3D-ASL在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的應用及研究進展

李文惠，劉彭華（通信作者）

（1河北工程大學臨床醫(yī)學院影像醫(yī)學 河北 邯鄲 056002）（2邯鄲市第一醫(yī)院CT、MR室 河北 邯鄲 056002）

3D動脈自旋標記技術（three dimensional arterial spin labeling，3D-ASL）從根本上而言，其與外源性示蹤劑灌注成像原理具有較多的相似之處，對其組織中的含量進行追蹤，動脈自旋標記技術（arterial spin labeling，ASL）示蹤劑主要的組成物質為氫質子，該技術的利用就是將動脈血中的氫質子當作利用的內源性示蹤劑，從根本上就是通過反轉脈沖實現(xiàn)對氫質子的標記記錄，通過適當?shù)难舆t后便可成像，還可以得到含有內源性示蹤劑的相關血液信號，也可以得到靜態(tài)組織標記像，這個過程中只需要對照像和標記像相減就可以實現(xiàn)對血流灌注的圖像顯示[1-2]。ASL技術是功能性MRI技術，能夠明確反映組織血流灌注情況，伴隨ASL理論研究以及新序列的不斷開發(fā)，ASL作為無創(chuàng)灌注成像技術得到了廣泛應用。3D-ASL是全新的組織灌注成像技術，能夠更加安全地對組織灌注水平進行評價，3D-ASL與常規(guī)ASL相比，有著影像采集質量相對更好、成像范圍更廣、信號定位更加精準、采集速度相對更快等優(yōu)勢，因此與常規(guī)ASL相比3D-ASL應用范圍更加廣泛，應用范圍更寬。本文就3D-ASL在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的應用和研究進展作一綜述。

1 ASL灌注技術成像原理及衍生技術

根據(jù)標記方法的差異性，可以將ASL分成4種不同的類型，包括連續(xù)式、脈沖式、準連續(xù)式和基于流速ASL[3-4]。連續(xù)式ASL相對而言，實現(xiàn)了多種不同技術的融合，具有較高的信噪比和脈沖式效率，也可以實現(xiàn)對磁化的傳遞，降低傳遞效應；這個過程中對硬件設備沒有太多的硬性要求，但是其具有較多低的射頻能量沉積，這種標記方法被廣泛利用在臨床實踐中，得到許多人的信賴。另外，3D-ASL技術的顯著優(yōu)勢就是成像速度快、相對灌注均勻、低SAR值，該技術被白皮書所推薦。供血區(qū)ASL作用的發(fā)揮是在ASL的基礎上實現(xiàn)的，得到興趣動脈供血部分的灌注圖像，就能夠得到感興趣部位的腦血流量（cerebral blood flow，CBF）值。史天亮等人研究顯示[5]，供血區(qū)ASL技術對于腦血管相關疾病的評估十分有效，側支循環(huán)情況和數(shù)字減影血管造影結果差距甚微，結果的一致性較強。ASL在對氫質子具體標記的時候，能夠科學真實有效地實現(xiàn)對腦組織血液循環(huán)反應，其也屬于定量灌注技術，許多時候也可以實現(xiàn)對圖像的定性判斷，對數(shù)據(jù)特點進行分析。與其他灌注技術進行比對，ASL既不需要外源性對比劑的支持，在使用中也沒有電離輻射，還可以在較短的時間中獲得多次評價。

2 3D-ASL技術優(yōu)勢

在具體的使用過程中，3D-ASL技術的一個顯著優(yōu)勢就是無需使用對比劑，也具有完全無創(chuàng)性的特點，該技術利用不會對患者造成創(chuàng)傷，也可以在一定程度上防止造成不良事件的發(fā)生，屬于內源性質子，操作起來既有技術優(yōu)勢，也具有可重復檢查的效果，使用成本較低，可以被許多人所接受。而且在廣泛的臨床應用中已經(jīng)形成多種灌注成像方式，包括正電子發(fā)射體層成像、單光子發(fā)射體層成像等，但是正電子發(fā)射體層成像具有的輻射性更強，而單光子發(fā)射體層相對滲透性更強，組織影響力更大，在利用中患者可能會受到輻射的影響，所以需要慎重進行選擇。而動態(tài)磁敏感對比增強（dynamic magnetic sensitivity contrast enhanced，DSC）的作用發(fā)揮主要就是通過磁敏感性作用導致的，其也是對灌注情況的真實反應。

