磁共振灌注成像在高血壓腦血管病的應(yīng)用進(jìn)展

孟令雷 綜述，孫學(xué)進(jìn) 審校

磁共振灌注成像(perfusion-weighted imaging,PWI)是最近發(fā)展起來的磁共振成像技術(shù)，能定量分析腦血流動(dòng)力學(xué)變化。本文對(duì)PWI在高血壓腦病時(shí)腦內(nèi)血流灌注的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，以期提高對(duì)高血壓腦病患者腦血流動(dòng)力學(xué)變化的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。

1 PWI基本原理

磁共振灌注成像(perfusion-weighted imaging,PWI)利用“首過效應(yīng)”采用回波平面成像技術(shù)觀察腦血流動(dòng)力學(xué)改變，將組織對(duì)比劑濃度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)槌谠r(shí)間的改變，并運(yùn)用示蹤劑血流動(dòng)力學(xué)理論，通過時(shí)間-濃度曲線算出灌注參數(shù)值。常應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)卒中、腫瘤、炎癥、癲癇、外傷等疾病的診斷、鑒別診斷、療效預(yù)測(cè)及評(píng)估[1]。技術(shù)上分2種：團(tuán)注非擴(kuò)散順磁性對(duì)比劑的首過成像方法，又稱動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)磁共振成像(dynamic susceptibility contrastenhance MR imaging, DSC-MRI)和動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)(arterial spin labeling, ASL)。

1.1 DSC-MRI基本原理

簡單而言，該方法主要是靜脈團(tuán)注對(duì)比劑Gd-DTPA后采用快速掃描序列成像，獲得對(duì)比劑首次通過感興趣區(qū)的一系列動(dòng)態(tài)影像[2]。Gd-DTPA可以引起局部的T1、T2、T2*的縮短，T1的縮短可以導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度增高，而T2、T2*縮短可導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度降低。對(duì)比劑濃度很高，T2、T2*效應(yīng)占主導(dǎo)地位，因此在對(duì)比劑首過期間表現(xiàn)為信號(hào)強(qiáng)度迅速下降，其降低幅度與對(duì)比劑濃度成指數(shù)關(guān)系。用T2*WI序列獲得組織的時(shí)間-信號(hào)曲線，轉(zhuǎn)換為濃度-時(shí)間曲線，計(jì)算出相對(duì)腦血流量(relative cerebral blood fl ow, rCBF)、相對(duì)腦血容量(relative cerebral blood volume, rCBV)、平均通過時(shí)間(mean transit time, MTT)和達(dá)峰時(shí)間(time to peak, TTP)等參數(shù)。

1.2 ASL基本原理及應(yīng)用特點(diǎn)

該方法主要是利用動(dòng)脈血內(nèi)質(zhì)子作為內(nèi)源性示蹤劑，采用減影的方法分析標(biāo)記前后信號(hào)的差別，無需引入外源性對(duì)比劑。根據(jù)標(biāo)記方法不同分為兩類：連續(xù)性(continuous ASL, CASL)和脈沖式(pulsed ASL, PASL)。ASL除用于腦部外，還可用于肺、心臟、骨骼肌等部位的灌注分析，尤其適用于卵巢及乳腺的研究[3]。但由于成像時(shí)間長、空間分辨率差、信噪比較低等一系列缺陷，目前該技術(shù)的臨床應(yīng)用仍有一定限制。

2 PWI在高血壓腦血管病的應(yīng)用

2.1 PWI在缺血性高血壓腦病的應(yīng)用

ASL是一種功能強(qiáng)大的血流灌注顯像技術(shù)，能夠迅速在全部或局部腦組織廣泛病變狀態(tài)時(shí)，表現(xiàn)為高灌注或低灌注[4]。趙蓮萍等[5]對(duì)ASL和DSC兩種方法在腦灌注成像的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，結(jié)果表明，兩種灌注法對(duì)檢測(cè)缺血性腦血管疾病的血流動(dòng)力學(xué)改變具有很好的一致性，且ASL對(duì)檢測(cè)腦梗死患者的低灌注更敏感。但王梅云等[6]的對(duì)比研究表明，ASL在檢測(cè)灌注異常時(shí)與DSC-MRI有相似的敏感性。Pollock等[7]利用PASL分析缺血缺氧與腦血管損傷的相關(guān)性后指出，該技術(shù)可量化腦血管灌注后由于缺血缺氧損傷的嚴(yán)重程度。

