3D-ASL在急性缺血性腦卒中的研究進(jìn)展

李華鑫，李瑞雄

1.右江民族醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，廣西 百色 533000；2.附屬梧州醫(yī)院暨梧州市人民醫(yī)院放射科，廣西 梧州 543000

急性缺血性腦卒中(acute ischemic stroke，AIS)其本質(zhì)是由各種原因?qū)е履X組織缺血、水腫、壞死和軟化，并引起相應(yīng)神經(jīng)損害。據(jù)推算我國(guó)腦卒中患者有1 300萬(wàn)[1]，AIS是我國(guó)最常見的腦卒中類型，其發(fā)病率、病死率、致殘率高，占我國(guó)腦卒中發(fā)病類型的69.6%～70.8%[2-3]。隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)在近些年來(lái)的不斷發(fā)展，三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記(three-dimensional arterial spin labeling，3D-ASL)可以無(wú)創(chuàng)性評(píng)估AIS側(cè)循環(huán)、缺血半暗帶、動(dòng)脈閉塞、出血轉(zhuǎn)化，并在這些領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，該文就3D-ASL在AIS的臨床應(yīng)用及研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 3D-ASL基本原理、特點(diǎn)、參數(shù)

1.1 3D-ASL基本原理

ASL灌注成像技術(shù)無(wú)需外源性對(duì)比劑，是通過成像平面的上游動(dòng)脈血中的水分子作為內(nèi)源性示蹤劑利用180°反轉(zhuǎn)脈沖對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記，經(jīng)過一定時(shí)間的延遲得到標(biāo)記像，動(dòng)脈血水分子未標(biāo)記獲取同層面的圖像稱為非標(biāo)記像；將標(biāo)記像減去非標(biāo)記像則獲得腦血流灌注圖像，從而能無(wú)創(chuàng)定量分析當(dāng)時(shí)的腦血流(CBF)及分布情況。

1.2 3D-ASL成像特點(diǎn)

3D-ASL是應(yīng)用準(zhǔn)連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記（pCASL）技術(shù)，即采用一連串不連續(xù)的較小但不為零的射頻脈沖進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)記率高，采用FSE采集，有效克服磁敏感偽影及運(yùn)動(dòng)偽影，三維成像范圍廣、圖像信噪比高，Spiral K空間采集高效快速，背景抑制技術(shù)能優(yōu)化ASL信號(hào)。

1.3 3D-ASL ASL技術(shù)的常用參數(shù)

標(biāo)記后延遲時(shí)間（PLD）：是指動(dòng)脈血中的水分子從標(biāo)記到多長(zhǎng)時(shí)間開始采集數(shù)據(jù)。動(dòng)脈到達(dá)時(shí)間(ATT）：反映標(biāo)記的血液中的水分子從標(biāo)記區(qū)流到灌注成像區(qū)采集所需要的時(shí)間。如果PLDATT時(shí)，會(huì)導(dǎo)致標(biāo)記動(dòng)脈血中的水分子的信號(hào)發(fā)生弛豫，圖像信噪比降低；當(dāng)PLD=ATT時(shí)，測(cè)得的CBF的數(shù)值應(yīng)該為最準(zhǔn)確的[4]。

2 3D-ASL在缺血性腦梗死中的臨床應(yīng)用

2.1 評(píng)估側(cè)支循環(huán)動(dòng)脈穿行偽影(arterial transit artifact，ATA)

被標(biāo)記的血流因?yàn)檠魉俣葴p慢或者血流到達(dá)延遲，血流在灌注成像采集過程中沒有如期擴(kuò)散到組織中而是滯留于血管內(nèi)，即ATT超過PLD時(shí)間，在梗死灶周圍形成點(diǎn)狀、條狀、匍匐狀的高信號(hào)。王瑩瑩等[5]在80例急性期腦梗死患者側(cè)支循環(huán)研究中，以ATA征像分為側(cè)支循環(huán)良好組和不良組，在評(píng)估急性期腦梗死患者側(cè)支循環(huán)方面，ASL與DSA有較好的一致性,其陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、靈敏度、特異度、假陰性率、假陽(yáng)性率、一致率、陰性預(yù)測(cè)值分別為84.21%、94.12%、86.96%、5.88%、13.04%、90.00%、95.24%，并且兩種方法在診斷側(cè)支循環(huán)分級(jí)上差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；De Havenon等[6]基于ASL灌注技術(shù)在38例AIS患者研究中，檢測(cè)到25例（65.8%）存在ATA征像，與出院時(shí)更好的預(yù)后顯著相關(guān)?？梢夾TA征像在ASL在腦梗死側(cè)支循環(huán)的評(píng)估方面有較好的應(yīng)用價(jià)值。

