动脉自旋标记灌注成像在缺血性卒中中的应用

黎丽，周懿君，孟志华

缺血性卒中是由于急性脑血管栓塞、脑血栓形成或动脉夹层等导致的相应供血流域内脑组织缺血、缺氧直至脑坏死的总称。卒中包括缺血性和出血性两大类，其中缺血性卒中占80%左右。由于个体代偿水平不同，同一大血管狭窄或闭塞所导致缺血性脑梗死的大小、形态截然不同；由于缺血性卒中同时累及循环系统和神经系统两大系统，二者间相互影响使得缺血性卒中的临床表现变得更加复杂，给缺血性卒中的治疗带来很大挑战。同时还必须注意缺血性卒中和出血性卒中在治疗过程中可能相互转化，临床须根据病情变化及时调整治疗方案。影像学评估是制订临床治疗方案的重要客观依据。近年来各个磁共振厂商都推出了ASL灌注成像解决方案，该技术为卒中诊断和评估提供了重要的功能影像信息，因此，ASL全脑无创容积灌注解决方案在缺血性卒中中的应用越来越引起影像科医师及临床医师的重视。笔者结合自己的经验探讨ASL灌注成像在缺血性卒中诊断、鉴别诊断及治疗评估中的临床价值。

1 脑血管狭窄后灌注代偿评估

在ASL成像过程中选择长短不同的标记后延迟时间（post label delay，PLD）进行扫描时既可以敏感地发现由于血管狭窄所导致的灌注行为异常，也能通过对比两个不同的PLD灌注差别来评价侧支循环代偿水平，这些对于卒中的预防以及确定下一步的治疗方案有重要的指导意义[1]。对于一些有反复TIA或TIA持续时间长的患者，很可能存在潜在大血管病变如大动脉狭窄或闭塞，进行ASL评价能更准确地评价原因和提供早期干预治疗的影像学依据。在进行ASL灌注成像研究中PLD的选择非常重要，既是临床工作的切入点，也代表着不同的临床目的。慢性脑血管病强烈推荐进行一长一短两个不同的PLD扫描，这对于敏感地发现潜在大血管病变、评价侧支循环代偿水平都至关重要（图1）。常规推荐PLD 1.5 s和PLD 2.5 s，尽管有些患者代偿更差可能需要到3.0 s才有可能代偿（图2），但笔者不建议常规采用如此长的PLD，因为长的PLD会导致部分标记的血液弛豫，从而导致ASL灌注成像的信噪比有所降低。

图1 不同PLD的ASL扫描明确血管狭窄后灌注代偿水平

图2 不同PLD的ASL灌注成像评估血管狭窄后灌注代偿水平

2 卒中诊断与鉴别诊断

ASL灌注成像也能帮助明确是否为缺血性卒中，这对于制订正确的治疗方案非常重要。有很多假性卒中（mimic stroke）的临床表现酷似缺血性卒中，如果只根据CT检查排除出血便进行溶栓治疗，会导致很多非卒中患者接受不必要的治疗且可能导致出血等并发症。缺血性卒中在进行ASL扫描时会表现为明确的低灌注，而一些以卒中发作为主的病变如线粒体脑肌病、脑炎或癫痫等通常可以表现为高灌注，因此，通过ASL灌注成像可以排除假性卒中而避免不正确的治疗[2]。ASL灌注成像采用的是内源性示踪剂即动脉血中的水分子，因为水分子分子量较小，可以自由通过血脑屏障，这使得ASL灌注成像较采用外源性对比剂的动态磁敏感对比灌注成像，能更敏感地显示线粒体脑肌病、脑炎等所导致的高灌注（图3），因为线粒体脑肌病、脑炎等通常都伴有一定程度的血脑屏障破坏，此时采用外源性示踪剂可能会低估实际的灌注水平。

