動(dòng)脈自旋標(biāo)記在血流動(dòng)力學(xué)異常引起的血管性認(rèn)知障礙中的應(yīng)用進(jìn)展

何春麗，李麗娟，李仙，馬琳

動(dòng)脈自旋標(biāo)記在血流動(dòng)力學(xué)異常引起的血管性認(rèn)知障礙中的應(yīng)用進(jìn)展

何春麗，李麗娟，李仙，馬琳

海南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，海南?？?570102

隨著人們生活水平的不斷提高，腦血管疾病的發(fā)生率逐漸升高。血流動(dòng)力學(xué)異常使患者腦部血液循環(huán)發(fā)生障礙，出現(xiàn)微小梗死灶，顱內(nèi)繼發(fā)微結(jié)構(gòu)和完整性纖維傳導(dǎo)受阻，大腦內(nèi)腦網(wǎng)絡(luò)功能受損，進(jìn)而出現(xiàn)不同程度的認(rèn)知功能障礙。動(dòng)脈自旋標(biāo)記可利用一種無創(chuàng)內(nèi)源性示蹤劑對(duì)血管性認(rèn)知障礙進(jìn)行評(píng)估，這對(duì)于血管性癡呆的預(yù)防有重要意義。本文對(duì)動(dòng)脈自旋標(biāo)記在血流動(dòng)力學(xué)異常引起的血管性認(rèn)知障礙中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

腦血管疾?。谎苄哉J(rèn)知障礙；動(dòng)脈自旋標(biāo)記；腦血流量

腦卒中是第三大死亡原因，是血管性認(rèn)知障礙的常見原因，是一個(gè)從量變到質(zhì)變的過程。腦血管損傷會(huì)增加患者二次腦卒中的易感性，甚至逐漸發(fā)展為癡呆，其發(fā)病率愈來愈高，已成為不可忽視的疾病之一。血管性認(rèn)知障礙是指一系列影響血管硬化的因素引起血流動(dòng)力學(xué)異常，腦部血液環(huán)境出現(xiàn)平衡障礙，腦部血液分布不均，局部腦細(xì)胞和組織發(fā)生缺血、缺氧，腦部?jī)?nèi)環(huán)境遭到破壞，腦部網(wǎng)絡(luò)連接功能被破壞，患者出現(xiàn)執(zhí)行功能、注意力、計(jì)算力及視空間能力等相關(guān)認(rèn)知域不同程度的損傷[1]。血流動(dòng)力學(xué)異常引起相應(yīng)腦區(qū)腦灌注減少是血管性認(rèn)知障礙患者進(jìn)展的重要因素之一。而腦灌注不足可誘導(dǎo)血-腦脊液屏障及神經(jīng)元損害，加速認(rèn)知下降惡性循環(huán)[2]。研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)脈自旋標(biāo)記（arterial spin labeling，ASL）對(duì)早期全腦血流量改變較為敏感，可較好地顯示病灶灌注特點(diǎn)，可對(duì)血流動(dòng)力學(xué)異常引起的腦血管認(rèn)知障礙開展研究。本文對(duì)ASL在在血流動(dòng)力學(xué)異常引起的血管性認(rèn)知障礙中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 ASL概述

大量臨床研究表明，血管性認(rèn)知障礙患者會(huì)出現(xiàn)相關(guān)腦區(qū)灌注不足，測(cè)量腦灌注逐漸成為臨床評(píng)估大腦認(rèn)知功能下降不可缺少的工具之一。ASL是一種利用無創(chuàng)內(nèi)源性示蹤劑標(biāo)記血流獲取各感興趣腦區(qū)灌注情況的新技術(shù)，可監(jiān)測(cè)血流動(dòng)力學(xué)異常，反映腦組織中被標(biāo)記的水分子含量變化，進(jìn)而呈現(xiàn)不同程度灌注階梯區(qū)及缺損區(qū)的腦血流量圖[3]。ASL被視為是磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）的補(bǔ)充，可直觀、有效地反映血流動(dòng)力學(xué)異常灌注局灶性損害。ASL通過腦血流量（cerebral blood flow，CBF）反映血流動(dòng)力學(xué)異常引起的認(rèn)知障礙嚴(yán)重程度[4]。其具有無創(chuàng)性、安全性高、非侵入性等特點(diǎn)，大部分患者可接受，亦有益于造影劑過敏患者。

