MRA及3D-ASL評價大腦后動脈類型與早期后循環(huán)灌注的關(guān)系

張博倫 黃雯暄 韓 璐 張惠英 李 暉 胡曉航

華北理工大學(xué)附屬醫(yī)院影像科 河北唐山 063000

大腦后動脈是后循環(huán)中重要的組成部分，是后部腦組織(約占全腦五分之二)血液供應(yīng)的主要來源[1]，其發(fā)育變異的情況在臨床工作中并不少見。臨床工作中發(fā)現(xiàn)與前循環(huán)灌注相比，后循環(huán)灌注區(qū)早期灌注情況多變，常需與腦梗死相鑒別。本研究于2019年5月～11月應(yīng)用3.0T磁共振血管成像(MRA)技術(shù)及三維動脈自旋標記(3D-ASL)技術(shù)探討雙側(cè)大腦后動脈類型與早期后循環(huán)灌注的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1研究對象 本研究共納入135名健康受試志愿者， 男66名，女69名，平均年齡(47±7.9)歲。納入標準：①既往無腦血管病病史且血壓、血糖、血脂均在正常范圍，②磁共振常規(guī)序列顯示腦及腦血管無異常，③查體神經(jīng)系統(tǒng)體征均為陰性，④右利手，⑤圖像顯示清晰。對135名健康受試者將檢查須知逐一講解，在其了解檢查過程及檢查目的后再行簽署知情同意書。

1.2MRI檢查 采用Philips3.0T MRI掃描儀，8通道頭部相控線圈。所有患者均行常規(guī)MRI(含T1WI、T2WI、T2FLAIR)、血管三維成像(3D-TOF)及3D-ASL檢查，掃描參數(shù)：T1WI：TR=1900ms，TE=18ms。T2WI：TR=4000ms，TE=110ms。T1FLAIR：TI=2500ms，TR=9000ms，TE=120ms。3D-TOF：三維時間飛躍成像(3D TOF)法：TR=19ms，TE=3ms，層厚1.3mm，層間距0.7mm。3D-ASL：TE=12ms，TR=4800ms，層厚6mm，層間距0mm。PLD=2500ms。應(yīng)用上述掃描方式均從顱底覆蓋至顱頂。

1.3圖像及處理分析 所有影像學(xué)資料均由兩位經(jīng)驗豐富的磁共振醫(yī)師進行評價和測量。后循環(huán)腦血管類型的評價首先觀察MRA三維重建后所得到的圖像，可疑處需借鑒MRA原始圖像;3D-ASL觀察采用“偽彩圖”圖像模式。

觀察指標及處理分析：根據(jù)MRA判斷大腦后動脈類型，并記錄是單側(cè)或是雙側(cè)，進而將MRA分析結(jié)果分為單側(cè)變異型、雙側(cè)變異型、雙側(cè)發(fā)育正常型三組；之后對3D-ASL“偽彩圖”圖像進行后循環(huán)血流灌注的定量測量，用腦血流量(CBF)值表示；測量區(qū)域選擇近眼球中央層面中部分小腦以及部分枕葉，感興趣區(qū)域(ROI)面積選取400mm2，觀察項目：①單側(cè)胚胎型組比較左、右兩側(cè)后循環(huán)灌注區(qū)分別在早期、晚期灌注程度的關(guān)系。②雙側(cè)胚胎型組比較左、右兩側(cè)分別在早期、晚期后循環(huán)灌注程度的關(guān)系以及比較早期、晚期雙側(cè)后循環(huán)灌注程度的關(guān)系。③雙側(cè)發(fā)育正常組比較左、右兩側(cè)分別在早期、晚期后循環(huán)灌注程度的關(guān)系以及比較早期、晚期雙側(cè)后循環(huán)灌注程度的關(guān)系。

2 結(jié)果

2.1單側(cè)胚胎型組 共19名，發(fā)育變異側(cè)早期后循環(huán)灌注平均值為(31.96±3.83)，發(fā)育正常側(cè)為(17.76±3.29)，二者比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；發(fā)育變異側(cè)晚期后循環(huán)灌注平均值為(32.23±3.12)，發(fā)育正常側(cè)為(31.47±3.16)，二者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.0)。見圖1～3、表1。

