三維動脈自旋標記成像技術對缺血性腦梗死患者腦血流灌注改變的評估價值

肖 洲，陳巧一（通信作者）

（重慶市永川區人民醫院放射科 重慶 402160）

缺血性腦梗死是由于腦血管栓塞引起的腦部血液供應不足而導致的嚴重疾病。若不及時干預，則可能導致受影響區域的神經細胞缺氧死亡，從而引起神經功能障礙，如語言障礙、運動障礙、感覺障礙等，對患者的日常工作和生活造成嚴重負面影響[1]。腦血流灌注的改變在腦梗死的發展和恢復過程中起著至關重要的作用[2]。因此，準確評估缺血性腦梗死患者的腦血流灌注情況對于疾病管理和治療策略的確定具有重要意義。三維動脈自旋標記（3D-arterial spin labeling，3D-ASL）成像技術是一種非侵入性的神經影像學技術，廣泛應用于臨床中心腦血管疾病的評估。該技術利用自旋標記水分子作為內源性對比劑，通過磁共振成像測量腦組織的血流灌注情況，相比于需要注射外源性對比劑的技術，3D-ASL具有更低的風險和更高的安全性[3-4]。因此，本研究旨在探討3D-ASL 評估缺血性腦梗死患者腦血流灌注改變的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021 年7 月—2023 年10 月重慶市永川區人民醫院收治的缺血性腦梗死患者64 例作為梗死組，同時選取64 例健康志愿者作為健康組，兩組的一般資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05），有可比性。見表1。

表1 兩組的一般資料比較

納入標準：（1）梗死組符合臨床中對于缺血性腦卒中的診斷標準[5]；（2）符合3D-ASL 的適應證；（3）均簽訂知情同意書。排除標準：（1）存在其他腦血管疾病，如動脈瘤、顱內出血等；（2）依從性差，無法配合完成檢查；（3）妊娠期或哺乳期女性。

1.2 方法

所有研究對象接受常規磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、磁共振血管成像（MR angiography，MRA）、彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）、3D-ASL 檢查，儀器采用聯影Umr588超導磁共振成像儀。掃描序列包括常規頭顱平掃（矢狀面T1WI，橫軸面T1WI、T2WI 和T2-FLAIR），DWI 參數：TR 3 511 ms，TE 89 ms，層厚5 mm，層數22，FOV 200 mm×230 mm，采集時間50 s；3D-ASL 參數：TR 4 500 ms，TE 15 ms，層厚5 mm，層數30，NEX 3，視野224 mm，采集時間5 min55 s。

圖像分析處理：工作站處理原始3D-ASL 圖像中的腦血流量（cerebral blood flow，CBF）圖像。對病例進行編號，采用盲法記錄所有病例的3D-ASL 腦血流圖像。記錄所有病例的DWI 圖像分析結果，并對結果進行編號匹配。在偽彩色腦血流圖像中選取DWI 高信號區周圍低灌注區的3、6、9、12 點鐘的位置作為感興趣區（ROI），并測量CBF，同時對稱測量側鏡像區域的CBF 值，從而測量各區域的CBF 值。每個鏡像區和每個異常灌注區各選取3 個不同部位，各測量3 次數據，取平均值，計算rCBF 比值。其中灌注增加：比值＜0.80；灌注減少：比值＞1.20；灌注正常：0.80 ＜比值＜1.20。由2 名具備豐富影像學診斷經驗的醫師對圖像進行分析，分析結果不一致則重新進行分析或討論，直至兩者結果一致。

1.3 觀察指標

（1）比較兩組的3D-ASL 腦血流灌注情況；（2）比較腦梗死患者患側梗死灶及周邊低灌注區以及對側的ASL-CBF 值；（3）比較腦梗死患者治療前后的ASL-CBF 值；（4）比較3D-ASL、DWI 灌注異常檢出率、腦梗死灌注異常患者的灌注面積。

1.4 統計學方法

采用SPSS 26.0 統計軟件分析數據。符合正態分布的計量資料以均數±標準差（± s）表示，采用t檢驗；計數資料以頻數（n）、百分率（%）表示，采用χ2檢驗，P＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組的3D-ASL 腦血流灌注情況分析及比較

