徐曉晗，曹際斌，孫文閣，李松柏

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，遼寧 沈陽 110001）

缺血性腦血管?。↖schemic cerebral vascular disease，ICVD）是腦血管疾病中的重要組成部分，主要包括短暫性腦缺血發(fā)作（TIA）和腦梗死。由于有腦循環(huán)儲(chǔ)備力（CCR）的調(diào)節(jié)，腦組織早期發(fā)生缺血時(shí)腦血流量變化不明顯；而當(dāng)CCR 失代償時(shí)，神經(jīng)元突觸傳遞首先發(fā)生衰竭，繼而細(xì)胞膜泵發(fā)生衰竭，腦組織發(fā)生了不可逆的損害[1]。在腦缺血早期，通過使用影像學(xué)的檢查方法發(fā)現(xiàn)腦血流灌注的異常改變，為臨床的診斷及治療提供依據(jù)，提高治療效果及改善預(yù)后[2]。

動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像（ASL）是利用動(dòng)脈血中的質(zhì)子作為內(nèi)源性、可自由擴(kuò)散的示蹤劑進(jìn)行顱腦灌注的技術(shù)，隨著近年來磁共振三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記灌注成像（3D ASL）技術(shù)的發(fā)展，圖像質(zhì)量、成像范圍、成像速度都有了很大的提高，越來越多的應(yīng)用于臨床工作中。臨床上最為普及的ASL 技術(shù)是使用一個(gè)反轉(zhuǎn)恢復(fù)時(shí)間（TI）的單一TI ASL 技術(shù)，TI 值常規(guī)選擇2 200 ms 左右。因?yàn)檎ｎi部動(dòng)脈標(biāo)識(shí)2 200 ms左右大部分被標(biāo)識(shí)的腦動(dòng)脈血流到達(dá)腦部。但是，受檢者有個(gè)體差異，特別是在有腦血管基礎(chǔ)病變時(shí)，這種差異可能更大。故本研究應(yīng)用多組TI 值對(duì)缺血性腦血管病患者進(jìn)行3D ASL 灌注成像檢查,以確定采用多反轉(zhuǎn)恢復(fù)時(shí)間的3D ASL 應(yīng)用于ICVD 腦灌注情況的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

回顧性分析我院2020 年6—12 月臨床診斷為ICVD 且缺血區(qū)域在大腦前循環(huán)供血區(qū)的患者45例，男34例，女11例，年齡39～80歲，平均（60.89±9.60）歲。其中腦梗死患者19例，TIA 26 例。本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者檢查前簽署知情同意書。

患者入組標(biāo)準(zhǔn)：患者均為近期急性發(fā)病，①腦梗死：在彌散加權(quán)成像上可見彌散受限高信號(hào)梗死區(qū)。②TIA：一過性或短暫性、局灶性腦或視網(wǎng)膜功能障礙，發(fā)病24 h 內(nèi)癥狀完全緩解，不遺留神經(jīng)功能缺損癥狀和體征，影像學(xué)檢查無責(zé)任病灶。在3 組TI值的3D ASL 掃描的CBF 灌注圖像上，至少有一組TI 值的CBF 灌注圖像上肉眼可見明確的低灌注區(qū)。兩組患者在常規(guī)MRI 均無顱內(nèi)出血、顱內(nèi)占位病變、研究病變側(cè)無明顯陳舊病灶。無顱腦手術(shù)史。既往史中未記錄腦血管病發(fā)作歷史，臨床發(fā)病過程、癥狀符合腦血管病典型表現(xiàn)。

1.2 檢查方法

儀器設(shè)備：使用佳能Vantage Titan 3.0T 磁共振成像系統(tǒng)，頭顱矩陣線圈。掃描時(shí)取仰臥位。囑患者盡可能減少頭部運(yùn)動(dòng)，患者頭部兩側(cè)進(jìn)行軟物填充，來減少掃描過程中移動(dòng)造成的偽影。所有患者行常規(guī)顱腦磁共振掃描、彌散加權(quán)成像及三組反轉(zhuǎn)時(shí)間的3D ASL 序列檢查。

MRI 常規(guī)掃描：首先掃描軸位T1WI（TR/TE：1 800 ms/15 ms），T2WI（TR/TE：5 000 ms/120 ms），T2WI FLAIR（TR/TE：8 000 ms/136 ms）。掃描18層，層厚6 mm。矢狀位T1WI（TR/TE：2 100 ms/10 ms），掃描16層，層厚5 mm。

DWI：TR：3 700 ms，TE：90 ms，b=1 000。掃描18層，層厚6 mm。

3D ASL 掃描：TR：6 ms，TE：2.1 ms，視野：250 mm×250 mm，激勵(lì)次數(shù)：6。TI 分別為1 800 ms、2 200 ms、2 600 ms 進(jìn)行3 次3D ASL 掃描，掃描范圍覆蓋大腦和小腦。掃描時(shí)間分別為163 s、199 s、235 s。