圖1 圖2 圖3注：圖1提示MRA觀察到右側(cè)胚胎型大腦后動脈，左側(cè)發(fā)育正常大腦后動脈；圖2提示3D-ASL在PLD=1500ms時(早期)左側(cè)部分枕葉、部分小腦半球灌注較對側(cè)低；圖3提示3D-ASL在PLD=2500ms時(晚期)左側(cè)部分枕葉、部分小腦半球低灌注區(qū)灌注較前增高，與對側(cè)相近。

表1 19名單側(cè)胚胎型兩側(cè)后循環(huán)灌注區(qū)CBF值比較

2.2雙側(cè)胚胎型組 共11名，左側(cè)早期后循環(huán)灌注平均值為(31.51±3.35)，右側(cè)為(30.94±3.21)，二者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；左側(cè)晚期后循環(huán)灌注平均值為(32.70±3.2)，右側(cè)為(32.06±4.09)，二者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。雙側(cè)早期后循環(huán)灌注平均值為(31.22±2.19)，晚期后循環(huán)灌注平均值為(32.39±2.54)，二者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見圖4～6、表2～3。

圖4 圖5 圖6注：圖4提示MRA觀察到雙側(cè)胚胎型大腦后動脈；圖5提示3D-ASL在PLD=1500ms時(早期)兩側(cè)后循環(huán)灌注區(qū)灌注程度相當(dāng)；圖6提示3D-ASL在PLD=2500ms時(晚期)兩側(cè)后循環(huán)灌注區(qū)灌注程度仍相當(dāng)。

表2 11名雙側(cè)胚胎型兩側(cè)后循環(huán)灌注區(qū)CBF值比較

表3 不同發(fā)育類型后循環(huán)灌注區(qū)早期與晚期CBF值比較

2.3雙側(cè)正常發(fā)育型組 共105名，早期后循環(huán)灌注左側(cè)平均值為(18.83±3.57)，右側(cè)為(19.59±3.95)，二者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；晚期后循環(huán)灌注左側(cè)平均值為(30.62±3.21)，右側(cè)為(31.01±3.52)，二者比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。早期雙側(cè)后循環(huán)灌注平均值為(19.20±2.59)，晚期為(30.81±3.60)，二者比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見圖7～9、表4。

圖7 圖8 圖9注：圖7提示MRA觀察到雙側(cè)大腦后動脈發(fā)育正常；圖8提示3D-ASL在PLD=1500ms時(早期)兩側(cè)后循環(huán)灌注區(qū)灌注程度較低；圖9提示3D-ASL在PLD=2500ms時(晚期)兩側(cè)后循環(huán)灌注區(qū)灌注程度較前升高。

表4 發(fā)育正常型兩側(cè)后循環(huán)灌注區(qū)CBF值比較

雙側(cè)胚胎型組早期后循環(huán)灌注平均值為(31.22±2.19)，雙側(cè)發(fā)育正常型為(19.20±2.59)，兩組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；雙側(cè)胚胎型組晚期后循環(huán)灌注平均值為(32.39±2.54)，雙側(cè)發(fā)育正常型為(30.81±3.60)，兩組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表5。

表5 不同發(fā)育類型后循環(huán)灌注區(qū)CBF值比較

3 討論

椎基底動脈系是顱內(nèi)循環(huán)的重要組成部分，主要為顱內(nèi)后部腦組織提供血液，比重約占全腦30%(小腦13%、枕葉11%、腦干3%、部分間腦3%)，故又稱其“后循環(huán)”。 在正常發(fā)育情況下，椎基底動脈系中兩條椎動脈匯成基底動脈發(fā)出兩條粗細均勻的大腦后動脈。臨床工作中有時不能觀察到大腦后動脈的P1段，同側(cè)的頸內(nèi)動脈會“伸出援手”通過后交通動脈向后參與供血，針對這一現(xiàn)象我們可以將之視為發(fā)育變異，即“胚胎型大腦后動脈”[2-4]。臨床主要利用影像學(xué)檢查來獲取顱內(nèi)血管和腦組織的情況，當(dāng)今其種類越來越廣泛，所提供的信息也越加豐富，形態(tài)學(xué)檢查已經(jīng)不能完全滿足臨床的需要，功能學(xué)檢查的作用尤為重要，3D-ASL以無創(chuàng)、無輻射的方式獲取組織的灌注信息，在保證檢查準確性的同時能夠最大程度上減少對患者的傷害[5]，與MRA的聯(lián)合應(yīng)用不僅可以觀察腦血管的形態(tài)，也可以了解腦組織的灌注，二者相互補充提供更多的信息。