2 引起血管性認(rèn)知障礙的血流動(dòng)力學(xué)因素

高血壓、糖尿病、心房顫動(dòng)、肥胖、高同型半胱氨酸血癥是引起血管性認(rèn)知障礙常見的血流動(dòng)力學(xué)因素。大量相關(guān)研究結(jié)果支持上述因素與血管性認(rèn)知障礙之間的相關(guān)性。Csikai等[5]研究證實(shí)，高血壓患者動(dòng)脈壁的改變與血管性認(rèn)知障礙密切相關(guān)，其主要影響執(zhí)行功能、信息處理速度、記憶等認(rèn)知域。糖代謝異常與血管性認(rèn)知障礙的發(fā)生亦有較大關(guān)系，其可降低大腦內(nèi)葡萄糖的利用率，這種慢性能量損失可能會(huì)損害大腦的認(rèn)知功能[6]。Antal等[7]研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病可慢性加重神經(jīng)認(rèn)知癥狀，加速執(zhí)行功能、數(shù)字記憶、抽象推理、可視化空間能力等認(rèn)知域下降。已有學(xué)者闡述了心房顫動(dòng)與血管性認(rèn)知功能的關(guān)系[8]。Koh等[9]研究證實(shí)與心房顫動(dòng)相關(guān)的各種神經(jīng)病理學(xué)變化，這些變化可能代表心房顫動(dòng)與血管性認(rèn)知障礙之間可能存在的聯(lián)系。Anselmino等[10]研究發(fā)現(xiàn)，心房顫動(dòng)可觸發(fā)大腦血流動(dòng)力學(xué)變量的更高可變性，這種變性可導(dǎo)致嚴(yán)重的血流動(dòng)力學(xué)事件，繼發(fā)于腦血流和腦血管節(jié)律變化的低灌注可能導(dǎo)致缺血或血流清除血管內(nèi)微栓子的能力受損，進(jìn)一步增加癡呆的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

近年來，肥胖也被認(rèn)為是認(rèn)知障礙發(fā)生、發(fā)展的重要要素之一。Paulo等[11]研究發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)期高熱量飲食下誘發(fā)的肥胖小鼠表現(xiàn)出明顯的長(zhǎng)期認(rèn)知記憶障礙，可能與突觸可塑性受損有關(guān)。另一項(xiàng)大鼠模型研究發(fā)現(xiàn)，肥胖組大鼠的海馬神經(jīng)可塑性降低，且突觸蛋白信使RNA水平明顯降低，記憶功能下降[12]。

高同型半胱氨酸可引起多種疾病，是引起動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)危險(xiǎn)因素之一。高同型半胱氨酸是蛋白質(zhì)代謝的一種中間產(chǎn)物，可通過氧化應(yīng)激誘導(dǎo)細(xì)胞損傷，產(chǎn)生活性氧毒物，增加神經(jīng)元變性，與認(rèn)知功能障礙相關(guān)[13-14]。Kim等[15]研究發(fā)現(xiàn)，血清同型半胱氨酸濃度與認(rèn)知障礙的風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)。綜上，識(shí)別可改變的危險(xiǎn)因素對(duì)延緩和改善認(rèn)知功能具有重要意義。

