動脈自旋標記技術在缺血性腦血管病中的研究進展

朱麗娜，吳江，張輝

動脈自旋標記技術在缺血性腦血管病中的研究進展

朱麗娜，吳江*，張輝*

缺血性腦血管病(ischemic cerebrovascular disease，ICVD)是一類發病率高、致殘率高、死亡率高的疾病，嚴重危害人類的健康和生存質量。動脈自旋標記(arterial spinlabeling，ASL)技術可以無創性地反映腦組織血流灌注的變化，為ICVD的早期診斷、治療及預后評估提供可靠的影像學依據。本文針對ASL在ICVD中的應用現狀予以綜述。

動脈自旋標記；缺血性腦血管病；腦；磁共振成像

朱麗娜, 吳江, 張輝. 動脈自旋標記技術在缺血性腦血管病中的研究進展.磁共振成像, 2017, 8(2): 92-94.

缺血性腦血管病(ischemic cerebrovascular disease，ICVD)主要包括短暫性腦缺血發作(transient ischemic attack，TIA)和腦梗死兩類，是指由于腦血管狹窄、閉塞或者頸動脈斑塊破裂和血栓形成[1]，導致腦血流減少或中斷而引起腦功能障礙的一類疾病。通常中心區域供血停止6 min就會出現神經細胞的死亡，而周邊缺血區域若在 6 h以內血流再通尚可恢復其功能，故對腦血管病變的早期診斷、早期治療及預后評估很重要。

動脈自旋標記(arterial spinlabeling，ASL)技術是一種可以無創性監測血流變化的成像技術。隨著近幾年ASL技術的不斷進步，其在ICVD中的應用價值越來越深入。

1 ASL的基本原理及技術進展

ASL技術利用自體動脈血中的水分子作為內源性示蹤劑，依靠標記與非標記血液流經組織時引起的信號改變定量測量腦血流量值(cerebral blood flow，CBF)。其中標記后延遲(posted labeling delay，PLD)時間是ASL的一個重要參數，PLD的準確選擇是CBF值準確定量的基礎。從標記方式上說，ASL分為脈沖式ASL (pulsed ASL，PASL)和連續式ASL (continous ASL，CASL)，由于當時成像技術和圖像質量的限制，臨床應用較少。隨著ASL技術的不斷進步，出現了偽連續動脈自旋標記技術(pseudo-CASL，pCASL)、選擇性動脈自旋標記(selective ASL，SASL)、流速選擇動脈自旋標記(velocity-selective ASL，VSASL)、加速度選擇動脈自旋標記(acceleration-selective arterial spin labeling，AccASL)及血管編碼動脈自旋標記技術(vessel encoded arterial spin labeling，VE-ASL)等，拓寬了ASL的臨床應用，其中以pCASL的應用最為廣泛。

2 ASL在缺血性腦血管病變中的研究進展

2.1 ASL在缺血性腦血管病早期診斷中的價值

目前ICVD發病率逐年上升，致殘率及死亡率較高，嚴重危害人類的生存質量及生命健康，故對腦組織灌注異常的早期診斷、早期治療顯得相當重要。3D-pCASL作為一種全新的無創評價腦血流灌注的影像學手段，能夠反映腦區潛在的血流動力學改變[2]。研究表明，3D-pCASL可以監測到腦梗死發病前，存在腦梗死危險因素的患者腦內血流灌注的改變，如高血壓作為腦梗死的一個危險因素，可使小血管結構改變并損傷血腦屏障，血管結構完整性的改變可能會引起腦血流量的下降。3D-pCASL可以在高血壓的早期階段，在大多數常規影像上表現正常的情況下，顯示腦灌注水平的下降[3]。Zaharchuk等[4]通過研究76例TIA患者發現3D-pCASL可以檢出腦內異常灌注47例，而彌散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)檢出18例、磁共振血管造影(magnetic resonance angiography，MRA)檢出10例、DWI聯合MRA檢出24例、動態磁敏感對比增強(dynamic susceptibility-weighted contrast-enhanced，DSC)檢出23例，表明3D-pCASL與其他成像技術相比，敏感性更高。

2.2 ASL對梗死后再灌注的評價

3D-pCASL無需注入對比劑、成本低、檢查重復性強，更重要的是其成像是以動脈血中的水分子作為內源性示蹤劑，不依賴于血腦屏障，這對于腦梗死患者梗死后再灌注的評價有重要的價值。因為急性腦梗死在治療過程中出現再灌注就意味著需要停止進一步的溶栓治療，否則就有可能導致出血的發生，而梗死一旦合并出血其死亡率非常高。通常梗死后再灌注的新生血管缺乏完善的血腦屏障，對于依賴于血腦屏障成像的DSC技術診斷的準確性會大大降低，而3D-pCASL由于不依賴于血腦屏障模型，能夠更真實地反映再灌注的存在[5]。張順等[6]研究的13例急性腦梗死患者中有10例出現了明顯的低灌注，3例低灌注區周圍可能由于側支循環的代償作用導致其出現高灌注，經溶栓治療后復查部分可見到血流的再灌注，提示血流有部分恢復，說明3D-pCASL可以反映腦組織梗死后再灌注的恢復情況。