圖像處理方法：掃描結(jié)束后，運(yùn)用佳能Vantage Titan 3.0T 主機(jī)配置的M-power 軟件進(jìn)行ASL 后處理及數(shù)據(jù)的測量。

腦梗死組：利用后處理工具，結(jié)合DWI 圖像彌散受限高信號(hào)區(qū)，在DWI 最大彌散受限高信號(hào)區(qū)的層面，盡量劃取高信號(hào)區(qū)域?yàn)楦信d趣區(qū)（ROI），同一患者在三組不同TI 值的3D ASL 掃描的CBF 灌注圖像上取相同位置繪出相同面積、相同形狀的ROI。分別測出患側(cè)的TI 值等于1 800 ms、2 200 ms 和2 600 ms 的局部腦血流量并取最大值為CBFmax，最小值為CBFmin，TI=2 200 ms 時(shí)的局部腦血流量為CBF2200。

TIA 組：利用后處理工具，在肉眼可見的最大面積低灌注區(qū)域?qū)用?，劃取低灌注區(qū)域?yàn)镽OI，同一患者在上述3 個(gè)TI 值測得的CBF 灌注圖像上繪制相同位置、相同面積、相同形狀的ROI。分別測出患側(cè)，即腦組織低灌注改變一側(cè)局部腦血流量并取最大值為CBFmax，最小值為CBFmin，TI=2 200 ms 時(shí)的局部腦血流量為CBF2200。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

在3D ASL 掃描中，統(tǒng)計(jì)CBFmax、CBFmin在3 組TI 值的3D ASL 序列中出現(xiàn)的例數(shù)，及出現(xiàn)例數(shù)占總患者數(shù)的百分比見表1。結(jié)果顯示腦梗死組與TIA 組CBFmax、CBFmin并沒有只出現(xiàn)在某一組中，而是在三組中均有出現(xiàn)，分布較分散。

表1 CBFmax、CBFmin 在3D ASL 掃描中各TI 值下出現(xiàn)的例數(shù)及占總患者數(shù)的百分比（n=45）

比較腦梗死組和TIA 組單TI CBF2200及多TI CBFmax、CBFmin值，結(jié)果見表2。兩組間CBFmin沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，CBF2200、CBFmax有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，腦梗死組的CBF 值更小。

表2 腦梗死組與TIA 組3D ASL CBF 值的比較（mL/（min·100 g））

腦卒中根據(jù)發(fā)病時(shí)間可分為：超早期（發(fā)病≤6 h）、早期（發(fā)?。?～72 h）、急性晚期（發(fā)病＞72 h～1周）、恢復(fù)期（發(fā)病＞1 周～6 月）。本實(shí)驗(yàn)以此為依據(jù)，排除發(fā)病時(shí)間＞7 d 的患者，將發(fā)病時(shí)間按照≤3 d和＞3～7 d 分組，分為急性早期、急性晚期，分別對(duì)腦梗死組患者、TIA 組患者的CBF2200、CBFmax、CBFmin進(jìn)行比較，結(jié)果見表3。腦梗死組患者急性早期、急性晚期組間CBFmax有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，急性晚期腦梗死患者CBFmax更大。TIA 組患者急性早期、急性晚期組間CBFmin有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，急性早期CBFmin值更小。