3 ASL在血管性認(rèn)知障礙中的應(yīng)用

3.1 腦白質(zhì)病變（white matter lesion，WML）與血管性認(rèn)知障礙的相關(guān)性

流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，WML在60歲人群中的患病率為21%，在80歲人群中的患病率為95%[16]。WML為腦血管性疾病的一種表現(xiàn)，是認(rèn)知障礙的第二大常見原因，是血管性認(rèn)知障礙的影像學(xué)標(biāo)志物，雖無神經(jīng)元損傷，但卻可使大腦血流量大大減少，被認(rèn)為其與認(rèn)知功能密切相關(guān)[17]。腦白質(zhì)損傷有多種危險(xiǎn)因素，包括年齡、高血壓和糖尿病等。年齡和高血壓被認(rèn)為是腦白質(zhì)損傷最重要的危險(xiǎn)因素[18]。隨著年齡的增長(zhǎng)，WML是中老年人群常見的影像學(xué)表現(xiàn)，長(zhǎng)期WML使纖維連接性減弱引起腦灌注不足，常表現(xiàn)為對(duì)稱性、幕上性及腦室周圍性。Longstreth等[19]研究認(rèn)為，白質(zhì)級(jí)別越高，認(rèn)知功能和步態(tài)受損的可能性越大。白質(zhì)病變的病理生理機(jī)制復(fù)雜，以破壞膠質(zhì)血管為主，并誘導(dǎo)細(xì)胞水腫、血-腦脊液屏障被破壞、組織慢性缺氧狀態(tài)，從而引起WML。額葉皮質(zhì)下回傳導(dǎo)通路受阻，皮質(zhì)-皮質(zhì)短連接回路被破壞，引起血流動(dòng)力學(xué)異常，導(dǎo)致該腦區(qū)腦血流量減低。Bolandzadeh等[20]研究表明，腦白質(zhì)病變部位與認(rèn)知功能存在相關(guān)性，以執(zhí)行功能/處理速度、記憶等認(rèn)知功能下降為主。WML的分布可能是認(rèn)知能力下降的預(yù)測(cè)因素[21]。WML在ASL成像中可呈現(xiàn)病變?nèi)毖獱顟B(tài)的低灌注圖，進(jìn)而可探索局部腦灌注血流量變化與認(rèn)知功能下降受損的臨床相關(guān)性。

3.2 不同梗死部位與血管性認(rèn)知障礙的相關(guān)性

血管性認(rèn)知障礙被認(rèn)為是整個(gè)大腦的一種動(dòng)態(tài)狀態(tài)，具有彌漫性，是大腦血管和小腦血管的改變，包括影響皮質(zhì)下白質(zhì)微循環(huán)的改變。白質(zhì)高強(qiáng)度、血管周圍間隙增大、近期皮質(zhì)下梗死、腦微出血（cerebral microbleed，CMB）被視為影像學(xué)標(biāo)志物，其梗死部位腦血流量的改變與認(rèn)知功能障礙存在相關(guān)性[22]。在影像學(xué)中，CMB表現(xiàn)為一種小的、卵形的、低信號(hào)的病變，歸因于高血壓和心腦血管危險(xiǎn)因素，主要影響基底神經(jīng)節(jié)和腦深部白質(zhì)血管，隨著嚴(yán)重程度的增加會(huì)逐漸累及大腦其他區(qū)域[23]。在利用ASL標(biāo)記感興趣區(qū)域（region of interest，ROI）的研究中，與沒有CMB的患者相比，有CMB患者顯示出區(qū)域CBF下降的趨勢(shì)，ROI數(shù)據(jù)顯示額葉、頂葉和楔前葉皮質(zhì)區(qū)域的CBF減少。血管周圍間隙增大被認(rèn)為是血管性認(rèn)知障礙中最早和最一致的神經(jīng)影像學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，直徑＜3mm的空隙，CBF減少常見于基底神經(jīng)節(jié)、半卵圓中心和中腦區(qū)域。“近期皮質(zhì)下梗死”又稱為“腔隙性梗死”或“腔隙性卒中”，約占急性缺血性卒中的25%[24]。這大多是由小動(dòng)脈血管硬化和穿透性動(dòng)脈血管閉塞引起的血流動(dòng)力學(xué)異常所致的腔隙性梗死病灶，常發(fā)生在皮質(zhì)下半球穿通動(dòng)脈或小動(dòng)脈血管的灌注區(qū)域；內(nèi)囊后肢、半卵圓形、豆?fàn)詈?、丘腦外側(cè)/前區(qū)和幕下區(qū)（腦干/小腦）等區(qū)域腦血流量下降，呈現(xiàn)不同程度的認(rèn)知功能下降[25]。

