動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)評(píng)估TIA的研究進(jìn)展

李璇，吳江

2009年6月，美國(guó)卒中協(xié)會(huì)修訂了短暫性腦缺血發(fā)作(transient ischemic attack，TIA)的定義：“腦、脊髓或視網(wǎng)膜局灶性缺血所致的、不伴急性梗死的短暫性神經(jīng)功能障礙”[1]。其強(qiáng)調(diào)了TIA的組織學(xué)損傷，有無(wú)腦梗死成為診斷TIA或者腦梗死的唯一鑒別點(diǎn)，癥狀持續(xù)時(shí)間不再是重點(diǎn)。有研究表明，人群中45歲以上的人，18%至少有過(guò)一次TIA發(fā)作，可見(jiàn)TIA非常常見(jiàn)[2]，而且TIA患者早期發(fā)生卒中的風(fēng)險(xiǎn)很高，7 d內(nèi)卒中風(fēng)險(xiǎn)高至12%，90 d卒中風(fēng)險(xiǎn)則為10%～20%，發(fā)生嚴(yán)重事件(如死亡、無(wú)癥狀腦梗死等)的可能性為25.1%[3]。因此，正確診斷TIA，早期評(píng)估TIA后短期卒中風(fēng)險(xiǎn)，識(shí)別高卒中風(fēng)險(xiǎn)的TIA患者，積極采取有效措施，可以減少卒中發(fā)生[4]。

根據(jù)美國(guó)心臟協(xié)會(huì)指南，TIA的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)包括：(1)突然起病。(2)腦或視網(wǎng)膜的局灶性缺血癥狀：不能只理解為“腦缺血”，視網(wǎng)膜缺血也屬于TIA的范疇。(3)持續(xù)時(shí)間短暫：持續(xù)不超過(guò)1 h。頸動(dòng)脈系統(tǒng)TIA的平均發(fā)作時(shí)間為14 min，椎-基底動(dòng)脈系統(tǒng)TIA平均為8 min。(4)完全恢復(fù)：不遺留任何后遺癥。(5)反復(fù)發(fā)作。如果患者具備上述5個(gè)特點(diǎn)，就可作出TIA的臨床診斷[1]。TIA的病理學(xué)基礎(chǔ)是腦血流灌注減低，而常規(guī)影像檢查無(wú)法探測(cè)腦血流量。而且持續(xù)時(shí)間短暫的腦缺血不足以引起腦組織的永久損害，擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)陽(yáng)性常提示急性腦梗死，所以DWI也無(wú)法評(píng)估TIA患者腦組織血流灌注狀況，無(wú)法準(zhǔn)確做出TIA的診斷[5-6]。

目前可以評(píng)估腦組織血流灌注的磁共振技術(shù)分為兩種：(1)動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)灌注加權(quán)成像(dynamic susceptibility contrast-perfusion weighted imaging，DSCPWI)，是目前臨床比較常用的灌注技術(shù)，后處理技術(shù)得到平均通過(guò)時(shí)間(mean transit time，MTT)、達(dá)峰時(shí)間(time to the maximum，Tmax)、相對(duì)腦血流量(relative cerebral blood flow，rCBF)、相對(duì)腦血容量(relative cerebral blood volume，rCBV)等血流灌注參數(shù)，評(píng)估腦血流的灌注信息，但由于需注入釓對(duì)比劑，有腎源性系統(tǒng)纖維化風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)腎功能不全患者或兒童有一定的局限性，臨床很少用于TIA的診斷[7]。(2)動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin labeling，ASL)技術(shù)的灌注評(píng)價(jià)指標(biāo)是CBF，其不需要注射對(duì)比劑，無(wú)侵襲性，無(wú)放射性，簡(jiǎn)單方便，可無(wú)創(chuàng)測(cè)量器官或組織的血流灌注情況，具有極大的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 ASL技術(shù)原理

