13N-Ammonia PET/CT脑血流灌注显像结合醋甲唑胺负荷试验对单侧大脑中动脉或颈内动脉狭窄患者脑血管储备的评定①

苏玉盛，王红艳，梁志刚，卢洁，李萌，王曼

·临床研究·

13N-Ammonia PET/CT脑血流灌注显像结合醋甲唑胺负荷试验对单侧大脑中动脉或颈内动脉狭窄患者脑血管储备的评定①

苏玉盛1，王红艳2，梁志刚1，卢洁1，李萌1，王曼1

目的 探讨13N-ammonia PET/CT脑血流灌注显像结合醋甲唑胺负荷试验在缺血性脑血管病脑血管储备评定中的应用价值。方法 2014年1月～2015年12月，10名正常人和53例单侧大脑中动脉或颈内动脉狭窄患者在基态和醋甲唑胺负荷后分别行13N-ammonia PET/CT脑血流灌注显像成像。在双侧额叶、顶叶、颞叶、枕叶、基底节和丘脑勾画相应的感兴趣区，计算两侧的平均放射性计数和血流变化率。结果 正常人基态和负荷后，双侧额叶、顶叶、颞叶、枕叶、基底节和丘脑放射性分布均大致对称。基底节、丘脑放射性分布高于皮质，白质放射性分布最低。负荷后双侧放射性计数均较基态时增高，双侧增高幅度基本一致(t=1.552,P=0.132)。基态显像时，39例患者呈现126个血流灌注减低区。负荷后，49例患者呈现183个血流灌注减低区。基态时已有血流灌注减低区的39例患者中，16例负荷后出现新的血流灌注减低区，13例29个病灶血流灌注较基态时改善。血流灌注减低区的负荷血流变化率与基态血流变化率有显著性差异(t=2.466,P＜0.05)。结论13N-ammonia PET/CT脑血流灌注显像结合醋甲唑胺负荷试验能够很好评估单侧大脑中动脉或颈内动脉狭窄患者脑血管储备的变化，对缺血性脑血管病的病情评估和早期干预有重要临床意义。

缺血性脑血管病；脑血管储备；氮放射性同位素造影；醋甲唑胺；正电子发射体层摄影；X线计算机体层摄影

[本文著录格式] 苏玉盛，王红艳，梁志刚，等.13N-Ammonia PET/CT脑血流灌注显像结合醋甲唑胺负荷试验对单侧大脑中动脉或颈内动脉狭窄患者脑血管储备的评定[J].中国康复理论与实践,2016,22(11):1304-1309.

CITEDAS:Su YS,Wang HY,Liang ZG,etal.Cerebrovascular reserve in patientswith unilateral internal carotid artery orm iddle cerebral artery stenosis:study with13N-ammonia PET/CT combined withmethazolam ide[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2016,22(11): 1304-1309.

脑血管储备(cerebrovascular reserve,CVR)是指在生理或病理刺激下，脑血管通过小动脉和毛细血管的代偿性扩张或收缩，维持局部脑血流正常稳定的能力[1]，是脑循环重要的保护机制之一。CVR下降被认为是脑卒中的独立危险因素[2-4]。CVR的检测对脑血管疾病的早期诊断、临床治疗方案的确定、预后估计和疗效评价均具有重要意义。目前研究较多的是通过乙酰唑胺负荷试验单光子发射计算机体层摄影(single photon emission computed tomography,SPECT)脑血流灌注显像对CVR进行评价[5-7]。

由于SPECT空间分辨率不足，乙酰唑胺副作用较多，本研究通过13N-ammonia正电子发射/计算机体层摄影(positronemission tomography/computerized tomography,PET/CT)脑血流灌注显像结合醋甲唑胺负荷试验对单侧大脑中动脉(m iddle cerebralartery,MCA)或颈内动脉(intracervicalartery,ICA)狭窄患者的CVR进行观察。

1 资料与方法

1.1 一般资料

1.1.1 正常对照组

选择2014年1月～2015年12月在首都医科大学宣武医院核医学科体检的10名正常人。其中男性6名，女性4名；年龄31～69岁，平均46.3岁。

纳入标准：无糖尿病、高血压、冠心病病史；经颅多普勒超声检查未发现无颈动脉，椎动脉，大脑前、中、后动脉等脑供血动脉狭窄；神经系统检查正常。

1.1.2 实验组

选择2014年1月～2015年12月在首都医科大学宣武医院神经内、外科住院治疗的ICA或MCA重度狭窄患者53例。其中男性35例，女性18例；年龄26～73岁，平均49.6岁；ICA狭窄23例，MCA狭窄30例。

纳入标准：①经数字减影血管造影或经颅多普勒超声检查证实存在单侧ICA或MCA狭窄，且狭窄程度为70%～99%；②除受累血管外，其余脑供血血管无≥30%的狭窄；③头颅MRI无＞1 cm脑梗死灶；④无明显神经功能缺损，美国国立卫生研究院脑卒中评分(National Institute of Health Stroke Score,NIHSS)≤1分。

