三維偽連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記評(píng)價(jià)癥狀性大腦中動(dòng)脈慢性閉塞后腦灌注狀態(tài)的臨床價(jià)值

姚衛(wèi)宏 姚輝富 劉聰 馮澤川

[摘要] 目的 探討三維偽連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記（3D-pCASL）在癥狀性大腦中動(dòng)脈（MCA）慢性閉塞后腦灌注狀態(tài)的評(píng)價(jià)價(jià)值。 方法 前瞻性選擇收集我院2017年8月至2020年3月具有臨床癥狀而就診的MCA慢性閉塞患者42例，進(jìn)行常規(guī)MRI、MRA及3D-pCASL檢查，3D-pCASL采用兩個(gè)標(biāo)記延遲時(shí)間（PLD=1.5 s、2.5 s）。分別測(cè)量患側(cè)、鏡像側(cè)MCA感興趣區(qū)（ROI）腦白質(zhì)血流量（CBF），并計(jì)算患側(cè)與鏡像側(cè)比值，比較分析患側(cè)與鏡像側(cè)雙時(shí)相腦灌注CBF值的差異。 結(jié)果 42例單側(cè)MCA慢性狹窄患者，腦內(nèi)DWI均未見(jiàn)擴(kuò)散受限信號(hào)灶?；紓?cè)和鏡像側(cè)PLD=1.5 s時(shí)CBF為[（32.94±9.99）/（41.72±8.46）]，均較PLD 2.5 s[（40.29±8.97）/（45.69±9.09）]降低，且患側(cè)PLD較鏡像側(cè)降低更明顯，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）?；紓?cè)CBF較鏡像側(cè)呈低灌注狀態(tài)31例（73.81%），其中嚴(yán)重缺血后失代償5例（11.90%），CBF正常灌注7例（16.67%），CBF高灌注4例（9.52%），患側(cè)側(cè)支循環(huán)完全代償。 結(jié)論 全腦3D-pCASL評(píng)估癥狀性大腦中動(dòng)脈慢性閉塞患者腦白質(zhì)CBF可信度高，可作為常規(guī)序列，為臨床診療提供量化依據(jù)。

[關(guān)鍵詞] 三維偽連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記;大腦中動(dòng)脈;腦血流量;腦灌注

[中圖分類號(hào)] R743.31;R445.2? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B? ? ? ? ? [文章編號(hào)] 1673-9701（2021）03-0122-04

Clinical value of three-dimensional pseudocontinuous artery spins labeling in evaluating cerebral perfusion after symptomatic chronic middle cerebral artery occlusion

YAO Weihong? ?YAO Huifu? ?LIU Cong? ?FENG Zechuan

Department of Radiology， Liaocheng Maternal and Child Health Care Hospital in Shandong Province， Liaocheng? ?252000， China

[Abstract] Objective To investigate the value of three-dimensional pseudocontinuous artery spin labeling （3D-pCASL） in evaluating cerebral perfusion after symptomatic chronic middle cerebral artery（MCA） occlusion. Methods A total of 42 patients with chronic MCA occlusion who presented with clinical symptoms in our hospital from August 2017 to March 2020 were prospectively selected for conventional MRI， MRA and 3D-pCASL examinations. The delay time after the use of two markers for 3D-pCASL（PLD=1.5 s and 2.5 s） was analyzed. The cerebral white matter blood flow（CBF） in the region of interest （ROI） of the affected side and the mirrored side of the MCA was measured respectively， and the ratio of the affected side to the mirrored side was calculated. The CBF values of the bi-temporal cerebral perfusion on the affected side and the mirrored side were compared and analyzed. Results In 42 patients with unilateral MCA chronic stenosis， no diffusion-limited signal foci were found on DWI in the brain. The CBF values of the affected side and mirrored side with PLD of 1.5 s（32.94±9.99）/（41.72±8.46） was lower than that of PLD of 2.5 s （40.29±8.97）/（45.69±9.09）， and the PLD on the affected side decreased more significantly than that of mirrored side（P<0.05）. There were 31 cases（73.81%） with hypoperfusion on the affected side of CBF compared with the mirrored side， including 5 cases（11.90%） with severe ischemic decompensation， 7 cases（16.67%） with normal CBF perfusion， and 4 cases（9.52%） with high CBF perfusion， with complete compensation of the collateral circulation on the affected side. Conclusion The whole-brain 3D-pCASL has high reliability in evaluating CBF of white matter in patients with symptomatic chronic MCA occlusion， and can be used as a conventional sequence to provide a quantitative basis for clinical diagnosis and treatment.