為了減少ATT的影響，更好地評(píng)估側(cè)支循環(huán)，有學(xué)者用雙PLD參數(shù)3D-ASL對(duì)腦血流進(jìn)行間接評(píng)估側(cè)支循環(huán)：Lyu等[7]在41例單側(cè)大腦中動(dòng)脈狹窄程度為50%～99%的患者采用1.5 s和2.5 s兩個(gè)PLD時(shí)相腦灌注CBF計(jì)算出晚到達(dá)逆行血流量來(lái)量化側(cè)支循環(huán)，其中21例患者晚到達(dá)逆行血流比例與DSA側(cè)支評(píng)分顯著相關(guān)(r=0.81，P＜0.0001)，但該研究未納入大面積腦梗死患者；王莉蓉等[8]對(duì)此進(jìn)一步研究，對(duì)20例單側(cè)大腦中動(dòng)脈重度狹窄或閉塞后出現(xiàn)急性大面積腦梗死患者研究中，晚到達(dá)逆行血流比例與DSA側(cè)支評(píng)分顯著相關(guān)(r=0.84，P＜0.05)，并且晚到達(dá)逆行血流比例越高，取栓后神經(jīng)功能恢復(fù)越好。所以雙PLD參數(shù)3D-ASL在無(wú)創(chuàng)量化側(cè)支循環(huán)是可行的，但由于AIS腦側(cè)支循環(huán)受不同的個(gè)體影響而具體形成情況更復(fù)雜，有可能需要設(shè)置更多的PLD進(jìn)行掃描，以得到更準(zhǔn)確的腦血流數(shù)據(jù)。

2.2 評(píng)估缺血半暗帶（ischemic penumbra，IP）

一般來(lái)說，IP的CBF＜20 mL/(100 g·min)，指梗死核心區(qū)周圍缺血性腦組織，其電活動(dòng)中止，但保持正常的離子平衡和結(jié)構(gòu)上的完整，如果得到血流再灌注，該組織可能存活下來(lái)。臨床上搶救AIS患者主要就是為了盡可能挽救IP，所及快速評(píng)估IP至關(guān)重要。在ASL尚未普及之前，評(píng)估IP臨床上常用的方法有CT灌注、DSC灌注，但以上兩個(gè)方法均是需要注入對(duì)比劑，有可能會(huì)造成急性腎衰或腎纖維化的危險(xiǎn)，而ASL無(wú)需注入對(duì)比劑就能評(píng)估IP的優(yōu)點(diǎn)，備受推崇。在ASL上評(píng)估IP主要是灌注-擴(kuò)散不匹配（PDM）法:多個(gè)研究表明ASL低灌注區(qū)/DWI高信號(hào)區(qū)與DSC-TTP低灌注/DWI高信號(hào)區(qū)在評(píng)估IP高度一致[9-10]。但Nael K等[9]表明以Tmax＞6 s作為參考，ASL會(huì)高估低灌注區(qū)范圍，即高估IP，究其原因主要還是選擇PLD時(shí)間小于ATT導(dǎo)致標(biāo)記血液未能完全到達(dá)相應(yīng)的腦組織，引起低灌注區(qū)擴(kuò)大；另外PDM在研究IP目前尚存在質(zhì)疑，Nagaraja N等[11]認(rèn)為在早期DWI高信號(hào)區(qū)如果得到及時(shí)治療，部分病灶會(huì)依然會(huì)得到挽救，表明DWI高信號(hào)區(qū)除了梗死核心區(qū)外，尚有部分可挽救的組織，即IP；Purushotham A等[12]研究表明，表觀彌散系數(shù)（ADC）≤6.20×10－4mm2/s是將DWI病變區(qū)內(nèi)真正的梗死核心與IP分離出來(lái)的最佳閾值。總體上來(lái)說，PDM在評(píng)估IP上是可行的，但仍需進(jìn)一步完善。

2.3 側(cè)支循環(huán)、IP、梗死核心相關(guān)性

對(duì)于側(cè)支循環(huán)良好的AIS患者，臨床上在做DSA檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)側(cè)支循環(huán)形成逆向血流對(duì)缺血區(qū)進(jìn)行供血，但DSA并不能區(qū)分梗死核心區(qū)與IP，為此許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究?；贑TA聯(lián)合CTP多項(xiàng)研究中側(cè)支循環(huán)、IP、梗死核心的三者關(guān)系中發(fā)現(xiàn)，良好的側(cè)支循環(huán)有更小的梗死核心和更大的不匹配率[13-15]。Vagal A等[13]認(rèn)為側(cè)支循環(huán)與有著更大的IP相關(guān)，但Nannoni S等[14]則認(rèn)為與IP缺乏相關(guān)性，對(duì)于側(cè)支循環(huán)與IP相關(guān)性不同的觀點(diǎn)，尚需更大樣本進(jìn)一步研究；周建國(guó)等[16]應(yīng)用ASL技術(shù)認(rèn)為在良好側(cè)支循環(huán)與更小的梗死核心，但依然缺乏與IP的相關(guān)性研究?？梢妭?cè)支循環(huán)與梗死核心區(qū)、IP之間相關(guān)性研究很少用到ASL技術(shù)等進(jìn)行研究，值得臨床進(jìn)一步研究。

