磁共振3D-pcASL成像技術(shù)在急性缺血性腦卒中的應(yīng)用

毛傳萬(wàn)，付玉川，毛翌婷，黃建河，林旭波，史建靜，周云新，吳愛(ài)琴（.溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 放射科，浙江 溫州 3507；.溫州醫(yī)科大學(xué) 第一臨床學(xué)院，浙江 溫州 35035）

·論 著·

磁共振3D-pcASL成像技術(shù)在急性缺血性腦卒中的應(yīng)用

毛傳萬(wàn)1，付玉川1，毛翌婷2，黃建河1，林旭波1，史建靜1，周云新1，吳愛(ài)琴1
（1.溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 放射科，浙江 溫州 325027；2.溫州醫(yī)科大學(xué) 第一臨床學(xué)院，浙江 溫州 325035）

目的：評(píng)價(jià)磁共振三維偽連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記（3D-pcASL）灌注成像在急性缺血性腦卒中的應(yīng)用價(jià)值。方法：對(duì)39例臨床擬診缺血性腦卒中且發(fā)病時(shí)間在7 d內(nèi)患者行常規(guī)磁共振彌散加權(quán)成像（DWI）及3D-pcASL成像掃描。觀察急性腦梗死病灶在3D-pcASL與常規(guī)DWI影像中的表現(xiàn)，同時(shí)測(cè)量病灶及對(duì)側(cè)鏡像區(qū)域腦組織的腦血流量（CBF）值。結(jié)果：39例腦缺血患者經(jīng)隨診證實(shí)腦梗死34例，TIA 5例。34例腦梗死患者中，21例病灶累及灰質(zhì)區(qū)域，3D-pcASL表現(xiàn)為低灌注，平均CBF值（16.7±12.2）mL·min-1·100 g-1，較對(duì)側(cè)鏡像區(qū)域腦組織的CBF值[（44.8±13.9）mL·min-1·100 g-1] 低（P＜0.01）；另外13例病灶僅累及白質(zhì)區(qū)域，病灶與白質(zhì)對(duì)比不明顯，故未測(cè)量CBF值。5例TIA患者中，3例ASL表現(xiàn)為低灌注，平均CBF值（37.6±4.4）mL· min-1·100 g-1，對(duì)側(cè)CBF （58.8±10.6）mL·min-1·100 g-1。34例腦梗死患者DWI均表現(xiàn)高信號(hào)，3D-pcASL檢出21例（病變均累及灰質(zhì)），其中17例患者ASL圖像顯示的病灶范圍大于DWI。5例TIA患者DWI圖像未見(jiàn)異常信號(hào)改變。結(jié)論：3D-pcASL可以對(duì)累及灰質(zhì)區(qū)域缺血性卒中的患者提供定位、定性、定量診斷，并能部分檢出DWI表現(xiàn)陰性的TIA患者，但對(duì)白質(zhì)區(qū)域缺血性病變存在較大的局限性。

缺血性卒中；腦梗死；磁共振成像；動(dòng)脈血流標(biāo)記成像

三維偽連續(xù)式動(dòng)脈自旋標(biāo)記（3D pseudo-continuous arterial spin labeling，3D-pcASL）序列是最近幾年發(fā)展的新技術(shù)，與以往二維動(dòng)脈自旋標(biāo)記（2D arterial spin labeling，2D-ASL）、三維連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記（3D continuous arterial spin labeling，3D-cASL）、三維脈沖式動(dòng)脈自旋標(biāo)記（3D pulse arterial spin labeling，3D-pASL）相比具有更高的空間分辨率?；诳焖僮孕夭ǎ╢ast spin echo，F(xiàn)SE）信號(hào)讀取的偽連續(xù)式標(biāo)記，采用螺旋K空間采集技術(shù)，獲得分辨率較高的灌注圖像，可以有效克服既往ASL技術(shù)中EPI采集受磁敏感偽影干擾的缺點(diǎn)。近兩年國(guó)內(nèi)外也逐漸將此技術(shù)應(yīng)用于急性缺血性腦卒中疾病的診斷與研究[1-4]。本研究通過(guò)對(duì)39例急性缺血性腦卒中患者磁共振3D-pcASL的表現(xiàn)，探討3D-pcASL技術(shù)在缺血性腦卒中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料和方法

