磁共振灌注成像在高血压脑血管病的应用进展

孟令雷 综述，孙学进 审校

磁共振灌注成像(perfusion-weighted imaging,PWI)是最近发展起来的磁共振成像技术，能定量分析脑血流动力学变化。本文对PWI在高血压脑病时脑内血流灌注的研究现状进行综述，以期提高对高血压脑病患者脑血流动力学变化的进一步认识。

1 PWI基本原理

磁共振灌注成像(perfusion-weighted imaging,PWI)利用“首过效应”采用回波平面成像技术观察脑血流动力学改变，将组织对比剂浓度的变化转变为弛豫时间的改变，并运用示踪剂血流动力学理论，通过时间-浓度曲线算出灌注参数值。常应用于神经系统卒中、肿瘤、炎症、癫痫、外伤等疾病的诊断、鉴别诊断、疗效预测及评估[1]。技术上分2种：团注非扩散顺磁性对比剂的首过成像方法，又称动态磁敏感对比增强磁共振成像(dynamic susceptibility contrastenhance MR imaging, DSC-MRI)和动脉自旋标记技术(arterial spin labeling, ASL)。

1.1 DSC-MRI基本原理

简单而言，该方法主要是静脉团注对比剂Gd-DTPA后采用快速扫描序列成像，获得对比剂首次通过感兴趣区的一系列动态影像[2]。Gd-DTPA可以引起局部的T1、T2、T2*的缩短，T1的缩短可以导致信号强度增高，而T2、T2*缩短可导致信号强度降低。对比剂浓度很高，T2、T2*效应占主导地位，因此在对比剂首过期间表现为信号强度迅速下降，其降低幅度与对比剂浓度成指数关系。用T2*WI序列获得组织的时间-信号曲线，转换为浓度-时间曲线，计算出相对脑血流量(relative cerebral blood fl ow, rCBF)、相对脑血容量(relative cerebral blood volume, rCBV)、平均通过时间(mean transit time, MTT)和达峰时间(time to peak, TTP)等参数。

1.2 ASL基本原理及应用特点

该方法主要是利用动脉血内质子作为内源性示踪剂，采用减影的方法分析标记前后信号的差别，无需引入外源性对比剂。根据标记方法不同分为两类：连续性(continuous ASL, CASL)和脉冲式(pulsed ASL, PASL)。ASL除用于脑部外，还可用于肺、心脏、骨骼肌等部位的灌注分析，尤其适用于卵巢及乳腺的研究[3]。但由于成像时间长、空间分辨率差、信噪比较低等一系列缺陷，目前该技术的临床应用仍有一定限制。

2 PWI在高血压脑血管病的应用

2.1 PWI在缺血性高血压脑病的应用

ASL是一种功能强大的血流灌注显像技术，能够迅速在全部或局部脑组织广泛病变状态时，表现为高灌注或低灌注[4]。赵莲萍等[5]对ASL和DSC两种方法在脑灌注成像的优缺点进行比较，结果表明，两种灌注法对检测缺血性脑血管疾病的血流动力学改变具有很好的一致性，且ASL对检测脑梗死患者的低灌注更敏感。但王梅云等[6]的对比研究表明，ASL在检测灌注异常时与DSC-MRI有相似的敏感性。Pollock等[7]利用PASL分析缺血缺氧与脑血管损伤的相关性后指出，该技术可量化脑血管灌注后由于缺血缺氧损伤的严重程度。

DSC-MRI在高血压缺血性脑血管病方面的研究文献较少，主要应用于一过性脑缺血发作(transient ischemic attack, TIA)及高血压颈部动脉粥样硬化支架植入术(carotid stenting, CAS)后患者的血流动力学分析。

颈内动脉狭窄或闭塞是引起TIA或脑梗死重要危险因素[8]，而血流动力学因素在动脉闭塞性脑卒中或TIA发病机制中的作用仍存在争论。应用乙酰唑胺后，颅内动脉狭窄TIA患者颅内有无血流灌注或储备能力下降[9]。尽管DSA可对颈动脉狭窄程度做出准确评价，但PWI在评价脑循环的血流动力学变化方面有重要作用，其中TTP较rCBF对颈动脉狭窄引起的缺血性改变更为敏感[10]。

