不同后標(biāo)記延遲三維動脈自旋標(biāo)記技術(shù)對大腦中動脈狹窄的評估

劉松國，韓 廣，于秀英，李 強(qiáng)，孟祥福，牛思梅，袁 明

（山東省臨沂市中醫(yī)醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，山東 臨沂 276000）

隨著高場強(qiáng)MRI的臨床應(yīng)用，動脈自旋標(biāo)記（arterial spin labeling，ASL）成像技術(shù)取得了巨大進(jìn)步，并在大腦中動脈狹窄（middle cerebral artery，MCA）患者中得到廣泛應(yīng)用[1]。但現(xiàn)有ASL研究時大多采用單一的后標(biāo)記延遲（post label delayed，PLD）時間對腦組織灌注進(jìn)行估計，當(dāng)動脈血到達(dá)腦組織的時間大于PLD，將導(dǎo)致被標(biāo)記的動脈血存在于血管內(nèi)而造成腦組織灌注不足。運(yùn)用不同的PLD時間采集多次ASL圖像，可提高對腦血流量（cerebral blood flow，CBF）值的量化精確度，并評估出 MCA患者側(cè)支血流的代償能力。為此，本研究探討不同PLD（1.5 s，2.5 s）3D-ASL 成像技術(shù)在 MCA 患者中應(yīng)用的可行性，并分析腦血流的異常灌注。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年1月至2018年1月我院確診的MCA患者30例，男19例，女11例；年齡44～75歲，平均（55.41±4.42）歲。在癥狀發(fā)作后48 h內(nèi)行基線MRI常規(guī)檢查及灌注檢查。影像學(xué)資料：①MRI常規(guī)序列，包括T1WI、T2WI、液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)（FLAIR）、DWI及 3D-TOF MRA。②PLD 的3D-ASL灌注成像。③確診為MCA的DSA檢查。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 儀器與方法 使用GE Discovery MR750 3.0 T MRI，以及32通道頭線圈。掃描范圍自顱底至頂葉全部腦實質(zhì)區(qū)。掃描參數(shù)：T1WI TR 1 750 ms，TE 20 ms；T2WI TR 5 720 ms，TE 83 ms；T2FLAIR TR 9 000 ms，TE 91 ms，TI 2 468 ms；DWI TR 2 852 ms，TE 62 ms，b 值為 0、1 000 s/mm2；上述序列均為橫軸位掃描，F(xiàn)OV 24 mm×24 mm，層厚 5 mm，層距1.5 mm。 3D-TOF MRA，TR 23 ms，TE 6.8 ms，層厚1.4 mm，層距-0.7 mm。ASL掃描協(xié)議標(biāo)記脈沖寬度1.5 s，PLD 1.5 s/2.5 s，TR 4 362 ms/5 327 ms，TE 10.5 ms，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，矩陣 512×128，層厚4 mm，NEX 3，每一個后標(biāo)記延遲ASL采集8組標(biāo)記圖和參考圖，掃描時間為4 min 29 s/5 min 9 s。

1.3 圖像分析 全部數(shù)據(jù)在GE MR750 ADW4.6工作站處理。應(yīng)用3D-ASL專用的分析軟件產(chǎn)生灌注偽彩圖，紅色代表高灌注，藍(lán)色代表低灌注（圖1）。2名影像科副主任醫(yī)師及1名神經(jīng)內(nèi)科副主任醫(yī)師采用盲法觀察ASL圖像，選取MCA狹窄側(cè)的ROI，測量CBF值，采用鏡像方法，測量對側(cè)鏡像區(qū)CBF，并計算兩者比值，即相對CBF值，比值在0.8～1.2之間為等灌注，＜0.8為低灌注，＞1.2為高灌注。在每例患者M(jìn)CA狹窄側(cè)及對側(cè)鏡像區(qū)選取3個不同部位測量，取平均值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件行數(shù)據(jù)分析。計數(shù)資料以例表示，2組間比較采用χ2檢驗。滿足正態(tài)分布的計量資料以±s表示，2組間均數(shù)比較采用獨立樣本t檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