DSC-MRI在高血壓缺血性腦血管病方面的研究文獻(xiàn)較少，主要應(yīng)用于一過性腦缺血發(fā)作(transient ischemic attack, TIA)及高血壓頸部動(dòng)脈粥樣硬化支架植入術(shù)(carotid stenting, CAS)后患者的血流動(dòng)力學(xué)分析。

頸內(nèi)動(dòng)脈狹窄或閉塞是引起TIA或腦梗死重要危險(xiǎn)因素[8]，而血流動(dòng)力學(xué)因素在動(dòng)脈閉塞性腦卒中或TIA發(fā)病機(jī)制中的作用仍存在爭論。應(yīng)用乙酰唑胺后，顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄TIA患者顱內(nèi)有無血流灌注或儲(chǔ)備能力下降[9]。盡管DSA可對(duì)頸動(dòng)脈狹窄程度做出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，但PWI在評(píng)價(jià)腦循環(huán)的血流動(dòng)力學(xué)變化方面有重要作用，其中TTP較rCBF對(duì)頸動(dòng)脈狹窄引起的缺血性改變更為敏感[10]。

頸動(dòng)脈狹窄是缺血性腦卒中發(fā)生的重要危險(xiǎn)因素[11]。研究表明，腦血管反應(yīng)性(cerebral vasoreactivity, CVR)能反映顱內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，是高血壓缺血性腦卒中的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Chang等[12]通過DSC-MRI技術(shù)進(jìn)行的研究表明，該技術(shù)可作為動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)CVR的重要方法。CAS術(shù)后早期，病變側(cè)的CBF變化較損傷性CVR明顯，基線CVR能在CAS術(shù)后較早預(yù)測(cè)CBF的增加變化。

何潔等[13]認(rèn)為單側(cè)腦血管病變，SPECT和PET腦血流灌注顯像與PWI敏感程度相當(dāng)；雙側(cè)腦血管病變，SPECT和PET腦血流灌注顯像較PWI敏感。但磁共振PWI具有無創(chuàng)性，可在較短的時(shí)間內(nèi)重復(fù)檢查等優(yōu)勢(shì)，是目前比較理想的判斷腦實(shí)質(zhì)血流動(dòng)力學(xué)的方法。

2.2 PWI在出血性高血壓腦病的應(yīng)用

DSC-MRI在高血壓出血性腦血管病研究較廣，而ASL相關(guān)文獻(xiàn)較少。

高血壓病引起的出血性腦卒中，可表現(xiàn)為腦內(nèi)微出血(cerebral microbleeds, CMBs)，它是由于腦內(nèi)微小血管病變所致，以微小出血為主要特征的亞臨床損害，與高血壓腦出血、腔隙性腦梗死和缺血性小血管病變等顯著相關(guān)，是腦小血管壁通透性病變嚴(yán)重程度的標(biāo)志。病理上，CMBs為含鐵血黃素沉積于血管周圍間隙，傳統(tǒng)T2WI上表現(xiàn)為局部信號(hào)缺失，而梯度回波序列對(duì)局部磁場(chǎng)的不均勻性較敏感，對(duì)CMBs的檢測(cè)具有明顯優(yōu)勢(shì)[14,-16]。