3D-ASL技術(shù)所得到的灌注量化值可隨著標記后延遲時間(PLD)[6-7]的不同而呈現(xiàn)不同的結(jié)果，所謂標記后延遲時間指的是血液從頸部進行標記到其進入腦組織后進行采集的時間間隔，同一患者在不同PLD所得到的3D-ASL灌注圖像所代表的含義不同，進而所得到的灌注值也很可能不同[8]。PLD對灌注結(jié)果的影響也反映了3D-ASL灌注成像的一個特點：短的PLD反映的是灌注行為即灌注責(zé)任血管的狀況，而長的PLD更能反映灌注的真實結(jié)果[9]。

在臨床工作中，我們可能會遇到單側(cè)或雙側(cè)后循環(huán)灌注區(qū)在早期(PLD=1500ms)時3D-ASL圖像顯示為低灌注，而到了晚期(PLD=2500ms)時低灌注區(qū)恢復(fù)為“正?！惫嘧⒌默F(xiàn)象(圖2～3，圖8～9)，很多醫(yī)生會根據(jù)初步經(jīng)驗結(jié)合前文所敘述的PLD應(yīng)用的知識進行判斷，認為此類患者可能存在單側(cè)或雙側(cè)后循環(huán)早期灌注不良而后期代償。然而，隨著臨床工作經(jīng)驗的積累，發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象似乎并不罕見，MRA檢查提示此類患者絕大多數(shù)后循環(huán)大血管并不存在明顯的狹窄，而兩側(cè)早期后循環(huán)灌注程度不對稱的患者基本存在一側(cè)胚胎型大腦后動脈，這些現(xiàn)象就提示我們早期后循環(huán)低灌注很可能不存在責(zé)任血管的病變，而是其他原因使然。

本研究結(jié)果表明，早期雙側(cè)后循環(huán)灌注較低的受檢者為后循環(huán)大血管發(fā)育正常者；出現(xiàn)單側(cè)早期后循環(huán)低灌注的受檢者往往存在對側(cè)后循環(huán)大血管發(fā)育變異，即胚胎型大腦后動脈；雙側(cè)早期與晚期后循環(huán)灌注無明顯變化的情況往往左右均存在發(fā)育變異。此外，本次所有受檢者左右兩側(cè)晚期后循環(huán)灌注均無明顯差異。我們在3D-ASL的應(yīng)用中，可能會過于盲目的信任PLD，而忽略了另一個重要的指標—動脈通過時間(ATT)，指動脈血從標記層面開始到注入顱內(nèi)ROI所用的時間[10]。當(dāng)PLD與ATT越相近，最終得到的CBF值就越接近真實水平；當(dāng)PLD比ATT小時，起初標記層面的水分子尚沒有進到觀測的目標部位，故得到的CBF值將比真實值偏小，反之亦然，在PLD比ATT大的情況下，起初標記過的水分子效能降低外加流出ROI，綜合因素導(dǎo)致最終采集到的信號較低，測量得出的CBF值同樣很可能比想要得到的結(jié)果偏小[11]。我們之所以觀察到一側(cè)或兩側(cè)后循環(huán)早期灌注程度低，可能就是由于該區(qū)域的ATT較其他區(qū)域長所致，馬強等[12]提出，前、后循環(huán)的血流動力學(xué)并不一致，前者要明顯快于后者，這一觀點或許是出現(xiàn)本研究早期灌注不對稱的主要原因。正是由于早期前循環(huán)灌注區(qū)的“高”灌注而讓我們產(chǎn)生后循環(huán)灌注“低”的錯覺，而胚胎型大腦后動脈的存在就像是一個“橋梁”將前循環(huán)與后循環(huán)相通，在相對短的時間內(nèi)將前循環(huán)的血液分流輸送到后循環(huán)灌注區(qū)，導(dǎo)致后循環(huán)變異側(cè)的ATT與前循環(huán)相近，進而在早期灌注程度較發(fā)育正常側(cè)高。

在臨床工作中，我們可能會過度評價早期后循環(huán)低灌注的情況，懷疑其后循環(huán)血管狀況存在異常，在MRA提示未見明顯狹窄的情況下，應(yīng)建議患者做進一步檢查排除腦梗死。

綜上所述，3D-ASL與MRA的聯(lián)合應(yīng)用有利于評價早期后循環(huán)的灌注情況，不同大腦后動脈類型對早期后循環(huán)灌注有影響，對于早期后循環(huán)低灌注患者應(yīng)綜合考慮進行判斷，進而指導(dǎo)臨床選擇正確在治療方案。