三维动脉自旋标记PWI评估烟雾病患者血管重建术后脑灌注变化

朱文杰，张 顺，姚义好，王振熊，彭 莉，管汉雄，朱文珍

(华中科技大学同济医学院附属同济医院放射科，湖北 武汉 430030)

DOI：10.13929/j.1003-3289.201708141

烟雾病是一种少见的循环系统疾病，以单侧或双侧颈内动脉末端或大脑前动脉近端或大脑中动脉近端管腔的进行性狭窄或闭塞、合并颅底代偿性小血管网形成为特征[1]。DSA是确诊烟雾病的金标准。血管重建术通过血管搭桥建立侧支循环，是提高脑组织血流灌注并减少术后发生脑卒中风险的最佳手段[2]。目前临床常采用动态磁敏感对比增强灌注加权成像(dynamic susceptibility contrast PWI， DSC-PWI)评价血管重建术的疗效。DSC-PWI需要注射外源性钆对比剂，可能导致患者产生过敏等不良反应，对于肾功能损害的患者应慎用或禁用；即使肾功能正常的患者，静脉注射钆对比剂后，钆依然可沉积于神经组织内，可能存在远期危害[3]。三维动脉自旋标记(three-dimensional arterial spin labeling， 3D-ASL)技术无创、可重复性好，且无需使用钆对比剂，已应用于烟雾病患者术前灌注评估[4-5]。本研究对烟雾病患者手术前后行3D-ASL PWI，探讨其评估烟雾病患者术后疗效的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2014年12月—2016年4月于我院经DSA确诊为烟雾病的19例患者，男12例，女7例，年龄9～55岁，平均(44.3±8.4)岁。纳入标准：①经DSA确诊为烟雾病；②接受单侧大脑半球颞浅动脉—大脑中动脉搭桥术、颞肌敷贴联合血管重建术；③于手术前1周及手术后3个月内接受3D-ASL PWI和DSC-PWI。排除标准：动脉粥样硬化或其他原因导致的类烟雾病综合征。

1.2 仪器与方法 采用GE Signa Discovery HD750 3.0T MR扫描仪，32通道头线圈。3D-ASL序列：TR 5 482 ms，TE 14.6 ms，FOV 24 cm×24 cm，层厚4 mm，容积扫描，激励次数3，标记延迟时间2 025 ms，扫描时间为4 min 38 s；DSC-PWI：扫描序列为T2梯度回波，TE最小，TR 1 500 ms，激励次数1，FOV 24 cm×24 cm，层厚5 mm，层间距1.5 mm，扫描50期，扫描时间为1 min 5 s；对比剂使用莫迪司，0.2 ml/kg体质量，流率3.5 ml/s。手术前后扫描方案相同。

1.3 图像分析 采用GE AW 4.5工作站进行图像后处理及定量分析。在3D-ASL及DSC-PWI图像中，于术侧大脑半球大脑中动脉供血区域中灌注改善最显著处放置球形ROI，体积为5 cm3，尽量避开脑室及病灶(图1)；于3D-ASL图像获得脑血流量(cerebral blood flow， CBF)，于DSC-PWI图像采用brain stat GVF后处理软件获得达峰时间(time to peak, TTP)值。以Integrated Registration软件对患者手术前后灌注参数进行校正配准，确保手术前后ROI放置于同一解剖位置。

1.4 随访 记录联合血管重建术前后患者的主要临床表现，评价术后患者主要症状，如头痛和缺血等有无改善。手术前后CBF值的差值 >1 ml/(100 g·min)、 TTP值差值>1 s为灌注改善。

1.5 统计学分析 采用SPSS 22.0统计分析软件。对计量资料行正态性检验，符合正态分布的资料以±s表示。采用配对样本t检验比较手术前后灌注参数的差异；采用Fisher精确概率检验比较手术前后临床症状、CBF和TTP改善率。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

术侧大脑半球大脑中动脉供血区域手术前后CBF分别为(41.40±11.36)ml/(100 g·min)和(54.10±16.69)ml/(100 g·min)，差异有统计学意义(t=-4.273，P<0.01)；手术前后TTP分别为(28.66±3.21)s和(26.44±3.93)s，差异有统计学意义(t=-2.936，P<0.01)。见图2。

术后16例患者症状改善，改善率为84.21%(16/19)；15例患者CBF改善，改善率为78.95%(15/19)；13例患者TTP改善，改善率为68.42%(13/19)；上述三项改善率比较差异无统计学意义(P=0.625)。

3 讨论

联合血管重建术是提高烟雾病患者脑组织血流灌注的有效手段，并可降低发生脑梗死和认知功能障碍的风险[6]。一项包括57个研究的Meta分析[7]观察了1 322例接受血管重建术的烟雾病患者，其中51.2%的患者术后症状消失，35.5%的患者术后症状改善。本组术后患者症状改善率为84.21%(16/19)，与以上结果相似。

图1 患者男，44岁，ROI放置示意图 A、B.分别为轴位和冠状位ASL-CBF图，术前于右侧大脑中动脉供血区域放置ROI； C、D.分别为轴位和冠状位ASL-CBF图，术后于右侧大脑中动脉供血区域放置ROI 图2 患儿女，8岁，手术前后PWI A、B.术前(A)和术后(B)ASL-CBF图像显示术后CBF升高； C、D.术前(C)和术后(D)DSC-TTP图像显示术后TTP降低

单侧大脑半球颞浅动脉—大脑中动脉搭桥术、颞肌敷贴联合血管重建术后2～3个月可形成侧支血管，因此本研究选择术后3个月复查PWI。本组结果表明，术后术侧大脑半球大脑中动脉供血区域CBF和TTP均较术前有明显改善(P均<0.01)。

