MRA及3D-ASL评价大脑后动脉类型与早期后循环灌注的关系

张博伦 黄雯暄 韩 璐 张惠英 李 晖 胡晓航

华北理工大学附属医院影像科 河北唐山 063000

大脑后动脉是后循环中重要的组成部分，是后部脑组织(约占全脑五分之二)血液供应的主要来源[1]，其发育变异的情况在临床工作中并不少见。临床工作中发现与前循环灌注相比，后循环灌注区早期灌注情况多变，常需与脑梗死相鉴别。本研究于2019年5月～11月应用3.0T磁共振血管成像(MRA)技术及三维动脉自旋标记(3D-ASL)技术探讨双侧大脑后动脉类型与早期后循环灌注的关系。

1 资料与方法

1.1研究对象 本研究共纳入135名健康受试志愿者， 男66名，女69名，平均年龄(47±7.9)岁。纳入标准：①既往无脑血管病病史且血压、血糖、血脂均在正常范围，②磁共振常规序列显示脑及脑血管无异常，③查体神经系统体征均为阴性，④右利手，⑤图像显示清晰。对135名健康受试者将检查须知逐一讲解，在其了解检查过程及检查目的后再行签署知情同意书。

1.2MRI检查 采用Philips3.0T MRI扫描仪，8通道头部相控线圈。所有患者均行常规MRI(含T1WI、T2WI、T2FLAIR)、血管三维成像(3D-TOF)及3D-ASL检查，扫描参数：T1WI：TR=1900ms，TE=18ms。T2WI：TR=4000ms，TE=110ms。T1FLAIR：TI=2500ms，TR=9000ms，TE=120ms。3D-TOF：三维时间飞跃成像(3D TOF)法：TR=19ms，TE=3ms，层厚1.3mm，层间距0.7mm。3D-ASL：TE=12ms，TR=4800ms，层厚6mm，层间距0mm。PLD=2500ms。应用上述扫描方式均从颅底覆盖至颅顶。

1.3图像及处理分析 所有影像学资料均由两位经验丰富的磁共振医师进行评价和测量。后循环脑血管类型的评价首先观察MRA三维重建后所得到的图像，可疑处需借鉴MRA原始图像;3D-ASL观察采用“伪彩图”图像模式。

观察指标及处理分析：根据MRA判断大脑后动脉类型，并记录是单侧或是双侧，进而将MRA分析结果分为单侧变异型、双侧变异型、双侧发育正常型三组；之后对3D-ASL“伪彩图”图像进行后循环血流灌注的定量测量，用脑血流量(CBF)值表示；测量区域选择近眼球中央层面中部分小脑以及部分枕叶，感兴趣区域(ROI)面积选取400mm2，观察项目：①单侧胚胎型组比较左、右两侧后循环灌注区分别在早期、晚期灌注程度的关系。②双侧胚胎型组比较左、右两侧分别在早期、晚期后循环灌注程度的关系以及比较早期、晚期双侧后循环灌注程度的关系。③双侧发育正常组比较左、右两侧分别在早期、晚期后循环灌注程度的关系以及比较早期、晚期双侧后循环灌注程度的关系。

2 结果

2.1单侧胚胎型组 共19名，发育变异侧早期后循环灌注平均值为(31.96±3.83)，发育正常侧为(17.76±3.29)，二者比较差异有统计学意义(P<0.05)；发育变异侧晚期后循环灌注平均值为(32.23±3.12)，发育正常侧为(31.47±3.16)，二者比较差异无统计学意义(P>0.0)。见图1～3、表1。

图1 图2 图3注：图1提示MRA观察到右侧胚胎型大脑后动脉，左侧发育正常大脑后动脉；图2提示3D-ASL在PLD=1500ms时(早期)左侧部分枕叶、部分小脑半球灌注较对侧低；图3提示3D-ASL在PLD=2500ms时(晚期)左侧部分枕叶、部分小脑半球低灌注区灌注较前增高，与对侧相近。

表1 19名单侧胚胎型两侧后循环灌注区CBF值比较

2.2双侧胚胎型组 共11名，左侧早期后循环灌注平均值为(31.51±3.35)，右侧为(30.94±3.21)，二者比较差异无统计学意义(P>0.05)；左侧晚期后循环灌注平均值为(32.70±3.2)，右侧为(32.06±4.09)，二者比较差异无统计学意义(P>0.05)。双侧早期后循环灌注平均值为(31.22±2.19)，晚期后循环灌注平均值为(32.39±2.54)，二者比较差异无统计学意义(P>0.05)。见图4～6、表2～3。

图4 图5 图6注：图4提示MRA观察到双侧胚胎型大脑后动脉；图5提示3D-ASL在PLD=1500ms时(早期)两侧后循环灌注区灌注程度相当；图6提示3D-ASL在PLD=2500ms时(晚期)两侧后循环灌注区灌注程度仍相当。

表2 11名双侧胚胎型两侧后循环灌注区CBF值比较

表3 不同发育类型后循环灌注区早期与晚期CBF值比较

2.3双侧正常发育型组 共105名，早期后循环灌注左侧平均值为(18.83±3.57)，右侧为(19.59±3.95)，二者比较差异无统计学意义(P>0.05)；晚期后循环灌注左侧平均值为(30.62±3.21)，右侧为(31.01±3.52)，二者比较差异无统计学意义(P>0.05)。早期双侧后循环灌注平均值为(19.20±2.59)，晚期为(30.81±3.60)，二者比较差异有统计学意义(P<0.05)。见图7～9、表4。

