3D pCASL灌注成像在煙霧病STA-MCA術(shù)術(shù)前術(shù)后的應(yīng)用研究*

南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院影像中心(廣東 廣州 510515)

李彩霞 陳 曌 許乙凱

煙霧病(Moyamoya disease,MMD)是一種慢性進(jìn)行性的腦血管病，在影像學(xué)上以單側(cè)或雙側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈或者顱內(nèi)動(dòng)脈近端慢性進(jìn)行性狹窄或閉塞，顱底煙霧狀血管網(wǎng)形成為特征[1]。目前煙霧病還沒(méi)有有效的藥物治療方法，當(dāng)腦血流動(dòng)力學(xué)受到影響時(shí)，腦血管重建是唯一的選擇，其中顳淺動(dòng)脈-大腦中動(dòng)脈搭橋術(shù)(STA-MCA)是應(yīng)用最為廣泛的治療方案，且有良好的治療效果[2]。磁共振三維偽連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記(3D pCASL)是一種新型的動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)，具有信噪比和空間分辨率高、無(wú)創(chuàng)、操作簡(jiǎn)單、可重復(fù)性測(cè)量腦血流量等優(yōu)點(diǎn)，是近年來(lái)應(yīng)用于評(píng)估煙霧病圍術(shù)期血流動(dòng)力學(xué)改變的一個(gè)熱點(diǎn)[3]。本研究選取了44例行STA-MCA搭橋術(shù)的煙霧病患者為研究對(duì)象，探討磁共振3D pCASL灌注成像對(duì)術(shù)前術(shù)后血流動(dòng)力學(xué)改變的評(píng)價(jià)效果。

1 資料與方法

1.1 臨床資料選擇2017年7月至2018年5月，在本院神經(jīng)外科確診并采用顳淺動(dòng)脈一大腦中動(dòng)脈(STA-MCA)分支吻合術(shù)治療的MMD患者44例,其中男性21例，女性23例，年齡8～59歲，平均年齡38.36歲，術(shù)后復(fù)查MRI時(shí)間2～9天，平均5.16天，行左側(cè)搭橋24例，右側(cè)搭橋20例，行第一次搭橋術(shù)30例，行第二次搭橋術(shù)14例。臨床表現(xiàn)為TIA，如肢體無(wú)力、視物模糊或言語(yǔ)不清等，均經(jīng)全腦DSA確診為MMD，并進(jìn)行頭顱雙延遲3D pCASL檢查。

1.2 掃描方法及參數(shù)采用飛利浦Achieva 3.0T磁共振掃描儀，16通道相控陣頭線圈。掃描序列包括：MRI常規(guī)序列(軸位T1WI、軸位T2WI、軸位 T2 FLAIR)、三維時(shí)間飛躍法磁共振血管成像(three-dimensional time of flight magnetic resonance angiography，3DTOF-MRA)、軸位擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)、3D pCASL。其中，3D pCASL掃描參數(shù)：使用背景抑制的pCASL脈沖標(biāo)記，3D GRASE的讀出方式，P L D 分別為1.5 s、2.5s，TR=3658ms(PLD=1.5s)，TR=4658ms(PLD=2.5s)，TE=10 ms，體素3.75×3.75×8mm3，8個(gè)動(dòng)態(tài)，標(biāo)記時(shí)間1800ms，掃描時(shí)間4min 16s(PLD=1.5s)，5min 26s(PLD=2.5)。

1.3 圖像分析方法在Philips Achieva 3.0T磁共振配套的工作站上進(jìn)行ASL圖像后處理，將灰白圖調(diào)為彩色圖，為了進(jìn)行定量分析，在神經(jīng)外科醫(yī)生的指導(dǎo)下，根據(jù)大腦中動(dòng)脈血供圖，兩位有經(jīng)驗(yàn)的技師和醫(yī)生測(cè)量圖像的數(shù)據(jù)，在大腦中動(dòng)脈(MCA)供血區(qū)域圈畫ROI，大腦兩側(cè)的ROI鏡像圈畫，測(cè)得CBF值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析影像學(xué)檢查所測(cè)得的所有數(shù)據(jù)均以表格形式錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料首先檢驗(yàn)樣本正態(tài)性及方差齊性，數(shù)據(jù)采用()表示，將不同PLD時(shí)間術(shù)前術(shù)后的ASL-CBF各參數(shù)均值配對(duì)進(jìn)行t值檢驗(yàn)，P＜0.05差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 術(shù)前術(shù)后影像圖像表現(xiàn)44例患者術(shù)后均未發(fā)現(xiàn)新的病變，在MRA圖像上均能顯示大腦中動(dòng)脈與顳淺動(dòng)脈的吻合口，術(shù)前術(shù)后，PLD=1.5s能夠敏感的顯示腦缺血的低灌注改變，PLD=2.5s時(shí)，低灌注區(qū)域血流上升，直觀的顯示了腦慢速血流及側(cè)支循環(huán)的代償情況，通過(guò)兩個(gè)時(shí)間的ASL血流灌注圖，動(dòng)態(tài)的觀察了煙霧病患者的腦缺血狀況及自身代償?shù)哪芰?，?jiàn)圖1-6。