3 3D-ASL在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的應用

3.1 3D-ASL技術在顱腦病變中的應用

3D-ASL技術利用在顱腦病變中，可以實現(xiàn)對患者腦組織灌注情況的真實、清晰反應，為后續(xù)臨床中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病干預提供保證，詳細將患者的疾病性質、疾病種類和實際情況等數(shù)據(jù)提供出來，方便醫(yī)生對病情的判斷，及時對疾病進行控制，分析腦損傷程度，確定腫瘤血塊的類型，為腦損傷和腦功能異常疾病判斷提供重要的診斷信息，為后續(xù)的疾病治療提供依據(jù)。

3.2 3D-ASL技術在顱內腫瘤中的應用

在臨床上顱內腫瘤疾病具有許多類型，不同的腫瘤疾病所涉及治療方案不同，病變位置也不同，正常情況下，良性腫瘤相對治療起來復發(fā)率更低，通過手術手段治療的難度較??；而惡性腫瘤所具備的手術治療難度較大，疾病恢復的效果有待提高，在手術實施后還極易恢復，所以科學合理地對腫瘤等級劃分十分關鍵。3D-ASL技術作為運用效果比較理想的容積灌注成像技術，在使用方面突破了傳統(tǒng)技術的局限性，技術優(yōu)勢總體更加明顯。張露等[6]的研究顯示出，給予不同腫瘤類型患者分別實施3D-ASL技術、DSC技術進行檢查，檢查結果具有較大差異，結果表明3D-ASL技術能夠更加清晰顯著地將患者顱內腫瘤狀況體現(xiàn)出來，還可以精準地確定腫瘤的性質和類型，其主要就是通過CBF值進行判定，使用過程中可以實現(xiàn)對腫瘤特性的不同分級，運用價值較高。臨床上利用常規(guī)方法進行腫瘤掃描時，只能淺顯地將血腦屏障中病灶周圍部分強化，以便對腫瘤科學識別。而3D-ASL技術的利用不僅能夠將病灶邊界清晰顯示出來，還可以更加清晰地將灌注范圍體現(xiàn)出來，將真正的腫瘤邊界清晰反映出來。在進行常規(guī)增強掃描時，多數(shù)腫瘤的表現(xiàn)十分相似，例如：在對腦外海綿狀血管瘤等腫瘤進行掃描時，因為腫瘤沒有血腦屏障，所以掃描結果體現(xiàn)出來的是均勻的強化，但是無法將血管腔間隙的病理狀況體現(xiàn)出來，這對疾病的性質判斷非常不利，但是在3D-ASL技術中體現(xiàn)出來的就是低灌注，而其對腦膜瘤的掃描結果體現(xiàn)的就是高灌注。所以加強對腫瘤檢查過程優(yōu)化，能夠在3D-ASL技術的支持下，表現(xiàn)出腫瘤的供血狀況，這對判斷腫瘤的侵襲過程十分有利，還可以有效體現(xiàn)腫瘤侵襲性和生長過程，進一步對腫瘤治療效果進行改善，及時判斷腫瘤復發(fā)狀況，及時干預，控制腫瘤的惡化進程。