1.2 显像剂和仪器

13N-ammonia由首都医科大学宣武医院核医学科使用医用回旋加速器制备(已取得第四类《放射性药品使用许可证》)。经物理学、化学、生物学检测，各项指标合格，放化纯度≥96%。该显像剂已通过伦理委员会论证和审批。

扫描仪为联影uM I510 PET-CT扫描仪。

1.3 检查方法

1.3.1 基态显像

受试者空腹6 h以上，常规进行PET/CT前准备。

患者仰卧于检查床，激光线定位并固定头部。静脉注射13N-ammonia 444～555mBq，2min后行3D采集，发射扫描采集计数2.4×108，经滤波反投影法图像重建技术获得脑横断、冠状及矢状面断层图像。

1.3.2 负荷显像

于静息显像后第2天进行。口服醋甲唑胺50 mg，2 h后用与静息显像相同的注射剂量、注射后采集时间、采集参数和图像处理条件进行显像和处理。

1.4 图像分析

1.4.1 目视法

由2名有经验的核医学医师通过目视法读片，将连续2个或以上层面出现的放射性摄取减低或缺损视为异常。

1.4.2 半定量分析

正常对照组在额叶、顶叶、颞叶、枕叶、基底节和丘脑勾画相应的感兴趣区，计算两侧平均放射性计数，并采用镜像比值法与对侧进行比较，计算左右脑区血流变化率R。

实验组选择病变血管侧的额叶、顶叶、颞叶、枕叶、基底节、丘脑的血流减低部位，勾画感兴趣区(region of interest,ROI)，采用镜像比值法计算病变区血流减低率R。

1.5 统计学分析

利用SPSS 19.0统计软件对数据进行正态性检验及方差齐性检验。计量数据以(±s)表示；组间比较进行t检验，对基态/负荷后同侧数据进行配对t检验。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 正常对照组

正常对照组13N-ammonia PET/CT脑血流显像清晰，形态、结构对称。基态/负荷后左右侧额叶、顶叶、颞叶、枕叶、基底节、丘脑放射性分布均大致对称；基底节、丘脑放射性分布高于皮质，白质放射性分布最低。负荷后双侧放射性计数均较基态时增高，且双侧增高幅度基本一致(t=1.552,P=0.132)。见表1。

2.2 实验组

基态时，发现39例患者共126个血流灌注减低区。负荷后，发现49例患者183个血流灌注减低区；10例患者只在负荷后出现血流灌注减低区(图1)。基态时已有血流灌注减低区的39例患者中，负荷后16例出现新的血流灌注减低区(图2)，13例29个血流灌注减低区较基态下改善(图3)。血流灌注减低区的负荷下R与基态下R有显著性差异(t=2.466,P=0.014)。见表2。

表1 正常对照组主要脑区的放射性计数和R

表2 实验组主要脑区的放射性计数和R

图1 基态时右侧颞枕叶无血流灌注减低，负荷后出现减低区

图2 基态时左侧顶叶血流灌注减低，负荷后除左侧顶叶外，左侧额叶出现新的减低区

图3 基态时左侧颞叶血流灌注减低，负荷后改善

3 讨论

13N-ammonia PET或PET/CT显像目前较多用于心肌血流和冠状动脉血流储备的研究，对冠心病心肌存活的评估、冠脉血管重建术前疗效预测及术后评估等方面具有重要的临床应用价值[8-12]，并逐渐应用于脑血流的研究中。

13N物理半衰期9.96m in，可以短时间反复多次检查。本研究之所以将负荷显像定于基态显像的次日进行，是由于患者在进行13N-ammonia PET/CT脑血流显像的同日还进行18F-FDG PET/CT脑代谢显像(结果将在后续文章中报道)。13N标记物13N-ammonia为小分子、中性水溶液，可以随血流自由通过血脑屏障进入脑组织。13N-ammonia在脑组织中被转化为谷氨酰胺，滞留于脑组织内。13N-ammonia的摄取量取决于脑血流量及毛细血管的有效通透面积。当脑动脉狭窄、痉挛或闭塞时，局部脑组织缺血、缺氧，使脑细胞摄取、清除13N-ammonia的功能受损，毛细血管通透性调节机制改变，13N-ammonia PET/CT脑血流显像表现为病变脑区放射性分布稀疏或缺损，可作为脑缺血、梗死的诊断依据。

临床发现，血管狭窄或闭塞并不一定引起脑组织梗死，是否出现脑梗死主要取决于供血区小血管的血液循环状态，CVR是小血管内血液循环状态的直接反应[13-14]。当MCA或ICA狭窄导致脑灌注压明显降低时，脉管系统会通过降低狭窄部位远端的血管阻力，最大限度扩张脑动脉，保持局部脑血流量。随着脑灌注压的进一步降低，小动脉扩张达到最大限度，血流量减少，脑卒中风险增加。研究认为，CVR明显受损可作为预测MCA、ICA严重狭窄发生脑卒中和短暂性脑缺血的独立指标[2-4,15]。King等发现，并非所有颅内动脉狭窄患者的CVR均下降，CVR可能受血管狭窄程度、侧支循环、灌注压等多方面影响[16]。Kuroda等通过对77例缺血性脑血管病患者的长期随访，发现CVR的受损程度比血管狭窄程度能更好地预测卒中风险[17]。评估CVR可以帮助临床尽早发现脑卒中高危人群，早期采取干预措施。