動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)是以動(dòng)脈血液中的水分子作為內(nèi)源性示蹤劑，在標(biāo)記層使用射頻脈沖對(duì)血流進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)記的水分子到達(dá)成像層面獲得標(biāo)記像，再對(duì)未施加反轉(zhuǎn)脈沖同一層面進(jìn)行信號(hào)采集，獲得未標(biāo)記像，二者相減的信號(hào)強(qiáng)度差異與局部腦血流量成正比，從而獲得腦組織的灌注信息[8]。根據(jù)標(biāo)記方式不同，ASL分為連續(xù)式ASL (continuous ASL，CASL)、脈沖式ASL (pulsed ASL，PASL)和偽連續(xù)式動(dòng)脈自旋標(biāo)記(pseudo-continuous ASL，pCASL)。CASL是利用連續(xù)快速反轉(zhuǎn)射頻脈沖對(duì)即將流入圖像采集區(qū)的動(dòng)脈血進(jìn)行標(biāo)記，具有較高的信噪比，成像范圍大，但易導(dǎo)致高射頻能量蓄積，掃描儀硬件設(shè)施要求高[9]。PASL對(duì)硬件設(shè)備要求低，但信噪比比CASL低，掃描范圍小，而且對(duì)傳輸時(shí)間的敏感性高。早期ASL多為二維采集方式，采用平面回波成像(echo planar imaging，EPI)，成像時(shí)間長(zhǎng)，信噪比低，覆蓋范圍有限；而3D-pCASL在持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間可以使用多個(gè)短時(shí)間的射頻脈沖來(lái)有效標(biāo)記動(dòng)脈血中的水分子，磁化傳遞效應(yīng)輕，標(biāo)記效率高，圖像信噪比高，能量吸收率低，硬件設(shè)備要求不高，可重復(fù)性好，在臨床得到廣泛應(yīng)用[10]。

被標(biāo)記之后的血液經(jīng)一段時(shí)間后到達(dá)毛細(xì)血管，此時(shí)即可進(jìn)行圖像采集，從標(biāo)記到采集的時(shí)間間隔即為標(biāo)記后延遲(posted labeling delay，PLD)時(shí)間[11]，是ASL的一個(gè)重要參數(shù)。PLD時(shí)間較短，標(biāo)記血液尚未到達(dá)成像層面，則無(wú)法產(chǎn)生信號(hào)；PLD時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，標(biāo)記水分子發(fā)生衰減，采集的信號(hào)就會(huì)減低，同樣也無(wú)法測(cè)得真實(shí)灌注值。目前大多選擇1.5 s和2.5 s兩個(gè)時(shí)間，或者多個(gè)PLD計(jì)算出動(dòng)脈通過(guò)時(shí)間(arterial transit time，ATT)參數(shù)圖，其結(jié)果更加準(zhǔn)確，但缺點(diǎn)是掃描時(shí)間過(guò)長(zhǎng)[12]。

ATT即被標(biāo)記血液從標(biāo)記層面到達(dá)采集層面的時(shí)間。延遲時(shí)間與動(dòng)脈通過(guò)時(shí)間決定了腦血流量測(cè)量的真實(shí)性，ATT與PLD的一致性越高，則越接近于真實(shí)的CBF值[13]。目前PLD是固定參數(shù)，而ATT為個(gè)體化變量，相對(duì)ATT較短的PLD時(shí)間雖然對(duì)提高缺血灶的檢出率有利，但可能會(huì)高估缺血面積。血液經(jīng)側(cè)支循環(huán)給腦組織供血，比正常的動(dòng)脈直接供血途徑所需時(shí)間長(zhǎng)，ATT就會(huì)延長(zhǎng)。多項(xiàng)研究表明[14-15]，對(duì)于無(wú)明顯動(dòng)脈狹窄患者，較短的PLD時(shí)間對(duì)低灌注有更高的敏感性；對(duì)于老年人及中重度顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄TIA患者，長(zhǎng)PLD時(shí)間可以提高對(duì)腦組織低灌注檢出的準(zhǔn)確性，充分反映了側(cè)支循環(huán)的代償作用。而且Lyu等[16]采用2個(gè)PLD的ASL對(duì)單側(cè)大腦中動(dòng)脈狹窄患者的前向血流及側(cè)支血流進(jìn)行區(qū)分，并提出了ASL量化側(cè)支血流的可能性。

