3D ASL腦灌注成像：不同標記后延遲時間對血流測量的影響

趙光明， 唐納， 張潔， 張貴祥， 孟捷

·中樞神經影像學·

3D ASL腦灌注成像：不同標記后延遲時間對血流測量的影響

趙光明， 唐納， 張潔， 張貴祥， 孟捷

目的：探討3D-ASL MRI中不同標記后延遲時間對腦血流量測量值的影響。方法：選取43例健康成人志愿者(男21例，女22例；年齡25～60歲，平均41歲)，采用不同標記后延遲時間(1025 ms，1525 ms，2025 ms)行3D-ASL檢查，測量6個部位的血流量(CBF)，包括小腦皮層、丘腦核團、枕葉、顳葉、頂葉和額葉皮層。三組(不同標記后延遲時間)間各腦區CBF值的比較采用方差分析，并進行兩兩比較分析。結果：方差分析結果顯示三組間雙側小腦半球和左側頂葉CBF值的差異有統計學意義(右小腦半球，F值6.629，P值0.011；左小腦半球，F值6.986，P值0.007；左頂葉，F值5.143，P值0.020)。進一步兩兩比較結果顯示，雙側小腦半球、右枕葉和左頂葉的CBF值在1025 ms組與1525 ms、1025 ms組與2025 ms組間差異有統計學意義(P<0.05)，在1525 ms組與 2025 ms組間差異無統計學意義比較(P>0.05)。結論：3D-ASL MRI中不同標記后延遲時間對腦血流量的測量有一定影響。

磁共振成像； 動脈自旋標記； 標記后延遲時間； 腦血流量

磁共振動脈自旋標記(arterial spin-labeling，ASL)灌注成像無需注射外源性對比劑，標記信號衰減快，具有短時間內可以重復檢查、簡便、快速而且完全無創等優點[1-4]。然而，ASL灌注成像也有其局限性，如上游血流標記后到下游采集信號的時間，即標記后延遲時間(post labeling delay time，PLDT)對灌注成像參數的測量可能會產生影響[5-7]。為此，我們對同一組研究對象采用多種PLDT進行ASL灌注成像，比較腦灌注成像中PLDT對不同腦區灌注參數測量值的影響。

材料與方法

1.一般資料

招募健康成人志愿者50例，納入標準：右利手，無臨床癥狀，無特殊病史，神經系統檢查無陽性體征。其中，經MRI常規檢查發現多發小缺血灶4例，MRA檢查顯示顱內動脈管腔輕度狹窄1例，一側大腦后動脈起源于頸內動脈2例，上述病例予以剔除。最終，MRI常規檢查無明顯異常、MRA顯示無顱內動脈狹窄和無明顯Wills環變異的43例志愿者納入本研究，其中男21例，女22例，年齡25～60歲，平均41歲。所有志愿者簽署知情同意書，并得到醫院倫理委員會批準。

2.ASL檢查方法

腦區CBF[mL/(100g·min)]1025ms1525ms2025msF值P值小腦 右側32.02±7.3252.01±3.9257.22±4.306.2690.011# 左側34.92±7.4849.25±4.4364.60±4.676.9860.007#丘腦 右側52.84±8.0664.51±3.0062.40±5.531.2350.319 左側55.79±9.2560.98±4.0852.98±6.700.4280.659枕葉 右側28.14±5.6843.07±5.3151.38±6.363.6880.051 左側30.55±7.3845.03±7.4748.91±4.931.8110.197顳葉 右側56.82±8.6363.87±4.1565.18±3.970.6060.558 左側47.65±6.3860.85±3.8160.39±3.682.4980.116頂葉 右側46.97±7.3153.31±2.7658.57±3.571.5530.244 左側43.88±5.2448.03±2.3558.43±2.255.1430.020#額葉 右側51.69±8.4563.83±4.1662.84±4.481.3480.289 左側54.08±4.9361.00±5.8365.40±5.580.9270.417

