磁共振三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)研究進(jìn)展及臨床應(yīng)用

周倩，王倩倩，劉新疆

動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin labeling，ASL)技術(shù)是一種反映組織血流灌注的功能性磁共振成像(functional MRI，fMRI)技術(shù)。大腦灌注(定義為每單位時(shí)間輸送到一個(gè)組織單位的血液量)是一個(gè)眾所周知的組織代謝和功能指標(biāo)，而ASL可以產(chǎn)生定量的圖像灌注。ASL作為一種無(wú)創(chuàng)性灌注功能成像，可能超越提供有關(guān)組織形狀、大小和紋理的信息的定性圖像，進(jìn)入一個(gè)醫(yī)學(xué)圖像也是定量的世界。因此，ASL被證明是研究大腦功能的強(qiáng)大主力，并作為一個(gè)臨床的突出工具，但它仍然是一個(gè)不斷發(fā)展的技術(shù)[1]。

1 ASL基本成像原理解讀

1.1 ASL的基本原理

1992年Williams等[2]首創(chuàng)了基礎(chǔ)ASL技術(shù)，ASL的運(yùn)行原理是采用選擇性反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖在成像平面附近的動(dòng)脈內(nèi)標(biāo)記水質(zhì)子。已經(jīng)標(biāo)記水質(zhì)子進(jìn)入成像平面后與未標(biāo)記水質(zhì)子交換，改變相應(yīng)組織磁化率，反映血液灌注情況，從而生成對(duì)比度圖像。ASL可在不使用對(duì)比劑的情況下對(duì)腦血流進(jìn)行絕對(duì)定量[3]。ASL的特點(diǎn)是信噪比(signal noise ratio，SNR)較低和較緩慢的時(shí)間和空間分辨率，而三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記(threedimensional ASL，3D-ASL)現(xiàn)已克服以上缺點(diǎn)，可用于多種疾病灌注的評(píng)估。

1.2 ASL的分類

到目前為止，ASL已經(jīng)發(fā)展出多種序列，根據(jù)標(biāo)記方式的不同可分為連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記(continuous arterial spin labeling，CASL)和脈沖動(dòng)脈自旋標(biāo)記(pulsed arterial spin labeling，PASL)，另外還有偽連續(xù)脈沖動(dòng)脈自旋標(biāo)記(pseudo-CASL，PCASL)和速率選擇性動(dòng)脈自旋標(biāo)記(velocity selective-ASL，VSASL)等技術(shù)。

CASL是通過(guò)連續(xù)快速反轉(zhuǎn)射頻脈沖標(biāo)記即將進(jìn)入相應(yīng)圖像采集區(qū)的動(dòng)脈血，其主要優(yōu)點(diǎn)是高SNR、大成像范圍、能夠根據(jù)需要任意調(diào)整標(biāo)記平面、能夠測(cè)量多層灌注圖像[4]。但是CASL 技術(shù)對(duì)設(shè)備要求高，為了確保完全絕熱轉(zhuǎn)化氫質(zhì)子磁化矢量的血液，需要在很長(zhǎng)一段時(shí)間不斷運(yùn)用射頻脈沖，使用聯(lián)合梯度和血液的流動(dòng)，且標(biāo)記時(shí)間較長(zhǎng)，僅當(dāng)血液通過(guò)標(biāo)記平面時(shí)質(zhì)子才會(huì)反轉(zhuǎn)，所以臨床應(yīng)用較少。

PASL主要的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)系統(tǒng)以及硬件的要求簡(jiǎn)單，易操作，在短時(shí)間采集及較廣標(biāo)記范圍方面特點(diǎn)突出。但是由于PASL脈沖短，在脈沖傳輸時(shí)間時(shí)的靈敏度高，所以信噪比卻更低，灌注均勻性較差，并且產(chǎn)生較重偽影，因而成像范圍有限。

PCASL技術(shù)主要是利用一系列間隔較短的射頻脈沖在CASL序列中模擬連續(xù)的射頻脈沖，可以實(shí)現(xiàn)磁化矢量在流動(dòng)狀態(tài)下的絕熱反轉(zhuǎn)效應(yīng)[5]。根據(jù)文獻(xiàn)[6]，在設(shè)備要求方面PCASL無(wú)需采用額外的頸動(dòng)脈標(biāo)記線圈和能夠進(jìn)行長(zhǎng)期射頻的射頻放大器，操作簡(jiǎn)便。

