3D－ASL動脈自旋標記灌注技術及MRA聯合應用在腦缺血疾病影像診斷價值

初國新，衣 闖，方 昊，毛海英，梁 妍 ，陳志仁

（吉林省人民醫院 放射線科，吉林 長春130021）

近年來MR出現無造影劑灌注－動脈自選標記技術（ASL），為灌注開拓了新的技術。ASL技術是利用動脈血中水的氫質子作為內源性示蹤劑，在掃描平面血液來源區域對氫質子進行反轉標記，被標記的氫質子在掃描區引起局部組織的縱向弛豫Tl發生變化，得到反轉氫質子標記圖像。并且標記的氫質子流量與腦的灌注是成比例的，從而獲得灌注加權的圖像，即腦血流量（CBF）圖［1］。本文主要探討ASL技術與MRA結合對缺血性腦血管病的影像診斷，通過缺血區域與責任動脈是否一致評價，為進一步介入治療改善血流灌注做前期研究。

1 資料與方法

1.1 一般資料 健康志愿者13名，男8名，女5名，年齡31－82歲，平均52歲。入選標準：無臨床腦血管疾病的臨床表現，神經科查體無陽性體征，且簽定知情同意書者。收集我院2011年12月－2012年3月105例患者，臨床表現為慢性頸內動脈系統缺血癥狀及梗死的患者71例，椎基底基底動脈供血不足及梗死患者19例，不明原因頭暈15例。使用3.0TMR成像系統對患者除行常規平掃及DWI外，還行3D－ASL掃描及MRA。排除標準：CT掃描示顱內出血，MRI檢查不配合者，MRI提示腔隙性腦梗死不被納入腦梗死病例中（直徑小于5mm病灶，同側少于3處）。

1.2 MR檢查序列及參數 使用GE MR750 3.0 T磁共振成像系統，標準的8通道頭線圈。對每位受試者在T1WI、T2WI、DWI后行ASL及 MRA掃描。3D－ASL掃描采用FSE信號讀取方式，帶寬62.5，頻率編碼Freq 512，相位編碼 Thase 8，延遲時間 delay time 1520，Matrix 512X8，Flip angle 155。層數36，層厚4mm，平均掃描時間3分18秒。將軸位ASL的定位于顱底至頂葉大腦半球腦實質區域。

1.3 圖像的獲得、處理及數據的計算與分析 通過MR750磁共振工作站應用軟件分析 灌注數據，自動生成彩色圖像，由紅色至深藍表示，紅色代表高灌注，藍色代表低灌注。可對感興趣區（ROI）計算相對血流rCBF。由兩位有副高以上神經放射科醫師及一名副高以上神經內科醫師觀測rCBF圖，評價臨床癥狀與低灌注區的相關性，低灌注區的rCBF值，rCBF值與缺血程度相關性，缺血區與責任血管狹窄程度與缺血程度的相關性，同時關注狹窄范圍、程度與神經介入治療的潛在可行性。自身比較健側與患側ROI，兩側ROI面積盡量一致，位置對稱，以百分數表示差異程度。

2 結果

ASL技術可發現腦低灌注區，同時評估灌注降低程度、范圍、位置，相關責任血管。MRA檢查責任血管的狹窄程度、范圍，及介入治療潛在可能性。71例頸內動脈系統缺血性腦血管病患者中，26例臨床診斷為短暫性腦缺血發作（TIA），余下45例為腦梗死（通常面積大于100平方毫米，小于25平方毫米三處以上）。椎動脈系統TIA 9例，腦梗死10例。MRA血管狹窄與ASL低灌注區一致者73例，有17例不一致。經統計學分析表明MRA檢查與ASL灌注檢查具有一致性，見表1，2。

表1 病人發病系統部位與疾病診斷病例數

3 討論

3D－ASL和以往ASL比較，實現了全腦灌注成像，采集信號的速度、質量明顯提高，信號定位準確，可發現顱底腦組織至大腦頂葉皮層異常灌注區，為全腦組織灌注提供全面信息。TIA及腦梗死病例中73例MRA與ASL的位置、缺陷程度是一致的。在本研究者有7例病例中MR平掃、DWI均為正常情況下ASL表現為低灌注，病人多次發病，臨床表現為一側肢體活動障礙，與大腦低灌注區即責任區基本一致。以上病例研究表明ASL對異常腦血流早期發現提供幫助，可以為腦梗死早期干預治療、減少致殘率奠定基礎。不一致的病例中，TIA病例灌注與MRA不一致原通常為MRA可見血管狹窄，但ASL灌注表現正常；腦梗死病例不一致的原因通常為灌注區域明顯大于腦梗死區。有類似研究報道應用DWI和ASL聯合診斷缺血性腦血管病，檢出的陽性率如下：DWI對急性及亞急性腦梗死的檢出率為100%，對TIA的檢出率為0%；ASL對急性及亞急性腦梗死的檢出率為100%，對TIA的檢出率為75%［2］。該研究同樣支持上述觀點。

