趙光明， 唐納， 張潔， 張貴祥， 孟捷

·中樞神經(jīng)影像學(xué)·

3D ASL腦灌注成像：不同標(biāo)記后延遲時(shí)間對(duì)血流測(cè)量的影響

趙光明， 唐納， 張潔， 張貴祥， 孟捷

目的：探討3D-ASL MRI中不同標(biāo)記后延遲時(shí)間對(duì)腦血流量測(cè)量值的影響。方法：選取43例健康成人志愿者(男21例，女22例；年齡25～60歲，平均41歲)，采用不同標(biāo)記后延遲時(shí)間(1025 ms，1525 ms，2025 ms)行3D-ASL檢查，測(cè)量6個(gè)部位的血流量(CBF)，包括小腦皮層、丘腦核團(tuán)、枕葉、顳葉、頂葉和額葉皮層。三組(不同標(biāo)記后延遲時(shí)間)間各腦區(qū)CBF值的比較采用方差分析，并進(jìn)行兩兩比較分析。結(jié)果：方差分析結(jié)果顯示三組間雙側(cè)小腦半球和左側(cè)頂葉CBF值的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(右小腦半球，F(xiàn)值6.629，P值0.011；左小腦半球，F(xiàn)值6.986，P值0.007；左頂葉，F(xiàn)值5.143，P值0.020)。進(jìn)一步兩兩比較結(jié)果顯示，雙側(cè)小腦半球、右枕葉和左頂葉的CBF值在1025 ms組與1525 ms、1025 ms組與2025 ms組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，在1525 ms組與 2025 ms組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義比較(P>0.05)。結(jié)論：3D-ASL MRI中不同標(biāo)記后延遲時(shí)間對(duì)腦血流量的測(cè)量有一定影響。

磁共振成像； 動(dòng)脈自旋標(biāo)記； 標(biāo)記后延遲時(shí)間； 腦血流量

磁共振動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin-labeling，ASL)灌注成像無(wú)需注射外源性對(duì)比劑，標(biāo)記信號(hào)衰減快，具有短時(shí)間內(nèi)可以重復(fù)檢查、簡(jiǎn)便、快速而且完全無(wú)創(chuàng)等優(yōu)點(diǎn)[1-4]。然而，ASL灌注成像也有其局限性，如上游血流標(biāo)記后到下游采集信號(hào)的時(shí)間，即標(biāo)記后延遲時(shí)間(post labeling delay time，PLDT)對(duì)灌注成像參數(shù)的測(cè)量可能會(huì)產(chǎn)生影響[5-7]。為此，我們對(duì)同一組研究對(duì)象采用多種PLDT進(jìn)行ASL灌注成像，比較腦灌注成像中PLDT對(duì)不同腦區(qū)灌注參數(shù)測(cè)量值的影響。

材料與方法

1.一般資料

招募健康成人志愿者50例，納入標(biāo)準(zhǔn)：右利手，無(wú)臨床癥狀，無(wú)特殊病史，神經(jīng)系統(tǒng)檢查無(wú)陽(yáng)性體征。其中，經(jīng)MRI常規(guī)檢查發(fā)現(xiàn)多發(fā)小缺血灶4例，MRA檢查顯示顱內(nèi)動(dòng)脈管腔輕度狹窄1例，一側(cè)大腦后動(dòng)脈起源于頸內(nèi)動(dòng)脈2例，上述病例予以剔除。最終，MRI常規(guī)檢查無(wú)明顯異常、MRA顯示無(wú)顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄和無(wú)明顯Wills環(huán)變異的43例志愿者納入本研究，其中男21例，女22例，年齡25～60歲，平均41歲。所有志愿者簽署知情同意書(shū)，并得到醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

2.ASL檢查方法

腦區(qū)CBF[mL/(100g·min)]1025ms1525ms2025msF值P值小腦 右側(cè)32.02±7.3252.01±3.9257.22±4.306.2690.011# 左側(cè)34.92±7.4849.25±4.4364.60±4.676.9860.007#丘腦 右側(cè)52.84±8.0664.51±3.0062.40±5.531.2350.319 左側(cè)55.79±9.2560.98±4.0852.98±6.700.4280.659枕葉 右側(cè)28.14±5.6843.07±5.3151.38±6.363.6880.051 左側(cè)30.55±7.3845.03±7.4748.91±4.931.8110.197顳葉 右側(cè)56.82±8.6363.87±4.1565.18±3.970.6060.558 左側(cè)47.65±6.3860.85±3.8160.39±3.682.4980.116頂葉 右側(cè)46.97±7.3153.31±2.7658.57±3.571.5530.244 左側(cè)43.88±5.2448.03±2.3558.43±2.255.1430.020#額葉 右側(cè)51.69±8.4563.83±4.1662.84±4.481.3480.289 左側(cè)54.08±4.9361.00±5.8365.40±5.580.9270.417

