Fair灌注成像在一侧大脑中动脉狭窄或闭塞中的应用

1.广东省珠海市人民医院放射科（广东 珠海 519000）2.广东省人民医院放射科（广东 广州 510080）

刘玉涛1 李淑明1 阮 骥2

大脑中动脉的狭窄或闭塞是引起缺血性脑血管病变的主要原因[1。2]。一侧大脑中动脉出现狭窄或闭塞时，均引起该血管供血区脑组织的血流发生变化，若无侧枝血管的循环代偿，该脑组织区域会出现缺血、缺氧等一系列临床症状[3]，因此，有效的评估病变血管供血区的脑组织是否存在低灌注，可为临床治疗方案的制定提供客观依据。本研究采用Fair灌注成像法对一侧大脑中动脉狭窄或闭塞的脑组织血流进行定量评价，结合弥散成像（DWI）和MRA图像，并与动态磁敏感对比增强(dynamic suscepti bilit contrast enhancedMR imaging,DSC MRI)灌注增强对比，评估其在一侧大脑中动脉狭窄或闭塞病变的临床应用价值。

材料和方法

1.1 一般材料 收集2010年3月-2010年9月期间我院20例临床上表现为TIA或怀疑大脑中动脉异常的患者，男12例，女8例 ,年龄28-76岁,平均49.8岁。

1.2 检查方法 使用GE Signa excite HD 1.5TMR , 8NV HEAD A 线圈，梯度场40mT/m ,梯度切换率150T/(m·s)，全部患者均行常规T2 Fair、T1 Fair、T2W I、DWI、MRA、Fair、DSC（动态磁敏感对比增强）扫描。要求Fair和DSC灌注成像法的扫描层厚、层间距完全一致。

Fair扫描：采用平面回波血流敏感性交替反转恢复序列(echo planar imaging flow sensitive alterna inversion recovery，EPI Fair)。扫描参数：TR 300ms ,TE9.5ms,TI 1.2s,翻转角90°,激励次数1,视野24cm×24cm，矩阵128×96，层厚5mm，层间距1.5mm。每次扫8层，重建出256幅图像，需2.24min。

DSC扫描：采用梯度回波平面回波成像。扫描参数:TR 1500ms,TE 80ms,翻转角90°，激励次数1,视野24cm×24cm ,矩阵128×128, 层厚5mm,层间距1.5mm。对比剂为Gd-DTPA：使用MRI高压注射器经肘静脉以4ml/s的流率注射，剂量0.2mmol/kg，以相同的流率注射20ml生理盐水。扫13层，50期，时间1.15min。

图1-5 为右颞叶急性脑梗塞患者，分别表现DWI右颞叶高信号，Fair右颞叶低灌注，MRA右大脑中动脉闭塞，DSC右颞叶CBV减低，MTT延迟，与Fair病变区一致； 图6-10 为右陈旧性脑梗塞患者，分别表现DWI正常，Fair右颞叶低灌注，MRA大脑中动脉和大脑前动脉闭塞，有侧枝血流，DSC右颞叶CBV增高，MTT延迟，与Fair病变区一致。

1.3 图像处理与图像分析采用GE ADW4.4工作站，选IVI软件重建MRA脑血管像；应用Functool专用软件，分别对DWI、Fair和DSC原始图像进行后处理，得到Fair 灌注功能图，（Cerebral Blood Flow,CBF)图；DSC可得到脑血容量(cerebral blood volume ,CBV)图，平均通过时间(mean transit time,MTT)图和TTP图。利用伪色彩按红、黄、橙、蓝、黑分别显示脑血流灌注的血流高低，采用镜像法，分别在Fair和DSC各层面的异常颜色区选取1-3个兴趣区，测出病变区脑组织与对侧对称区的信号强度；计算2种方法同一层面脑组织的相对脑血流量rCBF 。依据Peter[4]相对脑血流量rCBF计算法：Fair法：rCBF=CBF病变/CBF正常，DSC法：rCBF=（病变CBV／病变MTT）/(正常CBV／正常MTT)，将2者结果以±s表示，进行配对t检验，以α=0.05作为检验标准，以P<0.05作为差异有统计学意义。

结 果

表1 32例MR 检查结果

2.1 32例患者全部成功完成MRI常规扫描、DWI、MRA、Fair和DSC成像（表1）。急性脑梗塞9例，陈旧性脑梗塞11例(图6-10)；大脑后动脉狭窄5例，闭塞2(图1-5)例；大脑前动脉狭窄1例闭塞3例。

2.2 统计结果 Fair显示阳性率80%，DSC为65%。定量分析显示20例Fair CBF图中：20例病变血管供血区灌注较对侧减低（图1，2），9例急性脑梗塞病变范围Fair﹥DWI；32例Fair CBF图显示患侧与健侧灌注程度改变对比t＝4.46，P＜0.05，双侧显示有差异；Fair的rCBF为0.84±0.52，DSC的rCBF为0.79±0.31，二者对比：t＝0.705，P＞0.05,无统计血差异（表2）。

讨 论

3.1 MR灌注成像方法及Fair的原理 MR灌注成像主要是显示脑组织血流灌注情况，反映缺血脑组织微循环灌注状态。其成像有两种方法：一种是用外源性示踪剂，团注顺磁性对比剂的首次成像方法即DSC；另一种是用内源性示踪剂，使用可自由扩散的水质子做示踪剂，即动脉自旋标记法 (arterial spin labeling, ASL)。Fair又称交替反转恢复序列，是ASL灌注成像脉冲法（PASL）的一种成像技术，该序列使用的是双曲正切脉冲，通过射频波频率产生一个绝热快速翻转，作用在一个相对比较大的区域，Fair的标记也正是在成像区域进行选择性翻转完成的，其信号强度与成像区域血流有关[5,6]。