30例MCA狹窄側(cè)均表現(xiàn)為低或等灌注（圖1，2）。其中DWI陽性組18例，PLD 1.5 s時，灌注減低15例，灌注正常3例；PLD 2.5 s時，灌注減低14例，灌注正常4例；DWI陰性組 12例，PLD 1.5 s時，灌注減低10例，灌注正常2例；PLD 2.5 s時，灌注減低4例，灌注正常8例。

不同 PLD（1.5 s，2.5 s）在 MCA 狹窄側(cè)及鏡像側(cè)的 CBF 值見表1。 DWI陽性組不同 PLD（1.5 s，2.5 s）在MCA狹窄側(cè)的低灌注比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=1.58，P＞ 0.05）；DWI陰性組不同 PLD（1.5 s，2.5 s）在MCA狹窄側(cè)的低灌注比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=15.32，P＜0.05）。 DWI陰性組，用 PLD 2.5 s測得 MCA狹窄側(cè)相對 CBF值（0.96±0.15）明顯高于 PLD 1.5 s測得的（0.78±0.19）（t=6.52，P＜0.05）。

表1 不同PLD（1.5 s，2.5 s）在大腦中動脈狹窄側(cè)及鏡像側(cè)的 CBF 值 [mL·（100 g）-1·min-1，±s]

表1 不同PLD（1.5 s，2.5 s）在大腦中動脈狹窄側(cè)及鏡像側(cè)的 CBF 值 [mL·（100 g）-1·min-1，±s]

注：PLD，后標(biāo)記延遲時間；CBF，腦血流量。

組別 PLD 1.5 s PLD 2.5 s狹窄側(cè) 鏡像側(cè) 狹窄側(cè) 鏡像側(cè)DWI陽性 26.71±5.37 32.07±5.86 28.71±5.87 32.91±4.31 DWI陰性 27.54±5.01 32.91±6.31 29.71±4.75 33.85±6.31

3 討論

我國每年新發(fā)腦卒中約200萬例，其中缺血性腦卒中占75%～90%，是人口致殘及死亡的首要原因[2-4]。MCA是引起缺血性腦卒中的最常見原因，因此對MCA患者進(jìn)行評估有非常重要的臨床意義。DWI是目前缺血性腦卒中的常規(guī)檢查，發(fā)病短時間內(nèi)DWI若表現(xiàn)為異常高信號，則提示腦組織細(xì)胞中毒性水腫[5]。3D-ASL技術(shù)無需注射外源性對比劑即可對腦組織進(jìn)行灌注成像，但不同PLD對CBF的測量有一定影響[6]，采用多個PLD時間行ASL灌注成像可降低該影響。本研究使用背景抑制的快速自旋回波讀出準(zhǔn)連續(xù)動脈自旋標(biāo)記（pseudo continuous arterial spin labeling，pCASL），使得掃描時間明顯縮短，在可接受的掃描時間內(nèi)，2個PLD的pCASL法得到校正后的平均CBF比單一PLD得到的CBF有較高的SNR。

大腦中動脈閉塞后，側(cè)支循環(huán)的血流能保持?jǐn)?shù)小時腦組織的血流灌注，因此對側(cè)支循環(huán)的評估在臨床中有重要價值[7-8]。不同PLD ASL技術(shù)評估顱內(nèi)動脈狹窄患者的側(cè)支血流時，較短PLD的CBF主要反映了在狹窄的動脈順行灌注血流，即穿過較短的路徑到狹窄血管目標(biāo)供血區(qū)域的前向血流；較長PLD的CBF反映逆行通過軟腦膜吻合側(cè)支循環(huán)灌注和一些可能緩慢順行血流的組合[9]，這部分血流經(jīng)過相對較長且迂回的線路。因此，較長PLD與較短PLD得到的灌注差異性很可能反映側(cè)支循環(huán)的逆向血流和較緩慢逆的前行血流的貢獻(xiàn)。