[Key words] Three-dimensional pseudo-continuous arterial spin labeling; Middle cerebral artery; Cerebral blood flow; Cerebral perfusion

大腦中動(dòng)脈（Middle cerebral artery，MCA）慢性閉塞是導(dǎo)致腦灌注不足而引起缺血事件的主要原因，在灌注圖上多表現(xiàn)為低灌注，而良好的血流儲(chǔ)備狀態(tài)及側(cè)支代償能夠在一定程度上改善灌注的貧乏狀態(tài)，甚至表現(xiàn)為過(guò)度灌注，由慢性閉塞后引起的缺血損傷程度不同，患者的臨床癥狀也會(huì)出現(xiàn)較大差異，因此對(duì)慢性閉塞后腦灌注水平的準(zhǔn)確評(píng)估就顯得尤為重要。三維偽連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記（Three-dimensional pseudo-continuous arterial spin labeling，3D-pCASL）利用水分子作為內(nèi)源性示蹤劑[1]，根據(jù)不同標(biāo)記后延遲時(shí)間（Post label delay，PLD）能夠無(wú)創(chuàng)定量反映全腦灌注水平，近年來(lái)在評(píng)估缺血性腦血管病方面得到廣泛關(guān)注。本研究旨在探討3D-pCASL對(duì)癥狀性MCA慢性閉塞后腦組織灌注的臨床評(píng)估價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

前瞻性收集2017年8月至2020年3月我院收治的癥狀性MCA慢性閉塞患者42例的影像資料，其中男24例，女18例，年齡53～81歲，平均（61.34±3.52）歲，病程2 h～6年。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者簽署知情同意書(shū)。

納入標(biāo)準(zhǔn)[2]：癥狀性定義為3個(gè)月內(nèi)有責(zé)任血管相關(guān)性短暫腦缺血發(fā)作（Transient ischemic attack，TIA）或其他神經(jīng)系統(tǒng)癥狀者，MRA顯示單側(cè)MCA慢性閉塞（70%～99%）且DWI陰性;末次發(fā)病時(shí)間至檢查時(shí)間<1個(gè)月，能夠接受抗凝治療。

排除標(biāo)準(zhǔn)[3]：急性腦梗死、腦出血或患有腫瘤、炎癥等腦內(nèi)疾病者，不能配合MRI檢查的危重癥者或存在磁共振檢查禁忌證者。

1.2 方法

采用GE signa 1.5 T超導(dǎo)磁共振掃描儀，8通道相控陣表面線圈，掃描基線平行于胼胝體前后聯(lián)合連線。掃描序列包括常規(guī)T2WI、T1WI、FLAIR、DWI，MRA采用三維時(shí)間飛躍法（3 dimensional time of flight，3D TOF）MRA。3D-pCASL序列參數(shù)：TR4261（1.5 ms），TR5326（2.5 ms），TE10.5 ms，層厚4.0 mm，層數(shù)36，F(xiàn)OV24 cm，矩陣512×512，帶寬62.5 Hz，掃描時(shí)間4分29秒（1.5 ms）、5分09秒（2.5 ms），容積掃描范圍覆蓋全腦。

1.3 觀察指標(biāo)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

將3D-pCASL原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸DW 4.7工作站，3D-pCASL由ReadyView軟件獲得腦血流量（Cerebral blood flow，CBF）偽彩圖，之后與FLAIR結(jié)構(gòu)圖融合并測(cè)量MCA感興趣區(qū)域（Region of interest，ROI）腦白質(zhì)CBF值，標(biāo)記延遲時(shí)間（Post labeling delay time，PLD）分別為1.5 s、2.5 s。于灌注異常區(qū)最大層面人工勾畫(huà)ROI，通過(guò)鏡像技術(shù)勾畫(huà)并測(cè)量鏡像區(qū)域CBF值，計(jì)算相對(duì)血流量rCBF（患側(cè)/鏡像側(cè)），rCBF<0.9為低灌注（<0.5為嚴(yán)重缺血），在0.9～1.1之間為正常灌注，>1.1為高灌注。由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科神經(jīng)系統(tǒng)醫(yī)師采用雙盲法進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，測(cè)量時(shí)避開(kāi)腦溝腦裂、梗死灶或軟化灶，ROI為40 mm2。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析和處理數(shù)據(jù)，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，采用配對(duì)t檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 軟化灶及鏡像側(cè)血管情況

5例患側(cè)基底節(jié)區(qū)出現(xiàn)大小不等軟化灶，健側(cè)有軟化灶4例，健側(cè)MCA 輕度狹窄4例，中度狹窄2例。

2.2 雙期PLD灌注狀態(tài)