2.4 出血轉(zhuǎn)化(hemorrhagic transformation，HT)的預(yù)測(cè)和評(píng)估

腦梗死后進(jìn)行溶栓后最主要的風(fēng)險(xiǎn)是HT，其產(chǎn)生的機(jī)制是血腦屏障（BBB）破壞和腦血流自身調(diào)節(jié)功能的受損。Niibo T等[17]發(fā)現(xiàn)在梗死發(fā)生后未經(jīng)治療前，認(rèn)為ASL的局部高灌注即充血性病變(HLs)，將HT定義為患側(cè)相對(duì)健側(cè)血流≥1.4，HLs能預(yù)測(cè)且定位HT和BBB破壞，如果腦梗死后HLs沒有進(jìn)一步BBB破壞及HT，且位于梗死周圍，則為側(cè)支循環(huán)；國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)梗死后溶栓或取栓再灌注均做了相關(guān)研究，表明再灌注后ASL的局部高灌注是HT的可靠標(biāo)志，提示出現(xiàn)HT的概率增加，相當(dāng)?shù)囊徊糠衷谧鯝SL檢查時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)HT，所以并不能說明再灌注后ASL的局部高灌注與HT的因果關(guān)系[18-19]。Lu SS等[20]在再灌注并隨訪研究中，認(rèn)為局部高灌注與良好的臨床預(yù)后有關(guān)，雖然比低灌注組有著更大概率出現(xiàn)HT（63.9%vs 50.0%），差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.327），有可能是研究樣本太小導(dǎo)致。所以對(duì)于梗死后無(wú)論治療前后在出現(xiàn)ASL灌注圖上現(xiàn)局部高灌注，可提示臨床在治療上要避免進(jìn)一步的擴(kuò)容或抗凝等治療，對(duì)于臨床在治療方案上有著極大的指導(dǎo)意義。以上對(duì)于ASL局部高灌注對(duì)于患者的預(yù)后研究還需更大樣本進(jìn)行驗(yàn)證。

2.5 評(píng)估動(dòng)脈閉塞

動(dòng)脈閉塞常導(dǎo)致AIS的發(fā)生。McCullough-Hicks ME等[21]研究表明，以MRA作為金標(biāo)準(zhǔn)，ASL、GRE在評(píng)估大血管閉塞（LVO）中靈敏度分別為0.83、0.67（P=0.001），若以DSA作為金標(biāo)準(zhǔn)，靈敏性分別為0.80、0.64（P=0.009），表明ASL在評(píng)估LVO顯著高于GRE；Morofuji Y[22]評(píng)估血管閉塞中，以DSA作為金標(biāo)準(zhǔn)，ASL上的近動(dòng)脈內(nèi)征（IAS）評(píng)估對(duì)血管閉塞靈敏性和特異性分別為82.8%和100.0%（k=0.92；95%CI0.76～1.00）和遠(yuǎn)端IAS評(píng)估側(cè)支循環(huán)靈敏性和特異性分別為96.7%和50.0%（k=0.78；95%CI 0.38～1.00），可見ASL的近遠(yuǎn)端IAS對(duì)血管閉塞與側(cè)支循環(huán)的診斷提供很好的影像學(xué)征像。從中看出ASL在一定程度上可取代MRA，為AIS患者減少做MRA檢查的時(shí)間，有著重要意義。但也有其局限性，即遠(yuǎn)端閉塞的血管和與側(cè)支循環(huán)容易混淆，使診斷準(zhǔn)確率下降。

3 小結(jié)

3D-ASL作為一項(xiàng)無(wú)創(chuàng)的磁共振新技術(shù)，顯著的優(yōu)勢(shì)是無(wú)創(chuàng)、準(zhǔn)確、定量測(cè)量腦組織的血流，并在評(píng)估AIS的側(cè)支循環(huán)、出血轉(zhuǎn)化、動(dòng)脈閉塞、缺血半暗帶均取得了一定的進(jìn)展，但也存在一些不足，如容易受到PLD的影響。隨著對(duì)ASL技術(shù)的不斷探索，近年來(lái)也出現(xiàn)了眾多ASL新技術(shù)：選擇ASL MRA技術(shù)可以不依賴ATT，而且對(duì)遠(yuǎn)端側(cè)支循環(huán)顯示得更好，4D-ASL MRA則有更高的空間和時(shí)間分辨率，但其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量過大，后處理復(fù)雜，用時(shí)久，限制了其在臨床上大范圍的應(yīng)用。因此在臨床上積極開展3D-ASL檢查，為臨床對(duì)于腦梗死患者制訂個(gè)體化、精準(zhǔn)化治療以及評(píng)價(jià)腦梗死患者預(yù)后提供客觀、無(wú)創(chuàng)、可視化的指標(biāo)，在診斷腦梗死及預(yù)測(cè)急性腦梗死患者預(yù)后具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。