動脈自旋標(biāo)記灌注成像在缺血性卒中中的應(yīng)用

黎麗，周懿君，孟志華

缺血性卒中是由于急性腦血管栓塞、腦血栓形成或動脈夾層等導(dǎo)致的相應(yīng)供血流域內(nèi)腦組織缺血、缺氧直至腦壞死的總稱。卒中包括缺血性和出血性兩大類，其中缺血性卒中占80%左右。由于個體代償水平不同，同一大血管狹窄或閉塞所導(dǎo)致缺血性腦梗死的大小、形態(tài)截然不同；由于缺血性卒中同時累及循環(huán)系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)兩大系統(tǒng)，二者間相互影響使得缺血性卒中的臨床表現(xiàn)變得更加復(fù)雜，給缺血性卒中的治療帶來很大挑戰(zhàn)。同時還必須注意缺血性卒中和出血性卒中在治療過程中可能相互轉(zhuǎn)化，臨床須根據(jù)病情變化及時調(diào)整治療方案。影像學(xué)評估是制訂臨床治療方案的重要客觀依據(jù)。近年來各個磁共振廠商都推出了ASL灌注成像解決方案，該技術(shù)為卒中診斷和評估提供了重要的功能影像信息，因此，ASL全腦無創(chuàng)容積灌注解決方案在缺血性卒中中的應(yīng)用越來越引起影像科醫(yī)師及臨床醫(yī)師的重視。筆者結(jié)合自己的經(jīng)驗探討ASL灌注成像在缺血性卒中診斷、鑒別診斷及治療評估中的臨床價值。

1 腦血管狹窄后灌注代償評估

在ASL成像過程中選擇長短不同的標(biāo)記后延遲時間（post label delay，PLD）進(jìn)行掃描時既可以敏感地發(fā)現(xiàn)由于血管狹窄所導(dǎo)致的灌注行為異常，也能通過對比兩個不同的PLD灌注差別來評價側(cè)支循環(huán)代償水平，這些對于卒中的預(yù)防以及確定下一步的治療方案有重要的指導(dǎo)意義[1]。對于一些有反復(fù)TIA或TIA持續(xù)時間長的患者，很可能存在潛在大血管病變?nèi)绱髣用}狹窄或閉塞，進(jìn)行ASL評價能更準(zhǔn)確地評價原因和提供早期干預(yù)治療的影像學(xué)依據(jù)。在進(jìn)行ASL灌注成像研究中PLD的選擇非常重要，既是臨床工作的切入點，也代表著不同的臨床目的。慢性腦血管病強(qiáng)烈推薦進(jìn)行一長一短兩個不同的PLD掃描，這對于敏感地發(fā)現(xiàn)潛在大血管病變、評價側(cè)支循環(huán)代償水平都至關(guān)重要（圖1）。常規(guī)推薦PLD 1.5 s和PLD 2.5 s，盡管有些患者代償更差可能需要到3.0 s才有可能代償（圖2），但筆者不建議常規(guī)采用如此長的PLD，因為長的PLD會導(dǎo)致部分標(biāo)記的血液弛豫，從而導(dǎo)致ASL灌注成像的信噪比有所降低。

