動脈質子自旋標記與動態磁敏感對比增強法灌注成像在評價腦缺血患者腦部微循環中的臨床對比應用*

李永麗, 閆峰山, 竇社偉, 連建敏, 徐俊玲, 王梅云

河南省人民醫院放射科 鄭州 450003

正確評價腦部微循環灌注對于了解腦部功能和代謝情況十分重要。測量腦血流量，以往的灌注成像主要是團注對比劑的動態磁敏感對比增強法灌注成像(dynamic susceptibility contrast-enhanced perfusion weighted imaging，DSC-PWI)。隨著磁共振成像技術的不斷發展，動脈質子自旋標記(arterial spin labeling，ASL)技術作為一種不用注射對比劑的新的灌注成像技術逐漸應用于臨床。作者比較了兩種灌注技術在評價腦缺血患者腦部微循環中的應用，評價兩種灌注技術的優缺點，為臨床更好地診斷和治療腦缺血提供更敏感、有效的方法。

1 對象與方法

1.1研究對象2012年2至5月在河南省人民醫院行MRA檢查，明確一側大腦中動脈明顯狹窄或閉塞的腦缺血患者25例，男15例，女10例，年齡32～76(40.0±18.5)歲，臨床癥狀主要有頭痛、頭暈、一側肢體無力、意識模糊等。

1.2MR檢查采用GE Discovery 750(GE-D750) 3.0T超導MR掃描機器，8通道線圈，所有患者均行常規MRA、MRI及ASL和DSC-PWI檢查。患者均對檢查方法知情同意。

MRA掃描參數：采用3D-TOF技術行MRA掃描，TR/TE=22 ms/2.6 ms，視野(FOV)22×19.4，帶寬：256×224。

常規MRI掃描參數：T1WI(TR/TE=1 750 ms/21.8 ms)，T2WI(TR/TE=3 958 ms/107.3 ms)，FLAIR(TR/TE/TI=8 400 ms/87.0 ms/2 100 ms)，擴散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)(TR/TE=6 000 ms/73.5 ms)。

ASL掃描參數：采用PC-ASL序列，TR/TE=4 632 ms/10.5 ms，TI=1 525.0 ms，采集次數1次，掃描時間4.29 s，層厚5 mm，層間距1.5 mm，FOV 24×24，矩陣512×8，激勵次數3次。

DSC-PWI掃描參數：采用GR-EPI序列，TR/TE=1 500 ms/19.2 ms，矩陣128×96，層厚5.0 mm，間隔1.5 mm，FOV 24×24, 激勵次數1次。采用對比劑首過法，高壓注射器經肘靜脈注射造影劑(釓噴酸葡胺)，劑量為0.3 mmol/kg，流速為3.5 mL/s，每個層面重復采集 50次，共1 320層，掃描時間為90 s。

1.3結果處理DSC-PWI采用GE-D750 GE后處理站灌注分析軟件計算出相對腦血流量(relative cerebral blood flow，rCBF)、相對腦血容量(relative cerebral blood volume，rCBV)、平均通過時間(mean transit time，MTT)及達峰時間(time to peak，TTP)。ASL采用GE-D750 GE后處理分析軟件生成CBF圖。

1.3.1 定性分析[1]根據ASL和DSC-PWI缺血區域腦灌注表現，ASL分成灌注不足、過度灌注和正常，DSC-PWI分成灌注不足、過度灌注、延遲灌注和正常。

1.3.2 定量分析 在ASL和DSC-PWI的CBF圖上顯示腦缺血的最大區域(即病變區域)與正常腦組織各取4個感興趣區(ROI)，ROI的大小、形狀完全一致；ASL與DSC-PWI所選擇興趣區的層面、位置完全一致。分別計算兩種方法得到的信號強度比(病變側/正常側)。ASL：信號強度比=CBF病變/CBF正常[2]，DSC-PWI：信號強度比=CBV病變×MTT病變/CBV正常×MTT正常[3]。

1.4統計學處理采用SAS 9.0處理數據，采用列聯系數比較ASL與DSC-PWI腦灌注定性結果之間的關系，采用配對樣本的t檢驗比較兩種方法所得信號強度的差異，檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1ASL與DSC-PWI腦灌注定性分析結果見圖1，表1。25例患者中，兩種技術檢查結果一致19例，符合率76.0%，不一致6例。

圖1 腦缺血患者灌注成像結果

上排：左側大腦中動脈閉塞患者(A1),DWI可見左側半卵圓中心高信號(B1)，ADC為低信號影(C1),提示：急性期腦梗死；ASL可見右側大腦半球CBF明顯降低(D1)；同一患者，DSC-PWI可見急性梗死區域，rCBF(E1)、rCBV(F1)異常低灌注，顯示范圍與 ASL基本一致，左側半卵圓中心MTT(G1)、TTP(H1)明顯延長。下排：左側大腦中動脈閉塞患者(A2),DWI可見左側半卵圓中心高信號(B2)，ADC為低信號影(C2),提示：急性期腦梗死；ASL可見右側大腦半球CBF明顯降低(D2)；同一患者，DSC-PWI可見急性梗死區域，rCBF(E2)、rCBV(F2)未見明顯異常灌注，MTT(G2)、TTP(H2)明顯延長。