2.2.1 單側(cè)MCA慢性閉塞不同PLD（1.5 s/2.5 s）患側(cè)、鏡像側(cè)CBF比較? 42例患者M(jìn)RA均顯示單側(cè)MCA M1段閉塞，遠(yuǎn)段未見(jiàn)血流信號(hào)，且腦內(nèi)DWI未見(jiàn)急性梗死灶。見(jiàn)圖1。左側(cè)23例，右側(cè)19例，男性比例高于女性（25/17）?；紓?cè)和鏡像側(cè)PLD=1.5 s時(shí)CBF為（32.94±9.99）/（41.72±8.46）]，均較2.5 s[（40.29±8.97）/（45.69±9.09）]降低，且患側(cè)PLD較鏡像側(cè)降低更明顯，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。見(jiàn)表1、圖2。

2.2.2 MCA慢性閉塞后不同PLD（1.5 s/2.5 s）灌注狀態(tài)比較? 31例（73.81%）患者患側(cè)CBF較鏡像側(cè)顯著降低，rCBF為低灌注，嚴(yán)重缺血后失代償5例，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。rCBF正常灌注7例（16.67%），在ASL圖像上表現(xiàn)為患側(cè)線狀高灌注信號(hào)，CBF值恢復(fù)，與鏡像側(cè)基本一致[4]。rCBF高灌注4例（9.52%），患側(cè)側(cè)支循環(huán)完全代償，高灌注狀態(tài)不同PLD之間CBF比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。見(jiàn)表2。

3 討論

3.1 ASL技術(shù)

3D-pCASL是利用反轉(zhuǎn)脈沖標(biāo)記動(dòng)脈血中水分子進(jìn)行在體灌注成像技術(shù)，是一種無(wú)需注射對(duì)比劑、無(wú)輻射、無(wú)創(chuàng)傷的多相位脈沖式成像方式，空間分辨率和信噪比高，且可重復(fù)性好[1，5-6]，能夠獲得可量化及可視化全腦灌注圖。腦灌注體現(xiàn)了單位時(shí)間內(nèi)輸送到單位組織的血流量，是一個(gè)公認(rèn)反映組織代謝和功能的可靠指標(biāo)[7]。

3.2 閉塞后側(cè)支循環(huán)

側(cè)支循環(huán)是在腦內(nèi)動(dòng)脈發(fā)生狹窄或閉塞后，為維持灌注水平而生成的內(nèi)源性吻合小通路，其形成對(duì)缺血后組織恢復(fù)灌注起到關(guān)鍵性作用，可以減輕缺血對(duì)腦組織的損傷程度。有研究發(fā)現(xiàn)，腦血管慢性閉塞后，癥狀性患者腦基礎(chǔ)血流量及血流儲(chǔ)備（Cerebrovascular reserve， CVR）均有所下降，且CVR的減低與側(cè)支循環(huán)的不同類型有關(guān)[8]，其中二級(jí)側(cè)支循環(huán)主要由軟腦膜動(dòng)脈（Leptomeningeal anastomoses，LMA）吻合支完成。周建國(guó)等[9]證實(shí)， ASL能夠較為客觀反映單側(cè)MCA閉塞患者的軟腦膜側(cè)支代償建立狀態(tài)。

3.3 ASL不同延遲時(shí)間與CBF的關(guān)系

PLD是ASL灌注成像結(jié)果分析非常重要的參數(shù)，短PLD主要反映的是腦血管灌注行為特征，提示供血區(qū)血管路徑長(zhǎng)短及粗細(xì)紆曲狀況，長(zhǎng)PLD反映最后灌注結(jié)果，對(duì)血流儲(chǔ)備及側(cè)支循環(huán)能力顯示更理想，所以對(duì)PLD的選擇非常關(guān)鍵，不然會(huì)高估或低估CBF的真實(shí)水平。有學(xué)者[10-11]應(yīng)用3D-pCASL技術(shù)對(duì)慢性閉塞后腦灌注狀態(tài)研究進(jìn)一步證實(shí)，PLD為1.5 s時(shí)反映順行早到血流水平，PLD為2.5 s反映順行晚到血流和逆向血流狀態(tài)。因此，研究者多采用2個(gè)PLD（1.5 s、2.5 s）來(lái)觀察責(zé)任區(qū)灌注狀態(tài)，應(yīng)用長(zhǎng)PLD評(píng)估血流速度較慢的側(cè)支循環(huán)[12]，更能反映灌注的真實(shí)情況。