圖1 不同PLD的ASL掃描明確血管狹窄后灌注代償水平

圖2 不同PLD的ASL灌注成像評估血管狹窄后灌注代償水平

2 卒中診斷與鑒別診斷

ASL灌注成像也能幫助明確是否為缺血性卒中，這對于制訂正確的治療方案非常重要。有很多假性卒中（mimic stroke）的臨床表現(xiàn)酷似缺血性卒中，如果只根據(jù)CT檢查排除出血便進(jìn)行溶栓治療，會導(dǎo)致很多非卒中患者接受不必要的治療且可能導(dǎo)致出血等并發(fā)癥。缺血性卒中在進(jìn)行ASL掃描時會表現(xiàn)為明確的低灌注，而一些以卒中發(fā)作為主的病變?nèi)缇€粒體腦肌病、腦炎或癲癇等通常可以表現(xiàn)為高灌注，因此，通過ASL灌注成像可以排除假性卒中而避免不正確的治療[2]。ASL灌注成像采用的是內(nèi)源性示蹤劑即動脈血中的水分子，因為水分子分子量較小，可以自由通過血腦屏障，這使得ASL灌注成像較采用外源性對比劑的動態(tài)磁敏感對比灌注成像，能更敏感地顯示線粒體腦肌病、腦炎等所導(dǎo)致的高灌注（圖3），因為線粒體腦肌病、腦炎等通常都伴有一定程度的血腦屏障破壞，此時采用外源性示蹤劑可能會低估實際的灌注水平。

圖3 ASL灌注成像提示病變呈高灌注改變有助于排除缺血性卒中

3 ASL有助于區(qū)分大、小血管病變

在CT或MR檢查過程中都會經(jīng)常發(fā)現(xiàn)病變大小＜2 cm的新鮮或陳舊梗死病灶，這些病灶從形態(tài)學(xué)定義上通常被診斷為腔隙性腦梗死或腔隙灶。當(dāng)做出腔隙性腦梗死的診斷時，意味著梗死是由于相應(yīng)供血區(qū)域細(xì)小血管自身的閉塞所導(dǎo)致的小血管病變。但事實上很多在CT或MR上所見到的“腔隙性腦梗死”，并不都是由于局部穿支動脈自身的閉塞所致，而有可能是由于這些穿支動脈的載體動脈粥樣硬化導(dǎo)致相應(yīng)穿支動脈口狹窄或閉塞所致。換言之，影像學(xué)上所顯示的“腔隙性腦梗死”并非是真正的小血管病變，像這種由于載體動脈本身粥樣硬化導(dǎo)致穿支動脈口狹窄或閉塞者，盡管在形態(tài)學(xué)上表現(xiàn)為“腔隙性腦梗死”，但其責(zé)任血管卻是大血管病變[3]。區(qū)分大、小血管病變在臨床治療上具有重要的臨床意義。小血管病變在病理上是源于血管壁玻璃樣變或纖維素樣壞死，而大血管病變在病理上則是動脈粥樣硬化所致。病理改變不同，治療的藥物也不同。臨床上很多時候因為不能準(zhǔn)確區(qū)分這兩種不同性質(zhì)的病變而不能及時采用正確的治療方法，同時也可能做出不同的遠(yuǎn)期預(yù)后評估，特別是對于源于載體動脈粥樣硬化的病例如果不能做出及時正確的診斷和治療，可能會導(dǎo)致更高的卒中復(fù)發(fā)率和病情加重率。在ASL灌注成像大、小血管病變的灌注表現(xiàn)不同：大血管病變表現(xiàn)為相應(yīng)血管流域成片的低灌注改變，而小血管病變則表現(xiàn)為相應(yīng)血管對應(yīng)區(qū)域局灶性低灌注改變。在很多大血管病變?nèi)缫粋?cè)大腦中動脈狹窄時，可能通過各級側(cè)支循環(huán)代償而不出現(xiàn)梗死；或僅在那些無法完全代償?shù)膮^(qū)域如深部穿支動脈區(qū)域出現(xiàn)“腔隙性腦梗死”，也可能這些導(dǎo)致大血管狹窄的粥樣硬化斑塊堵塞了某些穿支動脈口而表現(xiàn)為“腔隙性腦梗死”，但在ASL灌注成像特別是選擇相對短的PLD時，這些大血管病變所導(dǎo)致的灌注行為異常，如側(cè)支循環(huán)血流速度慢、血流路徑長等可以敏感地表現(xiàn)為該血管流域范圍內(nèi)的片狀低灌注，在長的PLD可以顯示大部分區(qū)域可以代償。通過這種不同PLD的ASL灌注成像可以非常敏感地發(fā)現(xiàn)大血管問題，避免僅根據(jù)形態(tài)學(xué)上的“腔隙性腦梗死”表現(xiàn)而盲目地診斷為小血管病變（圖4～圖5）。對下一步的治療及卒中一級、二級預(yù)防都至關(guān)重要。

