MR灌注加权成像在急性脑梗死患者临床诊治中的应用研究

王盛磊 朱幼玲 唐敏

MR灌注加权成像(PWI)是一种反映组织微血管分布和血流灌注情况的MR功能成像技术，不仅可评估缺血性脑血管疾病缺血半暗带的范围及灌注情况，还可显示急性脑梗死患者侧支循环形成的程度，而良好的侧支循环能够改善急性脑梗死患者临床预后以及降低出血转化风险和远期卒中再发率[1-2]，并且对急性脑梗死的早期溶栓治疗及判断预后有指导作用。因此，了解急性脑梗死脑血流灌注变化情况是研究早期治疗的关键。笔者对MR PWI在急性脑梗死临床诊治中的研究进展综述如下。

1 动态磁敏感对比(dynamic susceptibility contrast，DSC)MR灌注技术的成像原理及应用

DSC采用T2 PWI序列，通过注射顺磁性对比剂(如钆喷酸)致血管内局部磁场不均匀，使T2 PWI信号强度降低，从而获得对比剂初次通过受检组织前、中、后的一系列动态原始图像，并通过脑血容量、脑血流量、平均通过时间和达峰时间等参数来反映兴趣区的血流动力学状况。由于脑血容量、脑血流量受MR设备、团注对比剂量以及速率、成像序列和参数等多方面的影响，因此，实际应用中多采用相对脑血容量和相对脑血流量，即兴趣区脑血容量与对侧脑组织脑血容量之比和兴趣区脑血流量与对侧脑组织脑血流量之比表示。

Astrup等[3]首先提出了缺血半暗带的概念，是指缺血核心区与其周围正常组织间的低灌注区内尚未发生不可逆性损害的脑组织。随着缺血时间的延长，缺血半暗带将会逐渐减少，最终变为梗死区[4]，若及时恢复缺血半暗带的血流则可能转化为正常灌注区[5]。因此，早期发现缺血半暗带至关重要。Kidwell等[6]认为，DSC MRI与扩散加权成像(DWI)的不匹配区域不仅包含了缺血半暗带，还包括了周围良性血供减少区，并且DWI高信号并不完全代表梗死核心，DWI异常区内也有少量缺血半暗带。因此，Heiss[7]提出，可将急性脑梗死分为梗死核心区、DWI异常区、灌注异常区、周围良性血供减少区。有研究发现，DSC不仅可定性确认缺血半暗带，还能定量判定缺血半暗带。当相对脑血容量下降至47%，相对脑血流量下降至37%时为缺血半暗带；当相对脑血容量下降至19%，相对脑血流量下降至12%时为不可逆缺血区[8]。

DSC能够用来评价急性脑梗死患者侧支循环的建立。Makri等[9]对46例6 h内发病的脑梗死患者的DSC MRI原始图像进行分析，结果表明，血管未再通患者急性灌注时的逆行侧支循环改善显著，DSC MRI可检测侧支血流的急性变化，评估软脑膜侧支循环情况，并可显示侧支循环的程度，模拟血管造影的动态变化。Kim等[10]分别采用半定量侧支分布图技术及DSA对136例发病6 h内的大脑中动脉或颈内动脉狭窄患者的侧支循环进行一致性评估，结果显示，DSC MRI与DSA有较好的一致性(Kappa=0.7)。Nael等[11]对39例颈内动脉或大脑中动脉闭塞患者进行研究，结果显示，与DSA相比，DSC MRI评估侧支循环的准确率高达94%。

2 动态对比增强(dynamic contrast-enhanced，DCE)MR灌注技术的成像原理及应用

DCE采用的是T1加权成像序列，为动态反映微血管渗出特性的功能性成像方法。该方法通过注射顺磁性对比剂(如钆喷酸)后，引起周围组织T1值缩短，动态扫描并显示对比剂进入血管并渗出至组织的情况，从而评价组织和病变的微循环。DCE MR灌注技术能够连续、动态收集对比剂进入血管内的不同时间段的影像特征，通过对图像进行后处理便可获得定性、半定量和定量参数，常用参数包括容量转运常数、速率常数、血管外细胞外间隙容量分数、血管间隙容积分数等。

DCE MRI可应用于颅内外等多系统疾病的检查，也可将其应用于动物模型及临床，对脑梗死的治疗及判断预后有重要作用。血-脑屏障破坏后可能引起脑梗死患者的二次损伤和出血性转化，因此，了解血-脑屏障的破坏程度对脑梗死的治疗及判断预后十分重要。Israeli等[12]对34例缺血性卒中患者进行研究，结果表明，DCE MRI对检测血-脑屏障的破坏程度具有较好的敏感度和空间分辨率，其可用于测量血-脑屏障破坏的体积。伊文思蓝外渗是评估血管渗透性改变的一个参考标准。Choi等[13]对13只大脑中动脉闭塞小鼠的研究结果显示，渗透参数(容量转运常数、血管间隙容积分数、血管外细胞外间隙容积分数)均与伊文思蓝外渗呈线性相关，其中容量转运常数与10 h后伊文思蓝外渗具有相关性(r=0.687，P<0.01)，可预测缺血性卒中小鼠10 h后的血-脑屏障的渗透性。动脉粥样硬化易损斑块的破裂是导致脑梗死患者在急性期加重的一个重要原因，评估微血管和斑块的易损性以及其他关键特征(如炎性反应、斑块内出血)对采取干预治疗和判断预后有重要作用。有研究表明，DCE MRI能够评估斑块在微血管中的变化、时间与心脑血管事件发生风险的关系以及干预治疗的有效性等[14]。DCE MRI不仅可预测缺血性脑损伤的功能预后，还可定量评估脑梗死患者侧支循环建立的程度。颅内动脉闭塞患者，由于侧支循环建立之初，侧支小血管尚未成熟，血管通透性高，根据DCE MRI原理推测，其容量转运常数也会增高。因此，检测容量转运常数可用于评估侧支循环。Chen等[15]对7例重度颅内动脉狭窄或闭塞患者进行回顾性分析，结果显示，通过容量转运常数增高的程度对侧支循环进行评估与DSA对其评估具有较好的一致性(Kappa=0.766，P<0.01)。