表3 不同發(fā)病時(shí)間腦梗死組、TIA 組3D ASL CBF2200、CBFmax、CBFmin 值比較（mL/（min·100 g））

3 討論

研究顱腦灌注最早的影像學(xué)方法為核醫(yī)學(xué)成像，逐漸發(fā)展到CT 灌注、MRI 灌注。磁共振灌注成像屬于功能性成像方法，它能夠定量的測量出腦血流灌注情況，對(duì)腦組織血流灌注異常很敏感。主要包括兩種類型：基于外源性釓對(duì)比劑的灌注MRI 和非對(duì)比劑灌注MRI。其中外源性釓對(duì)比劑灌注MRI 包括采用動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI（DCE-MRI）和動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比MRI（DSC-MRI）。通過團(tuán)注外源性釓對(duì)比劑，如Gd-DTPA，動(dòng)態(tài)分析對(duì)比劑從血管內(nèi)滲透進(jìn)入血管外細(xì)胞外間隙（EES）的分布狀況，利用時(shí)間-信號(hào)曲線動(dòng)態(tài)分析對(duì)比劑從血管內(nèi)滲透進(jìn)入EES 的信號(hào)改變，并擬合藥代動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)而獲得血管通透性的定量參數(shù)，如容積轉(zhuǎn)移常數(shù)（Ktrans）、血管外細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)（Ve）、血漿容積分?jǐn)?shù)（Vp）、平均通過時(shí)間（MTT）、達(dá)峰時(shí)間（TTP）、局部腦血流量（rCBF）、局部腦血容量（rCBV）。與外源性對(duì)比劑灌注MRI 的灌注不同，非對(duì)比劑灌注MR 成像是利用磁場改變血液中水分子的磁化矢量，使其成為“內(nèi)源性對(duì)比劑”。通過監(jiān)測血流中帶有磁化標(biāo)簽的水分子在微血管內(nèi)外的遷移過程評(píng)估微血管通透性。常用非對(duì)比劑灌注MRI 包括動(dòng)脈自旋標(biāo)記（ASL）、體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（IVIM）和化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移（CEST）成像技術(shù)[3]。DCE-MRI、DSC-MRI 需要注射外源性對(duì)比劑，有發(fā)生過敏反應(yīng)及腎源性系統(tǒng)性纖維化的風(fēng)險(xiǎn)，釓的腦沉積風(fēng)險(xiǎn)[4]。而ASL 不需要注射外源性對(duì)比劑，不存在使用對(duì)比劑的各種風(fēng)險(xiǎn)，重復(fù)性高[5-6]，且因?yàn)锳SL是利用動(dòng)脈血中的水分子作為示蹤劑，水分子是可以自由穿過血腦屏障，受血腦屏障影響較少，能夠更真實(shí)的反應(yīng)腦組織的灌注情況，在臨床診斷中更具優(yōu)勢(shì)。ASL 技術(shù)與PET、SPECT、CTP、DCE-MRI、DSC-MRI 測得的數(shù)據(jù)具有高度的一致性[7-11]。本研究采用的是3D ASL 技術(shù)，與2D ASL 相比，3D ASL 不僅減少了圖像的失真[12]，還提高了圖像的質(zhì)量、信噪比，使得灌注對(duì)比結(jié)果更加可靠，能夠更敏感的發(fā)現(xiàn)腦組織血流的灌注異常[13]。

圖1 男，55 歲。言語不清、左下肢活動(dòng)不靈3 d。臨床診斷急性腦梗死。圖1a～1f 分別為T2WI、FLAIR、DWI、ASL 灌注圖（TI 分別為1 800 ms、2 200 ms、2 600 ms）。圖1a～1c 示右側(cè)胼胝體斑片狀近期梗死灶，經(jīng)后處理后，梗死區(qū)在TI=2 600 ms 時(shí)CBF 值最大，灌注圖上顯示圖1f 梗死區(qū)低灌注程度小于圖1d，1e。Figure 1.A 55-year-old male.Unclear speech and poor activity of left lower limb for a week.Clinical diagnosis was acute cerebral infarction.Figures 1a～1f: T2WI,FLAIR,DWI and ASL perfusion diagrams respectively(TI values are 1800ms,2200ms and 2600ms respectively).Figures 1a～1c showed patchy recent infarcts in the right corpus callosum.After post -processing,the CBF value in the infarcted area was the largest when TI=2 600 ms.The perfusion diagrams showed that the degree of low perfusion in the infarcted area in Figure 1f was less than that in Figure 1d,1e.

被標(biāo)記的動(dòng)脈血經(jīng)過一段時(shí)間到達(dá)毛細(xì)血管網(wǎng)，然后被采集得到標(biāo)記圖像。標(biāo)記信號(hào)從標(biāo)記層面到采集層面的時(shí)間間隔即為TI，而TI 是可調(diào)的參數(shù)之一[14]。但在實(shí)際工作中，由于每個(gè)患者的血管情況不同，TI 的選擇是經(jīng)驗(yàn)性的，由于這種不確定性，導(dǎo)致CBF 的定量出現(xiàn)偏差，會(huì)造成對(duì)CBF 值的低估[15]。動(dòng)脈到達(dá)時(shí)間（ATT）是指受試者被標(biāo)記層面動(dòng)脈血液流動(dòng)到ROI 所在組織（如腦組織）腦血管的通過時(shí)間。最理想的情況是將TI 設(shè)置略長于患者的最長ATT值，使被標(biāo)記的血液在圖像采集前完全達(dá)到目標(biāo)組織[16]，但是不同患者間，甚至同一患者的不同腦區(qū)之間或者不同生理病理狀態(tài)下的ATT 值都可能不同，因此多TI ASL 可以獲得更加準(zhǔn)確的腦血流灌注信息[17-19]。所以為了減少這種對(duì)于CBF值的低估，本實(shí)驗(yàn)對(duì)患者進(jìn)行了3 組TI 值的3D ASL 掃描，得到3 組CBF 值取最大值為CBFmax，我們認(rèn)為CBFmax是3 個(gè)TI 值下的CBF 中最為接近真實(shí)的腦血流量的。臨床上最為普及的ASL 技術(shù)是使用一個(gè)TI 的單TI ASL 技術(shù)，TI 值常規(guī)選擇2 200 ms左右，因?yàn)檎ｎi部動(dòng)脈標(biāo)識(shí)2 200 ms 左右大部分被標(biāo)識(shí)的腦動(dòng)脈血流到達(dá)腦部，我們測得TI=2 200 ms時(shí)的局部腦血流量為CBF2200。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為較短的TI 可以反映責(zé)任血管的情況，如血管的粗細(xì)、路徑的長短，而較長的TI 更能反映灌注的真實(shí)結(jié)果[20]，在我們的研究中，無論是腦梗死組，還是TIA組，CBFmax、CBFmin值均可出現(xiàn)在3 組TI 值的3D ASL 掃描中任一組中，并且出現(xiàn)的頻率比較分散，而不是CBFmax出現(xiàn)在長TI組，CBFmin出現(xiàn)在短TI組，這可能與每個(gè)患者的個(gè)體差異、腦血管基礎(chǔ)情況相關(guān)。