Dai等[8-9]对烟雾病患者分别于手术前后行CT灌注成像和DSC-PWI，发现反映烟雾病血管重建术前后脑血流灌注最有意义的参数为TTP。本研究中，术后TTP较术前明显缩短(t=-2.936，P<0.01)，且术后TTP缩短>1 s的患者的临床主要症状均因手术而得到改善。由于存在血脑屏障，DSC-PWI反映脑组织微循环灌注的改变。烟雾病患者脑内存在扩张的小动脉、丰富的代偿新生烟雾血管及侧支循环，因此TTP时间延长；而血管重建术1个月后，烟雾代偿血管出现不同程度消退[10-11]，因此术后TTP较术前缩短。

ASL成像中，首先在标记层面对动脉血液内的水分子进行标记，再于被标记的水分子进入脑实质前后进行2次图像采集，经软件后处理获得CBF分布图[12-13]。ASL是以动脉血液内被标记的氢原子核作为内源性标记物，反映血流灌注情况，不受血脑屏障的影响。本研究中，手术前后术侧大脑中动脉供血区CBF差异有统计学意义(t=-4.273，P<0.01)，且CBF改善率、症状改善率及TTP的改善率差异无统计学意义(P=0.625)。唐小平等[14]发现ASL可用于术前评估烟雾病患者脑灌注情况。Jiang等[15]于1年内对12名认知正常的志愿者行4次ASL成像，结果显示ASL具有良好的一致性和可重复性。采用ASL技术获得的CBF值受成像参数标记延迟时间的影响。Wang等[16]研究发现标记延迟时间为2 025 ms时，ASL获得的CBF与CT灌注成像获得的CBF一致性最好，因此本研究中标记延迟时间设置为2 025 ms。

本研究的局限性：样本量较小，术后症状未改善的患者较少；灌注参数测量时的ROI为手动选取，存在一定偏倚，可能影响测量结果的准确性。

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[1] Kronenburg A, Braun KP, van der Zwan A, et al. Recent advances in moyamoya disease: Pathophysiology and treatment. Curr Neurol Neurosci Rep, 2014,14(1):423.

[2] Mesiwala AH, Sviri G, Fatemi N, et al. Long-term outcome of superficial temporal artery-middle cerebral artery bypass for patients with moyamoya disease in the US. Neurosurg focus, 2008,24(2):E15.

[3] McDonald RJ, McDonald JS, Kallmes DF, et al. Intracranial gadolinium deposition after contrast-enhanced MR imaging. Radiology, 2015,275(3):772-782.

[4] 朱文杰,张顺,张水霞,等.三维动脉自旋标记与动态磁敏感对比灌注加权成像评估成年烟雾病患者脑血流动力学的对比研究.中华放射学杂志,2017,51(2):86-90.

[5] Fukui M. Guidelines for the diagnosis and treatment of spontaneous occlusion of the circle of Willis ('moyamoya' disease). Research Committee on Spontaneous Occlusion of the Circle of Willis (Moyamoya Disease) of the Ministry of Health and Welfare, Japan. Clin Neurol Neurosurg, 1997,99(Suppl 2):S238-S240.

[6] Roach ES, Golomb MR, Adams R, et al. Management of stroke in infants and children: A scientific statement from a Special Writing Group of the American Heart Association Stroke Council and the Council on Cardiovascular Disease in the Young. Stroke, 2008,39(9):2644-2691.

[7] Fung LW, Thompson D, Ganesan V. Revascularisation surgery for paediatric moyamoya: A review of the literature. Child's Nerv Syst, 2005,21(5):358-364.

[8] Dai DW, Zhao WY, Zhang YW, et al. Role of CT perfusion imaging in evaluating the effects of multiple burr hole surgery on adult ischemic Moyamoya disease. Neuroradiology, 2013,55(12):1431-1438.

[9] Lee SK, Kim DI, Jeong EK, et al. Postoperative evaluation of moyamoya disease with perfusion-weighted MR imaging: Initial experience. AJNR Am J Neuroradiol, 2003,24(4):741-747.

[10] Yun TJ, Cheon JE, Na DG, et al. Childhood moyamoya disease: Quantitative evaluation of perfusion MR imaging—correlation with clinical outcome after revascularization surgery. Radiology, 2009,251(1):216-223.

[11] Houkin K, Nakayama N, Kuroda S, et al. How does angiogenesis develop in pediatric moyamoya disease after surgery? A prospective study with MR angiography. Child's Nerv Syst, 2004,20(10):734-741.

[12] Wu WC, Fernandez-Seara M, Detre JA, et al. A theoretical and experimental investigation of the tagging efficiency of pseudocontinuous arterial spin labeling. Magn Reson Med, 2007,58(5):1020-1027.

[13] Wong EC. An introduction to ASL labeling techniques. J Magn Resonan Imaging, 2014,40(1):1-10.

[14] 唐小平,余期云,王志强,等.3.0T高分辨率磁共振血管壁成像及伪连续式动脉自旋标记技术在单侧烟雾病中的应用.中国医学影像技术,2016,32(3):348-352.

[15] Jiang L, Kim M, Chodkowski B, et al. Reliability and reproducibility of perfusion MRI in cognitively normal subjects. Magne Resonan Imaging, 2010,28(9):1283-1289.

[16] Wang R, Yu S, Alger JR, et al. Multi-delay arterial spin labeling perfusion MRI in moyamoya disease—comparison with CT perfusion imaging. Eur Radiol, 2014,24(5):1135-1144.