2.2 術(shù)前術(shù)后術(shù)側(cè)與非術(shù)側(cè)的絕對(duì)CBF值變化情況在不同的PLD時(shí)間里，術(shù)側(cè)與非術(shù)側(cè)的術(shù)后CBF值都明顯升高，術(shù)前術(shù)后的差異有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。術(shù)前在不同的PLD時(shí)間里，術(shù)側(cè)與非術(shù)側(cè)的差異均沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05),術(shù)后在不同的PLD時(shí)間里，術(shù)側(cè)-CBF值比非術(shù)側(cè)-CBF值均明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見(jiàn)表1。

2.3 術(shù)前術(shù)后rCBF值的變化情況術(shù)側(cè)與非術(shù)側(cè)的比值為相對(duì)腦血流量(rCBF)，在不同的PLD時(shí)間里，術(shù)后rCBF值比術(shù)前明顯升高，術(shù)前術(shù)后的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)。術(shù)前術(shù)后，PLD=1.5s與PLD=2.5s的rCBF值均沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)，見(jiàn)表2。

3 討 論

煙霧病是一種病因及發(fā)病機(jī)制尚未明確的慢性腦血管病，顱內(nèi)血管長(zhǎng)期缺血而逐漸萎縮變細(xì)。由于血管的脆弱性和長(zhǎng)期缺血，顱內(nèi)血管的自身調(diào)節(jié)能力和腦血管儲(chǔ)備能力日漸變差，逐漸出現(xiàn)一些頭暈頭痛等癥狀而就診。根據(jù)2015年日本卒中管理指南[4]，支持缺血性煙霧病進(jìn)行血運(yùn)重建手術(shù)，同時(shí)也證實(shí)了血管重建能夠預(yù)防出血型煙霧病再出血的有效性。血管重建術(shù)目的在于重建血運(yùn)，降低梗塞和卒中的風(fēng)險(xiǎn)，患者術(shù)前和術(shù)后都必須進(jìn)行血流動(dòng)力學(xué)的評(píng)估，臨床上常采用灌注成像技術(shù)進(jìn)行煙霧病腦血流動(dòng)力學(xué)的評(píng)估[5]。近年來(lái)，煙霧病在我國(guó)的發(fā)病率和患病率有逐漸上升的趨勢(shì)，在女性多發(fā)，有兒童和青壯年2個(gè)高峰發(fā)病年齡[2]。所以無(wú)創(chuàng)的腦血流灌注成像技術(shù)也是近幾年來(lái)評(píng)估煙霧病患者狀況的一個(gè)趨勢(shì)。

表1 不同PLD時(shí)間術(shù)側(cè)與非術(shù)側(cè)的CBF值比較

表2 不同PLD時(shí)間術(shù)前術(shù)后rCBF值的比較

圖1-6 煙霧病患者術(shù)前術(shù)后MRA和ASL圖像。圖1-3：分別顯示術(shù)前圖像，圖1 MRA：提示煙霧血管形成；圖2 ASL(PLD=1.5s)：雙側(cè)額葉，左側(cè)枕葉低灌注圖；圖3 ASL(PLD=2.5s)，雙側(cè)額葉左側(cè)枕葉有灌注升高；圖4-6：分別顯示術(shù)后圖像，圖4 MRA：清楚的顯示了顳淺動(dòng)脈和大腦中動(dòng)脈的吻合；圖5 ASL(PLD=1.5s)：術(shù)后腦缺血狀態(tài)得到明顯的改善；圖6 ASL(PLD=2.5s)，術(shù)后腦血流維持較好狀態(tài)。

動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin labeling,ASL)灌注是評(píng)價(jià)腦血流動(dòng)力學(xué)損傷的一種新方法。ASL采用動(dòng)脈血中的水分子作為示蹤劑，無(wú)需使用外源性對(duì)比劑。Alsop,D.C.[6]聯(lián)合撰寫的白皮書提出采用偽連續(xù)性pCASL標(biāo)記的信噪比高于脈沖式pASL標(biāo)記，采用多時(shí)相可以獲得更準(zhǔn)確的CBF，推薦使用背景抑制提升信噪比，使用3D GRASE或多回波的3D RARE讀出方式，進(jìn)一步減少磁化偽影和信號(hào)的丟失。所以，在我們這個(gè)方案中選擇了雙延遲的3D pCASL序列。我們的研究顯示，3D pCASL圖像能很好的顯示煙霧病患者術(shù)前術(shù)后血流動(dòng)力學(xué)改變的區(qū)域，由于具有無(wú)創(chuàng)性、可重復(fù)性、可以定量分析，所以易被患者接受。

