多重灌注成像技术在缺血性脑血管疾病中的应用

邢　威 ，张　刚 ，吴云虎 ，韩东明

（1.河南中医药大学第一附属医院核磁共振科，河南 郑州 450000；2.新乡医学院第一附属医院核磁共振科，河南 新乡 453000）

缺血性脑血管疾病是由于大脑供血不足导致脑组织缺血缺氧，包括短暂性脑缺血发作（transient ischemic attack，TIA）及脑梗死。缺血性脑梗死是由各种原因所致的局部脑组织区域血液供应障碍，导致脑组织缺血缺氧坏死，进而产生对应的神经功能缺失表现［1］。本病以老年患者居多，典型症状包括肢体功能及言语障碍等［2］。早期诊断、早期治疗对预后至关重要。目前，MRI-PWI主要有动态磁敏感对比成像（dynamic susceptibility contrast enhanced，DSC）及动脉自旋标记法（arterial spin labeling，ASL）。DSC 法对于对比剂过敏或静脉通道较差患者的检查具有局限性；伪连续动脉自旋标记ASL（pseudo-continuous ASL，PCASL）是一项在ASL基础上发展起来的MRI灌注成像新技术，安全无创，受到临床医师的高度关注。本研究旨在比较PCASL灌注成像与DSC在缺血性脑血管疾病中的临床应用价值。

1　资料与方法

1.1一般资料收集河南中医药大学第一附属医院2016年8月至2017年2月住院的26例缺血性脑血管疾病患者作为研究对象，男22例，女4例；年龄41～83岁，平均55岁。其中脑梗死21例，TIA 5例。20例有高血压病史，5例有糖尿病史，5例有冠心病史。主要临床症状：头晕呕吐、一侧肢体活动不利、偏瘫、失语、视物模糊等。入选标准：①具有脑缺血的临床症状；②单侧病变；③能耐受MRI检查。排除标准：①CT及MRI平扫显示占位性病变、颅内出血或先天畸形者；②腔隙性脑梗死（病灶直径＜5 mm）；③不配合检查者。

1.2仪器与方法使用Philips 3.0 T Ingenia超导型MRI仪。患者平躺，烦躁者使用镇静剂，检查前去除假牙。扫描序列及参数：T1WI TR 250 ms，TE 2.3 ms；T2WI TR 4 000 ms，TE 107 ms；T2FLAIR TR 7 000 ms，TE 120 ms，TI 2 250 ms，FOV 23 cm×18 cm，矩阵 356×136；DWI TR 2 478 ms，TE 98 ms，FOV 23 cm×23 cm，b 值 1 000 s/mm2；PCASL TR 4 000 ms，TE 16 ms，FOV 24 cm×24 cm，矩阵 88×88，采集次数 1，像素 2.75×2.75；DSC-PWI TR 1167ms，TE 40ms，FOV 22cm×22 cm，矩阵 96×93，像素2.33×2.33，采集次数1。高压团注Gd-DTPA，剂量0.2 mmol/kg体质量，流率4.0～5.0 mL/s。

1.3图像处理所有原始数据传至Portal星云工作站，获取PCASL及DSC的脑血流量（cerebral blood flow，CBF）伪彩图，测量CBF值。选择DWI图像上病灶最大层面的中心部位及对侧镜像区作为ROI测量的CBF值。ROI大小约1 cm2，共测量2次，取其平均值。由2位有经验的神经放射医师分别判断各灌注参数图上是否存在灌注异常，记录灌注异常的部位、形式（低或高灌注）及范围。当观察结果存在差异时，由第3位医师进行评估，最终达成一致意见。

1.4统计学分析采用Excel和SPSS 19.0统计软件进行数据录入和统计分析。PCASL和DSC检出梗死灶及TIA灌注改变的一致性采用Kappa检验，K＜0.40为一致性差；0.40～0.75为一致性较好；＞0.75为一致性很好。计量资料以±s表示，采用t检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1常规MRI表现21例脑梗死中，T1WI呈低信号，T2WI、T2FLAIR、DWI均呈高信号；发生在侧脑室旁13例，额叶5例，颞叶4例，枕叶3例，顶叶1例；5 例 TIA 的 T1WI、T2WI、DWI均显示正常。