注：#P<0.05。

使用GE Discovery MR750w 3.0T磁共振儀和8通道頭頸聯(lián)合線圈。MRI常規(guī)檢查序列包括T1WI、T2WI、FLAIR和DWI序列，MRA采用3D-TOF平掃序列。ASL成像采用脈沖式動(dòng)脈自旋標(biāo)記(pulsed ASL，PASL)序列，掃描基線為前后聯(lián)合連線，分別采用1025、1525和2025 ms 三種標(biāo)記后延遲時(shí)間(A、B、C組)，掃描參數(shù)：TR 4368 ms，TE 10.5 ms，層厚4.0 mm，層數(shù)68，視野24 cm×24 cm，矩陣512×8，激勵(lì)次數(shù)1，掃描時(shí)間3 min 4 s。

3.圖像后處理和數(shù)據(jù)測(cè)量

采用Functool-ASL后處理軟件(ADW 4.6)進(jìn)行圖像后處理，ROI選取雙側(cè)對(duì)稱區(qū)域(一側(cè)選定ROI，使用對(duì)稱軸技術(shù)可自動(dòng)選取對(duì)側(cè)區(qū)域)，測(cè)量小腦皮層、丘腦核團(tuán)、枕葉、顳葉、頂葉和額葉皮層的腦血流量(cerebral blood flow，CBF)值(圖1)。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用SPSS Statistics 17.0統(tǒng)計(jì)軟件。三組標(biāo)記后延遲時(shí)間ASL成像測(cè)量的CBF值的差異采用方差分析和多重兩兩比較。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

43例受試者均獲得了較滿意的3D-ASL成像全腦CBF圖(圖1)。三組中不同腦區(qū)CBF值的測(cè)量結(jié)果及比較見(jiàn)表1、圖2。方差分析結(jié)果顯示，三組間雙側(cè)小腦半球和左側(cè)頂葉CBF值的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。三組間其余各腦區(qū)CBF值的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

多重兩兩比較結(jié)果顯示(表2)，1025 ms組與2025 ms組比較，雙側(cè)小腦半球、右枕葉和左頂葉CBF

值的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，1025 ms組的CBF值低于2025 ms組；1025 ms組與1525 ms組比較，僅左側(cè)小腦半球CBF值的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，其余腦區(qū)間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；1525 ms組與2025 ms組比較，各個(gè)腦區(qū)CBF值的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表2 不同標(biāo)記后延遲時(shí)間不同腦區(qū)CBF值的兩兩比較

注：#P<0.05。

討 論

3D ASL腦灌注成像在MRI常規(guī)序列基礎(chǔ)上僅需增加3 min的掃描時(shí)間即可獲得腦血流灌注參數(shù)，無(wú)疑具有重要的臨床實(shí)用價(jià)值。然而，目前ASL-MR灌注成像也有其局限性，如不同的標(biāo)記后延遲時(shí)間可能對(duì)灌注成像測(cè)量值產(chǎn)生一定影響[3-4]。PLDT較短時(shí)，對(duì)于血流緩慢的腦區(qū)，由于標(biāo)記的動(dòng)脈血尚未完全到達(dá)，因而可導(dǎo)致所測(cè)量的CBF值偏低；PLDT較長(zhǎng)時(shí)，標(biāo)記的動(dòng)脈血的信號(hào)可能發(fā)生衰減，也會(huì)導(dǎo)致CBF值低估。本研究中通過(guò)對(duì)相同研究對(duì)象采用多個(gè)PLDT進(jìn)行ASL灌注成像，比較不同PLDT所獲得的不同腦區(qū)CBF測(cè)量值的差異，旨在進(jìn)一步明確PLDT對(duì)灌注參數(shù)測(cè)量值的影響。目前筆者尚未檢索到類似報(bào)道。

1.關(guān)于研究對(duì)象和方法

考慮到大腦動(dòng)脈環(huán)的變異(如一側(cè)大腦后動(dòng)脈起源于頸內(nèi)動(dòng)脈等)可能對(duì)ASL成像中CBF值的測(cè)量有一定影響[5]，故本研究中排除了經(jīng)MRA檢查發(fā)現(xiàn)有大腦動(dòng)脈環(huán)變異者。根據(jù)GE MR750w操作手冊(cè)和張水霞等[6]在行單次靜態(tài)腦部ASL成像研究時(shí)PLDT均采用1525 ms，故本研究以1525 ms為中心，提前和延遲各500 ms，將PLDT設(shè)定為1025、1525和2025 ms三組，三組中的其它掃描參數(shù)完全相同。

