動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)在缺血性腦血管病中的研究進(jìn)展

朱麗娜，吳江，張輝

動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)在缺血性腦血管病中的研究進(jìn)展

朱麗娜，吳江*，張輝*

缺血性腦血管病(ischemic cerebrovascular disease，ICVD)是一類發(fā)病率高、致殘率高、死亡率高的疾病，嚴(yán)重危害人類的健康和生存質(zhì)量。動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spinlabeling，ASL)技術(shù)可以無(wú)創(chuàng)性地反映腦組織血流灌注的變化，為ICVD的早期診斷、治療及預(yù)后評(píng)估提供可靠的影像學(xué)依據(jù)。本文針對(duì)ASL在ICVD中的應(yīng)用現(xiàn)狀予以綜述。

動(dòng)脈自旋標(biāo)記；缺血性腦血管病；腦；磁共振成像

朱麗娜, 吳江, 張輝. 動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)在缺血性腦血管病中的研究進(jìn)展.磁共振成像, 2017, 8(2): 92-94.

缺血性腦血管病(ischemic cerebrovascular disease，ICVD)主要包括短暫性腦缺血發(fā)作(transient ischemic attack，TIA)和腦梗死兩類，是指由于腦血管狹窄、閉塞或者頸動(dòng)脈斑塊破裂和血栓形成[1]，導(dǎo)致腦血流減少或中斷而引起腦功能障礙的一類疾病。通常中心區(qū)域供血停止6 min就會(huì)出現(xiàn)神經(jīng)細(xì)胞的死亡，而周邊缺血區(qū)域若在 6 h以內(nèi)血流再通尚可恢復(fù)其功能，故對(duì)腦血管病變的早期診斷、早期治療及預(yù)后評(píng)估很重要。

動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spinlabeling，ASL)技術(shù)是一種可以無(wú)創(chuàng)性監(jiān)測(cè)血流變化的成像技術(shù)。隨著近幾年ASL技術(shù)的不斷進(jìn)步，其在ICVD中的應(yīng)用價(jià)值越來(lái)越深入。

1 ASL的基本原理及技術(shù)進(jìn)展

ASL技術(shù)利用自體動(dòng)脈血中的水分子作為內(nèi)源性示蹤劑，依靠標(biāo)記與非標(biāo)記血液流經(jīng)組織時(shí)引起的信號(hào)改變定量測(cè)量腦血流量值(cerebral blood flow，CBF)。其中標(biāo)記后延遲(posted labeling delay，PLD)時(shí)間是ASL的一個(gè)重要參數(shù)，PLD的準(zhǔn)確選擇是CBF值準(zhǔn)確定量的基礎(chǔ)。從標(biāo)記方式上說(shuō)，ASL分為脈沖式ASL (pulsed ASL，PASL)和連續(xù)式ASL (continous ASL，CASL)，由于當(dāng)時(shí)成像技術(shù)和圖像質(zhì)量的限制，臨床應(yīng)用較少。隨著ASL技術(shù)的不斷進(jìn)步，出現(xiàn)了偽連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)(pseudo-CASL，pCASL)、選擇性動(dòng)脈自旋標(biāo)記(selective ASL，SASL)、流速選擇動(dòng)脈自旋標(biāo)記(velocity-selective ASL，VSASL)、加速度選擇動(dòng)脈自旋標(biāo)記(acceleration-selective arterial spin labeling，AccASL)及血管編碼動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)(vessel encoded arterial spin labeling，VE-ASL)等，拓寬了ASL的臨床應(yīng)用，其中以pCASL的應(yīng)用最為廣泛。