1.1 一般資料 我院自2013年9月至2014年6月期間對(duì)39例臨床擬診缺血性腦卒中且發(fā)病時(shí)間在7 d內(nèi)的患者行MRI檢查。其中臨床高度懷疑短暫性腦缺血發(fā)作（transient ischemic attack，TIA）的5例患者于發(fā)病后24 d內(nèi)行MRI檢查。39例患者中男25例，女14例，年齡45～82歲，平均69.5歲。所有患者均行CT檢查排除腦出血，檢查前去除假牙。

1.2 影像學(xué)檢查方法 MR檢查使用GE公司生產(chǎn)的signa HD-eXT3.0T超導(dǎo)磁共振成像儀，頭相控陣線圈，掃描序列包括彌散加權(quán)成像（DWI）（TR 4 800/ TE 93 ms）掃描層面自顱底至顱頂，層數(shù)20，層厚5.0 mm，間隔1.0 mm。矩陣320×256 mm，F(xiàn)OV 240 cm，信號(hào)采集平均次數(shù)1次。3D-pcASL（TR 4 580/TE 9.8 ms/TI 1 525 ms），層厚4.0，層間隔0，NET=4，矩陣512×8 mm。腦梗死的診斷標(biāo)準(zhǔn)：出現(xiàn)相應(yīng)的神經(jīng)癥狀，持續(xù)24 h以上，并排除其他疾病，經(jīng)MR、CT隨訪證實(shí)。TIA診斷標(biāo)準(zhǔn)：癥狀、體征消失于24 h內(nèi)，不遺留神經(jīng)障礙。

1.3 圖像后處理方法 應(yīng)用隨機(jī)攜帶ASL分析軟件包測(cè)量ASL圖的CBF值。請(qǐng)2位有經(jīng)驗(yàn)的MRI診斷副主任醫(yī)師對(duì)DWI圖像及ASL所得的腦血流量（cerebral blood flow，CBF）圖進(jìn)行分析，觀察比較2種技術(shù)圖像病灶顯示結(jié)果，并分析病變區(qū)域及對(duì)側(cè)腦組織在ASL的表現(xiàn)。ROI（regions of interest）區(qū)選擇：針對(duì)腦梗死及TIA局灶病例取病灶最大層面的中心部位，測(cè)量時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)腦室，并取CBF信號(hào)均勻處進(jìn)行測(cè)量。ROI大小約1 cm2，共測(cè)量3次，取其平均值。針對(duì)TIA病變廣泛的病例，因其累及范圍較廣， 每例均取其額、頂、顳葉皮層各一處感興趣區(qū)，ROI 大小約1 cm2，也取其平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 采用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件包對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。計(jì)量資料以±s表示，2組間比較 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 ASL對(duì)腦梗死的成像 39例缺血性腦卒中患者隨診證實(shí)腦梗死34例，TIA 5例。34例腦梗死中有21 例病灶累及灰質(zhì)區(qū)域，ASL和CBF表現(xiàn)為低灌注；21例中有17例（占81%）ASL和CBF顯示病灶范圍大于DWI，見(jiàn)圖1-3和表1。4例（占19%）ASL和CBF顯示病灶范圍約等于DWI。另外13例病灶僅累及白質(zhì)區(qū)域，病灶與周圍正常白質(zhì)對(duì)比不明顯，3D-pcASL不能清楚顯示病灶，故未測(cè)量病灶CBF值?；屹|(zhì)區(qū)腦缺血患者病灶側(cè)與對(duì)側(cè)平均CBF值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），見(jiàn)表1。

表1 21例灰質(zhì)區(qū)腦缺血患者與對(duì)側(cè)相應(yīng)區(qū)CBF值比較（n=21，±s）

表1 21例灰質(zhì)區(qū)腦缺血患者與對(duì)側(cè)相應(yīng)區(qū)CBF值比較（n=21，±s）

2.2 ASL對(duì)TIA的成像 5例TIA患者3例ASL和CBF表 現(xiàn)為低灌注，見(jiàn)圖4-6；其病灶側(cè)平均CBF值[（37.6± 4.4）mL·min-1·100 g-1] 較對(duì)側(cè)[（58.8±10.6）mL· min-1·100 g-1] 低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）；有2例TIA的ASL和CBF未見(jiàn)灌注異常；5例TIA患者DWI圖像均未見(jiàn)異常信號(hào)改變，見(jiàn)表2。

