动脉自旋标记技术在成人脑部疾病中的应用研究进展

尹航,刘鹏飞

(哈尔滨医科大学附属第一医院，哈尔滨150001)

·综述·

动脉自旋标记技术在成人脑部疾病中的应用研究进展

尹航,刘鹏飞

(哈尔滨医科大学附属第一医院，哈尔滨150001)

动脉自旋标记(ASL)是一种内源性对比剂成像技术，利用射频脉冲照射动脉血液中的水，使用动脉血液中的质子作为内源性扩散性对比剂。ASL可以定量脑血流量绝对值，并且可重复性高，对评价脑血管疾病、脑肿瘤有重要价值,在对癫痫、多发硬化及阿尔茨海默病等方面也有着广泛的应用。

动脉自旋标记；磁共振功能成像；灌注成像

灌注异常是多数器官疾病的病理基础，随着MRI技术的发展，组织灌注可分为外源性对比剂成像(动态对比增强灌注成像，DWI)和内源性对比剂成像两种。动脉自旋标记(ASL)即是一种内源性对比剂成像技术，利用射频脉冲照射动脉血液中的水，使用动脉血液中的质子作为内源性扩散性对比剂。因此，ASL是完全非侵入性、不使用注射造影剂或电离辐射，可以定量脑血流量(CBF)的绝对值并且可重复性高[1]。ASL技术有连续式ASL(CASL)及脉冲式ASL(PASL)，如今研究还包括假连续ASL(pCASL)和速率选择ASL(VSASL)等技术。现对ASL技术在成人脑部疾病中的应用研究进展作一综述。

1 脑梗死

ASL技术最初被广泛应用于脑部。研究显示，人类正常CBF约为50 mL/(min·100 g)，当脑组织发生缺血反应时，CBF降至10～20 mL/(min·100 g)或白质及皮层CBF分别低于正常的35%和40%。在对脑梗死检查中，血管狭窄程度及梗死面积与ASL观察到的灌注息息相关,ASL在急性脑卒中早期就具有较高的敏感性。有研究指出，ASL可明确反映出可恢复的组织，并认为ASL具有无创、快速、可进行定量分析等优点[2，3]。Rahmah等[4]对2例急性脑卒中患者入院后、治疗前及治疗后第1、7、14天，使用ASL技术密切观察脑血流灌注；结果充分证明，在治疗超急性缺血性中风患者时，ASL可以及时、全程提供和MR图像上动脉闭塞一致的脑灌注信息。最近，有研究用ASL技术评估100例脑中风后24 h患者的脑血流灌注，其中48例表现为病变区高灌注、41例呈持续性缺血。这表明ASL技术有助于评估24 h急性脑中风患者的病情，可对其临床提供最佳的治疗时间和方案[5]。

2 脑肿瘤

血流对肿瘤的发生、发展有密切的关系，评价脑部肿瘤的血流灌注对肿瘤分级、治疗及预后意义重大，尤其在区分放疗后的组织增生和肿瘤复发、检测脑部肿瘤治疗过程变化上很有前景。ASL技术不仅能较准确地反映肿瘤的血流灌注和组织代谢情况，还能对瘤体血管生成定量评估[6], Yamashita等[7]用ASL技术、DWI技术和18F脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描技术鉴别原发性中枢神经系统淋巴瘤和多形胶质母细胞瘤，从19例原发性中枢神经系统淋巴瘤和37例多形胶质母细胞瘤中获得肿瘤的绝对血流量、相对血流量、最小ADC值和最大标准摄取值，发现ASL技术对鉴别原发性中枢神经系统淋巴瘤和多形胶质母细胞瘤比DWI技术、18F脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描技术更有价值。Nabavizadeh等[8]评估123I-间位碘试苄(123I-MIBG)和ASL技术对神经母细胞瘤脑转移的诊断价值，发现ASL技术比123I-MIBG扫描更能够显示较小的脑转移病灶。

