腦中灰質(zhì)結(jié)構(gòu)萎縮改變的情況進行研究后發(fā)現(xiàn)，阿爾茲海默癥病人的腦萎縮主要體現(xiàn)在扣帶回、楔前葉、內(nèi)側(cè)丘腦和島葉等部位，這些區(qū)域與研究中的灌注量降低的腦區(qū)有較大部分的重疊[15]。表明了AD病人的血流低灌注情況與灰質(zhì)結(jié)構(gòu)萎縮之間存在著密切的關(guān)系。

目前研究結(jié)果難確定ASL觀測到的血流低灌注情況與阿爾茲海默癥病人病因之間的必然聯(lián)系，但持續(xù)的血流灌注可以導致不同程度血管損傷，損傷后的血管結(jié)構(gòu)變得狹窄可以反過來再度導致灌注的減低，這一系列的血流灌注異常情況可以導致體內(nèi)氧代謝和葡萄糖含量的紊亂，使得細胞無法獲得正常所需的能量，會引起細胞和組織的丟失損傷，從而導致腦組織結(jié)構(gòu)的萎縮，也不同程度地損害了人體認知功能。

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

[2] 凌華威.磁共振多模態(tài)成像在阿爾茨海默病診斷中的應用研究[D].上海：上海交通大學，2013.

[3] 張世娟，王志群，梁佩鵬，等.應用動脈自旋標記技術(shù)分析阿爾茨海默病腦血流灌注成像的研究[J].中華老年心腦血管病雜志，2013，15(1)：35-38.

[4] 陳旭高，鄒建勛，王明杰，等.3.0T磁共振ASL及MRS技術(shù)在阿爾茨海默病的應用研究[J].中華全科醫(yī)學，2014，12(11)：1811-1813；封3.

[5] 張娜，樊東升.磁共振動脈自旋標記成像在阿爾茨海默病腦血流灌注的研究[J].神經(jīng)損傷與功能重建，2013，8(2)：109-113.

[6] 陳旭高，鄒建勛，王明杰，等.3.0T磁共振ASL及MRS技術(shù)在阿爾茨海默病的應用研究[J].醫(yī)學影像學雜志，2015，25(1)：14-17.

[7] 張水花.動脈自旋標記灌注成像在阿爾茨海默病中的研究現(xiàn)狀與展望[J].臨床放射學雜志，2013，32(11)：1677-1679.

[8] 趙茸，狄政莉.動脈自旋標記技術(shù)在阿爾茨海默病中的應用進展[J].中華神經(jīng)醫(yī)學雜志，2015，14(7)：743-745.

[9] 王蕊，李颯英，張晨，等.磁共振動脈自旋標記技術(shù)對阿爾茨海默病腦血流量的初步研究[J].中華老年醫(yī)學雜志，2009，28(9)：725-728.

[10] 高永哲，章軍建，吳光耀，等.阿爾茨海默病患者局部腦血流量及腦血管反應性研究[J].中風與神經(jīng)疾病雜志，2013，30(2)：120-123.

[11] 霍英松.動脈自旋標記技術(shù)在阿爾茨海默病中的應用[J].臨床放射學雜志，2014，33(9)：1448-1451.

[12] 尹航，劉鵬飛.動脈自旋標記技術(shù)在成人腦部疾病中的應用研究進展[J].山東醫(yī)藥，2015，55(8)：101-103.

[13] 穆可濤，覃媛媛，張順，等.RSNA2012中樞神經(jīng)系統(tǒng)影像學[J].放射學實踐，2013，28(1)：4-8.

[14] 石晶晶，張順，蔣日烽，等.RSNA2013中樞神經(jīng)系統(tǒng)影像學[J].放射學實踐，2014，29(1)：6-11.

[15] 馬進，張翱.3D-ASL技術(shù)的研究進展及臨床應用[J].國際醫(yī)學放射學雜志，2015，38(1)：50-53.

(本文編輯王雅潔)

中山市中醫(yī)院(廣東中山 524800)，E-mail：xiaozheng861@163.com

信息：肖錚，劉樹學，洪云恒，等.三維動脈自旋標記成像技術(shù)下的阿爾茨海默病病人腦血流灌注特征分析[J].中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志，2017，15(12)：1438-1440.

R749.1 R255.2

A

10.3969/j.issn.1672-1349.2017.12.005

1672-1349(2017)12-1438-03

2016-11-21)