图3 ASL灌注成像提示病变呈高灌注改变有助于排除缺血性卒中

3 ASL有助于区分大、小血管病变

在CT或MR检查过程中都会经常发现病变大小＜2 cm的新鲜或陈旧梗死病灶，这些病灶从形态学定义上通常被诊断为腔隙性脑梗死或腔隙灶。当做出腔隙性脑梗死的诊断时，意味着梗死是由于相应供血区域细小血管自身的闭塞所导致的小血管病变。但事实上很多在CT或MR上所见到的“腔隙性脑梗死”，并不都是由于局部穿支动脉自身的闭塞所致，而有可能是由于这些穿支动脉的载体动脉粥样硬化导致相应穿支动脉口狭窄或闭塞所致。换言之，影像学上所显示的“腔隙性脑梗死”并非是真正的小血管病变，像这种由于载体动脉本身粥样硬化导致穿支动脉口狭窄或闭塞者，尽管在形态学上表现为“腔隙性脑梗死”，但其责任血管却是大血管病变[3]。区分大、小血管病变在临床治疗上具有重要的临床意义。小血管病变在病理上是源于血管壁玻璃样变或纤维素样坏死，而大血管病变在病理上则是动脉粥样硬化所致。病理改变不同，治疗的药物也不同。临床上很多时候因为不能准确区分这两种不同性质的病变而不能及时采用正确的治疗方法，同时也可能做出不同的远期预后评估，特别是对于源于载体动脉粥样硬化的病例如果不能做出及时正确的诊断和治疗，可能会导致更高的卒中复发率和病情加重率。在ASL灌注成像大、小血管病变的灌注表现不同：大血管病变表现为相应血管流域成片的低灌注改变，而小血管病变则表现为相应血管对应区域局灶性低灌注改变。在很多大血管病变如一侧大脑中动脉狭窄时，可能通过各级侧支循环代偿而不出现梗死；或仅在那些无法完全代偿的区域如深部穿支动脉区域出现“腔隙性脑梗死”，也可能这些导致大血管狭窄的粥样硬化斑块堵塞了某些穿支动脉口而表现为“腔隙性脑梗死”，但在ASL灌注成像特别是选择相对短的PLD时，这些大血管病变所导致的灌注行为异常，如侧支循环血流速度慢、血流路径长等可以敏感地表现为该血管流域范围内的片状低灌注，在长的PLD可以显示大部分区域可以代偿。通过这种不同PLD的ASL灌注成像可以非常敏感地发现大血管问题，避免仅根据形态学上的“腔隙性脑梗死”表现而盲目地诊断为小血管病变（图4～图5）。对下一步的治疗及卒中一级、二级预防都至关重要。

图4 ASL灌注成像有助于鉴别大、小血管病变

图5 ASL灌注成像有助于鉴别大、小血管病变

4 ASL有助于缺血性卒中精准治疗

由于缺血性卒中同时累及循环系统和神经系统两大系统，且属于急性脑血管事件，这使得缺血性卒中的治疗极为复杂，同时因为起病急，使得更多的临床治疗更多关注在早期溶栓方面。的确“时间就是大脑”，早期的溶栓可以改善缺血性卒中的转归和预后，但事实上在缺血性卒中的整个治疗过程中都涉及精准诊断、精准治疗问题。如何预防缺血性卒中治疗过程中的出血转化？如何判断溶栓是否有效？如何制订更精准的进一步治疗方案？精准治疗必须建立在精准评价基础之上，在这个评价体系中ASL灌注成像具有重要的临床价值。

4.1 精准评估梗死后高灌注 缺血性卒中经过及时治疗后梗死区域会出现血管再通并表现为高灌注（图6）。ASL灌注成像表现为高灌注提示病变区域小动脉平滑肌麻痹，意味着局部区域脑血流自身调节功能受损或丧失。如果明确高灌注出现则提示临床需要停止进一步的溶栓、抗凝等治疗，因为梗死区域再通的血管都存在不同程度的损伤，如果再通后继续扩容、抗凝或溶栓则极易转化为出血。缺血性卒中如果一旦发生出血转化则致死、致残率明显提高。在评价缺血后再灌注方面ASL灌注成像明显优于传统的动态磁敏感对比灌注成像，这是因为动态磁敏感对比灌注成像依赖于血脑屏障的完整，而缺血后再灌注区域由于缺血导致血管壁损伤，其血脑屏障都会存在不同程度的损伤，因此采用动态磁敏感对比灌注成像常常会低估再灌注的存在，不利于缺血性卒中的精准治疗。另一方面，ASL利用内源性示踪剂，无须引入外源性对比剂，对已发生缺血性卒中的患者更安全、可行[4]。