本研究通過定量測量不同的PLD時MCA狹窄側(cè)的CBF值評估側(cè)支循環(huán)灌注的程度。與DWI陰性組相比，DWI陽性組的MCA狹窄側(cè)CBF較低，在PLD 1.5 s與PLD 2.5 s間減影圖像的側(cè)支灌注區(qū)也較小。這表明DWI陰性患者側(cè)支循環(huán)比DWI陽性患者更豐富。所有患者M(jìn)CA狹窄側(cè)表現(xiàn)出前向血流減低，而DWI陰性組PLD較長時，從同側(cè)大腦前動脈或大腦后動脈經(jīng)軟腦膜動脈來的逆行血流可使灌注狀態(tài)得到補(bǔ)償。在DWI陰性組，PLD從1.5 s到2.5 s的延遲灌注可能包含更慢的前向血流，表明無癥狀患者定量到的側(cè)支循環(huán)灌注更強(qiáng)大。在ASL圖像上，以局部血管內(nèi)信號和組織低灌注為特點的動脈血流傳輸?shù)难舆t，很可能表明了側(cè)支循環(huán)灌注狀況[10-12]。

在臨床應(yīng)用中，有許多成像方法評估MCA后側(cè)支循環(huán)的血流。CTA可直接動態(tài)觀察的側(cè)支循環(huán)，但對較遠(yuǎn)端動脈血管閉塞后形成的側(cè)支循環(huán)的觀察存在困難[13-14]。DSA能提供側(cè)支循環(huán)的解剖學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，但具有侵入性[15-16]。此外，CTA與DSA均對碘對比劑和電離輻射有依賴。與這些成像方式相比，不同PLD的ASL技術(shù)可避免侵入性和電離輻射，為MCA患者側(cè)支循環(huán)的評估提供了有價值的方法。

本研究的局限性：①樣本量相對較小，DWI陽性及陰性分組基于影像學(xué)證據(jù)，缺乏臨床檢查和病史資料。②對于PLD的選擇是根據(jù)MCA患者標(biāo)記動脈血通過時間＞1.5 s且＜2.5 s，如果動脈血到達(dá)時間＞2.5 s時灌注無法準(zhǔn)確評估。③血液的T1值顯著影響ASL腦血流定量的參數(shù)，隨著PLD的延長，標(biāo)記血液T1值衰減越明顯，影響CBF定量測量的準(zhǔn)確性。④由較長的PLD獲得的CBF反映緩慢的順行血流與吻合側(cè)支血流量的灌注，在本研究中無法有效區(qū)分。

總之，不同PLD 3D-ASL技術(shù)對MCA的評估是可行的，能充分評估MCA狹窄側(cè)腦血流灌注的異常行為。

圖1 女，71歲，左上肢及右下肢不自主顫動，DSA及MRA示右側(cè)大腦中動脈狹窄 圖1a，1b DWI及ADC圖未見明顯異常信號 圖1c 后標(biāo)記延遲時間（PLD）=1.5 s的三維動脈自旋標(biāo)記（3D-ASL）圖像上可見右側(cè)額頂葉大片灌注減低區(qū) 圖1d PLD=2.5 s的3D-ASL圖像上右側(cè)額頂葉低灌注區(qū)減少，與對側(cè)鏡像區(qū)比較基本呈等或稍低灌注 圖2 男，58歲，右側(cè)肢體活動不利5 h，伴言語不清，口角歪斜。DSA及MRA示右側(cè)大腦中動脈狹窄、閉塞 圖2a，2b DWI及ADC圖可見左側(cè)外囊區(qū)彌散受限 圖2c PLD=1.5 s的3D-ASL圖像上可見左側(cè)額頂葉大片灌注減低區(qū) 圖2d PLD=2.5 s的3D-ASL圖像上右側(cè)額頂葉灌注仍減低，與對側(cè)鏡像區(qū)比較呈低灌注