VSASL采用的方法與前三者均不同，VSASL最初是為腦ASL開(kāi)發(fā)的，用于在血流緩慢或延遲的情況下糾正常規(guī)ASL的錯(cuò)誤，在該方法中無(wú)論位置如何，都可基于其速度對(duì)動(dòng)脈血進(jìn)行標(biāo)記[7]。由于標(biāo)記方法對(duì)空間位置沒(méi)有特殊選擇性，避免了由于傳輸時(shí)間差異產(chǎn)生的問(wèn)題。另外，可以有效地分辨不同的血流速率，現(xiàn)下 VSASL的信噪比低于傳統(tǒng)的ASL，主要原因是飽和脈沖而不是反轉(zhuǎn)脈沖[8]。

2 3D-ASL技術(shù)原理及優(yōu)勢(shì)

3D-ASL借助穩(wěn)定性及保真度高的射頻平臺(tái)，可達(dá)每秒約700次的準(zhǔn)連續(xù)標(biāo)記，完成全腦容積灌注大范圍成像[9]。連續(xù)式標(biāo)記使3D-ASL成像灌注對(duì)比更加均勻穩(wěn)定，大大提高了ASL灌注成像的可靠性。而且3D-ASL采用的螺旋K (Spiral K)空間采集技術(shù)形成于快速自旋回波(fast spin echo，F(xiàn)SE)基礎(chǔ)之上，F(xiàn)SE信號(hào)讀取比EPI不僅有更高的信噪比，還由于采用多個(gè)射頻聚焦脈沖，從而可以從根本上消除主磁場(chǎng)或組織磁敏感差異所帶來(lái)的信號(hào)波動(dòng)，這對(duì)于腦灌注成像的定量分析至關(guān)重要，最終保證了重建影像的高保真度。Spiral也稱為阿基米德螺旋，Spiral K空間填充是迄今為止效率最高的成像技術(shù)，比平面回波成像(echo planar imaging，EPI)高20%[10]。采用Spiral采集方式不僅可以提高成像速度使得3D-ASL成像成為可能，同時(shí)Spiral采集具有K空間中心過(guò)采樣和K空間中心更低的相位編碼梯度等特點(diǎn)，可以獲取更高的信噪比，并且對(duì)運(yùn)動(dòng)偽影相對(duì)不敏感，克服了傳統(tǒng)的ASL技術(shù)的固有局限性。連續(xù)標(biāo)記脈沖與Spiral高效率采集實(shí)現(xiàn)了3D容積灌注成像：三維容積采集不僅極大地提高了ASL灌注成像的信噪比，而且也實(shí)現(xiàn)了全腦廣泛覆蓋。

3D-ASL技術(shù)檢查最突出的優(yōu)勢(shì)是不需要對(duì)比劑，它是以內(nèi)源性質(zhì)子為對(duì)比劑的灌注成像技術(shù)，避免了對(duì)比劑潛在的不良反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，完全無(wú)創(chuàng)且成本較低、可重復(fù)檢查、操作方便。3D-ASL雖然只能提供腦血流量(cerebral blood flow，CBF)參數(shù)，但CBF是反映腦血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性的重要參數(shù)，在腦血管疾病的應(yīng)用中具有突出優(yōu)勢(shì)：3D-ASL的CBF參數(shù)與動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)灌注加權(quán)成像(dynamic susceptibility contrast enhanced perfusion weighted imaging，DSC-PWI)的相對(duì)血容量(relative cerebral blood volume，rCBV)在腫瘤定性和分級(jí)上一致；灌注成像在評(píng)價(jià)膠質(zhì)瘤患者放、化療療效方面比常規(guī)增強(qiáng)掃描更可靠；也可用于顱內(nèi)腫瘤的鑒別診斷，如轉(zhuǎn)移瘤、淋巴瘤，在常規(guī)成像方法無(wú)法分辨的情況下，灌注成像可以提供重要信息[11]。