圖4 ASL灌注成像有助于鑒別大、小血管病變

圖5 ASL灌注成像有助于鑒別大、小血管病變

4 ASL有助于缺血性卒中精準(zhǔn)治療

由于缺血性卒中同時累及循環(huán)系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)兩大系統(tǒng)，且屬于急性腦血管事件，這使得缺血性卒中的治療極為復(fù)雜，同時因為起病急，使得更多的臨床治療更多關(guān)注在早期溶栓方面。的確“時間就是大腦”，早期的溶栓可以改善缺血性卒中的轉(zhuǎn)歸和預(yù)后，但事實上在缺血性卒中的整個治療過程中都涉及精準(zhǔn)診斷、精準(zhǔn)治療問題。如何預(yù)防缺血性卒中治療過程中的出血轉(zhuǎn)化？如何判斷溶栓是否有效？如何制訂更精準(zhǔn)的進(jìn)一步治療方案？精準(zhǔn)治療必須建立在精準(zhǔn)評價基礎(chǔ)之上，在這個評價體系中ASL灌注成像具有重要的臨床價值。

4.1 精準(zhǔn)評估梗死后高灌注 缺血性卒中經(jīng)過及時治療后梗死區(qū)域會出現(xiàn)血管再通并表現(xiàn)為高灌注（圖6）。ASL灌注成像表現(xiàn)為高灌注提示病變區(qū)域小動脈平滑肌麻痹，意味著局部區(qū)域腦血流自身調(diào)節(jié)功能受損或喪失。如果明確高灌注出現(xiàn)則提示臨床需要停止進(jìn)一步的溶栓、抗凝等治療，因為梗死區(qū)域再通的血管都存在不同程度的損傷，如果再通后繼續(xù)擴(kuò)容、抗凝或溶栓則極易轉(zhuǎn)化為出血。缺血性卒中如果一旦發(fā)生出血轉(zhuǎn)化則致死、致殘率明顯提高。在評價缺血后再灌注方面ASL灌注成像明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的動態(tài)磁敏感對比灌注成像，這是因為動態(tài)磁敏感對比灌注成像依賴于血腦屏障的完整，而缺血后再灌注區(qū)域由于缺血導(dǎo)致血管壁損傷，其血腦屏障都會存在不同程度的損傷，因此采用動態(tài)磁敏感對比灌注成像常常會低估再灌注的存在，不利于缺血性卒中的精準(zhǔn)治療。另一方面，ASL利用內(nèi)源性示蹤劑，無須引入外源性對比劑，對已發(fā)生缺血性卒中的患者更安全、可行[4]。

圖6 ASL灌注成像明確治療中高灌注改變

4.2 特殊人群卒中診斷與評估 傳統(tǒng)概念里缺血性卒中通常發(fā)生于老年人，但實際上青少年卒中也不少見。青少年卒中需要鑒別診斷的考慮因素更多，此時ASL灌注成像可以得到缺血性卒中的直接征象，在鑒別診斷中具有特別意義（圖7）。很多青少年病例雖然以卒中癥狀就診，但考慮到年齡因素，通常臨床診斷中更傾向于腦炎或腦病等診斷。通過ASL灌注成像能做出明確的缺血性卒中診斷，這對于準(zhǔn)確、及時的臨床治療至關(guān)重要。