3 癫痫

癫痫发病期间是神经元特征性异常活动的表现，其病因尚不完全明确，但其发病机制的特点是神经元群体之间的不同步。在临床上，对于癫痫患者的最佳治疗手段是手术切除。因此，确定病变区域的范围成为手术成功的关键。对于癫痫患者术前的评价，相比于以往的正电子发射计算机断层扫描(PET)技术而言，ASL技术能够以非侵入性的定位癫痫灶。郭超等[9]对22例健康志愿者和30例内侧颞叶癫痫且伴有海马硬化发作期间患者进行对比研究，发现ASL技术对于揭示内侧颞叶癫痫的发作机制具有较大优势。Pendse等[10]采用PET与ASL技术分别对16名癫痫患者进行灌注比较，所得数据表明， ASL技术较PET在此方面更胜一筹。研究结果表明，通过ASL观察癫痫发作时血流高灌注区域可以确定引起癫痫发作的部位。外伤后癫痫和皮质出血性癫痫复杂部分性发作时的症状和发作间期脑电图提示，癫痫发作起源于非主导颞叶，其对应的ASL观察到发作时血流量增加[11]。

4 多发性硬化(MS)

据我们所知，目前仅较少的研究通过使用ASL技术检测MS患者的区域性脑CBF。有研究对MS患者和健康志愿者进行了pCASL脑CBF评估，结果都表明，相比于健康志愿者MS患者的CBF降低[12,13]。对于MS的临床研究和治疗，ASL技术正逐渐发挥着越来越大的作用。Amann等[14]对多例MS患者(其中复发缓解型123例、继发进展型42例)运用ASL技术进行队列研究与评估，结果表明，MS患者皮质灌注降低、代谢减少，且与患者性别、年龄显著相关。

5 阿尔茨海默病(AD)

目前临床越来越认识到，AD的发病机制与脑灌注不足密切相关。以往临床上使用SPECT和PET评估AD患者脑部的灌注情况，但二者均有潜在危害、价格相对昂贵、空间分辨率低等问题。ASL技术可无创测量灌注，逐渐成为研究AD患者灌注异常的有力工具。Alexopoulos等[15]对24例认知正常的老年志愿者、24例轻度认知障碍患者及9例轻度痴呆的AD患者进行PASL技术研究比较，结果同样发现AD患者的顶叶灌注明显降低，表明PASL技术可有效评估AD病变区域的CBF。Schuff等[16]在18例认知正常的老年志愿者、14例AD患者和8例轻度精神错乱的缺血性痴呆(SIVD)患者中利用ASL技术测量CBF，发现AD、SIVD患者在额、顶叶皮层区域的CBF下降明显。最新研究对17例AD患者、20例帕金森病痴呆(PDD)患者和37例健康人采用ASL技术比较脑灌注，结果表明ASL可深入了解AD和PDD的早期发病机制[17]。

6 精神疾病

精神分裂症是一类常见的病因未明的重性精神疾病，常有感知觉、思维、情感、行为等多方面的分裂。目前，精神分裂症的发病率逐渐增高，对其的研究也越来越被重视。在以往的多数研究中发现，局部脑CBF异常时，需要注射放射性同位素。目前，ASL已开始被应用于神经系统综合征。有研究利用pCASL技术对抑郁症患者、神经分裂患者和健康志愿者进行脑部灌注对照研究，结果表明，ASL技术是一种很有前途的用于检测脑CBF控制精神疾病的工具[18]。

随着MRI技术的不断完善，ASL已可用来分析多层灌注，可以取替部分核医学技术。有研究已报道，ASL技术在PET/MRI扫描仪中是可行的，从而增加了ASL技术的价值[19]。但有许多问题需要进一步研究，未来主要应解决如何获得灌注相关的其他数据，以及ASL的一些技术缺陷，如ASL的分辨率差、信噪比低，而且容易受到体内其他流动组织，如静脉和脑脊液的干扰，伪影比较大，头部的轻微运动和呼吸也都可能导致ASL图像上的伪影等。

总之，随着科技的发展，ASL技术具有很大的实用价值，除应用于脑部疾病外，现已研究应用于心脏、肺、肾等灌注研究中，为今后对临床的治疗、随访、科研等活动提供了重要的影像学依据。相信在不久的将来，ASL技术将成为临床诊断及治疗上不可或缺的一个重要部分。

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刘鹏飞，E-mail: liup.fei@163.com

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