3 3D-ASL的臨床應(yīng)用

3.1 3D-ASL在神經(jīng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1.1 腦腫瘤

腦腫瘤有各種類型，對(duì)各種腦腫瘤的治療方案和預(yù)后是不同的。惡性腦腫瘤預(yù)后差，治療困難，易復(fù)發(fā)，良性腫瘤則反之。因此，對(duì)腦腫瘤的良惡性進(jìn)行分級(jí)具有重要意義。3D-ASL是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型容積灌注成像技術(shù)，與傳統(tǒng)正電子發(fā)射體層成像(positron emission tomography，PET)、DSC-MRI技術(shù)相比，其優(yōu)勢(shì)明顯。研究表明，經(jīng)多次MRI增強(qiáng)檢查后，釓對(duì)比劑可沉積于腦內(nèi)[12]。3D-ASL不需要注射對(duì)比劑，可反復(fù)檢查，已逐漸成為腦腫瘤診斷、鑒別診斷、治療和預(yù)后評(píng)價(jià)的新方向。

吳靜等[13]為了探討3D-ASL灌注成像參數(shù)平均最大相對(duì)腦血流量(mean maximum relative cerebral blood flow，rCBFmax)在預(yù)測(cè)膠質(zhì)瘤術(shù)前分級(jí)中的價(jià)值及與腫瘤微血管密度(microvessel density，MVD)表達(dá)間的關(guān)系，回顧性分析了經(jīng)組織病理學(xué)證實(shí)的50例膠質(zhì)瘤(高級(jí)別20例，低級(jí)別30例)的3D-ASL圖像，應(yīng)用熱點(diǎn)法獲得腫瘤實(shí)體部分的平均最大相對(duì)腦血流量，應(yīng)用免疫組化S-P法對(duì)以上病例的組織學(xué)標(biāo)本進(jìn)行MVD表達(dá)的檢測(cè)，結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。得出結(jié)論，rCBFmax值有助于膠質(zhì)瘤術(shù)前分級(jí)診斷且與腫瘤微血管密度呈正相關(guān)，可從一定程度上術(shù)前預(yù)測(cè)膠質(zhì)瘤生物學(xué)行為。

田強(qiáng)等[14]回顧性分析經(jīng)術(shù)后組織病理和免疫組化證實(shí)的45例膠質(zhì)瘤患者的3D-ASL結(jié)果，其中低級(jí)別膠質(zhì)瘤19例、高級(jí)別組26例，結(jié)果顯示高級(jí)別組的腫瘤血流灌注(tumor blood flow，TBF)值與相對(duì)腫瘤血流量(relative TBF，rTBF)值均高于低級(jí)別組，正常白質(zhì)區(qū)域血流灌注值無(wú)顯著差別，TBF值與rTBF值預(yù)測(cè)膠質(zhì)瘤術(shù)前分級(jí)的敏感度和特異度分別為92.3%和94.7%，證實(shí)3D-ASL技術(shù)可以半定量測(cè)定膠質(zhì)瘤灌注情況，對(duì)于預(yù)測(cè)膠質(zhì)瘤術(shù)前分級(jí)具有重要價(jià)值。

Lin等[15]選取38例經(jīng)病理證實(shí)的前庭神經(jīng)鞘瘤(vestibular schwannomas，VS)和腦膜瘤患者，所有患者均無(wú)典型外觀并接受擴(kuò)散峰度成像(diffusion kurtosis imaging，DKI)及3D-ASL掃描。結(jié)果顯示平均峰度、徑向峰度、軸向峰度、分?jǐn)?shù)各向異性、腦血流量在VS中顯著低于腦膜瘤患者，證實(shí)DKI和3D-ASL可用于診斷具有非典型外觀的VS和腦膜瘤。

