3D-ASL磁共振成像對(duì)正常中老年人各腦區(qū)血流量的測量

劉夢(mèng)秋 劉 婕 曾飛雁劉 影

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院(安徽省立醫(yī)院) (安徽 合肥 230001)

三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記(3D arterial spin labeling, 3D-ASL)技術(shù)是反映組織血流灌注情況的磁共振功能成像技術(shù)。ASL灌注成像是利用血液中水分子作為內(nèi)源性示蹤劑進(jìn)行腦灌注成像的磁共振技術(shù)[1]。因其無需注射造影劑，且可定量測量及可重復(fù)檢查等優(yōu)勢, 現(xiàn)已成為研究腦組織生理、病理狀態(tài)下血流動(dòng)力學(xué)改變的重要磁共振功能成像方法[2-3]。3D-ASL是一種新興的無創(chuàng)磁共振檢查技術(shù)，它提供了一種更方便和敏感的方法評(píng)價(jià)腦局部灌注情況[4-5]。本研究旨在研究性別及年齡因素對(duì)中老年人各腦區(qū)血流量的影響,為進(jìn)一步研究中老年人中樞系統(tǒng)病變引起的腦血流灌注提供標(biāo)準(zhǔn)化參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料抽取在我院行頭顱MR正常及MRA檢查無腦血管異常的體檢者共102例,其中男性37例,女性65例。按年齡段分為中年組(50~59歲)36例及老年組(≥60歲)66例二組,于GE Dicovery 750W檢查儀行3D ASL檢查。所有受試者均在MRI檢查前行雙側(cè)頸動(dòng)脈超聲檢查，頸動(dòng)脈均未見明顯狹窄，血壓均在正常范圍內(nèi)，本研究為前瞻性研究，經(jīng)過本單位醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有受試者均已簽署檢查知情同意書。

1.2 檢查方法采用GE Discovery MR 750W 3.0T磁共振檢查儀、8通道頭頸聯(lián)合線圈對(duì)受試者行頭顱磁共振檢查。 MRI檢查序列包括橫斷位T1WI、 T2WI、T2WI-FLAIR序列，MRA為TOF MRA。3D ASL采用脈沖式連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記ASL(3D Pulsed Continuous ASL,3D PCasl)技術(shù)，并將T2WI-FLAIR圖像與3D ASL灌注圖像進(jìn)行融合。3D ASL序列參數(shù)如下:標(biāo)記后延遲時(shí)間(post labelled delay，PLD)2025ms,TR 4640ms, TE10.7ms,層厚4mm,層數(shù)36層，F(xiàn)OV 24cm×24cm,矩陣512×8，采集次數(shù)3次,掃描時(shí)間4min29s。

1.3 3 D ASL圖像后期處理及分析采用GE ADW 4.6工作站 Functool后處理軟件進(jìn)行圖像分析。為了更好的定位各腦區(qū)，將T2-FLAIR圖像與ASL圖像進(jìn)行融合。以雙側(cè)大腦半球各腦葉皮層及小腦半球皮層、丘腦對(duì)稱腦區(qū)為感興趣區(qū)，測量各腦區(qū)皮層的血流灌注值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用 SPSS Statistics (25.0版本)進(jìn)行分析，其中，雙側(cè)腦區(qū)對(duì)稱區(qū)域CBF值的差異采用配對(duì)t檢驗(yàn)(P<0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義)，各年齡和性別分組差異采用方差分析(P<0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義)。采用分別控制變量偏相關(guān)分析各腦區(qū)CBF值及各組間相關(guān)性。

2 結(jié) 果

雙側(cè)大腦各腦葉皮層對(duì)稱腦區(qū)的CBF值差異的配對(duì)t檢驗(yàn)P值>0.05(見表1)。中年組各腦區(qū)CBF均值均高于老年組各腦區(qū)，但組間方差分析無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見表2)。除頂葉外, 女性各腦區(qū)測量所得CBF值均低于男性,其中雙側(cè)頂葉、左枕葉、雙側(cè)小腦及丘腦間的CBF值差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見表3)。 Pearson相關(guān)分析顯示雙側(cè)頂葉皮層、左額葉、左枕葉皮層及雙側(cè)小腦皮層、雙側(cè)丘腦CBF值與性別存在相關(guān)性,各腦區(qū)的CBF值與年齡無明顯相關(guān)性(見表4)。各腦區(qū)的融合CBF 圖及ROI的選取方法(見圖1~圖3)。

表1 雙側(cè)對(duì)稱腦區(qū)的CBF值的配對(duì)t檢驗(yàn)