表2 14例Fair与DSC方法显示灌注程度对比

3.2 Fair在脑灌注的应用Fair最大优点是利用自体血作为内源性示踪剂的灌注技术，不用注射对比剂，完全为无创性的方法，安全、方便。对于有出血、钙化或位于颅底的病变，受磁敏感伪影的影响较小，测量数据较稳定[5.8]。缺点为：一方面扫描时间稍长：本机型GE1.5T每扫8层需2.24min，而DSC全脑灌注扫13层仅需1.15 min；另一方面信噪比低、场强依赖性大、传输延迟等。本研究Fair显示阳性率为85%，大于DSC的71%，主要有2例Fair表现为低灌注，DSC表现为灌注延迟，反映了Fair在兼顾各种参数下，其所使用的反转时间不够长,与没能探测到缺血带的侧支血流有关[9]。另外，与DSC相比参考参数单一。Fair只有一个参数指标CBF图；而DSC可同时获得多个脑血流灌注参数图 ：CBV图，MTT图和TTP图，后者可显示缺乏灌注和低灌注。当然，并不影响Fair在脑血管病变方面的应用，本研究14例患者：病变侧/健侧Fair rCBF与DSC rCBF分别为0.84±0.52和0.79±0.31，两种灌注法对比t值为t＝0.705，P＞0.05，无统计学差异，与John等[4]研究的数据基本相符，说明Fair能够评价脑动脉狭窄或闭塞病变后的CBF。

Fair的CBF图，不仅以勾画病变异常颜色范围，与DWI对比评估有无缺血半暗带；而且可测量病变区的CBF信号强度，与对侧对比，进行定量评估缺血的严重程度。

缺血半暗带的评估：多数学者认为DWI异常区代表不可逆梗死区，灌注图显示的低灌注区大于DWI异常区部分就是缺血半暗带。通过阈值调节，可用伪彩色显示正常血流区域与异常区域，勾画Fair CBF图病变异常颜色范围与DWI对比，评估有无缺血半暗带，为急性脑梗塞患者进行介入栓塞治疗提供客观的影像学依据[3]。

3.3 信号强度的定量评估测量Fair病变区中心与正常区的信号强度，可计算出病变区与健侧的信号强度差值，定量评估缺血的严重程度。本研究在大脑中动脉狭窄或闭塞的基础上，以所属供血区DWI是否有高信号为依据，来评价急性或亚急性脑缺血与陈旧性梗塞的Fair信号强度差别，结果显示DWI显示高信号时，健侧区与病变区的Fair信号差为11.49±4.55，DWI显示为低信号或无异常信号时为18.23±7.31。前者与文献报道基本一致[4]，相当于急性或亚急性梗塞，存在缺血半暗带；但后者与文献报道有所差异[4]，笔者考虑该机Fair序列所使用的反转时间是不是不够长，没能探测到缺血带侧支血流有关[8]，特别对于陈旧性梗塞，DWI为正常信号显示，而Fair呈低灌注表现，DSC为灌注延迟。因此，定量分析时还需结合MRA和DWI一起评估，以免误判。

总之，Fair作为一种无创和相对经济安全的检查技术，其Fair-CBF图在可结合DWI定量评估大脑中动脉狭窄或闭塞引起的急性或亚急性脑梗塞确定缺血半暗带；同时结合MRA评判大脑中动脉狭窄或闭塞时脑组织血流灌注情况，将有助于早期临床治疗方案的确定，是一种有效和有发展前景的技术，可作为临床脑动脉病变的常规序列。

1.Barbier EL,Lamalle L,DecorpsM.Methodology of brain perfusion imaging[J]. JMagn Reso Imaging,2001,13:496-520.

2.Siewert B, Schlaug G, Edelman RR, et al. Compari son of EPI STAR and T2 weighted gadolinium enhanced perfusion imaging in patients with acute cerebral ischemia[J].Neurology,1997,48(3):673-679.

3.周宏伟,武薇,兰文婧，等.动脉自选标记（ASL）在一侧大脑中动脉狭窄或闭塞中脑组织灌注信息的研究[J].中风与神经疾病杂志,2010,27(1):20-22.

4.Peter Jan van Laar,Jeroenvan der Grond,Jeroen Hendrikse.Brain Perfusion Territory Imaging:Methodsand Clinical Applications of Selective Arterial Spin-labeling MR Imaging[J].Radiology: 2008,246: 354-364.

5.FienlerJ, von BezoldM, Kucinski T,et al. Cerebral blood flow predicts lesion growth in acute stroke patients[ J ]. Stroke, 2002, 33 (10):2421-2425.

6.马红, 荣玉涛, 徐凯. 超急性脑缺血再灌注MRI弥散及灌注成像的实验研究[J].中国CT和MRI杂志,2008,6(4):3-6.

7.张颖, 刘怀军. FAIR灌注成像绝对定量脑血流的可行性及其在脑肿瘤中的应用研究,材料物理与化学(专业) 博士论文[D].2007,(3): 2004-2095.

8.River s CS, Wardlaw JW, Am itage PA,et al. Do acute diffusion and perfusion Weighted MRI lesions identify final infarctvolume in ischemic stroke [J].Stroke, 2006,37(1): 98-104.

9.高光峰, 龙森森, 夏爽等. 连续动脉自旋标记灌注成像在急性脑梗死中的应用[J]. 临床放射学杂志, 2009,28(4):456-459.