Zhao等[16]回顧性分析經(jīng)病理證實(shí)的44例膠質(zhì)瘤患者的臨床、病理及影像學(xué)資料，其中低級(jí)別膠質(zhì)瘤9例、高級(jí)別膠質(zhì)瘤15例、腦膜瘤11例、神經(jīng)鞘瘤6例、轉(zhuǎn)移瘤3例，常規(guī)平掃、3D-ASL及MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)成像，根據(jù)研究區(qū)域獲得腫瘤實(shí)體部分CBFmax，以正常對(duì)側(cè)灰質(zhì)作為腫瘤CBF正常化的參考時(shí)，ASL獲得的3個(gè)腫瘤標(biāo)準(zhǔn)化血流量在低級(jí)別膠質(zhì)瘤和高級(jí)別膠質(zhì)瘤之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；以鏡像區(qū)(M)和正常對(duì)照側(cè)白質(zhì)作為腫瘤CBF正?；膮⒖迹瑑山M間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；證實(shí)3D-ASL可以很好地鑒別高等級(jí)和低等級(jí)膠質(zhì)瘤，在顱內(nèi)腫瘤定性診斷及膠質(zhì)瘤術(shù)前的分級(jí)具有重要的參考價(jià)值。

董衛(wèi)敏等[17]探討了3D-ASL與氫質(zhì)子磁共振波譜(hydrogen proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)兩種技術(shù)對(duì)腦膠質(zhì)瘤術(shù)前分級(jí)的臨床價(jià)值?；仡櫺苑治鼋?jīng)病理證實(shí)的44例腦膠質(zhì)瘤患者的ASL和MRS圖像。按照WHO 2007標(biāo)準(zhǔn)，將病例分為兩組：低級(jí)別腦膠質(zhì)瘤組(Ⅰ～Ⅱ級(jí)，13例) 和高級(jí)別腦膠質(zhì)瘤組(Ⅲ～Ⅳ級(jí)，31例)，測(cè)量并計(jì)算腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)、健側(cè)腦組織區(qū)代謝物及CBF值的相對(duì)值和比值，作統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果證實(shí)，單獨(dú)采用1H-MRS和3D-ASL兩種技術(shù)，3D-ASL較1H-MRS診斷價(jià)值更高；但是同時(shí)運(yùn)用1H-MRS及3D-ASL對(duì)膠質(zhì)瘤進(jìn)行分級(jí)時(shí)，兩種技術(shù)結(jié)合比單獨(dú)運(yùn)用其中任何一種分級(jí)時(shí)更準(zhǔn)確。

由此可見(jiàn)，3D-ASL灌注成像能夠在膠質(zhì)瘤分級(jí)診斷及顱內(nèi)腫瘤定性診斷中提供有效的參考，術(shù)前準(zhǔn)確的分級(jí)診斷能夠有效地指導(dǎo)手術(shù)方案的合理制訂，并且可以在一定程度上對(duì)預(yù)后做出評(píng)價(jià)。3D-ASL與其他技術(shù)的結(jié)合也具有重要的臨床價(jià)值。

3.1.2 血管認(rèn)知障礙疾病

皮層下血管認(rèn)知障礙(subcortical vascular cognitive impairment，SVCI)中皮層下CBF異常減少。然而，目前對(duì)腦血流減少與認(rèn)知障礙程度的關(guān)系知之甚少。3D-ASL灌注MRI測(cè)量CBF有助于檢測(cè)SVCI患者的功能變化。Sun等[18]對(duì)53例SVCI患者和23例匹配的皮質(zhì)下缺血性血管病(subcortical ischemic vascular disease，SIVD)患者(對(duì)照組)在靜息狀態(tài)下接受全腦3D-ASL MRI檢查，比較SIVD有認(rèn)知障礙和沒(méi)有認(rèn)知障礙的受試者的腦CBF圖，并根據(jù)Z評(píng)分檢測(cè)腦CBF減少區(qū)域與認(rèn)知障礙程度的關(guān)系，計(jì)算53例SVCI患者全腦rCBF值與Z分?jǐn)?shù)的相關(guān)性；與對(duì)照組相比，SVCI組腦內(nèi)彌漫性CBF降低，顳葉、額葉、海馬、丘腦和腦島等深部核內(nèi)的腦灌注缺損與認(rèn)知障礙程度有關(guān)?？偟膩?lái)說(shuō)，3D-ASL檢查可以為SVCI患者認(rèn)知缺陷的機(jī)制進(jìn)一步提供重要的證據(jù)。

