T2＊加權血管成像聯合三維動脈自旋標記在單側頸內動脈慢性閉塞后腦灌注狀態評估中的應用

周建國，符大勇，盧明聰，孟 云，胡方云

南京醫科大學康達學院附屬連云港中醫院放射科，江蘇 連云港222004

頸內動脈（ICA）慢性閉塞是缺血性腦血管病致病因素之一，側支循環建立和完善程度與患者臨床癥狀及預后密切相關。側支循環對于維持腦血氧供應以及細胞正常生理功能起到決定性作用，也是臨床治療方案制定和預后評估的重要依據［1］。腦血管影像評估方法包括數字減影血管造影、動態磁敏感對比增強灌注加權成像、CT灌注成像等。數字減影血管造影是評價腦側支血管的金標準，但不能同時觀察多支供血動脈，且上述檢查均需注射外源性對比劑，操作較為繁雜，臨床運用過程中存在一定局限性［2］。T2*加權血管成像（SWAN）序列是一種無創性磁共振檢查方法，其基于靜息狀態血氧水平進行成像，利用其對脫氧血紅蛋白等順磁性物質具有高度敏感性，通過分析腦引流靜脈的形態及信號改變評估脫氧血紅蛋白含量的變化［3］。三維動脈自旋標記（3D ASL）作為較新穎的磁共振腦灌注成像技術，其成像方式不依賴于血腦屏障的破壞，對于腦灌注狀態的顯示更為客觀和準確，同時可量化腦血流量（CBF）進行腦灌注狀態定量分析［4］，但3D ASL技術檢查時間較長，且腦血流的測量受到標記后延遲時間（PLD）以及后處理的影響較為明顯［5］。目前，SWAN與3D ASL序列聯合評估單側ICA慢性閉塞后腦灌注狀態尚無研究。本研究將通過將兩種無創性檢查方法聯合運用，尋求一種無創、便捷的檢查方法客觀反映側支循環建立狀態，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性收集我院2018年1月～2022年3月于腦病科、神經康復科收治的單側ICA慢性閉塞患者44例，其中男性25例，女性19例，年齡32～80（52.8±17.5）歲。納入標準：于磁共振3D-TOF MRA序列顯示單側ICA閉塞；年齡18～80歲。排除標準：伴有其他顱外內動脈中重度狹窄；病情急危重患者（美國國立衛生研究院卒中量表評分≥21分）；腦內陳舊性梗死或出血軟化灶最大層面范圍≥5 cm2；患有顱內腫瘤及腦血管畸形等；磁共振相關檢查禁忌證。該研究經患者及家屬知情同意，并通過院倫理委員會批準。

1.2 檢查方法

Discovery 750 3.0T MRI（GE）、32通道頭頸線圈。掃描序列：T1WI、T2WI、T2FLAIR、DWI、3D-TOF MRA、SWAN及3DASL。SWAN參數：TR37.4ms，TE22.9ms，矩陣：416×320，層厚：2 mm，間距：0 cm，采集次數：1，NEX：0.70，帶寬：62.5 kHz，反轉角：20°。3D ASL參數：TR/TE=5369 ms/10.5 ms，FOV：24 cm×24 cm，分辨率：512×8，NEX：3，PLD：2525 ms。

1.3 數據后處理與分析

SWAN原始數據采用MinIP后處理，圖像顯示腦皮層、皮層下以及側腦室旁較對側鏡像區管徑增粗、更低信號的迂曲血管影定義為突出血管征（PVS）陽性［4］，將患者分為PVS陽性組（n=19）、PVS陰性組（n=25）。3D ASL原始數據采用Functool軟件進行圖像后處理，并于CBF偽彩圖ICA閉塞側供血區（額葉、頂葉、顳葉及腦室旁白質區）選取感興趣區，面積設置為200±20 mm2，并記錄不同區域及鏡像區CBF值。

1.4 統計學分析

采用SPSS26.0軟件對數據行統計分析。符合正態分布的計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數資料以n（%）表示，等級變量資料的組間比較采用秩和檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

PVS陰性組ICA閉塞側額葉、頂葉、顳葉及側腦室旁白質區CBF值均高于PVS陽性組，差異有統計學意義（P＜0.05，表1）。PVS陰性組ICA閉塞側額葉、頂葉、顳葉及側腦室旁白質區CBF值與鏡像區的差異無統計學意義（P＞0.05，表2）。PVS陽性組ICA閉塞側額葉、頂葉、顳葉及側腦室旁白質區CBF值明顯低于鏡像區，差異有統計學意義（P＜0.05，表3）。患者3D-TOF MRA（圖1A）、SWAN（圖1B）及3DASL（圖1C）圖像。

圖1 患者3D-TOF MRA（A）、SWAN（B）及3DASL（C）圖像Fig.1 Images of 3D-TOF MRA(A)、SWAN(B)and 3DASL(C)of a patient.

表1 PVS陽性組及陰性組ICA閉塞側腦灌注量比較Tab.1 Comparison of cerebral perfusion volume of ICA occlusion side between PVS positive group and negative group[Mean±SD,(mL/min)×100 g]

表2 PVS陰性組ICA閉塞側與鏡像區CBF值比較Tab.2 Comparison of CBF values between ICA occluded side and mirror area in PVS negative group [n=25,Mean±SD,(mL/min)×100 g]

表3 PVS陽性組ICA閉塞側與鏡像區CBF值比較Tab.3 Comparison of CBF values between ICA occluded side and mirror area in PVS positive group [n=19,Mean±SD,(mL/min)×100 g]