表2 臨床最終診斷缺血性腦卒中ASL、DWI診斷對(duì)照（n=39）

3 討論

ASL技術(shù)是利用反轉(zhuǎn)脈沖標(biāo)記上游區(qū)的動(dòng)脈血質(zhì)子，經(jīng)過(guò)一定的通過(guò)時(shí)間，被標(biāo)記的血質(zhì)子到達(dá)成像層，此時(shí)采集圖像得到帶有血質(zhì)子標(biāo)記的圖像；然后在相同參數(shù)、相同層面下，再次采集沒(méi)有血質(zhì)子標(biāo)記的圖像，2次圖像相減就得到了僅有標(biāo)記血質(zhì)子信號(hào)的、含有局部組織灌注信息的灌注圖[5]。3D-pcASL是近年來(lái)新出現(xiàn)的采集技術(shù)：是脈沖式和連續(xù)式的有機(jī)結(jié)合，基于FSE的3D Spiral采集，有效克服磁敏感偽影、運(yùn)動(dòng)偽影，大大提高圖像信噪比，灌注圖像更均勻。

圖1 ASL示右額頂葉大片低灌注區(qū)

圖2 CBF示右額頂葉血流量下降

圖3 DWI示右額頂葉高信號(hào)，范圍小于ASL

圖4 TIA患者ASL示左大腦半球灌注下降

圖5 CBF示右大腦半球血流量下降

圖6 DWI未見(jiàn)明顯異常

3D-pcASLMR成像技術(shù)可以在無(wú)造影劑注射情況下，快速、無(wú)創(chuàng)地檢測(cè)腦內(nèi)血管微循環(huán)血流動(dòng)力學(xué)情況。當(dāng)腦缺血發(fā)生后，首先表現(xiàn)為血流灌注的下降，繼而發(fā)生細(xì)胞毒性水腫、神經(jīng)元壞死。本組34例腦梗死患者病灶在常規(guī)DWI上表現(xiàn)為高信號(hào)；其中21例累及灰質(zhì)區(qū)域的腦梗死患者3D-pcASL病灶較對(duì)側(cè)腦組織灌注低，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；對(duì)13例僅累及白質(zhì)區(qū)域的患者，由于病灶與周邊腦白質(zhì)對(duì)比度不明顯，3D-pcASL難以清楚顯示病灶，故未測(cè)量病灶CBF值。由此可見(jiàn)，3D-pcASL技術(shù)對(duì)發(fā)現(xiàn)累及灰質(zhì)區(qū)域的缺血梗死灶更敏感，而對(duì)累及白質(zhì)區(qū)域的病灶敏感性低，這也為此技術(shù)之不足之處，主要原因可能為：①白質(zhì)區(qū)域存在生理性低灌注；②病灶進(jìn)行ASL成像時(shí)，腦梗死的病因已自行解除或血管自發(fā)性再通所致，故表現(xiàn)為灌注正常[6]。在累及灰質(zhì)區(qū)域的21例腦梗死患者中，17例患者3D-pcASL顯示的病灶缺血范圍與常規(guī)DWI不匹配，3D-pcASL顯示范圍較DWI更廣泛者，其原因可能是由于缺血半暗帶的存在，此區(qū)域雖然血流灌注減低，但其血流量仍可維持局部組織細(xì)胞形態(tài)和功能[5]，所以3D-pcASL圖像上表現(xiàn)為低灌注而DWI圖像上未見(jiàn)異常。同樣，對(duì)于本組最終確診為TIA的5例患者，3例患者病灶在3D-pcASL上表現(xiàn)為灌注較健側(cè)降低，2例患者未見(jiàn)灌注異常，此時(shí)常規(guī)DWI上均未顯示異常信號(hào)改變，其原因是由于TIA時(shí)僅表現(xiàn)為腦血流動(dòng)力學(xué)的一過(guò)性短暫性異常，其血流量仍可維持局部組織細(xì)胞形態(tài)和功能，神經(jīng)元未發(fā)生明顯損傷， 所以3D-pcASL圖像上表現(xiàn)為低灌注和正常灌注，而DWI圖像上未見(jiàn)異常。由此可見(jiàn)，3D-pcASL可早期發(fā)現(xiàn)診斷TIA，降低TIA發(fā)展為缺血性腦卒中的概率，提高患者生存和生活質(zhì)量。Zaharchuk等[7]通過(guò)對(duì) 76例TIA患者分別進(jìn)行磁共振DWI、磁共振血管成像 （MRA）、灌注加權(quán)成像（perfusion weighted imaging，PWI）及ASL檢查并得出ASL對(duì)病灶的檢出率明顯高于DWI。陳耿等[8]報(bào)道，對(duì)60例缺血性卒中患者應(yīng)用DWI和ASL聯(lián)合診斷，DWI對(duì)TIA的檢出率為0%，而ASL對(duì)TIA的檢出率70%?？梢?jiàn)ASL技術(shù)比常規(guī)的MR技術(shù)能更敏感地檢出腦梗死前期的腦組織異常灌注。