2.PLDT對(duì)CBF測(cè)量值的影響

本組研究結(jié)果顯示，雙側(cè)小腦半球和左側(cè)頂葉的CBF值在不同PLDT間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，其它腦區(qū)的CBF值在三組PLDT間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，說(shuō)明PLDT對(duì)ASL成像中CBF值的測(cè)量有一定影響?？傮w上看，短PLDT(1025 ms)測(cè)得的CBF均值較低，尤其是在椎動(dòng)脈供血區(qū)。由于椎動(dòng)脈的流速較頸內(nèi)動(dòng)脈略慢[7]，較短的PLDT(1025 ms)可能導(dǎo)致部分被標(biāo)記的質(zhì)子在成像時(shí)尚未完全到達(dá)信號(hào)采集層面。

進(jìn)一步兩兩比較，結(jié)果亦顯示標(biāo)記后如果信號(hào)采集時(shí)間過(guò)早(PLDT短)將導(dǎo)致ASL低估流速較慢的或遠(yuǎn)離標(biāo)記層面的腦區(qū)的CBF值，本研究中1025 ms組中雙側(cè)小腦半球、右枕葉和左頂葉的CBF測(cè)量值均低于2025 ms組(P<0.05)。雖然本研究中1525 ms組與2025 ms組比較，各個(gè)腦區(qū)的CBF測(cè)量值的差異尚無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但是從圖2中可以看到兩種趨勢(shì)：頸內(nèi)動(dòng)脈供血的部分腦區(qū)隨PLDT的延遲CBF測(cè)量值有下降的趨勢(shì)，而椎動(dòng)脈供血區(qū)CBF測(cè)量值尚在增加。由此筆者推測(cè)三組PLDT(1025、1525和2025 ms)中，單次靜態(tài)ASL檢查PLDT采用1525 ms可能較為合適。

3.本研究不足之處

本研究中主要有以下三點(diǎn)不足之處：①手工勾畫(huà)ROI進(jìn)行CBF測(cè)量時(shí)，由于ASL圖像上很難精確區(qū)分灰質(zhì)和白質(zhì)，而兩者的CBF值相差大，因此可導(dǎo)致重復(fù)測(cè)量時(shí)誤差較大。故本研究中盡可能采用相同形態(tài)和大小的ROI以及以對(duì)稱的方式選取對(duì)側(cè)的ROI；②本研究是同一組研究對(duì)象的重復(fù)檢查，沒(méi)有分析年齡、性別等因素對(duì)ASL成像中CBF測(cè)量值的影響；③由于醫(yī)學(xué)倫理方面的限制，沒(méi)有與其它經(jīng)典的灌注成像技術(shù)所測(cè)量的CBF值進(jìn)行比較。

總之，3D-ASL檢查時(shí)標(biāo)記后延遲時(shí)間可能對(duì)不同腦區(qū)的腦血流量的測(cè)量造成一定影響，成像時(shí)選取的標(biāo)記后延遲時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)均會(huì)低估腦血流量。在ASL成像的臨床應(yīng)用中，需要考慮諸多影響因素，治療(或干預(yù))前后進(jìn)行對(duì)照研究時(shí)應(yīng)采用相同的標(biāo)記后延遲時(shí)間進(jìn)行ASL成像。

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3D arterial spin-labeling MR:effect of post-labeling delay on cerebral blood flow measurement

ZHAO Guang-ming，TANG Na，ZHANG Jie，et al.

Department of Radiology，the First People's Hospital，Shanghai Jiaotong University，Shanghai 200080，China

Objective:To investigate whether the post-labeling delay (PLD) has influence on regional cerebral blood flow in 3D-ASL MRI.Methods:Forty-three healthy adults (21 men and 22 women;age range was 25～60 years with means of 41 yrs) were included in this prospective study.All subjects underwent head MRI using 3D-ASL sequence for three times with different PLD (1025,1525 and 2025ms),cerebral blood flow (CBF) of bilateral symmetric parts in thalamus nuclei and cerebellar,frontal,temporal,parietal and occipital cortex was measured,CBF values among three groups with different PLDs were compared using ANOVA method and further pair-wise comparison was made.Results:There was statistical significance in the CBF values of bilateral cerebellar and left parietal cortex among the three groups (F=6.629,P=0.011 for right cerebellar;F=6.986,P=0.007 for left cerebellar;F=5.143,P=0.020 for left parietal cortex).Further pair-wise comparison results showed that the differences of CBFs between 1025ms-PLD group and 1525ms-PLD group,between 1025ms-PLD group and 2025ms-PLD group were statistically significant,the difference between 1525ms-PLD group and 2025ms-PLD group was not statistically significant.Conclusion:Different post-labeling delays in 3D-ASL MRI have impacts on CBF values of certain brain areas.

Magnetic resonance imaging； Arterial spin-labeling； Post-labeling delay； Cerebral blood flow

200080 上海，上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院放射科

趙光明(1973-)，男， 安徽肥西人，博士，主治醫(yī)師，主要從事頭頸部影像學(xué)診斷工作。

唐納，E-mail：tnwaipodaren@hotmail.com

R445.2； R743

A

1000-0313(2016)12-1168-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.12.014

2016-04-19

2016-07-11)