2.3 ASL對缺血性腦血管病預后的評價

當腦組織供血動脈狹窄或閉塞引起血流灌注不足時，腦組織會通過生成的旁路動脈或動脈吻合網絡的代償途徑來維持顱內血流動力學的穩定，這種側支循環的形成對臨床有重要的意義。研究表明，側支循環形成的好壞與卒中轉歸及預后具有顯著的相關性。好的側支循環往往可以提高血管再通治療的成功率，促進組織再灌注，減少梗死容積，降低梗死后出血性轉化的風險，有效改善臨床預后[7]。ASL通過圖像中的 動 脈 內 穿行偽影(arterial transit artifact，ATA）可以評估腦梗死區域側支循環的形成情況。ATA是ASL上存在的特殊現象，它是由于在病理狀態下動脈內血流速度減慢，被標記的血液滯留于血管內，采集后出現的腦表面匍匐走行、線狀的高信號。Zaharchuk等[8]對ATA進行了系統的研究，并證實ATA判斷側支血管形成與數字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)判斷有中等一致性，且敏感性、特異性高。因此，ASL可以根據側支循環的形成來評估預后。但是有文獻報道新生成的血管滲透性增加，易導致治療后的高灌注綜合征、易出血及出現其他的并發癥[9]，因此臨床應當嚴格掌控溶栓治療時間，并在溶栓治療后及時行ASL檢查。此外，部分患者在腦梗死后會表現為交叉性小腦神經機能聯系不能(crossed cerebellar diaschisis，CCD)，也稱交叉性小腦失聯絡，是指單側幕上病變時對側小腦出現代謝和灌注降低的現象。研究表明，CCD的存在與否與腦梗死的預后也存在一定的相關性。因此，在臨床工作中及時準確發現CCD，能夠為臨床腦梗死的診治和療效評估提供更多信息。ASL可以顯示幕上梗死灶對側小腦血流灌注的減低，為腦梗死患者的預后評估提供影像學依據[10-11]。

此外，在對ICVD血供的精細研究中，具有血管選擇性的動脈自旋標記技術(territorial ASL，tASL)也稱血管編碼動脈自旋標記技術，因建立起了供血動脈與灌注區域的直接聯系，可實現選擇性地觀察特定血管的血供灌注情況，對交通動脈的開通以及二級側支循環的建立也可以顯示[12]。有研究對18例顱內或顱外動脈狹窄或閉塞患者進行了tASL和 DSA檢查來評估側支循環，證明了tASL可以對側支循環的形成進行評價[13-14]，而且利用tASL MRA技術可以實現對特定血管腦血流量CBF的定量評估[15]。因此，tASL與其他技術相比，在精細診斷、治療及預后的評估方面具有無可比擬的優勢。

3 小結與展望

通過以上分析可以發現，ASL技術與其他成像技術相比，在缺血性腦血管病變的臨床應用中具有很多突出的臨床優勢，但是這些臨床應用的實現都需要在成像時選擇一個合適的PLD，然而在實際工作中，PLD的選擇目前是經驗性的，尚無法準確預估[16]。因此，PLD尚需要一個統一的標準，可以使ASL更加深入地應用到腦小血管病變所致的腦白質血流量改變及進一步識別腦梗死患者腦動脈栓塞的位置的診斷中。

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Research progress of arterial spinlabeling in ischemic cerebrovascular disease

ZHU Li-na, WU Jiang*, ZHANG Hui*
Department of Magnetic Resonance, Cardiovascular Hospital of Shanxi Province, Taiyuan 030024, China
*

Wu J, E-mail: wujiang1024@sina.com; Zhang H, E-mail: 18635580000@163.com
Received 27 Sep 2016, Accepted 29 Oct 2016

Ischemic cerebrovascular disease (ICVD) is a group of high incidence, high disability and high mortality disease, which is seriously endangering human health and the quality of life. Arterial spinlabeling (ASL) can reflect changes of cerebral blood perfusion noninvasively. It can provide reliable imaging evidence for the early diagnosis, treatment and prognosis of ICVD. This article will review and discuss the latest progress of ASL in ICVD.

Arterial spinlabeling; Ischemic cerebrovascular disease; Brain; Magnetic resonance imaging

山西省心血管病醫院磁共振室，太原030024

吳江，E-mail：wujiang1024@sina. com；張輝，E-mail：18635580000@ 163.com

2016-09-27

R445.2；R743.31

A

10.12015/issn.1674-8034.2017.02.003

接受日期：2016-10-29