圖7 ASL灌注有助于明確兒童缺血性卒中診斷

4.3 精準(zhǔn)評估側(cè)支循環(huán) 精準(zhǔn)顯示側(cè)支循環(huán)對判斷預(yù)后轉(zhuǎn)歸、療效以及進(jìn)一步的治療都非常重要。如前所述，側(cè)支循環(huán)存在的臨床意義一定要結(jié)合出現(xiàn)的時間及治療經(jīng)過綜合評估，早期出現(xiàn)的側(cè)支循環(huán)往往提示可能有好的預(yù)后，而晚期的側(cè)支循環(huán)或溶栓后仍然存在側(cè)支循環(huán)則提示溶栓后閉塞血管未能成功融通（圖8）。精準(zhǔn)評價側(cè)支循環(huán)對于缺血性卒中的精準(zhǔn)治療具有重要的指導(dǎo)價值。側(cè)支循環(huán)的血流實際上是被標(biāo)記的血液在ASL灌注成像時仍停留在大血管內(nèi)，因此以往也被稱為動脈穿行偽影，有些公司采用血流毀損梯度從而喪失了顯示側(cè)支循環(huán)的能力，在最新的國際共識中不建議推行這樣的執(zhí)行方案[5]。另外，對于發(fā)生于兒童時期的一些可以導(dǎo)致卒中的疾病如煙霧病等，3D ASL可以精準(zhǔn)評價其側(cè)支循環(huán)及灌注水平，對于預(yù)后評估、下一步治療方案的制訂都至關(guān)重要。

圖8 ASL灌注成像清晰顯示梗死區(qū)側(cè)支循環(huán)血管

4.4 精準(zhǔn)預(yù)后評估 在缺血性卒中的發(fā)病初期進(jìn)行ASL灌注成像可用于評價半暗帶是否存在及大小[6]，這對于捕捉溶栓治療時機(jī)至關(guān)重要；同時半暗帶的存在及大小也是預(yù)后評估的重要依據(jù)。半暗帶從病理生理學(xué)角度而言是指存在電衰竭但尚未達(dá)到膜衰竭的那部分腦組織。電衰竭與膜衰竭的臨界血流值構(gòu)成了半暗帶的概念。這部分腦組織是存在于缺血性腦梗死灶周圍無電興奮性但仍存活的腦組織。對于這部分腦組織，如果經(jīng)過恰當(dāng)、及時的治療相應(yīng)區(qū)域血供有改善，可以避免從電衰竭向膜衰竭的惡化轉(zhuǎn)變。但如果經(jīng)過治療后仍不能改善該區(qū)域內(nèi)的血供狀態(tài)，就可能導(dǎo)致這部分腦組織從電衰竭向膜衰竭的轉(zhuǎn)化。從這個意義上講ASL的灌注圖和DWI的擴(kuò)散受限灶存在著明顯的不匹配時具有兩個方面的寓意：其一提示半暗帶的存在意味著有治療的必要和機(jī)會；其二也預(yù)示著短期內(nèi)有惡化的可能。所以，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在著大的半暗帶時在預(yù)后判斷上應(yīng)該充分考慮到半暗帶惡化為進(jìn)一步腦梗死的可能（圖9）。

圖9 ASL灌注成像低灌注區(qū)更準(zhǔn)確的預(yù)后轉(zhuǎn)歸評估

ASL灌注成像具有更安全、簡便易行的優(yōu)點。ASL灌注成像采用水分子作為示蹤劑，因此不受血腦屏障狀態(tài)的影響，在缺血性卒中的評估中具有更明顯的臨床優(yōu)勢。缺血性卒中是致死、致殘率特別高的一類疾病，在其診斷和治療過程中只有實現(xiàn)了精準(zhǔn)評估才能實現(xiàn)精準(zhǔn)治療。本文圍繞ASL灌注成像在缺血性卒中中的幾個應(yīng)用方面進(jìn)行了總結(jié)介紹，相信隨著ASL技術(shù)的不斷進(jìn)步以及應(yīng)用不斷被深入和推廣，ASL在缺血性卒中的診治過程中會發(fā)揮越來越重要的臨床價值。