3.1.3 顱腦損傷

輕度創(chuàng)傷性腦損傷(mild traumatic brain injury，MTBI)通常被稱為腦震蕩，其特征是廣泛的臨床表現(xiàn)，包括持續(xù)性頭痛、易怒、無(wú)法集中注意力、記憶力受損、普遍疲勞、頭暈和幸福感喪失。它至少占所有創(chuàng)傷性腦損傷(traumatic brain injury，TBI)的75%，是一個(gè)重要的公共衛(wèi)生問(wèn)題。Liu等[19]采用20 min的精神運(yùn)動(dòng)警覺(jué)測(cè)試(psychomotor vigilance test，PVT)相關(guān)的ASL-fMRI評(píng)估25例MTBI急性期患者、21例MTBI慢性期患者和20例健康受試者的精神疲勞，平均年齡分別為(36.12±9.83)歲、(36.05±12.80)歲、(31.90±7.93)歲。MRI 3D-ASL結(jié)果顯示，在急性期患者中，第2、第3和最后5 min- pvt降低了默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)(default mode network，DMN)區(qū)CBF，增加了“自下而上”和“自上而下”區(qū)CBF；在慢性階段，第3個(gè)也是最后一個(gè)5 min- pvt增加了“自下而上”和“自上而下”皮層的CBF，而第2個(gè)5 min- pvt只增加了“自上而下”皮層的CBF。結(jié)果顯示急性MTBI患者持續(xù)注意惡化的神經(jīng)機(jī)制與健康受試者不同，急性期患者的精神疲勞比慢性期患者和健康對(duì)照組更為嚴(yán)重；證實(shí)3D-ASL灌注對(duì)于輕度創(chuàng)傷性腦損傷相關(guān)的精神疲勞及其潛在的神經(jīng)機(jī)制具有一定的研究與評(píng)估價(jià)值。

3.1.4 缺血性腦卒中

缺血性腦卒中不僅發(fā)病率高、致殘率高、復(fù)發(fā)率高和病死率高，而且會(huì)導(dǎo)致腦卒中后認(rèn)知功能障礙(post-stroke cognitive impairment，PSCI)、負(fù)面情緒、生理紊亂等一系列神經(jīng)血管功能障礙，嚴(yán)重影響患者預(yù)后及生活質(zhì)量。

Zhang等[20]收集30例疑似缺血性腦卒中患者，所有患者均接受擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)、流體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)成像、磁共振血管成像、DSC和3D-ASL灌注成像掃描。結(jié)果表明，絕對(duì)ASL值與缺血性腦卒中各種DSC衍生參數(shù)之間存在輕度相關(guān)性，標(biāo)準(zhǔn)化后，ASL值與DSC參數(shù)的相關(guān)性優(yōu)于絕對(duì)值與DSC參數(shù)的相關(guān)性。得出在腦皮層中，ASL信號(hào)的減少對(duì)預(yù)測(cè)腦卒中時(shí)間的延長(zhǎng)具有重要意義。劉娜等[21]探討3D-ASL磁共振腦灌注成像技術(shù)在評(píng)價(jià)急性腦梗死溶栓療效中的應(yīng)用價(jià)值，搜集急診溶栓治療的20例急性腦梗死患者，所有患者均于溶栓前發(fā)病10 h內(nèi)行常規(guī)MRI平掃、DWI和3D-ASL檢查，溶栓后1～7 d復(fù)查常規(guī)MRI平掃、DWI和3D-ASL檢查。測(cè)量溶栓術(shù)前及術(shù)后腦梗死區(qū)與正常對(duì)照區(qū)的CBF值。結(jié)果顯示，20例急性期腦梗死患者DWI檢查均可見(jiàn)擴(kuò)散受限高信號(hào)區(qū)，表現(xiàn)為表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值降低；3D-ASL檢查均發(fā)現(xiàn)相應(yīng)病變腦組織低灌注區(qū)CBF值降低。3D-ASL顯示低灌注區(qū)域較DWI范圍大。溶栓術(shù)后低灌注區(qū)范圍不同程度縮小有18例，擴(kuò)大2例，局部高灌注改變10例。統(tǒng)計(jì)分析顯示大部分患者溶栓后腦灌注明顯改善，缺血區(qū)CBF差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。認(rèn)為作為一項(xiàng)無(wú)創(chuàng)性磁共振灌注成像新技術(shù)，3D-ASL能夠顯示腦梗死溶栓術(shù)后低灌注向高灌注的轉(zhuǎn)換，為評(píng)價(jià)急性腦梗死患者的溶栓療效提供重要依據(jù)。