2 ASL在TIA中的應(yīng)用

2.1 ASL在側(cè)支循環(huán)中的研究進(jìn)展

動(dòng)脈粥樣硬化性狹窄是引起TIA的主要原因，大腦的供血?jiǎng)用}嚴(yán)重狹窄或閉塞，不能滿(mǎn)足腦組織灌注需求時(shí)，血流通過(guò)其他血管(潛在或新生的血管吻合)到達(dá)缺血區(qū)，即為側(cè)支循環(huán)。側(cè)支循環(huán)的優(yōu)良與腦血管事件結(jié)局有顯著關(guān)系[17]。目前評(píng)價(jià)側(cè)支循環(huán)的主要方法是數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)。動(dòng)脈穿行偽影(arterial transit artifact，ATA)指腦表面蔓狀匍匐的條狀高信號(hào)，是由于被標(biāo)記血液血流速度減緩，尚未到達(dá)毛細(xì)血管床，殘留在血管內(nèi)所導(dǎo)致的，可對(duì)稱(chēng)或不對(duì)稱(chēng)。ATA常出現(xiàn)于病理狀態(tài)所致的腦動(dòng)脈血流緩慢[18]。Chalela等[19]最先對(duì)ATA進(jìn)行了報(bào)道，研究中大約一半的急性腦梗死患者中出現(xiàn)ATA偽影，隨訪(fǎng)發(fā)現(xiàn)ATA區(qū)域并未進(jìn)展為腦梗死，ATA的存在可能與腦梗死的良好預(yù)后相關(guān)，他們推斷ATA可能代表軟腦膜形成的側(cè)支循環(huán)。周振江等[20]研究了30例大腦中動(dòng)脈閉塞腦缺血患者，23例發(fā)現(xiàn)CBF責(zé)任血管區(qū)條狀高灌注信號(hào)，其原因?yàn)樨?zé)任血管管腔狹窄或閉塞所致的血流瘀滯或緩慢。

2.2 ASL對(duì)TIA診斷價(jià)值的研究進(jìn)展

ASL技術(shù)可以無(wú)創(chuàng)性評(píng)估腦組織的血流灌注，如急性卒中和大動(dòng)脈閉塞等缺血性病理狀態(tài)的臨床研究中表現(xiàn)出前景[16，21]。在已發(fā)表的研究中[22]，ASL已經(jīng)證實(shí)了對(duì)TIA患者微小灌注改變檢測(cè)的高靈敏度。Zaharchuk等[23]研究了76例TIA患者，進(jìn)行了DWI、磁共振血管成像(magnetic resonance angiography，MRA)、ASL檢查，其中48例(62%)患者又進(jìn)行了DSCPWI檢查，發(fā)現(xiàn)47例(62%)患者出現(xiàn)ASL灌注異常，18例(24%)患者DWI異常；58例DWI陰性患者中，ASL灌注異常者31例(53%)；在接受DSC-PWI檢查的患者中，15例(31%)患者為陽(yáng)性表現(xiàn)，其中27例(56%)患者ASL灌注異常。癥狀發(fā)作期的61例患者中，16例(26%)患者DWI異常，37例(61%)患者ASL灌注異常，其中39例接受DSC-PWI，12例(31%)有灌注異常。其DWI、ASL與PWI的異常表現(xiàn)位于與臨床癥狀相對(duì)應(yīng)的一側(cè)大腦半球。與PWI或顱內(nèi)MRA比較，ASL灌注相關(guān)的改變更容易被發(fā)現(xiàn)，并與責(zé)任半球關(guān)聯(lián)密切。對(duì)于沒(méi)有DWI病變或MRA上狹窄-閉塞病變證據(jù)的患者，ASL有助于發(fā)現(xiàn)其灌注異常。Qiao等[24]對(duì)49例TIA患者進(jìn)行研究，常規(guī)MRI、DWI、MRA均為陰性，進(jìn)行了ASL檢查，結(jié)果表明ASL的CBF圖診斷TIA的敏感性和特異性分別為55.8%、90.7%。ASL低灌注區(qū)域與TIA發(fā)作時(shí)神經(jīng)功能缺損的大腦區(qū)域相一致。ASL顯示了相比于其他影像方法檢測(cè)異常灌注的能力。Kleinman等[25]對(duì)93例患者進(jìn)行研究，其中既行ASL又做DSC-PWI檢查的患者共55例。DWI陽(yáng)性者16例(29%)，ASL陽(yáng)性者19例(35%)，Tmax陽(yáng)性共17例(31%)，MTT陽(yáng)性共5例(9%)，而且MTT可檢測(cè)到的缺血性病變?cè)赥max和ASL上均有體現(xiàn)，表明對(duì)于TIA患者缺血性病變的檢出能力，ASL和Tmax均優(yōu)于MTT，ASL和Tmax二者無(wú)明顯差異。16例DWI陽(yáng)性患者中，ASL和Tmax共檢測(cè)到灌注減低14例(88%)，DWI陰性患者中，ASL和Tmax共檢測(cè)到灌注減低9例，55例患者中DWI和/或Tmax和/或ASL陽(yáng)性者共25例(45%)。Tmax和ASL結(jié)合可以提高對(duì)低灌注的檢出能力，但相比于Tmax，ASL無(wú)需注射對(duì)比劑，簡(jiǎn)單方便，可重復(fù)性強(qiáng)。