3 动脉自旋标记(arterial spin labeling，ASL)的成像原理及应用

ASL利用自体动脉血中的水分子作为内源性对比剂，并对血液中水分子进行标记和180°反转，无需注入对比剂，具安全、简单、无创的特点，在成像平面对标记反转信号和预先未标记反转信号进行分别采集，再对这两次采集的图像进行减影，即获得兴趣区的脑血流图。脑血流图反映了某时刻的脑血流量大小及分布，可评估血管灌注情况，从而指导临床。传统ASL可分为连续法和脉冲法。随着ASL技术的进步，目前还有伪连续法ASL、流速选择性ASL、选择性ASL等，扩宽了ASL的临床应用。

ASL也可判定缺血半暗带，但ASL与DSC MRI在评价缺血半暗带方面的一致性尚存在争议。Nael等[16]对41例急性脑梗死患者同时进行了ASL和DSC MRI检查，结果显示，低灌注水平分别为(214.0±93.0) ml、(157.5±75.0) ml，提示ASL可能会过度评估缺血半暗带。有多项研究表明，ASL与DSC MRI在评估血流灌注和缺血半暗带方面有较好的一致性[17-18]。ASL可对急性脑梗死患者的再灌注进行评估。Bivard等[19]收集了100例6 h内发病的急性缺血性卒中患者病例资料，ASL显示的高灌注组预示有较少缺血半暗带进展为脑梗死，提示高灌注与良好的预后相关。Yu等[20]对221例单侧大脑中动脉梗死患者进行研究，结果显示，梗死区域的ASL高灌注与出血转化有相关性(OR=3.5，95%CI：2.0～6.3，P<0.01)，并且除美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分、梗死体积及溶栓治疗效果的因素外，灌注是梗死后出血转化的独立危险因素。因此，ASL高灌注对脑梗死的作用还有待于进一步研究。

ASL能够通过图像中的动脉内穿行伪影(arterial transit artifact，ATA)评价脑梗死患者的侧支循环情况，且ASL可能比DSC MRI更加准确。由于在脑梗死区域脑动脉严重狭窄或闭塞后动脉内血流速度减慢，被标记的血液停滞于血管内，ATA是在脑血流伪彩图中出现的高灌注信号。de Havenon等[21]对38例急性脑梗死患者进行研究，通过对ASL图像中出现的ATA进行评分，随访结果显示，ATA的存在与出院时改良Ranin量表(MRS)评分的下降有关(OR=5.1，95%CI：1.2～22.1，P=0.03)。Zaharchuk等[22]对18例烟雾病患者进行研究，结果显示，ATA结合ASL灌注情况对判断循环建立的程度与DSA评价具一致性(Kappa=0.58，95%CI：0.52～0.64,P=0.0013)，其敏感度(83%)和特异度(82%)高，且无创伤性。Okazaki等[23]研究表明，ATA能够评估急性脑梗死溶栓后血管再通，也可用于选取溶栓未通患者实施机械取栓。Lyu等[24]利用2个标记后延迟量化侧支循环的方法测量41例大脑中动脉中、重度狭窄患者的脑血流量值，为量化侧支循环提供方法，并计算出逆向血流百分比，结果显示，与DSA计算的侧支循环的评分比较，二者存在明显的相关性(r=0.81，95%CI：0.56～0.92，P<0.01)。因此，ATA可作为脑梗死患者预测侧支循环的指标。

4 结语与展望

目前MR灌注成像技术方法多样，DSC MRI、DCE MRI和ASL分别从不同角度对急性脑梗死进行评估。前二者均需静脉团注对比剂，其中DSC MRI主要用于判断缺血半暗带和通过对原始图像进行处理后评价侧支循环，对于不能配合的患者有一定的局限性；DCE MRI是一种评价血-脑屏障完整性的成像技术，可用于评价脑梗死患者的出血转化及侧支循环的建立，但该技术目前在国内的临床应用较少；而广泛应用于临床的主要是ASL，无创、简单、可重复性为其优势，作为临床脑血流量的测量方法，不仅可判断缺血半暗带，还能评价侧支循环。随着技术的发展和研究的深入，MR灌注技术必将在缺血性脑血管疾病中发挥更重要的作用。