乙酰唑胺作为碳酸酐酶抑制剂最早被应用于脑灌注负荷显像[18-20]，目前仍在某些研究中使用[21-25]；由于不良反应较多，使用醋甲唑胺的研究逐渐增多[26-27]。醋甲唑胺是一种新型碳酸酐酶抑制剂，与乙酰唑胺比较，醋甲唑胺具有脂溶性高、作用强、不良反应少等诸多优点。醋甲唑胺可以缓慢透过血脑屏障，促进CO2与组织中的水分子结合成H2CO3，再解离产生H+，从而引起脑阻力血管扩张，血流量增加。口服醋甲唑胺前，部分病变血管已经最大限度扩张，故口服醋甲唑胺后无法再产生舒张反应，病变区域的脑血流量不会增加；而正常血管的舒张作用将导致病变区域的脑血流量比口服醋甲唑胺前降低，出现“盗血现象”[28]。因此，醋甲唑胺负荷试验既可以发现潜在的缺血状态，也可以对已经发生脑梗死等缺血性病变区的血管储备能力进行评估，从而估计其预后。

本研究显示，正常人双侧大脑半球血流呈双侧对称性分布；负荷后，双侧大脑半球血流量均增加，且增加的幅度无明显差异，双侧仍呈对称性分布。这与赵永波等的研究结果[29]一致。实验组负荷后患者检出率和病灶检出率均有所提高，与乔穗宪等的研究结果[30]一致。

脑血管病患者基态时病变侧血流量较对侧减低的病灶中，一部分因为“盗血现象”致病变侧血流量与对侧差异增大，说明此类患者的自身调节作用已达到极限，CVR不足，因此负荷后更容易发现病灶；部分负荷后血流量改善，说明脑血管反应良好，CVR较充分。

总之，13N-ammonia PET/CT脑血流灌注结合醋甲唑胺负荷试验能够很好反映单侧MCA或ICA重度狭窄患者的CVR，可以用于缺血性脑疾病的病情评估。

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Cerebrovascular Reserve in Patientswith Unilateral InternalCarotid Artery or Midd le CerebralArtery Stenosis: Study with13N-Ammonia PET/CTCombined with Methazolam ide

SU Yu-sheng1,WANG Hong-yan2,LIANG Zhi-gang1,LU Jie1,LIMeng1,WANGMan1
1.Department of Nuclear Medicine,Xuanwu Hospital,Capital Medical University,Beijing 100053,China 2.Departmentof NuclearMedicine,Dongzhimen Hospital,Beijing University of ChineseMedicine,Beijing 100700,China

Objective To evaluate the cerebrovascular reserve(CVR)with13N-ammonia PET/CT andmethazolamide in patientswith cerebral ischem ic disease.Methods From January,2014 to December,2015,basal and stress PET/CT were performed in ten healthy persons and 53 patientswith unilateral internal carotid artery ormiddle cerebralartery stenosis.Radioactive countsweremeasured onmirror regions of bilateral frontal lobe,parietal lobe,temporal lobe,occipital lobe,basalganglia and thalamus to calculate the blood flow change rate.Results For the healthy persons,the radioactive distribution of bilateral frontal lobe,parietal lobe,temporal lobe,occipital lobe,basal ganglia and thalamuswere roughly symmetrical on both basal and stress PET/CT.The radioactive countsweremore in basal ganglia and thalamus than in cortex,and the least inwhitematter.The radioactive countsweremoreon stress PET/CT than basal PET/CT,and therewasno significantdifference between both sides(t=1.552,P=0.132).For the patients,the blood flow perfusion decreased in 39 patientswith 126 regions on basal PET/CT,and 49 patientswith 183 regions on stress PET/CT.Within the 39 patientswho found decreased blood flow perfusion regions,16 patientswere found new regions on stress PET/CT,and 29 regions of 13 patients improved in blood flow perfusion on stress PET/ CT.The blood flow change rate was significantly different between basal and stress PET/CT(t=2.466,P＜0.05).Conclusion13N-ammonia PET/CT cerebralblood flow perfusion imaging combinedwithmethazolamide stress testcan evaluate the cerebrovascular reserve in patients with unilateral internal carotid artery orm iddle cerebralartery stenosis,and is valuable for clinicalassessmentand early intervention for patientswith cerebral ischemic disease.

cerebral ischemic disease;cerebrovascular reserve;nitrogen radioisotopes graphy;methazolamide;positronem ission tomography;computerized tomography

10.3969/j.issn.1006-9771.2016.11.014

R743

A

1006-9771(2016)11-1304-06

2016-07-22

2016-08-15)

1.首都医科大学宣武医院核医学科，北京市100053；2.北京中医药大学东直门医院核医学科，北京市100700。作者简介：苏玉盛(1972-)，男，北京市人，硕士，副主任医师，主要研究方向：PET/CT的临床应用。E-mail:suyusheng0819@sina.com。