2 ASL在缺血性腦血管病變中的研究進(jìn)展

2.1 ASL在缺血性腦血管病早期診斷中的價(jià)值

目前ICVD發(fā)病率逐年上升，致殘率及死亡率較高，嚴(yán)重危害人類的生存質(zhì)量及生命健康，故對(duì)腦組織灌注異常的早期診斷、早期治療顯得相當(dāng)重要。3D-pCASL作為一種全新的無(wú)創(chuàng)評(píng)價(jià)腦血流灌注的影像學(xué)手段，能夠反映腦區(qū)潛在的血流動(dòng)力學(xué)改變[2]。研究表明，3D-pCASL可以監(jiān)測(cè)到腦梗死發(fā)病前，存在腦梗死危險(xiǎn)因素的患者腦內(nèi)血流灌注的改變，如高血壓作為腦梗死的一個(gè)危險(xiǎn)因素，可使小血管結(jié)構(gòu)改變并損傷血腦屏障，血管結(jié)構(gòu)完整性的改變可能會(huì)引起腦血流量的下降。3D-pCASL可以在高血壓的早期階段，在大多數(shù)常規(guī)影像上表現(xiàn)正常的情況下，顯示腦灌注水平的下降[3]。Zaharchuk等[4]通過(guò)研究76例TIA患者發(fā)現(xiàn)3D-pCASL可以檢出腦內(nèi)異常灌注47例，而彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)檢出18例、磁共振血管造影(magnetic resonance angiography，MRA)檢出10例、DWI聯(lián)合MRA檢出24例、動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)(dynamic susceptibility-weighted contrast-enhanced，DSC)檢出23例，表明3D-pCASL與其他成像技術(shù)相比，敏感性更高。

2.2 ASL對(duì)梗死后再灌注的評(píng)價(jià)

3D-pCASL無(wú)需注入對(duì)比劑、成本低、檢查重復(fù)性強(qiáng)，更重要的是其成像是以動(dòng)脈血中的水分子作為內(nèi)源性示蹤劑，不依賴于血腦屏障，這對(duì)于腦梗死患者梗死后再灌注的評(píng)價(jià)有重要的價(jià)值。因?yàn)榧毙阅X梗死在治療過(guò)程中出現(xiàn)再灌注就意味著需要停止進(jìn)一步的溶栓治療，否則就有可能導(dǎo)致出血的發(fā)生，而梗死一旦合并出血其死亡率非常高。通常梗死后再灌注的新生血管缺乏完善的血腦屏障，對(duì)于依賴于血腦屏障成像的DSC技術(shù)診斷的準(zhǔn)確性會(huì)大大降低，而3D-pCASL由于不依賴于血腦屏障模型，能夠更真實(shí)地反映再灌注的存在[5]。張順等[6]研究的13例急性腦梗死患者中有10例出現(xiàn)了明顯的低灌注，3例低灌注區(qū)周圍可能由于側(cè)支循環(huán)的代償作用導(dǎo)致其出現(xiàn)高灌注，經(jīng)溶栓治療后復(fù)查部分可見(jiàn)到血流的再灌注，提示血流有部分恢復(fù)，說(shuō)明3D-pCASL可以反映腦組織梗死后再灌注的恢復(fù)情況。

2.3 ASL對(duì)缺血性腦血管病預(yù)后的評(píng)價(jià)

當(dāng)腦組織供血?jiǎng)用}狹窄或閉塞引起血流灌注不足時(shí)，腦組織會(huì)通過(guò)生成的旁路動(dòng)脈或動(dòng)脈吻合網(wǎng)絡(luò)的代償途徑來(lái)維持顱內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)的穩(wěn)定，這種側(cè)支循環(huán)的形成對(duì)臨床有重要的意義。研究表明，側(cè)支循環(huán)形成的好壞與卒中轉(zhuǎn)歸及預(yù)后具有顯著的相關(guān)性。好的側(cè)支循環(huán)往往可以提高血管再通治療的成功率，促進(jìn)組織再灌注，減少梗死容積，降低梗死后出血性轉(zhuǎn)化的風(fēng)險(xiǎn)，有效改善臨床預(yù)后[7]。ASL通過(guò)圖像中的 動(dòng) 脈 內(nèi) 穿行偽影(arterial transit artifact，ATA）可以評(píng)估腦梗死區(qū)域側(cè)支循環(huán)的形成情況。ATA是ASL上存在的特殊現(xiàn)象，它是由于在病理狀態(tài)下動(dòng)脈內(nèi)血流速度減慢，被標(biāo)記的血液滯留于血管內(nèi)，采集后出現(xiàn)的腦表面匍匐走行、線狀的高信號(hào)。Zaharchuk等[8]對(duì)ATA進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并證實(shí)ATA判斷側(cè)支血管形成與數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)判斷有中等一致性，且敏感性、特異性高。因此，ASL可以根據(jù)側(cè)支循環(huán)的形成來(lái)評(píng)估預(yù)后。但是有文獻(xiàn)報(bào)道新生成的血管滲透性增加，易導(dǎo)致治療后的高灌注綜合征、易出血及出現(xiàn)其他的并發(fā)癥[9]，因此臨床應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格掌控溶栓治療時(shí)間，并在溶栓治療后及時(shí)行ASL檢查。此外，部分患者在腦梗死后會(huì)表現(xiàn)為交叉性小腦神經(jīng)機(jī)能聯(lián)系不能(crossed cerebellar diaschisis，CCD)，也稱交叉性小腦失聯(lián)絡(luò)，是指單側(cè)幕上病變時(shí)對(duì)側(cè)小腦出現(xiàn)代謝和灌注降低的現(xiàn)象。研究表明，CCD的存在與否與腦梗死的預(yù)后也存在一定的相關(guān)性。因此，在臨床工作中及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)CCD，能夠?yàn)榕R床腦梗死的診治和療效評(píng)估提供更多信息。ASL可以顯示幕上梗死灶對(duì)側(cè)小腦血流灌注的減低，為腦梗死患者的預(yù)后評(píng)估提供影像學(xué)依據(jù)[10-11]。