3D-ASL可以準(zhǔn)確地評(píng)估整個(gè)大腦的血流狀況，判斷相應(yīng)梗死區(qū)血流狀態(tài)及梗死面積，定量分析血流速度，并評(píng)估側(cè)枝循環(huán)的建立，對(duì)后續(xù)治療和評(píng)估預(yù)后具有重要意義。而且在梗死后再灌注方面3D-ASL技術(shù)相比傳統(tǒng)的DSC具有明顯的臨床優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樾卵茉俟嘧⑷狈ν暾难X屏障，因此傳統(tǒng)的DSC灌注成像不能真實(shí)反映實(shí)際水平的灌注，和3D-ASL不依賴于血腦屏障模型，能更真實(shí)反映再灌注的存在。

3.1.5 抑郁癥

重度抑郁癥(major depression disorder，MDD)是一種精神障礙，其特征是抑郁情緒顯著且持續(xù)，伴有多種認(rèn)知和行為變化。這些行為變化是腦功能障礙的結(jié)果，腦功能障礙是建立在腦組織分子生物學(xué)異常的基礎(chǔ)上的。前額皮質(zhì)與許多功能密切相關(guān)，如計(jì)劃、認(rèn)知、記憶、執(zhí)行和執(zhí)行控制。前額葉功能障礙通常被認(rèn)為是抑郁癥發(fā)病的病理基礎(chǔ)，也是抑郁狀態(tài)的標(biāo)志。Fu等[22]對(duì)17例MDD患者和16名健康對(duì)照者在靜息狀態(tài)下，分別進(jìn)行了3D-ASL和18F-氟脫氧葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose，18F-FDG) PET。MDD患者雙側(cè)中、右額上回區(qū)域CBF降低，雙側(cè)上、中、下額回區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)化攝取評(píng)價(jià)(standardized uptake values，SUVs)降低，說(shuō)明18F-FDG PET/CT在識(shí)別額葉功能異常方面比3D-ASL更為敏感。

3.1.6 阿爾茨海默病

阿爾茨海默病(Alzheimer disease，AD)發(fā)病緩慢，呈進(jìn)行性，血管因素在AD的發(fā)病機(jī)制中起著關(guān)鍵作用。灌注不足存在于AD的非常早期臨床前階段即輕度認(rèn)知功能障礙(mild cognitive impairment，MCI)期間，并持續(xù)到最后階段，這表明隨著疾病的發(fā)展，灌注不足增加。Ding等[23]采用3D-ASL技術(shù)研究AD、遺忘性輕度認(rèn)知障礙(amnestic mild cognitive impairment，aMCI)患者以及年齡和性別匹配的健康對(duì)照組的CBF變化，其中AD患者24例，MCI患者17例，年齡與性別匹配的對(duì)照組21例。結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，aMCI患者雙側(cè)額葉和右側(cè)顳回下區(qū)CBF明顯升高；AD與aMCI相比，高灌注區(qū)域主要為右側(cè)邊緣葉和基底神經(jīng)節(jié)區(qū)域，灌注不足區(qū)為左側(cè)額葉內(nèi)側(cè)、頂葉皮質(zhì)、右側(cè)顳中枕葉特別是左側(cè)前扣帶回。與對(duì)照組相比，AD患者雙側(cè)顳頂枕葉和左邊緣葉CBF降低，aMCI患者左側(cè)枕葉、雙側(cè)顳下葉皮質(zhì)和右側(cè)顳中葉血流減少。證實(shí)3D-ASL可為AD的進(jìn)一步病理和神經(jīng)心理學(xué)研究，特別是腦灌注不足的代償機(jī)制的研究提供有用的灌注信息。Binnewijzend等[24]采用3D-ASL全腦掃描AD患者71例、MCI患者35 例及正常對(duì)照者73名，比較3組CBF值，得出結(jié)論為3D-ASL MR測(cè)量CBF有助于檢測(cè)AD前體及更晚期的功能變化，是疾病嚴(yán)重程度的標(biāo)志。