本研究也存在一定的不足：①TIA患者的樣本量偏少；②對(duì)所有研究病例未及時(shí)進(jìn)行治療后隨訪復(fù)查，不能更好地評(píng)估3D-pcASL在急性缺血性腦卒中治療預(yù)后的價(jià)值。但3D-pcASL作為一種新的成像技術(shù)，具有無(wú)創(chuàng)性、檢查方便等優(yōu)點(diǎn)，能早期發(fā)現(xiàn)腦缺血灌注異常，可應(yīng)用于篩查急性腦缺血性卒中的患者。

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（本文編輯：吳彬）

Application of 3D-pcASL magnetic resonance imaging in the diagnosis of acute cerebral apoplexy

MAO Chuanwan,FU Yuchuan,MAO Yiting,HUANG Jianhe,LIN Xubo,SHI Jianjing,ZHOU Yunxin,WU Aiqin.
Department of Radiology,the Second Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University,Wenzhou,325027

Objective:To assess the applied value of the three-dimensional pseudo-continuous arterial spin labeling (3D-pcASL) technique in MRI Perfusion-weighted imaging in acute ischemic stroke.Methods: DWI and 3D-pcASL technique were be performed in thirty-nine patients suspected ischemic stroke and the onset time for 7 days.The findings of the lesions in acute cerebral infarction patients on 3D-ASL images and conventional DW images were observed.Then,the CBF values of the lesions and the contralateral symmetrical brain regions were measured.Results:Among the 39 cases,34 cases were diagnosed as cerebral infarction during follow-up,5 cases with TIA.In the 21 of 34 patients with cerebral infarction,the lesions were located at the gray matter,and showed low perfusion on 3D-pcASL images.The mean CBF values of these lesions were 16.7±12.2 mL·min-1· 100 g-1,and were lower than that at the contralateral area 44.8±13.9 mL·min-1·100 g-1(P＜0.01); In the other 13 cases,the lesions only involved in the white matter,the CBF values of these lesions weren’t measured for their poor differentiation with the white matter on 3D-pcASL images,in the 5 TIA patients,the lesions of 3 cases showed low perfusion on the 3D-ASL images.The mean CBF values of the affected regions were 37.6±4.4 mL· min-1·100 g-1,58.8±10.6 mL·min-1·100 g-1in the contralateral areas.In 34 cases of cerebral infarction patients,the lesions in DWI all showed high signal.However,the lesions were detected only in 21 cases on the 3D-ASL images,the area of the lesions on 3D-pcASL images was larger than that on the DWI in 17 of 21 patients.The singal was normal on DWI in the 5 TIA patients.Conclusion:The 3D-pcASL technique can provide localization,qualitative and quantitative diagnosis in ischemic stroke patients with the lesions located at gray matter.It can also discover that the TIA patients show normal on DWI.However,this technique has some limitations in the detection of ischemic lesions in the white matter.

ischemic stroke; cerebral infarction; magnetic resonance imaging; arterial blood flow imaging

R445.2

A

10.3969/j.issn.2095-9400.2015.05.008

2014-08-31

毛傳萬(wàn)（1968-），男，浙江溫州人，主管技師。

吳愛(ài)琴，主任技師，Email：waq6147@126.com。