此外，在對(duì)ICVD血供的精細(xì)研究中，具有血管選擇性的動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)(territorial ASL，tASL)也稱血管編碼動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)，因建立起了供血?jiǎng)用}與灌注區(qū)域的直接聯(lián)系，可實(shí)現(xiàn)選擇性地觀察特定血管的血供灌注情況，對(duì)交通動(dòng)脈的開(kāi)通以及二級(jí)側(cè)支循環(huán)的建立也可以顯示[12]。有研究對(duì)18例顱內(nèi)或顱外動(dòng)脈狹窄或閉塞患者進(jìn)行了tASL和 DSA檢查來(lái)評(píng)估側(cè)支循環(huán)，證明了tASL可以對(duì)側(cè)支循環(huán)的形成進(jìn)行評(píng)價(jià)[13-14]，而且利用tASL MRA技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定血管腦血流量CBF的定量評(píng)估[15]。因此，tASL與其他技術(shù)相比，在精細(xì)診斷、治療及預(yù)后的評(píng)估方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

3 小結(jié)與展望

通過(guò)以上分析可以發(fā)現(xiàn)，ASL技術(shù)與其他成像技術(shù)相比，在缺血性腦血管病變的臨床應(yīng)用中具有很多突出的臨床優(yōu)勢(shì)，但是這些臨床應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)都需要在成像時(shí)選擇一個(gè)合適的PLD，然而在實(shí)際工作中，PLD的選擇目前是經(jīng)驗(yàn)性的，尚無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)估[16]。因此，PLD尚需要一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，可以使ASL更加深入地應(yīng)用到腦小血管病變所致的腦白質(zhì)血流量改變及進(jìn)一步識(shí)別腦梗死患者腦動(dòng)脈栓塞的位置的診斷中。

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Research progress of arterial spinlabeling in ischemic cerebrovascular disease

ZHU Li-na, WU Jiang*, ZHANG Hui*
Department of Magnetic Resonance, Cardiovascular Hospital of Shanxi Province, Taiyuan 030024, China
*

Wu J, E-mail: wujiang1024@sina.com; Zhang H, E-mail: 18635580000@163.com
Received 27 Sep 2016, Accepted 29 Oct 2016

Ischemic cerebrovascular disease (ICVD) is a group of high incidence, high disability and high mortality disease, which is seriously endangering human health and the quality of life. Arterial spinlabeling (ASL) can reflect changes of cerebral blood perfusion noninvasively. It can provide reliable imaging evidence for the early diagnosis, treatment and prognosis of ICVD. This article will review and discuss the latest progress of ASL in ICVD.

Arterial spinlabeling; Ischemic cerebrovascular disease; Brain; Magnetic resonance imaging

山西省心血管病醫(yī)院磁共振室，太原030024

吳江，E-mail：wujiang1024@sina. com；張輝，E-mail：18635580000@ 163.com

2016-09-27

R445.2；R743.31

A

10.12015/issn.1674-8034.2017.02.003

接受日期：2016-10-29