3 討論

單側ICA慢性閉塞后，腦供血動脈的血流動力學將發生改變，由于供血動脈的狹窄或閉塞可導致腦組織灌注量的降低，但動脈狹窄程度與是否發生腦卒中并無一致性，這取決于腦側枝循環代償的儲備能力。側支循環開放且較為完善的患者可無相關腦缺血缺氧的臨床癥狀，而對于腦供血較差者，可出現短暫性腦缺血發作、甚至進展為缺血性腦卒中［5］。當腦供血動脈發生閉塞后，首先開放一級側支循環，即大腦前交通動脈以及大腦后交通動脈。通過開放顱底Wills環的前交通動脈及后交通動脈，將對側ICA以及椎基底動脈的血流供應對側大腦缺血缺氧區域。既往研究顯示一級側支循環的開放并不能完全代償單側ICA閉塞后引發的大腦中動脈血氧供應，患側大腦前、后動脈與大腦中動脈供血區形成的血流灌注壓力梯度為二級側支循環（軟腦膜側支吻合）的開放提供血流動力學基礎［6］；同時三級側支循環新生血管亦逐漸形成，亦對ICA責任動脈供血區提供代償性血液供應。

側支循環及腦灌注狀態的客觀評價對于臨床治療方案的選擇及預后評估具有重要價值，臨床評估側支循環的方法包括數字減影血管造影，其是目前最為直接的腦側支循環評估手段，在腦動脈期、實質期以及靜脈期對腦血管進行直接顯示，是評價腦側支循環解剖以及血液動力學的“金標準”，但其操作復雜、有創且費用較高，亦存在血管痙攣、栓子脫落、動脈夾層及血管破裂等風險，在臨床實際應用工作中受到一定限制。經顱多普勒超聲是一種便捷的檢測腦血流動力學信息的方法，具有無創性，且操作簡單，并可實時、重復檢查，但其檢查結果的準確性受到聲窗限制較為明顯，且對操作者技術依賴性較高。CT灌注與數字減影血管造影評估結果較為一致，但其也存在造影劑風險以及操作復雜等缺點［7］，MRA可直接顯示責任血管狹窄的部位及程度［8］，但易將血管次全閉塞診斷為完全閉塞，高估血管狹窄率，且不能直接反映腦灌注狀態。

SWAN序列成像基于靜息態的血氧水平依賴，其可高度敏感顯示血液中的脫氧血紅蛋白等順磁性物質［9］。當腦供血動脈發生重度狹窄或閉塞后，由于責任供血區的血氧需求增加而代償性提高氧的攝取分數［10］，伴隨著引流靜脈中脫氧血紅蛋白含量的增加，可于SWAN序列顯示為腦引流靜脈形態學及信號的異常改變，具體表現為皮層淺靜脈、深靜脈以及側腦室旁髓紋靜脈單位面積內的分布增加、靜脈管腔的增粗以及磁共振信號的明顯降低。通過PVS的顯示與否來評估腦實質腦灌注狀態，PVS陽性表現提示該區域腦組織的缺血缺氧狀態［11］，間接提示該區域腦血流儲備的衰竭，反映腦組織處于“貧困灌注”狀態、早期神經功能的惡化以及腦代謝儲備的啟動［12-13］。既往研究亦顯示：PVS與腦卒中患者的早期神經功能惡化密切相關，提示腦組織處于“貧困灌注”狀態［14］。對于急性缺血性腦卒中患者PVS是評估腦組織低灌注的預測因子，而且這與梗死范圍增長有關［15］。對于側支循環開放且較為完善的腦組織，由于具有良好的側支血液供應來源，腦組織的氧攝取分數居于正常范圍之內，腦引流靜脈的形態以及信號將無明顯異常顯示。如果低灌注區的腦組織及時得到血流再灌注，脫氧血紅蛋白含量將會降低，PVS表現將會消失［16］。本研究于SWAN序列顯示PVS陽性組患者腦區CBF值明顯低于鏡像區，說明PVS陽性表現提示腦灌注量的減低，同時PVS陰性組腦區的灌注量與鏡像區的差異無統計學意義，提示PVS的陰性顯示與側支循環建立及良好狀態密切相關。

本研究將SWAN技術與3D ASL技術相比較，3D ASL成像技術亦是一種無需注射造影劑的磁共振腦灌注成像技術，與傳統的動態磁敏感對比增強技術在評價缺血性腦卒中血流灌注方面有相類似的臨床價值［17-18］。3D ASL技術通過標記供血動脈內的水分子作為內源性示蹤劑，由于其特殊的成像方法不依賴于腦血腦屏障的破壞，對于灌注狀態的反映可更為客觀［19-20］，通過量化CBF值可較精準評估腦側支循環建立及血流灌注狀態改變［21-23］。SWAN與3D ASL技術均為無創性檢查技術，但3D ASL技術檢查時間較長，且CBF值的測量受到PLD及興趣區選擇影響較為明顯，而SWAN技術成像時間僅為2 min，且后處理便捷。本研究結果顯示：單側ICA慢性閉塞后，PVS陽性組大腦中動脈閉塞側供血區的額葉、頂葉、顳葉及側腦室旁白質區CBF值均低于PVS陰性組，差異有統計學意義（P＜0.05），提示ICA慢性閉塞后該區域腦組織處于缺血缺氧狀態，間接反映出側支循環建立較差或者不完善。而PVS陰性則反映出良好的側支循環建立及腦灌注狀態，可為臨床進行患者近期預后的評估提供客觀依據。

綜上所述，單側ICA慢性閉塞后，PVS陽性提示腦實質缺血缺氧狀態，而PVS陰性顯示提示良好的側支循環建立及腦灌注狀態。本研究的不足之處在于樣本數量相對較少；對于PVS的判定尚不能客觀量化，3D ASL檢查中只選擇一種PLD，對于手工測量CBF值亦存在一定的主觀性，數據結果可能存在一定的偏倚，有待進一步研究。