3.3 3D-ASL技術在缺血性腦血管病變中的應用

將3D-ASL技術運用在缺血性腦血管疾病中具有十分顯著的效果，缺血性腦病變疾病的發(fā)生與患者腦組織低灌注狀態(tài)有關，患者的腦供血不足引起的疾病包括短暫性腦缺血發(fā)作、腦梗死以及腦血栓等，因為腦組織的耐受性較差，對缺氧缺血具有較高的敏感性，特別是在發(fā)生急性腦缺血疾病時，臨床上無法及時對該疾病進行治療干預，所以此時加強對其灌注診斷十分關鍵。張歸玲等[7]研究表明，短暫性腦缺血發(fā)作患者在幾個月內發(fā)生腦梗死的概率能夠超過10%，而發(fā)生心肌梗死和腦梗死等疾病的概率能夠超過20%。3D-ASL技術的利用，不僅具有成本低、檢查時間短、操作方便優(yōu)點，也可以為缺血性腦血管疾病的干預提供有效的依據(jù)。相關研究表示[8]，腦梗死患者通過3D-ASL技術利用，為后續(xù)的疾病治療提供依據(jù)，3D-ASL技術檢出率更高，而且還能夠對患者的缺血性半暗帶進行評估，為臨床的疾病干預提供保證。

3.4 3D-ASL技術在其他疾病中的應用

3D-ASL技術不僅可以利用在腦部疾病的干預中，同樣也可以利用在內側顳葉癲癇疾病的干預中。現(xiàn)階段關于3D-ASL技術應用的報道有許多，該技術檢查疾病具有無創(chuàng)性，通過無創(chuàng)檢查就可以查明患者疾病的灌注情況，分析疾病的復發(fā)情況[9]，且3D-ASL技術還能對線粒體腦肌病情況進行檢查，將其利用在癲癇疾病干預中，也具有一定的準確性。3D-ASL技術對于阿爾茨海默病診斷以及輕度認知功能障礙疾病診斷也具有顯著意義，能夠準確把患者前驅階段的腦功能情況反映出來，體現(xiàn)出阿爾茨海默病疾病的狀況，方便后續(xù)的治療。

4 總結

隨著醫(yī)療技術的不斷發(fā)展，3D-ASL技術逐漸被運用在多個領域的疾病干預中，其總體屬于新興組織灌注成像技術，這種技術的利用，能夠從根本上防止傳統(tǒng)ASL技術的缺點，改善傳統(tǒng)技術采集時間長、成像不夠清晰和成像范圍小等特點，保證成像灌注的水平，提高灌注的安全性，同時利用起來費用較低，能夠有效緩解患者的經(jīng)濟壓力，操作起來十分簡便，重復性較高[10-11]?，F(xiàn)階段進行非局部均值法利用的時候，ASL屬于去燥操作，可以有效控制采集次數(shù)，從而可以獲得更加準確的血流影像數(shù)據(jù)。但3D-ASL在現(xiàn)階段的利用中，還屬于新技術，運用還不成熟，其成像的特點還存在一定的精準性，具有較大的發(fā)展空間。3D-ASL技術在理論基礎方面還有待于提高[12-14]。在多種改良技術不斷發(fā)展的背景下，越來越多的灌注標記技術運用在疾病診斷中，比如血管編碼動脈自旋標記（vesselencoded arterial spin labeling，VE-ASL）等成像技術等，都具有醫(yī)學運用價值，在判斷病變方面，可以獲得選擇性診斷信息，確定核心疾病位置的狀況，得數(shù)灌注的特異性數(shù)據(jù)，但是這種技術在利用的過程中質量水平具有一定的差異性，所以在技術選擇方面還需要引起重視，這在無形中也拓寬了ASL的運用范圍，而灌注成像技術就是其中關鍵的部分，3D-ASL在未來的發(fā)展中，需要更加重視自身的技術水平提升，重視自身的知識儲備能力提升，加強與其他技術的結合，實現(xiàn)技術的改良發(fā)展，從而使技術使用的準確性和科學性得到提升。而且隨著理論知識的完善，3D-ASL技術將會運用在更多的領域，發(fā)揮更加有效的臨床價值，值得推廣。