認(rèn)知功能包含記憶、執(zhí)行、言語、視空間、計(jì)算、注意力等，是人類特有的高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)中最有意義的通路。若腦網(wǎng)絡(luò)傳導(dǎo)通路出現(xiàn)功能紊亂，機(jī)體識(shí)別周圍事物能力、交流能力和自知能力減退。腦損傷位置是血管性認(rèn)知障礙的潛在決定性因素之一。大量研究表明，不同梗死部位存在不同程度的認(rèn)知域受損，二者之間存在一定的相關(guān)性。Weaver等[26]研究表明，左額顳葉、左丘腦和右頂葉部位等的梗死與腦卒中后認(rèn)知障礙密切相關(guān)。執(zhí)行功能主要受額葉皮質(zhì)、丘腦、基底節(jié)等部位支配，當(dāng)這些部位梗死、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)缺陷時(shí)，會(huì)出現(xiàn)大腦的模塊化加工能力下降，即執(zhí)行功能下降[27]。顳葉主要控制言語、記憶方面，當(dāng)該腦區(qū)出現(xiàn)低灌注時(shí)會(huì)發(fā)生言語功能紊亂或記憶減退等認(rèn)知受損[28]。視空間、空間記憶功能主要位于枕葉，此功能區(qū)血流動(dòng)力學(xué)異常出現(xiàn)低灌注區(qū)時(shí)會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)認(rèn)知功能障礙。因此，當(dāng)受損腦區(qū)出現(xiàn)梗死病灶時(shí)，利用ASL成像時(shí)可出現(xiàn)相應(yīng)認(rèn)知域的低灌注區(qū)，更直觀地呈現(xiàn)出梗死灶低血流量區(qū)，從而可探究病灶與認(rèn)知相關(guān)性，這對(duì)卒中后早期干預(yù)治療和精準(zhǔn)康復(fù)訓(xùn)練有重要指導(dǎo)意義。

3.3 供血區(qū)域及定位

ASL技術(shù)可覆蓋全腦功能灌注，血流動(dòng)力學(xué)異常時(shí)可呈現(xiàn)腦血管相應(yīng)供血區(qū)域灌注的改變。皮質(zhì)動(dòng)脈和穿支動(dòng)脈的血流動(dòng)力學(xué)差異可能會(huì)影響相應(yīng)腦區(qū)的灌注。腦后動(dòng)脈供血區(qū)腦灌注與腦白質(zhì)損傷的嚴(yán)重程度與認(rèn)知能力下降相關(guān)。這種區(qū)域性低灌注可能是由高血壓、高齡等相關(guān)危險(xiǎn)因素引起血流動(dòng)力學(xué)異常。對(duì)于急性缺血性卒中患者，局部灌注或側(cè)支循環(huán)信息對(duì)治療非常重要。ASL灌注是一種新的非侵入性技術(shù)，可同時(shí)測(cè)量CBF和定位供血?jiǎng)用}的供血區(qū)域，精確地定位和區(qū)分大腦不同供血區(qū)域，對(duì)研究和診斷腦血管疾病有重要意義[29]。Lee等[30]利用ASL將病灶側(cè)與對(duì)側(cè)血流信號(hào)比值用于急性大腦中動(dòng)脈梗死的評(píng)價(jià)，血管未再通患者的信號(hào)比率較高。Mccullough-Hicks[31]等研究顯示，ASL序列亮血管征對(duì)大血管閉塞的定位正確率為60.4%，而腦血管造影（digital substraction angiography，DSA）發(fā)現(xiàn)大血管閉塞的定位正確率為63.5%，兩者相比未見明顯差異，但ASL為無創(chuàng)、無輻射性，腎功能不全者亦可做。Hwang等[32]研究發(fā)現(xiàn)，超選擇性ASL灌注MRI可提供與DSA相似的信息，可精確定位一條特定動(dòng)脈的標(biāo)記及評(píng)估灌注的范圍。

4 小結(jié)與展望

近年來，具有挑戰(zhàn)性的ASL技術(shù)逐漸成為腦灌注MRI的評(píng)估方法。在急性缺血性卒中患者中，半暗帶側(cè)枝循環(huán)血供的來源可能可見。在慢性腦血管疾病中，腦灌注損傷的程度和嚴(yán)重程度可可視化，可用于指導(dǎo)治療或預(yù)防干預(yù)，并在癡呆、腫瘤、檢測(cè)和隨訪動(dòng)靜脈畸形等方面有重要作用。控制血流動(dòng)力學(xué)異常引起的腦血管疾病危險(xiǎn)因素對(duì)于減輕腦卒中后認(rèn)知功能障礙的負(fù)擔(dān)至關(guān)重要。

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（2022–10–30）

（2023–10–03）

R743

A

10.3969/j.issn.1673-9701.2023.30.029

馬琳，電子信箱：13976921939@163.com