注：#P<0.05。

使用GE Discovery MR750w 3.0T磁共振儀和8通道頭頸聯合線圈。MRI常規檢查序列包括T1WI、T2WI、FLAIR和DWI序列，MRA采用3D-TOF平掃序列。ASL成像采用脈沖式動脈自旋標記(pulsed ASL，PASL)序列，掃描基線為前后聯合連線，分別采用1025、1525和2025 ms 三種標記后延遲時間(A、B、C組)，掃描參數：TR 4368 ms，TE 10.5 ms，層厚4.0 mm，層數68，視野24 cm×24 cm，矩陣512×8，激勵次數1，掃描時間3 min 4 s。

3.圖像后處理和數據測量

采用Functool-ASL后處理軟件(ADW 4.6)進行圖像后處理，ROI選取雙側對稱區域(一側選定ROI，使用對稱軸技術可自動選取對側區域)，測量小腦皮層、丘腦核團、枕葉、顳葉、頂葉和額葉皮層的腦血流量(cerebral blood flow，CBF)值(圖1)。

4.統計學分析

使用SPSS Statistics 17.0統計軟件。三組標記后延遲時間ASL成像測量的CBF值的差異采用方差分析和多重兩兩比較。P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

43例受試者均獲得了較滿意的3D-ASL成像全腦CBF圖(圖1)。三組中不同腦區CBF值的測量結果及比較見表1、圖2。方差分析結果顯示，三組間雙側小腦半球和左側頂葉CBF值的差異有統計學意義(P<0.05)。三組間其余各腦區CBF值的差異無統計學意義(P>0.05)。

多重兩兩比較結果顯示(表2)，1025 ms組與2025 ms組比較，雙側小腦半球、右枕葉和左頂葉CBF

值的差異有統計學意義(P<0.05)，1025 ms組的CBF值低于2025 ms組；1025 ms組與1525 ms組比較，僅左側小腦半球CBF值的差異有統計學意義(P<0.05)，其余腦區間的差異無統計學意義(P>0.05)；1525 ms組與2025 ms組比較，各個腦區CBF值的差異均無統計學意義(P>0.05)。

表2 不同標記后延遲時間不同腦區CBF值的兩兩比較

注：#P<0.05。

討 論

3D ASL腦灌注成像在MRI常規序列基礎上僅需增加3 min的掃描時間即可獲得腦血流灌注參數，無疑具有重要的臨床實用價值。然而，目前ASL-MR灌注成像也有其局限性，如不同的標記后延遲時間可能對灌注成像測量值產生一定影響[3-4]。PLDT較短時，對于血流緩慢的腦區，由于標記的動脈血尚未完全到達，因而可導致所測量的CBF值偏低；PLDT較長時，標記的動脈血的信號可能發生衰減，也會導致CBF值低估。本研究中通過對相同研究對象采用多個PLDT進行ASL灌注成像，比較不同PLDT所獲得的不同腦區CBF測量值的差異，旨在進一步明確PLDT對灌注參數測量值的影響。目前筆者尚未檢索到類似報道。

1.關于研究對象和方法

考慮到大腦動脈環的變異(如一側大腦后動脈起源于頸內動脈等)可能對ASL成像中CBF值的測量有一定影響[5]，故本研究中排除了經MRA檢查發現有大腦動脈環變異者。根據GE MR750w操作手冊和張水霞等[6]在行單次靜態腦部ASL成像研究時PLDT均采用1525 ms，故本研究以1525 ms為中心，提前和延遲各500 ms，將PLDT設定為1025、1525和2025 ms三組，三組中的其它掃描參數完全相同。

2.PLDT對CBF測量值的影響

本組研究結果顯示，雙側小腦半球和左側頂葉的CBF值在不同PLDT間的差異有統計學意義(P<0.05)，其它腦區的CBF值在三組PLDT間的差異無統計學意義(P>0.05)，說明PLDT對ASL成像中CBF值的測量有一定影響?？傮w上看，短PLDT(1025 ms)測得的CBF均值較低，尤其是在椎動脈供血區。由于椎動脈的流速較頸內動脈略慢[7]，較短的PLDT(1025 ms)可能導致部分被標記的質子在成像時尚未完全到達信號采集層面。