2.3 ASL對(duì)DWI及MRA陰性TIA的診斷價(jià)值

在臨床中，對(duì)于TIA患者常常結(jié)合DWI及MRA進(jìn)行輔助診斷，但是該方法仍有很大不足。TIA新定義認(rèn)為DWI高信號(hào)區(qū)如果與臨床癥狀相符，則認(rèn)定為腦梗死。同時(shí)仍有部分TIA患者沒(méi)有明顯的動(dòng)脈狹窄，可能為心源性及動(dòng)脈源性的微栓子或者腦血管痙攣，造成神經(jīng)功能缺損。DWI及MRA陰性的可疑TIA患者無(wú)明確的影像學(xué)證據(jù)支持診斷。許洋等[26]對(duì)33例DWI陰性的臨床診斷為T(mén)IA的患者行常規(guī)頭顱MRI、MRA及灌注成像。MRA顯示顱內(nèi)動(dòng)脈中重度狹窄患者28例，3D-pCASL (PLD=1.5 s)顯示低灌注31例，3D-pCASL(PLD=2.5 s)顯示低灌注25例，DSC-PWI Tmax圖顯示低灌注28例，3D-pCASL (PLD=1.5 s)對(duì)低灌注的檢出率明顯高于DWI與MRA，表明短PLD對(duì)腦缺血檢出的敏感性更高。10例顱內(nèi)血管無(wú)狹窄的TIA患者，3D-pCASL(PLD=1.5 s)檢出9例有低灌注，3D-pCASL (PLD=2.5 s)檢出4例，表明灌注成像對(duì)于檢出非血管狹窄的TIA患者有優(yōu)勢(shì)。其結(jié)果提示，3D-pCASL對(duì)于臨床可疑TIA患者具有重要的篩查意義，并且由于較短PLD無(wú)法探測(cè)側(cè)支循環(huán)血流，其更有可能提高對(duì)于缺血病變的檢出率。

2.4 ASL評(píng)估TIA缺血程度范圍

TIA發(fā)作的頻率與程度與腦梗死發(fā)生率呈正相關(guān)，因此評(píng)估TIA患者缺血程度和范圍是判斷預(yù)后及選擇治療方式的重要指標(biāo)。而灌注成像可以有效顯示患者低灌注范圍。許洋等[26]對(duì)33例DWI陰性TIA患者低灌注面積的比較中發(fā)現(xiàn)，在血管重度狹窄患者中兩個(gè)PLD的低灌注面積基本一致或PLD=2.5 s略小于PLD=1.5 s的低灌注面積。對(duì)于顱內(nèi)動(dòng)脈重度狹窄患者長(zhǎng)PLD更能準(zhǔn)確反映其灌注的真實(shí)情況。