图6 ASL灌注成像明确治疗中高灌注改变

4.2 特殊人群卒中诊断与评估 传统概念里缺血性卒中通常发生于老年人，但实际上青少年卒中也不少见。青少年卒中需要鉴别诊断的考虑因素更多，此时ASL灌注成像可以得到缺血性卒中的直接征象，在鉴别诊断中具有特别意义（图7）。很多青少年病例虽然以卒中症状就诊，但考虑到年龄因素，通常临床诊断中更倾向于脑炎或脑病等诊断。通过ASL灌注成像能做出明确的缺血性卒中诊断，这对于准确、及时的临床治疗至关重要。

图7 ASL灌注有助于明确儿童缺血性卒中诊断

4.3 精准评估侧支循环 精准显示侧支循环对判断预后转归、疗效以及进一步的治疗都非常重要。如前所述，侧支循环存在的临床意义一定要结合出现的时间及治疗经过综合评估，早期出现的侧支循环往往提示可能有好的预后，而晚期的侧支循环或溶栓后仍然存在侧支循环则提示溶栓后闭塞血管未能成功融通（图8）。精准评价侧支循环对于缺血性卒中的精准治疗具有重要的指导价值。侧支循环的血流实际上是被标记的血液在ASL灌注成像时仍停留在大血管内，因此以往也被称为动脉穿行伪影，有些公司采用血流毁损梯度从而丧失了显示侧支循环的能力，在最新的国际共识中不建议推行这样的执行方案[5]。另外，对于发生于儿童时期的一些可以导致卒中的疾病如烟雾病等，3D ASL可以精准评价其侧支循环及灌注水平，对于预后评估、下一步治疗方案的制订都至关重要。

图8 ASL灌注成像清晰显示梗死区侧支循环血管

4.4 精准预后评估 在缺血性卒中的发病初期进行ASL灌注成像可用于评价半暗带是否存在及大小[6]，这对于捕捉溶栓治疗时机至关重要；同时半暗带的存在及大小也是预后评估的重要依据。半暗带从病理生理学角度而言是指存在电衰竭但尚未达到膜衰竭的那部分脑组织。电衰竭与膜衰竭的临界血流值构成了半暗带的概念。这部分脑组织是存在于缺血性脑梗死灶周围无电兴奋性但仍存活的脑组织。对于这部分脑组织，如果经过恰当、及时的治疗相应区域血供有改善，可以避免从电衰竭向膜衰竭的恶化转变。但如果经过治疗后仍不能改善该区域内的血供状态，就可能导致这部分脑组织从电衰竭向膜衰竭的转化。从这个意义上讲ASL的灌注图和DWI的扩散受限灶存在着明显的不匹配时具有两个方面的寓意：其一提示半暗带的存在意味着有治疗的必要和机会；其二也预示着短期内有恶化的可能。所以，当发现存在着大的半暗带时在预后判断上应该充分考虑到半暗带恶化为进一步脑梗死的可能（图9）。

图9 ASL灌注成像低灌注区更准确的预后转归评估

ASL灌注成像具有更安全、简便易行的优点。ASL灌注成像采用水分子作为示踪剂，因此不受血脑屏障状态的影响，在缺血性卒中的评估中具有更明显的临床优势。缺血性卒中是致死、致残率特别高的一类疾病，在其诊断和治疗过程中只有实现了精准评估才能实现精准治疗。本文围绕ASL灌注成像在缺血性卒中中的几个应用方面进行了总结介绍，相信随着ASL技术的不断进步以及应用不断被深入和推广，ASL在缺血性卒中的诊治过程中会发挥越来越重要的临床价值。