3.2 3D-ASL在其他系統(tǒng)病變的應(yīng)用進(jìn)展

3.2.1 腎臟疾病

慢性腎病(chronic kidney disease，CKD)定義為至少3個(gè)月的系膜結(jié)構(gòu)或功能異常，與終末期腎病的發(fā)展密切相關(guān)，其治療選擇僅限于透析或腎移植。實(shí)驗(yàn)室參數(shù)通常用于診斷CKD、確定階段并預(yù)測(cè)終末期腎病主要是蛋白尿升高和較低的腎小球?yàn)V過(guò)率(estimated glomerular filtration rate，eGFR)。為了評(píng)估腎實(shí)質(zhì)的腎血流量(renal blood flow，RBF)，ASL使用血液中的自由擴(kuò)散水作為內(nèi)源性示蹤劑，不同的ASL成像技術(shù)已經(jīng)被證明可以為健康志愿者和腎腫塊、動(dòng)脈狹窄和同種異體移植患者提供可靠的RBF測(cè)量。Cai等[25]對(duì)27例CKD患者和36名健康志愿者分別行腎3D-ASL磁共振成像，比較皮質(zhì)RBF，評(píng)價(jià)RBF與腎小球?yàn)V過(guò)率估計(jì)值的相關(guān)性；結(jié)果顯示對(duì)于健康志愿者，RBF值隨熱成像系統(tǒng)(imaging thermal system，TIs)從1200～1600 ms升高，但在TIs從1600～2000 ms幾乎不變，慢性腎病患者的皮質(zhì)RBF值在1800～2000 ms低于健康志愿者的皮質(zhì)RBF值；此外，CKD患者皮層RBF值低于健康志愿者(P＜0.01)，且RBF值與eGFR呈正相關(guān)；證實(shí)3D-ASL是一種潛在的無(wú)創(chuàng)測(cè)量腎臟血流灌注的方法，可為臨床CKD診斷提供有價(jià)值的信息。

利用ASL磁共振成像技術(shù)進(jìn)行腎灌注測(cè)量越來(lái)越受到人們的關(guān)注。目前，對(duì)腎移植中灌注的研究一直是重點(diǎn)。Robson等[26]為了探討ASL在腎癌患者中的應(yīng)用、評(píng)價(jià)三維快速自旋回聲，獲取一種穩(wěn)健的腹部應(yīng)用體積成像方法，評(píng)估比較腎臟3D-ASL與2D-ASL灌注磁共振成像在患者和健康受試者中的意義，對(duì)4名健康志愿者(2名女性，年齡23～53歲，平均31歲)和4例患者(2名女性，年齡39～67歲，平均53歲)對(duì)已知腎臟腫塊進(jìn)行術(shù)前MRI評(píng)估；3D-ASL腎灌注成像提供各向同性分辨率圖像，定量灌注值和圖像信噪比與2D-ASL成像時(shí)間相近，然而，進(jìn)一步的臨床評(píng)價(jià)3D-ASL灌注成像更全面的評(píng)價(jià)療效是有必要的。

3.2.2 肌肉骨骼腫瘤

惡性肌肉骨骼腫瘤具有較高的病亡率和致殘率，良、惡性肌肉骨骼腫瘤及腫瘤樣病變的鑒別仍是影像學(xué)診斷中的難題。目前主要依據(jù)病變內(nèi)部信號(hào)、邊緣、皮質(zhì)破壞、骨膜反應(yīng)、軟組織腫塊等體征進(jìn)行鑒別。但僅憑這些跡象，一些骨腫瘤仍然難以識(shí)別。Xu等[27]利用3D-ASL序列使用3.0 T MR對(duì)44例(男20例，女24例，中位年齡27歲，年齡9～57歲)肌肉骨骼腫瘤患者進(jìn)行了研究，惡性組的TBF和微脈管密度(microvessel density，MVD)值明顯高于良性組和中間組，良性組和中間組TBF和MVD值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，44例患者經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)；診斷的敏感性和特異性分別為90.5%和100%；另外，一個(gè)重要的TBF與MVD呈正相關(guān)，研究結(jié)果證實(shí)3D-ASL在鑒別良性、間性、惡性肌肉骨骼腫瘤方面具有重要價(jià)值，3D-ASL也許可用來(lái)評(píng)估體內(nèi)肌肉骨骼血管內(nèi)生成的腫瘤。