2.22种灌注方法CBF值对比分析21例脑梗死中，19例2种灌注方法表现一致，其中16例均呈低灌注（图1），3例呈高灌注，经Kappa检验，一致性较好（K=0.82，P=0.001）。2例2种灌注方法表现不一致，PCASL法均为低灌注，而DSC法均为高灌注。

16例低灌注中，14例CBF值PCASL灌注法低于 DSC 灌注法，CBF 值分别为（4.46±2.40）、（5.34±4.10）mL·min-1·（100 g）-1，经配对资料 t检验，差异有统计学意义（t=7.66，P＜0.05）；3 例呈高灌注，2 种方法的CBF值差异无统计学意义（P＞0.05)。

2.32种灌注方法对TIA检出率的比较5例随诊证实TIA的DWI均为阴性，其中4例2种灌注法表现一致（3 例低灌注，1 例高灌注）（图2），1 例不符，2种方法检测TIA的一致性较高（K=0.92，P=0.001）。

3　讨论

脑灌注成像可用于评价局部的脑组织功能，脑血管病中灌注测量结果可作为生理病理功能的生物学指标［3］。在一定程度上，CBF可反映脑组织的动力学改变，脑血流灌注的下降或异常是缺血性脑血管病的病理基础及诊断依据。目前，MRI-PWI主要有2种方法：一种是经静脉团注顺磁性对比剂后，采用快速扫描序列成像，从而获得一系列动态图像的检查方法，称DSC成像。另一种是磁性标记血液中的氢质子作为内源性示踪剂，被标记的氢质子流量与脑灌注血流量成比例，将标记前后的图像进行剪影而获得的组织灌注参数图，称ASL技术，无需注射对比剂，可重复性高；PCASL是将连续式和脉冲式的采集技术有机结合，可有效克服磁敏感及运动伪影，大大提高图像SNR，使灌注图像更均匀，临床应用潜力巨大。 文献［1，4］报道，MRI-PWI 对缺血性脑血管疾病的早期诊断有明确价值。

本组21例脑梗死中，19例2种灌注方法对梗死灶检出效果良好的一致性，与文献［4］报道一致。在16例一致的低灌注中，14例ASL灌注法CBF值低于 DSC 灌注法（P＜ 0.05)，与既往［5-7］研究一致，证实PCASL灌注成像在显示低灌注状态方面的敏感性较DSC高。可能因为：①ASL是以自体血为示踪剂，而磁化标记的质子T1非常短，其对延迟的动脉到达非常敏感；②缺血性脑梗死患者多存在血管狭窄或闭塞，导致相应血管供血区血流减少或缓慢，更易表现为低灌注异常［8］。本研究中3例2种方法均为高灌注，可能是由于脑梗死的病因自行解除、新生毛细血管形成、侧支循环开放、血管部分或完全自发性再通及治疗后的再通所致［9-10］。2例2种灌注法表现不一致，ASL法均为低灌注，而DSC法均为高灌注。有学者［10-12］报道，ASL灌注法对检测延迟灌注有限，T1序列延长时间短，对缺血区域侧支循环的检出率低，TI不够长时PCASL会低估血流灌注状态。

TIA是指由于短暂性脑供血不足，导致受累脑组织出现一过性神经功能缺损，发病持续时间较短，常规影像学检查常不显示责任病灶，但有相应的临床症状。缺血性脑血管病中约40%TIA最终发展为脑梗死，而对TIA进行干预治疗后，再发脑卒中发病率可下降约80%［13］。根据2009年6月美国心脏学会（AHA）/美国卒中学会（ASA）在 Stroke杂志上 TIA 的新定义，时限性已不作为TIA的诊断标准，TIA和脑卒中的唯一区别为是否存在脑梗死，因此对DWI阴性的患者，脑灌注早期影像诊断结果尤其重要。本组5例TIA的DWI表现为阴性，这是由于受累脑组织未发生缺血、缺氧改变，其血流量仍可维持局部组织细胞形态和功能，神经元未发生明显损伤；3例因血流动力学发生一过性降低改变，在PCASL及DSC表现为低灌注改变。2种方法诊断TIA有较好的一致性；1例在TIA发作后8 h内检查，2种检查方法均为高灌注，考虑为局部血流代偿增高所致。