3.4 ASL臨床應(yīng)用

在具體應(yīng)用方面，有研究證實(shí)CBF在大腦皮質(zhì)下白質(zhì)具有可靠性與準(zhǔn)確性[13]。本研究選擇責(zé)任區(qū)腦白質(zhì)應(yīng)用不同PLD（1.5 s、2.5 s）評(píng)估后表明，患側(cè)CBF低于鏡像側(cè)，PLD為1.5 s時(shí)患側(cè)CBF為（32.94±9.99）mL/（100 g·min），PLD為2.5 s時(shí)為（40.29±8.97）mL/（100 g·min），PLD越長(zhǎng)CBF越高，說(shuō)明順行血流通過(guò)較短路徑到達(dá)靶區(qū)域，而PLD為2.5 s時(shí)，血流有充分時(shí)間流入到供血區(qū)，可能包含了更多的慢性順行血流和逆行血流，逆行血流則要通過(guò)冗長(zhǎng)紆曲的側(cè)支循環(huán)才能到達(dá)，而這部分能夠提高灌注量且具有代償功能的逆行血流主要來(lái)自于同側(cè)大腦前動(dòng)脈或大腦后動(dòng)脈的軟腦膜動(dòng)脈。Akiyama等[14]認(rèn)為，PLD 為1.5 s時(shí)低灌注區(qū)域，在 PLD為 2.5 s時(shí)灌注CBF得到改善，兩個(gè)不同 PLD中出現(xiàn)的動(dòng)脈內(nèi)穿行偽影（Arterial transit artifact，ATA）均來(lái)源于MCA停滯的血流，同時(shí)將PLD為1.5 s、2.5 s 的 3D-pCASL與DSA進(jìn)行對(duì)比后認(rèn)為，DSA顯示的缺血區(qū)域在1.5 s時(shí)通過(guò)側(cè)支血管得到了改善，在 2.5 s時(shí)延遲了順行血流，提示該區(qū)域有側(cè)支循環(huán)形成。盧瑞沾等[15]也認(rèn)為，當(dāng)3D-pCASL 的 PLD 增大，檢測(cè)出側(cè)支血管供血的量就會(huì)增大，與本研究結(jié)果一致。本研究42例患者中31例rCBF為低灌注（占73.81%），嚴(yán)重缺血后失代償5例（占11.90%），責(zé)任區(qū)血氧依賴水平降低，腦細(xì)胞出現(xiàn)損害，PLD為1.5 s和2.5 s時(shí)CBF均下降，在CBF圖上表現(xiàn)為明顯低灌注區(qū)，提示側(cè)支循環(huán)代償未能充分開(kāi)放[16]，一級(jí)、二級(jí)側(cè)支循環(huán)尚未建立，發(fā)生完全性腦梗死的風(fēng)險(xiǎn)顯著提高。其中1例患者CBF為18.34 mL/（100 g·min），呈現(xiàn)顯著失代償狀態(tài)，細(xì)胞水腫，處于發(fā)生即時(shí)性腦缺血事件的高危期。正常灌注和高灌注患者（16.67%、9.52%）PLD為1.5 s時(shí)CBF降低，2.5 s時(shí)可正常或升高，則提示側(cè)支循環(huán)代償良好，預(yù)后較好，與Akiyama[14]的研究結(jié)果相符，同時(shí)該研究者應(yīng)用DSA進(jìn)一步證實(shí)該責(zé)任區(qū)有初級(jí)或次級(jí)側(cè)支循環(huán)形成，但高灌注區(qū)出血轉(zhuǎn)化風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)會(huì)增大[17]，出現(xiàn)動(dòng)脈匐行高信號(hào)（ATA）。本研究結(jié)果顯示，責(zé)任區(qū)高灌注狀態(tài)不同PLD之間CBF比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），主要考慮與樣本量較少有關(guān)。

3.5 本研究不足與展望

3D-pCASL評(píng)估慢性閉塞責(zé)任區(qū)灌注狀態(tài)有一定的局限性，本研究采用患側(cè)與鏡像側(cè)對(duì)比來(lái)觀察血流灌注變化，然而患側(cè)組織的慢性閉塞并非完全基于血管性病變異常所致，也可能與Willis環(huán)即一級(jí)側(cè)支循環(huán)的解剖結(jié)構(gòu)變異有關(guān)，本研究未考慮這一順行血流因素，另外也未能探討腦灰質(zhì)的灌注區(qū)域性差異，在今后的研究中將進(jìn)一步完善。

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（收稿日期：2020-08-12）