颈动脉狭窄是缺血性脑卒中发生的重要危险因素[11]。研究表明，脑血管反应性(cerebral vasoreactivity, CVR)能反映颅内血流动力学状态，是高血压缺血性脑卒中的独立危险因素。Chang等[12]通过DSC-MRI技术进行的研究表明，该技术可作为动态评价CVR的重要方法。CAS术后早期，病变侧的CBF变化较损伤性CVR明显，基线CVR能在CAS术后较早预测CBF的增加变化。

何洁等[13]认为单侧脑血管病变，SPECT和PET脑血流灌注显像与PWI敏感程度相当；双侧脑血管病变，SPECT和PET脑血流灌注显像较PWI敏感。但磁共振PWI具有无创性，可在较短的时间内重复检查等优势，是目前比较理想的判断脑实质血流动力学的方法。

2.2 PWI在出血性高血压脑病的应用

DSC-MRI在高血压出血性脑血管病研究较广，而ASL相关文献较少。

高血压病引起的出血性脑卒中，可表现为脑内微出血(cerebral microbleeds, CMBs)，它是由于脑内微小血管病变所致，以微小出血为主要特征的亚临床损害，与高血压脑出血、腔隙性脑梗死和缺血性小血管病变等显著相关，是脑小血管壁通透性病变严重程度的标志。病理上，CMBs为含铁血黄素沉积于血管周围间隙，传统T2WI上表现为局部信号缺失，而梯度回波序列对局部磁场的不均匀性较敏感，对CMBs的检测具有明显优势[14,-16]。

韩建成等[17]分析缺血性脑卒中患者CMBs的分布特点及其与陈旧性腔隙性脑梗死和白质改变严重程度关系后指出，CMBs与脑微血管病变之间有密切关系。Letourneur[18]等利用大鼠研究影响遗传和慢性肾动脉高血压对急性缺血半暗带在MRI演化过程得出，在急性高血压反应的造成的脑出血早期，患者收缩压的减少可能会降低血肿半暗带进一步扩大。Broderrick等[19]对35例脑出血患者的研究发现，中等量的高血压脑出血时，血肿周围组织水肿和继发性神经元损伤是导致脑出血后神经功能恶化和高死亡率的重要原因。进一步研究表明，脑出血后血肿周围脑组织存在局部血流动力学改变，且在CBV和MTT等方面均表现出不对称性[20]。这种缺血损害与由全身因素或高颅压继发全脑低灌注引起的双侧弥漫对称性脑血流降低不同。

2.3 PWI在高血压脑病血流动力学变化的应用

脑深部的小血管首先受到高血压的影响，小血管腔的改变导致供血区脑组织血液供应进一步恶化。在脑卒中发生前，高血压病患者就已经存在不同程度的脑形态学和功能改变，如脑动脉痉挛、脑供血不足，脑动脉硬化及狭窄、脑白质疏松、腔隙性脑梗死及脑萎缩等[21]。但目前对高血压病引起的脑血流动力学方面的研究报道较少。

正常情况下，人脑内血流存在自动调节功能来维持正常的脑灌注压，脑血管的血流自动调节有其限度，即具备自动调节的上限和下限[22]。当动脉灌注压升高到维持脑血流量恒定的最高限时，脑血管阻力增高到最大限度。高血压病人脑血流自动调节的下限及最低耐受压均上移，且随病程不同有所不同。此类患者常规影像学检查可表现为脑的形态结构和信号的正常，较少出现脑白质信号不同程度改变或仅出现脑室、脑沟和脑裂形态改变[23]。

对高血压患者脑血流动力学的研究主要是应用经颅多普勒检查技术，可显示颅内动脉功能状态变化，如痉挛、扩张或硬化[24]。黄力等[25]利用PWI结合乙酰唑胺负荷试验评估高血压患者脑血流动力学改变，结果表明，高血压患者在发生血管狭窄之前，其脑血流动力学已经发生改变，且各部位的改变程度不一致，豆状核可能是血液动力学改变发生最早的部位之一。Richard等[26]用功能磁共振进行研究，结果表明，丘脑及顶叶后部的rCBF有改变。

综上所述，PWI可对高血压病患者的脑动脉血流动力学进行无创性评估，动态观察高血压病人脑血管病的演变过程，显示脑血管功能状态，从而为临床治疗提供参考。

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