根據(jù)表2 我們發(fā)現(xiàn)，腦梗死組與TIA 組CBF2200、CBFmax有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，腦梗死組CBF 低于TIA組，說明腦梗死的供血血管病變更嚴(yán)重，造成腦灌注持續(xù)異常，而TIA 一般為一過性腦供血不足，當(dāng)血壓升高時(shí)，腦灌注恢復(fù)，癥狀即緩解。而CBFmin沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，CBFmin是多TI ASL 中最小的CBF值，它并不能反映真實(shí)的腦血流量。

根據(jù)發(fā)病時(shí)間分組，腦梗死組發(fā)病急性早期和急性晚期之間只有CBFmax值有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，腦梗死患者急性早期由于責(zé)任血管的突發(fā)梗塞，造成梗死區(qū)域腦血流量的急劇下降，而隨著時(shí)間的推移，側(cè)支循環(huán)逐步形成，使得腦血流量漸漸恢復(fù)。而TIA組患者，急性早期與急性晚期之間的CBFmax值沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，TIA 是一過性或短暫性的腦灌注下降，當(dāng)血壓升高腦灌注很快恢復(fù)；但是CBFmin有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，盡管CBFmin不能反映真實(shí)腦血流量，但是可以敏感的發(fā)現(xiàn)患者腦內(nèi)低灌注區(qū)的存在（圖2d），在TI=1 800 ms時(shí)，雙側(cè)大腦半卵圓中心腦血流量未見明顯差異，但當(dāng)TI=2 600 ms 時(shí)（圖2f），右側(cè)半卵圓中心腦血流量明顯低于健側(cè)，能夠更敏感的發(fā)現(xiàn)TIA低灌注區(qū)，為TIA 的診斷提供影像學(xué)支持。腦梗死與TIA 同屬缺血性腦血管病，并且TIA 發(fā)生后會(huì)增加近期發(fā)生腦梗死的風(fēng)險(xiǎn)[21]，多TI 3D ASL 可以更加準(zhǔn)確敏感的檢出TIA 腦灌注變化，為臨床治療提供更多信息。

本研究的局限性：本研究樣本量偏小；受檢者有個(gè)體差異，尤其可能存在基礎(chǔ)血管病變，這個(gè)問題并沒有納入考慮；與其他的灌注成像技術(shù)相比，ASL 只有一個(gè)CBF 灌注參數(shù)，另外由于TIA 患者常規(guī)頭磁共振圖像上沒有明確病灶，僅憑ASL 灌注偽彩圖手工測量CBF值，有可能存在偏差。

缺血性腦血管病的患者由于血流動(dòng)力學(xué)的改變，單TI ASL 無法準(zhǔn)確評(píng)估CBF，使用多TI ASL能得到更接近真實(shí)腦血流量的CBF 值。另外，多TI ASL 也只有一個(gè)灌注參數(shù)CBF，不能全面反映腦血流動(dòng)力學(xué)的更加敏感的其他參數(shù)。近年來，利用multi-phase TI 采集的CBF 數(shù)據(jù)，制成動(dòng)態(tài)CBF 曲線，得到血流到達(dá)時(shí)間（BAT）等新方法的應(yīng)用[22]，也會(huì)給這方面的研究帶來新的可能。

綜上所述，多TI 3D ASL 比單TI 3D ASL 能更加敏感地發(fā)現(xiàn)ICVD 的腦灌注異常，可以更加準(zhǔn)確地反映缺血性腦血管病的腦灌注情況，為臨床早期發(fā)現(xiàn)、盡早治療、改善預(yù)后提供更多幫助。