韓建成等[17]分析缺血性腦卒中患者CMBs的分布特點(diǎn)及其與陳舊性腔隙性腦梗死和白質(zhì)改變嚴(yán)重程度關(guān)系后指出，CMBs與腦微血管病變之間有密切關(guān)系。Letourneur[18]等利用大鼠研究影響遺傳和慢性腎動(dòng)脈高血壓對(duì)急性缺血半暗帶在MRI演化過程得出，在急性高血壓反應(yīng)的造成的腦出血早期，患者收縮壓的減少可能會(huì)降低血腫半暗帶進(jìn)一步擴(kuò)大。Broderrick等[19]對(duì)35例腦出血患者的研究發(fā)現(xiàn)，中等量的高血壓腦出血時(shí)，血腫周圍組織水腫和繼發(fā)性神經(jīng)元損傷是導(dǎo)致腦出血后神經(jīng)功能惡化和高死亡率的重要原因。進(jìn)一步研究表明，腦出血后血腫周圍腦組織存在局部血流動(dòng)力學(xué)改變，且在CBV和MTT等方面均表現(xiàn)出不對(duì)稱性[20]。這種缺血損害與由全身因素或高顱壓繼發(fā)全腦低灌注引起的雙側(cè)彌漫對(duì)稱性腦血流降低不同。

2.3 PWI在高血壓腦病血流動(dòng)力學(xué)變化的應(yīng)用

腦深部的小血管首先受到高血壓的影響，小血管腔的改變導(dǎo)致供血區(qū)腦組織血液供應(yīng)進(jìn)一步惡化。在腦卒中發(fā)生前，高血壓病患者就已經(jīng)存在不同程度的腦形態(tài)學(xué)和功能改變，如腦動(dòng)脈痙攣、腦供血不足，腦動(dòng)脈硬化及狹窄、腦白質(zhì)疏松、腔隙性腦梗死及腦萎縮等[21]。但目前對(duì)高血壓病引起的腦血流動(dòng)力學(xué)方面的研究報(bào)道較少。

正常情況下，人腦內(nèi)血流存在自動(dòng)調(diào)節(jié)功能來維持正常的腦灌注壓，腦血管的血流自動(dòng)調(diào)節(jié)有其限度，即具備自動(dòng)調(diào)節(jié)的上限和下限[22]。當(dāng)動(dòng)脈灌注壓升高到維持腦血流量恒定的最高限時(shí)，腦血管阻力增高到最大限度。高血壓病人腦血流自動(dòng)調(diào)節(jié)的下限及最低耐受壓均上移，且隨病程不同有所不同。此類患者常規(guī)影像學(xué)檢查可表現(xiàn)為腦的形態(tài)結(jié)構(gòu)和信號(hào)的正常，較少出現(xiàn)腦白質(zhì)信號(hào)不同程度改變或僅出現(xiàn)腦室、腦溝和腦裂形態(tài)改變[23]。

對(duì)高血壓患者腦血流動(dòng)力學(xué)的研究主要是應(yīng)用經(jīng)顱多普勒檢查技術(shù)，可顯示顱內(nèi)動(dòng)脈功能狀態(tài)變化，如痙攣、擴(kuò)張或硬化[24]。黃力等[25]利用PWI結(jié)合乙酰唑胺負(fù)荷試驗(yàn)評(píng)估高血壓患者腦血流動(dòng)力學(xué)改變，結(jié)果表明，高血壓患者在發(fā)生血管狹窄之前，其腦血流動(dòng)力學(xué)已經(jīng)發(fā)生改變，且各部位的改變程度不一致，豆?fàn)詈丝赡苁茄簞?dòng)力學(xué)改變發(fā)生最早的部位之一。Richard等[26]用功能磁共振進(jìn)行研究，結(jié)果表明，丘腦及頂葉后部的rCBF有改變。

綜上所述，PWI可對(duì)高血壓病患者的腦動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)進(jìn)行無創(chuàng)性評(píng)估，動(dòng)態(tài)觀察高血壓病人腦血管病的演變過程，顯示腦血管功能狀態(tài)，從而為臨床治療提供參考。

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