在ASL檢查中，延遲時間（DT delay time）參數是值得關注的，本研究中延遲時間參數為1520。研究過程中發現如果縮短DT，同一病例將會出現低灌注區相對擴大、灌注減低程度放大現象，如果延長DT，低灌注區將會相對縮小、灌注減低程度縮小。在年齡偏大，病史長，腦梗死范圍較大的病例中表現尤為明顯。通過分析發現，ASL技術是利用動脈血中水的氫質子作為內源性示蹤劑，在掃描平面血液來源區域對氫質子進行反轉標記，被標記的氫質子在掃描區引起局部組織的縱向弛豫Tl發生變化，得到反轉氫質子標記圖像。從而獲得灌注加權的圖像，即相對腦血流量（rCBF）圖。縱向弛豫Tl發生變化信號很小，因此動脈自旋標記技術的信噪比（signal－to－noise ratio，SNR）很小，需要進行多次采集，使信號平均，來增加SNR，才可以得到較為滿意的ASL圖像［3］。由于縮短DT將會使反轉質子灌注范圍及程度減低，因此會擴大低灌注區。相反如果DT過度延長，會使灌注范圍及程度加大，低灌注區將被一定程度縮小。雖然數據會有所改變，但不會從根本上改變低灌注區。

本研究在此基礎上增加MRA對相應低灌注區動脈血管的評價，可提高因血管狹窄造成供血不足的病因檢出，二者聯合應用提高了檢查的特異性及敏感性，為決定是否采取介入治療奠定堅實的影像學基礎［4，5］。但在本研究結束前，未追蹤到因血管狹窄進行介入治療的病例，來反過來驗證責任血管與灌注減低區的關系，成為本研究中的遺憾。

同時需要注意的是ASL測定的腦血流量為相對腦血流量（rCBF），并非真正的 CBF，rCBF為ASL多次采集信號并通過加權計算得到的數據，不是對外源性造影劑分布過程直接的的測定，這是由ASL的原理決定的，因此在對血流量分析時一定要考慮rCBF數據的取得原理及過程［6］。

隨著對ASL技術研究的深入，能否對TIA前血流異常提供幫助，可作為將來的研究方向，探索更詳細的腦血流變化過程，為腦缺血疾病的深入研究奠定基礎［7］。同時ASL具有不需要對比劑、無創安全、成本低、檢查可重復性強等諸多獨特的優點，后期圖像處理簡單。隨著造影劑的副作用越來越被人們重視，無造影劑檢查必然會得到進一步研究及開展。且MRI軟硬件的快速發展和技術理論基礎的日益完善，例如超高場強MRI掃描儀的應用，使更新的ASL技術灌注成像有著更為廣闊的發展空間。

［1］Calamante F，Thomas DL，Pell GS，et al.Measuring cerebralblood flow using magnetic resonance imaging techniques［J］.J Cerebral Blood Flow Metab，1999，19：701.

［2］Grandin CB；Bol A；Smith AM Absolute CBF and CBV measurements by MRI bolus tracking before and after acetazolamide challenge：repeatabilily and comparison with PET in humans［J］.2005，2：4886.

［3］Detre JA，Alsop DC，Vives LR，et al.Noninvasive MRI evaluationof cerebral blood flow in cerebrovascular disease［J］.Neurology，1998，50：633.

［4］高培毅，林 燕.腦梗死前期腦局部低灌注的CT灌注成像表現及分期［J］.中華放射學雜志，2003，10：1005.

［5］盧 潔，李坤成，張 苗.MR動脈血質子自旋標記與波譜成像在頸內動脈系統狹窄或閉塞的應用研究［J］.臨床放射學雜志，28，27（2）：171.

［6］Cha S，Knopp E，Johnson G，et al.Intracranial mass lesions：dynamic contrast enhanced susceptibility－weighted echo－planar perfusion MR imaging［J］.Radiology，2002，223：11.

［7］Wolf RL，Wang JJ，Wang SM，et al.Grading of CNS neoplasms using continuous arterial spin labeled perfusion MR imaging at 3 tesla［J］.J Magn Reson Imaging，2005，22：475.