表1 ASL與DSC-PWI腦灌注定性結果之間的關系

rP=0.801,P<0.001。

2.2灌注定量分析ASL和DSC-PWI所得信號強度比分別為(0.462±0.130)和(0.428±0.120)，2者相比，差異無統計學意義(t=0.750，P=0.465)。

3 討論

腦灌注成像可以早期、快速、準確診斷缺血性血管疾病，明確有無局部缺血灶及局部腦血流異常的解剖信息，對治療方法及結果進行評價，對于指導臨床制定梗死治療方案及判斷預后有重要臨床意義。

3.1ASL與DSC-PWI成像特點在腦功能成像中，對于腦血流灌注效應有一系列測量方法，其中DSC-PWI是目前應用于臨床的MR灌注成像技術，需要注射造影劑作為外源性示蹤劑，位于血管內的對比劑產生強大的、微觀上的磁敏感梯度，引起周圍組織局部磁場短暫變化，這種局部磁場的變化可以通過MR信號強度的變化測得。ASL是一種有效的非侵入性的測量方法，不需要注射外源性示蹤劑，是將自體血作為自由彌散的內源性標記，利用翻轉恢復脈沖序列在成像平面的近端標記動脈血中的水質子，標記過的水質子隨血流流入成像平面后，與組織中沒有標記的水質子混合，引起局部組織縱向弛豫時間TI的變化，將所得圖像與沒有標記的圖像相減就可以得到灌注圖像，它的信號強度與成像區域的血流有關[4]。

3.2ASL與DSC-PWI應用價值對比分析一般情況下，腦組織對于灌注壓的變化有一個自動調節機制。當腦CBF下降10%～20%或皮層CBF降低到正常的40%、白質CBF降低到正常的35%時，提示腦組織存在缺血反應[5]，但多不出現臨床癥狀；如果腦灌注進一步減低，自動調節機制就會失代償，CBF和CBV均降低導致急性腦卒中發生，所以敏感確切地反映CBF的減低就顯得尤為重要。一側大腦中動脈狹窄或閉塞患者，即使腦部常規MRI表現正常，也存在高危的腦卒中發生率。目前腦灌注技術主要有DSC-PWI與ASL。該組通過DSC-PWI與ASL的定性對比，結果顯示兩種方法的符合率為76.0%，6例不相符病例中，5例ASL顯示為灌注不足，1例為正常，而DSC-PWI 6例均表現為灌注延遲，所以ASL表現為灌注不足的患者也可能DSC-PWI表現為灌注延遲，這種現象在其他研究[6]中也存在，這可能與ASL的TI延遲時間不夠，不足以檢測出腦缺血區域的側支循環有關，但延長TI時間將使灌注圖像信噪比進一步降低，多個TI時間的應用將明顯增加掃描時間，這對未來ASL在急性腦梗死患者中的應用是一個挑戰。在腦缺血患者中選擇合適TI時間測量CBF的變化將是未來ASL應用研究的一個方向。目前ASL還具有技術上的缺陷，只有CBF一個指標，很大程度上限制了對缺血患者腦部微循環的評價。而DSC-PWI腦灌注成像對側支循環建立和開放非常敏感[7]。由于CBF值存在個體差異，為了保證樣本值的精確性，在CBF的定量測量中，該研究采用了病變側與正常側CBF的比值作為定量指標，結果顯示ASL與DSC-PWI在反映CBF的變化上差異無統計學意義，說明二者在評價腦缺血患者的腦灌注情況方面具有相似的敏感性。

綜上所述，DSC-PWI與ASL在一側大腦中動脈狹窄患者腦缺血CBF的評價中具有同樣的敏感性。目前兩種技術均具有優缺點，ASL具有無需注射對比劑、安全無創、易重復、敏感反映CBF的下降等優點，但具有信噪比差、灌注參數少等缺點，所以限制了ASL在臨床的廣泛應用。DSC-PWI具有成像速度快、灌注參數多等優點，但需要注射外源性對比劑，磁敏感偽影較大。ASL、DSC-PWI與常規MRI聯合應用，可為臨床腦缺血患者提供更敏感確切的腦部微循環信息。

[1] 王梅云，戴建平，程敬亮，等．動脈血質子自旋標記與動態磁敏感對比MRI在急性腦缺血患者中的應用價值[J].中華放射學雜志，2007,41(11)：1162

[2] Lia TQ,Chen ZG，Ostergaard L,et al. Quantification of cerebral blood flow by bolus tracking and artery spin tagging methods[J].Magn Reson Imaging,2000,18(5)：503

[3] 范麗，陶曉峰，劉士遠，等. ASL在中樞神經系統疾病診斷中的初步應用體會[J]. 放射學實踐,2007,22(7):675

[4] 張麗雅，高志翔，周旭峰,等.MRA與ASL灌注聯合評估TIA結果分析[J]. 醫學影像學雜志,2010,20(1)：23

[5] Chalela JA, Alsop DC,Gonzalez-Atavales JB,et al.Magnetic resonance perfusion imaging in acute ischemic stroke using continuous arterial spin labeling[J].Stroke,2000，31(3):680

[6] Siewert B,Schlaug G,Edelman RR,et al. Comparison of EPISTAR and T2*-weighted gadolinium-enhanced perfusion imaging in patients with acute cerebral ischemia[J]. Neurology,1997,48(3)：673

[7] 王建利，謝敬霞.對比增強磁共振腦血流灌注成像[J] ．臨床放射學雜志,2000，19(3)：184