3.2.3 肺纖維化

囊性纖維化(cystic fibrosis，CF)是白人人群中最常見(jiàn)的遺傳疾病之一，發(fā)病率較高。雖然CF是一種多系統(tǒng)疾病，但肺并發(fā)癥是導(dǎo)致約95%過(guò)早死亡的主要原因。Schraml等[28]為評(píng)估年輕囊性纖維化(cystic fibrosis，CF)患者的肺灌注，采用3D-ASL技術(shù)對(duì)5名健康志愿者和33例CF患兒進(jìn)行灌注成像。與健康志愿者相比，CF患者上葉灌注明顯降低。由此可見(jiàn)，3D-ASL灌注成像可為青年CF患者的肺灌注評(píng)估提供依據(jù)。這種無(wú)創(chuàng)功能成像技術(shù)在CF患者的臨床監(jiān)測(cè)中具有重要意義。

綜上可見(jiàn)，3D-ASL技術(shù)在膠質(zhì)瘤診斷及術(shù)前分級(jí)、血管認(rèn)知障礙性疾病、顱腦損傷、缺血性腦卒中、抑郁癥、阿爾茨海默病等神經(jīng)系統(tǒng)中應(yīng)用相對(duì)廣泛，同時(shí)在腎臟、肌肉骨骼腫瘤、肺纖維化等更多疾病中逐步應(yīng)用。灌注成像能評(píng)價(jià)腫瘤的血液供應(yīng)，有助于判斷腫瘤病變的生物學(xué)行為如生長(zhǎng)快慢、侵襲性判斷，所以在不同腫瘤病變的鑒別、腫瘤和非腫瘤病變鑒別、預(yù)后判斷和療效觀察、判斷有無(wú)復(fù)發(fā)等提供了診斷依據(jù)。

4 展望

3D-ASL作為一種以內(nèi)源性質(zhì)子為對(duì)比劑的灌注成像技術(shù)，能夠無(wú)創(chuàng)評(píng)估組織灌注水平，改善了以往ASL的信噪比、成像范圍及采集時(shí)間等方面的不足，具有無(wú)創(chuàng)、操作簡(jiǎn)單、成本低、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)[29]。3D-ASL作為一種內(nèi)源性灌注成像技術(shù)，不僅要完善其理論和技術(shù)，更要結(jié)合其他技術(shù)，達(dá)到精準(zhǔn)明確疾病診斷及更廣泛的應(yīng)用，協(xié)助提高臨床診治水平及改善疾病預(yù)后。如3D-ASL結(jié)合平衡式穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)(balance-steady state free precession，B-SSFP)能夠提高血管成像水平，甚至可以結(jié)合呼吸門控對(duì)肝臟和腎臟的動(dòng)脈和其他內(nèi)臟器官顯示更加清楚[9，30]。閆力永等[31]運(yùn)用3D-PCASL通過(guò)病理對(duì)照用于評(píng)價(jià)兔軟組織VX2腫瘤抗血管生成的可行性，BFASL值與MVD值在軟組織VX2腫瘤抗血管生成治療前后具有良好的相關(guān)性，3D-PCASL技術(shù)用于評(píng)價(jià)軟組織腫瘤抗血管生成治療是可行的。

綜上所述，3D-ASL技術(shù)作為新型成像方法，對(duì)組織灌注評(píng)價(jià)水平有了很大提高，目前應(yīng)用較局限于顱內(nèi)病變，對(duì)于腎臟疾病及骨骼肌肉等其他系統(tǒng)應(yīng)用較少。隨著研究的進(jìn)展，其理論和技術(shù)發(fā)展會(huì)越來(lái)越完善，3D-ASL將會(huì)逐步運(yùn)用于其他系統(tǒng)，應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛，對(duì)于疾病診斷及臨床治療價(jià)值將會(huì)越來(lái)越高。

利益沖突：無(wú)。