总之，PCASL能够无创检测CBF，在显示缺血性脑梗死及TIA患者脑血流灌注状态方面与DSC具有较好的一致性，且后期处理图像简单。随着MRI技术的快速发展和日益完善，PCASL灌注成像将显示出巨大的临床潜力和发展空间。

图1　男，56岁，脑梗死，右侧肢体无力伴头晕呕吐1 d图1a　DWI示左侧颞叶斑片状高信号病灶　图1b，1c　伪连续动脉自旋标记（PCASL）及动态磁敏感对比成像（DSC）显示均为低灌注　图2　女，62岁，短暂性脑缺血发作，发作性左侧肢体麻木　图2a　DWI显示为正常　图2b，2c　PCASL及DSC均显示右侧颞叶低灌注灶

［参考文献］

［1］郝敬波，鹿彩銮，时宏娟，等．多模式磁共振灌注技术在急性缺血性脑梗死患者脑血流灌注状态诊断中的应用［J］.脑与神经疾病杂志，2015，23（6）：412-417.

［2］车英玉，杨子涛，程敬亮，等．3D ASL与DSC灌注技术在脑肿瘤的对比研究［J］. 临床放射学杂志，2014，33（5）：770-774.

［3］Detre JA，Wang J，Wang Z，et al.Arterial spin-labeled perfusion MRI in basic and clinical neuroscience［J］.Curr Opin Neurol，2009，22：348-355.

［4］张水霞，张顺，姚义好，等．3D-ASL与DSC-PWI在缺血性脑梗死患者中的对比研［J］. 放射学实践，2014，29（8）：901-905.

［5］Arbab AS，Aoki S，Toyama K，et al.Brain perfusion measured by flow-sensitive alternating inversion recovery （FAIR） and dynamic susceptibility contrast-enhanced magnetic resonance imaging：comparison with nuclear medicine technique［J］.Eur Radiol，2001，11：635-641.

［6］Hofmeijer J，Schepers J，van der Worp HB，et al.Comparison of perfusion MRI by flow-sensitive alternating inversion recovery and dynamic susceptibility contrast in rats with permanent middle cerebral artery occlusion［J］.NMR Biomed，2005，18：390-394.

［7］王梅云，戴建平，程敬亮，等.动脉血质子自旋标记与动态磁敏感对比在MRI急性脑缺血患者中的应用价值［J］.中华放射学杂志，2007，41（11）：1162-1165.

［8］Wong EC.An introduction to ASL labeling techniques［J］.J Magn Reson Imaging，2014，40：1-10．

［9］Wang DJ，Alger GR，Qiao JX，et al.The value ofarterial spin labeled perfusion imaging in acute ischemic stroke：comparison with dynamic susceptibility contrast-enhanced MRI［J］.Stroke，2012，43：1018-1024．

［10］Tanaka Y，Nagaoka T，Nair G，et al.Arterial spin labeling and dynamic susceptibility contrast CBF MRI in postischemic hyperperfusion，hypercapnia，and after mannitol injection［J］.J Cereb Blood Flow Metab，2011，31：1403-1411．

［11］Kim HS，Kim SY，Kim JM.Underestimation of cerebral perfusion on flow-sensitive alternating inversion recovery image：semiquantitative evaluation with time-to-peak values［J］.AJNR Am J Neuroradiol，2007，28：2008.

［12］Rothwell PM，Giles MF，Chandratheva A，et al.Effect of urgent treatment of transient ischaemic attack and minor stroke on early recurrent stroke （express study）：a prospective population-based sequential comparison［J］.Lancet，2007，370：1432-1442.

［13］Lavallée PC，Meseguer E，Abboud H，et al.A transient ischaemic attack clinic with round-the-clock access （SOS-TIA）：feasibility and effects［J］.Lancet Neurol，2007，6：953-960.