國(guó)內(nèi)學(xué)者張麗娜等[27]對(duì)42例TIA患者進(jìn)行研究，常規(guī)MRI及DWI均無(wú)陽(yáng)性發(fā)現(xiàn)，MRA提示18例(42.86%)患者有顱內(nèi)動(dòng)脈的中重度狹窄，3D-ASL (PLD=1.5 s)檢出27例(64.29%)患者有不同程度的灌注減低區(qū)，3D-ASL (PLD=2.5s)檢出21例(50%)患者有不同程度的灌注減低區(qū)，3D-ASL與MRA相比，對(duì)檢出TIA患者腦灌注異常有明顯優(yōu)勢(shì)；部分腦動(dòng)脈狹窄患者PLD=2.5 s的低灌注區(qū)范圍明顯小于PLD=1.5 s的結(jié)果，可能反映了側(cè)支代償能力。周建國(guó)等[28]對(duì)24例DWI陰性TIA患者行ASL檢查，PLD=l.5 s時(shí)低灌注檢出率為70.8%，PLD=2.5 s低灌注檢出率為41.7%，PLD=1.5 sCBF偽彩圖低灌注面積大于PLD=2.5 s。二者對(duì)低灌注的檢出面積差異可能與病變區(qū)域側(cè)支循環(huán)的建立有關(guān)，這對(duì)指導(dǎo)臨床治療及判斷預(yù)后有一定幫助。

2.5 ASL聯(lián)合MRA評(píng)估TIA預(yù)后，指導(dǎo)臨床治療

有學(xué)者提出ASL低灌注范圍與病變血管的位置可能有一定關(guān)系。當(dāng)CBF低灌注區(qū)域較大時(shí)常提示供血主干病變，CBF低灌注區(qū)域范圍小或無(wú)明顯低灌注區(qū)時(shí)，小血管病變不除外，明確病變血管為臨床個(gè)體化治療提供幫助[28]。王樹(shù)春等[29]研究發(fā)現(xiàn)，正常對(duì)照組中約9%有顱內(nèi)動(dòng)脈重度狹窄，但灌注未見(jiàn)減低；病例組中2例動(dòng)脈重度狹窄患者灌注在正常范圍內(nèi)，甚至表現(xiàn)為高灌注。ASL與MRA結(jié)合可以更加明確責(zé)任血管狹窄情況及局部腦組織灌注情況，判斷預(yù)后。如果MRA提示部分腦血管動(dòng)脈主干重度狹窄，ASL未見(jiàn)明顯灌注減低區(qū)，則提示該區(qū)域可能存在側(cè)支血流，無(wú)需介入處理；如果灌注減低區(qū)域與其責(zé)任血管狹窄結(jié)果相一致，則該區(qū)域可能未建立有效的側(cè)支循環(huán)，有可能進(jìn)一步發(fā)展為腦梗死，需要及時(shí)進(jìn)行臨床治療。

3 小結(jié)和展望

ASL在TIA患者中顯示出良好的臨床應(yīng)用前景，無(wú)需注入對(duì)比劑即可評(píng)估腦組織灌注情況，并且對(duì)腦血流灌注異常的敏感性及特異性較高。但其仍有很多局限性，比如信噪比較低，白質(zhì)量化差，易受運(yùn)動(dòng)偽影的影響，尤其是PLD的選擇影響CBF測(cè)量準(zhǔn)確性，需要進(jìn)一步完善ASL對(duì)TIA診斷的理論基礎(chǔ)，為提高臨床診斷TIA的可靠性提供影像依據(jù)。近年來(lái)，還涌現(xiàn)了多種改良技術(shù)，例如選擇性動(dòng)脈自旋標(biāo)記(selective arterial spin labeling，SASL)、流速選擇性動(dòng)脈自旋標(biāo)記(velocity-selective arterial spin labeling，VSASL)、加速度選擇動(dòng)脈自旋標(biāo)記(acceleration selective ASL，AccASL)和血管編碼動(dòng)脈自旋標(biāo)記(vessel-encoded ASL，VEASL)等[30]，很大程度上拓寬了動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用范圍，為腦血管病的研究提供了更豐富的檢查手段。

利益沖突：無(wú)。