表4 54例正常成人年齡、性別因素與各腦區(qū)的CBF值的偏相關(guān)分析

圖1 處理后的3D ASL圖像；圖2 T2-FLAIR與ASL融合圖；圖3 以中線為對(duì)稱軸，取左顳葉皮層為感興趣區(qū)，用對(duì)稱軸鏡像測量右側(cè)顳葉皮層，用同樣的方式測量余各腦區(qū)CBF值。

表2 54例正常中老年人年齡分組各腦區(qū)的CBF均值與標(biāo)準(zhǔn)差及方差分析

表3 54例正常成人性別分組各腦區(qū)的CBF 均值與標(biāo)準(zhǔn)差及方差分析

3 討 論

3.1 性別因素影響以往的SPECT及ASL腦灌注的研究結(jié)果表明[6-8]，女性各腦區(qū)CBF灌注值高于男性，原因可能與女性雌激素水平高有關(guān)。絕經(jīng)后的老年女性和老年男性腦區(qū)CBF值無明顯差異[9]。但本研究結(jié)果表明女性各腦區(qū)CBF值均低于男性，且頂葉、小腦、丘腦及左枕葉皮層間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，分析原因可能是因?yàn)楸窘M病例女性平均年齡為61.65±6.61歲，該年齡段女性已經(jīng)絕經(jīng)，受雌激素水平影響可以忽略，加之女性血容量低于男性，因此各腦區(qū)的血流CBF值可低于男性。有研究認(rèn)為[10]，單側(cè)胚胎型大腦后動(dòng)脈變異側(cè)在PLD為1525ms時(shí)，后循環(huán)CBF值高于正常側(cè)。而本組病例男女間有顯著差異的腦區(qū)集中在大腦前動(dòng)脈及后動(dòng)脈供血區(qū)，推測原因可能為大腦前、后動(dòng)脈的起源存在各種變異情況，個(gè)體間前、后交通動(dòng)脈的情況亦存在差異，影響血流速率導(dǎo)致血流灌注的差異。

3.2 年齡因素影響本研究結(jié)果顯示，中年組各腦區(qū)灌注值均高于老年組，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。ASL主要標(biāo)記的血流是頸內(nèi)動(dòng)脈，枕葉與小腦是大腦后動(dòng)脈供血，是由基底動(dòng)脈發(fā)出。因此以往研究表明枕葉小腦的血流通過時(shí)間長于由頸內(nèi)動(dòng)脈分支供血的前循環(huán)各腦區(qū)[11]。金平[12]等人采用PLD＝1525ms研究正常人后循環(huán)灌注情況表明，隨著年齡的增高，后循環(huán)腦區(qū)CBF灌注值降低。老年組血流相對(duì)慢于中年組，當(dāng)PLD時(shí)間較短時(shí)，ASL內(nèi)源性示蹤劑未完全到達(dá)掃描層面，因此導(dǎo)致老年組的后循壞腦血流灌注低于中年組。如果適當(dāng)延長PLD時(shí)間，這種差異就會(huì)消失。Fujiwara[13]等人的研究認(rèn)為，PLD為1525ms時(shí)代表的是快速血流。參照Yasuhiro F[14]等人的研究，本組病例采用PLD時(shí)間為2025ms，這種因PLD時(shí)間較短引起的后循壞灌注差異消失，可免除因PLD時(shí)間造成的灌注差異。既往關(guān)于年齡對(duì)血流灌注影響的研究有一定爭議，某些研究認(rèn)為隨著年齡增長, CBF值會(huì)逐漸下降[14-15]；另一些研究表明CBF不會(huì)隨著年齡增長而降低[16-17]，可能是因?yàn)椴捎昧瞬煌腜LD時(shí)間所致。3D-ASL可準(zhǔn)確提供各腦區(qū)的血流灌注情況，但不同的PLD時(shí)間對(duì)CBF值的測量存在影響。根據(jù)ASL-MRI技術(shù)規(guī)范化應(yīng)用專家共識(shí)推薦[18]，在進(jìn)行單PLD時(shí)間ASL掃描時(shí)，PLD常規(guī)選擇2025ms。本文選取了PLD為2025ms時(shí)測量中年組及老年組各腦區(qū)的CBF值差異情況，但存在一定的局限性，應(yīng)采用多個(gè)PLD時(shí)間進(jìn)行采集，多期ASL序列已經(jīng)運(yùn)用于正常人[19-24],多個(gè)PLD時(shí)間的采集不僅能定量CBF，而且可以后處理得到動(dòng)脈通過時(shí)間圖，這兩個(gè)參數(shù)可很好的反映腦血流動(dòng)力學(xué)的情況[25]。