图7 图8 图9注：图7提示MRA观察到双侧大脑后动脉发育正常；图8提示3D-ASL在PLD=1500ms时(早期)两侧后循环灌注区灌注程度较低；图9提示3D-ASL在PLD=2500ms时(晚期)两侧后循环灌注区灌注程度较前升高。

表4 发育正常型两侧后循环灌注区CBF值比较

双侧胚胎型组早期后循环灌注平均值为(31.22±2.19)，双侧发育正常型为(19.20±2.59)，两组比较差异有统计学意义(P<0.05)；双侧胚胎型组晚期后循环灌注平均值为(32.39±2.54)，双侧发育正常型为(30.81±3.60)，两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。见表5。

表5 不同发育类型后循环灌注区CBF值比较

3 讨论

椎基底动脉系是颅内循环的重要组成部分，主要为颅内后部脑组织提供血液，比重约占全脑30%(小脑13%、枕叶11%、脑干3%、部分间脑3%)，故又称其“后循环”。 在正常发育情况下，椎基底动脉系中两条椎动脉汇成基底动脉发出两条粗细均匀的大脑后动脉。临床工作中有时不能观察到大脑后动脉的P1段，同侧的颈内动脉会“伸出援手”通过后交通动脉向后参与供血，针对这一现象我们可以将之视为发育变异，即“胚胎型大脑后动脉”[2-4]。临床主要利用影像学检查来获取颅内血管和脑组织的情况，当今其种类越来越广泛，所提供的信息也越加丰富，形态学检查已经不能完全满足临床的需要，功能学检查的作用尤为重要，3D-ASL以无创、无辐射的方式获取组织的灌注信息，在保证检查准确性的同时能够最大程度上减少对患者的伤害[5]，与MRA的联合应用不仅可以观察脑血管的形态，也可以了解脑组织的灌注，二者相互补充提供更多的信息。

3D-ASL技术所得到的灌注量化值可随着标记后延迟时间(PLD)[6-7]的不同而呈现不同的结果，所谓标记后延迟时间指的是血液从颈部进行标记到其进入脑组织后进行采集的时间间隔，同一患者在不同PLD所得到的3D-ASL灌注图像所代表的含义不同，进而所得到的灌注值也很可能不同[8]。PLD对灌注结果的影响也反映了3D-ASL灌注成像的一个特点：短的PLD反映的是灌注行为即灌注责任血管的状况，而长的PLD更能反映灌注的真实结果[9]。

在临床工作中，我们可能会遇到单侧或双侧后循环灌注区在早期(PLD=1500ms)时3D-ASL图像显示为低灌注，而到了晚期(PLD=2500ms)时低灌注区恢复为“正常”灌注的现象(图2～3，图8～9)，很多医生会根据初步经验结合前文所叙述的PLD应用的知识进行判断，认为此类患者可能存在单侧或双侧后循环早期灌注不良而后期代偿。然而，随着临床工作经验的积累，发现这种现象似乎并不罕见，MRA检查提示此类患者绝大多数后循环大血管并不存在明显的狭窄，而两侧早期后循环灌注程度不对称的患者基本存在一侧胚胎型大脑后动脉，这些现象就提示我们早期后循环低灌注很可能不存在责任血管的病变，而是其他原因使然。

本研究结果表明，早期双侧后循环灌注较低的受检者为后循环大血管发育正常者；出现单侧早期后循环低灌注的受检者往往存在对侧后循环大血管发育变异，即胚胎型大脑后动脉；双侧早期与晚期后循环灌注无明显变化的情况往往左右均存在发育变异。此外，本次所有受检者左右两侧晚期后循环灌注均无明显差异。我们在3D-ASL的应用中，可能会过于盲目的信任PLD，而忽略了另一个重要的指标—动脉通过时间(ATT)，指动脉血从标记层面开始到注入颅内ROI所用的时间[10]。当PLD与ATT越相近，最终得到的CBF值就越接近真实水平；当PLD比ATT小时，起初标记层面的水分子尚没有进到观测的目标部位，故得到的CBF值将比真实值偏小，反之亦然，在PLD比ATT大的情况下，起初标记过的水分子效能降低外加流出ROI，综合因素导致最终采集到的信号较低，测量得出的CBF值同样很可能比想要得到的结果偏小[11]。我们之所以观察到一侧或两侧后循环早期灌注程度低，可能就是由于该区域的ATT较其他区域长所致，马强等[12]提出，前、后循环的血流动力学并不一致，前者要明显快于后者，这一观点或许是出现本研究早期灌注不对称的主要原因。正是由于早期前循环灌注区的“高”灌注而让我们产生后循环灌注“低”的错觉，而胚胎型大脑后动脉的存在就像是一个“桥梁”将前循环与后循环相通，在相对短的时间内将前循环的血液分流输送到后循环灌注区，导致后循环变异侧的ATT与前循环相近，进而在早期灌注程度较发育正常侧高。

在临床工作中，我们可能会过度评价早期后循环低灌注的情况，怀疑其后循环血管状况存在异常，在MRA提示未见明显狭窄的情况下，应建议患者做进一步检查排除脑梗死。

综上所述，3D-ASL与MRA的联合应用有利于评价早期后循环的灌注情况，不同大脑后动脉类型对早期后循环灌注有影响，对于早期后循环低灌注患者应综合考虑进行判断，进而指导临床选择正确在治疗方案。