進一步兩兩比較，結果亦顯示標記后如果信號采集時間過早(PLDT短)將導致ASL低估流速較慢的或遠離標記層面的腦區的CBF值，本研究中1025 ms組中雙側小腦半球、右枕葉和左頂葉的CBF測量值均低于2025 ms組(P<0.05)。雖然本研究中1525 ms組與2025 ms組比較，各個腦區的CBF測量值的差異尚無統計學意義(P>0.05)，但是從圖2中可以看到兩種趨勢：頸內動脈供血的部分腦區隨PLDT的延遲CBF測量值有下降的趨勢，而椎動脈供血區CBF測量值尚在增加。由此筆者推測三組PLDT(1025、1525和2025 ms)中，單次靜態ASL檢查PLDT采用1525 ms可能較為合適。

3.本研究不足之處

本研究中主要有以下三點不足之處：①手工勾畫ROI進行CBF測量時，由于ASL圖像上很難精確區分灰質和白質，而兩者的CBF值相差大，因此可導致重復測量時誤差較大。故本研究中盡可能采用相同形態和大小的ROI以及以對稱的方式選取對側的ROI；②本研究是同一組研究對象的重復檢查，沒有分析年齡、性別等因素對ASL成像中CBF測量值的影響；③由于醫學倫理方面的限制，沒有與其它經典的灌注成像技術所測量的CBF值進行比較。

總之，3D-ASL檢查時標記后延遲時間可能對不同腦區的腦血流量的測量造成一定影響，成像時選取的標記后延遲時間過短或過長均會低估腦血流量。在ASL成像的臨床應用中，需要考慮諸多影響因素，治療(或干預)前后進行對照研究時應采用相同的標記后延遲時間進行ASL成像。

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3D arterial spin-labeling MR:effect of post-labeling delay on cerebral blood flow measurement

ZHAO Guang-ming，TANG Na，ZHANG Jie，et al.

Department of Radiology，the First People's Hospital，Shanghai Jiaotong University，Shanghai 200080，China

Objective:To investigate whether the post-labeling delay (PLD) has influence on regional cerebral blood flow in 3D-ASL MRI.Methods:Forty-three healthy adults (21 men and 22 women;age range was 25～60 years with means of 41 yrs) were included in this prospective study.All subjects underwent head MRI using 3D-ASL sequence for three times with different PLD (1025,1525 and 2025ms),cerebral blood flow (CBF) of bilateral symmetric parts in thalamus nuclei and cerebellar,frontal,temporal,parietal and occipital cortex was measured,CBF values among three groups with different PLDs were compared using ANOVA method and further pair-wise comparison was made.Results:There was statistical significance in the CBF values of bilateral cerebellar and left parietal cortex among the three groups (F=6.629,P=0.011 for right cerebellar;F=6.986,P=0.007 for left cerebellar;F=5.143,P=0.020 for left parietal cortex).Further pair-wise comparison results showed that the differences of CBFs between 1025ms-PLD group and 1525ms-PLD group,between 1025ms-PLD group and 2025ms-PLD group were statistically significant,the difference between 1525ms-PLD group and 2025ms-PLD group was not statistically significant.Conclusion:Different post-labeling delays in 3D-ASL MRI have impacts on CBF values of certain brain areas.

Magnetic resonance imaging； Arterial spin-labeling； Post-labeling delay； Cerebral blood flow

200080 上海，上海交通大學附屬第一人民醫院放射科

趙光明(1973-)，男， 安徽肥西人，博士，主治醫師，主要從事頭頸部影像學診斷工作。

唐納，E-mail：tnwaipodaren@hotmail.com

R445.2； R743

A

1000-0313(2016)12-1168-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.12.014

2016-04-19

2016-07-11)