多項(xiàng)研究表明，ASL灌注成像技術(shù)在評(píng)估煙霧病血流動(dòng)力學(xué)方面與DSA、SPECT、PET和CTP有相關(guān)性[7-9]，能夠準(zhǔn)確的評(píng)估煙霧病血流動(dòng)力學(xué)的改變，然而大部分研究是單延遲術(shù)前的評(píng)估，我們的研究主要是探究雙延遲3D pCASL在煙霧病STA-MCA術(shù)術(shù)前術(shù)后腦血流動(dòng)力學(xué)評(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值。由于煙霧病患者血管狹窄的程度及煙霧血管的形成不盡相同，一方面顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄會(huì)導(dǎo)致腦血流量降低，另一方面代償性側(cè)支循環(huán)增多會(huì)導(dǎo)致腦血流量升高，這兩種現(xiàn)象共同作用下，煙霧病患者的腦血流動(dòng)力學(xué)具有復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性[10]。所以需要能夠動(dòng)態(tài)觀察腦血流灌注的方法進(jìn)行評(píng)估。在我們這個(gè)研究方案中，運(yùn)用了ASL掃描的一個(gè)參數(shù)PLD時(shí)間進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察，PLD時(shí)間是指從標(biāo)記到采集的時(shí)間間隔，在實(shí)際工作中，PLD長(zhǎng)采用經(jīng)驗(yàn)值2000ms[11]，保證有足夠的時(shí)間使標(biāo)記的血液到達(dá)掃描層面。由于煙霧病患者既有血管狹窄又有新生的側(cè)支循環(huán)，所以可以采用了兩個(gè)標(biāo)記延遲時(shí)間的3D pCASL灌注成像動(dòng)態(tài)觀察，分別是短的PLD時(shí)間1.5s，測(cè)得CBF值最低，能夠敏感的顯示缺血區(qū)域灌注的表現(xiàn)，長(zhǎng)的PLD時(shí)間2.5s，能夠顯示慢速血流及側(cè)支循環(huán)的代償狀態(tài)。這與杜慧等[12]的研究結(jié)果部分一致。通過(guò)兩個(gè)時(shí)間的對(duì)比分析，能夠得出患者術(shù)前的缺血狀態(tài)及側(cè)支循環(huán)的代償情況。

在我們的研究中，患者術(shù)后復(fù)查的時(shí)間為2～9天，均能夠敏感的觀察到術(shù)后腦血流動(dòng)力學(xué)改變的情況。分別探討了不同PLD時(shí)間，術(shù)側(cè)以及非術(shù)側(cè)的大腦中動(dòng)脈供血區(qū)域在術(shù)前術(shù)后CBF值的變化情況，結(jié)果顯示，無(wú)論是術(shù)側(cè)還是非術(shù)側(cè)，術(shù)后-CBF都比術(shù)前-CBF明顯升高，差異有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明所有患者經(jīng)STA-MCA血管重建術(shù)治療后，左右側(cè)大腦中動(dòng)脈供血區(qū)域的腦血流灌注情況都得到明顯的改善，ASL-CBF可以明顯的反映術(shù)后血流動(dòng)力學(xué)改變的情況。

同時(shí)我們的研究結(jié)果顯示，術(shù)前，術(shù)側(cè)-CBF值與非術(shù)側(cè)-CBF值沒(méi)有顯著性差異，術(shù)后，術(shù)側(cè)-CBF值比非術(shù)側(cè)-CBF明顯高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示血管重建術(shù)使術(shù)側(cè)血流升高的比非術(shù)側(cè)多，分析原因與STA-MCA的手術(shù)方式相關(guān)。由于顳淺動(dòng)脈-大腦中動(dòng)脈搭橋術(shù)屬于低流量搭橋術(shù)[13]，搭橋術(shù)后，顱內(nèi)的血流進(jìn)行了重新的分布，原本由大腦受損動(dòng)脈供血的區(qū)域，血流速度慢，搭橋術(shù)后，該區(qū)域變成了橋動(dòng)脈的供血區(qū)中心，血流速度明顯加快，而直接作用的是術(shù)側(cè)的血流，所以導(dǎo)致術(shù)側(cè)的血流相對(duì)較高。

在我們的研究中也進(jìn)行了術(shù)側(cè)與非術(shù)側(cè)比值的rCBF值的比較，不同的PLD時(shí)間，術(shù)前術(shù)后rCBF的差異有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，再一次驗(yàn)證了STA-MCA術(shù)對(duì)煙霧病患者血流動(dòng)力學(xué)的改善作用，術(shù)前術(shù)后，不同的PLD時(shí)間rCBF之間的差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，由于煙霧病患者大多伴隨雙側(cè)動(dòng)脈的病變，影響的是雙側(cè)腦區(qū)的血流灌注，術(shù)后改善也是雙側(cè)影響，雙側(cè)同低同高，所以不同的PLD時(shí)間，其相對(duì)值差異不大。

在煙霧病患者STA-MCA圍術(shù)期中，雙延遲3D pCASL的CBF測(cè)量可以提供患者術(shù)前術(shù)后動(dòng)態(tài)的血流動(dòng)力學(xué)信息，可以評(píng)估術(shù)后腦血流灌注的改變情況。3D pCASL作為一種無(wú)創(chuàng)的灌注成像技術(shù)，可在今后煙霧病患者的終身隨訪中進(jìn)行有效的評(píng)估。