梗死組的正常灌注占比、平均rCBF 值均低于健康組（P＜0.05）。見表2。

表2 兩組的腦血流灌注情況分析及比較

2.2 腦梗死患者梗死灶及周邊低灌注區的ASL-CBF值比較

腦梗死灌注異常患者患側DWI 高信號區及周邊低灌注區3、6、9、12 點鐘方向ROI 的ASL-CBF 值低于對側，且患側DWI 高信號區的ASL-CBF 值低于同側周邊低灌注區3、6、9、12 點鐘方向ROI（P＜0.05）。見表3。

表3 腦梗死患者梗死灶及周邊低灌注區的ASL-CBF 值比較[ ± s，mL/（100 g·min）]

表3 腦梗死患者梗死灶及周邊低灌注區的ASL-CBF 值比較[ ± s，mL/（100 g·min）]

注：①與DWI 高信號區比較，P ＜0.05。

部位DWI 高信號區周邊低灌注區3 點鐘方向6 點鐘方向9 點鐘方向12 點鐘方向患側（n=54）10.87±4.23 20.42±6.27① 20.97±6.13① 20.63±6.19① 20.89±6.16①對側（n=54）48.32±7.48 48.57±7.59 48.45±7.54 48.49±7.75 48.56±7.02 t 32.02521.01120.78020.64021.771 P＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

2.3 腦梗死患者治療前后的ASL-CBF 值比較

治療后，腦梗死灌注異常患者DWI 高信號區與治療前比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；周邊低灌注區3、6、9、12 點鐘方向ROI 的ASL-CBF 值均高于治療前（P＜0.05）。見表4。

表4 腦梗死患者治療前后的ASL-CBF 值比較（ ± s）

表4 腦梗死患者治療前后的ASL-CBF 值比較（ ± s）

時間DWI 高信號區周邊低灌注區3 點鐘方向6 點鐘方向9 點鐘方向12 點鐘方向治療前（n=54）10.87±4.2320.42±6.2720.97±6.1320.63±6.1920.89±6.16治療后（n=54） 9.85±3.6124.45±6.3322.89±6.0925.23±6.1226.06±6.58 t 1.9124.7012.3095.4915.964 P 0.058 ＜0.0010.022 ＜0.001 ＜0.001

2.4 3D-ASL、DWI 灌注異常檢出率比較

梗死組的3D-ASL 灌注異常檢出率高于DWI（P＜0.05）；健康組的3D-ASL、DWI 灌注異常檢出率比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表5。

表5 3D-ASL、DWI 灌注異常檢出率比較[n（%）]

2.5 腦梗死灌注異常患者的灌注面積比較

梗死組中，腦血流異常灌注54 例。其中3D-ASL 圖顯示灌注異常面積為（17.78±3.24）cm2，DWI 圖顯示灌注異常面積為（13.04±2.15）cm2，3D-ASL 圖顯示灌注異常面積大于DWI，差異有統計學意義（t=2.042，P=0.046）。

3 討論

缺血性腦梗死時，由于血管阻塞導致供血受限，腦血流灌注出現異常，如多數患者梗死區域的腦血流灌注明顯減少，也有部分患者由于腦血管對于血壓和氧合狀態的調節能力減弱或喪失、梗死區域周圍的腦血管擴張等因素，引起腦血流灌注增高[6]。這種腦血流灌注異常狀態會導致梗死區域的神經細胞缺氧和能量供應不足。若不及時檢出，可能會導致擴展梗死區域的形成，進一步損傷腦組織并加重神經功能缺失，且可能會延誤診斷和治療的時間，錯過最佳的治療窗口，導致療效欠佳。

目前臨床中主要通過CT、MRI 等影像學檢查方式評估腦梗死患者的腦血流灌注改變。既往研究顯示了3D-ASL、DWI 等MRI 影像技術在腦血流灌注中的診斷價值[7-8]。本研究結果顯示，梗死組的3D-ASL 灌注異常檢出率高于DWI（P＜0.05）；腦梗死灌注異常患者3D-ASL 圖顯示灌注異常面積大于DWI（P＜0.05）；腦梗死灌注異常患者患側DWI 高信號區及周邊低灌注區3、6、9、12 點鐘方向ROI 的ASL-CBF 值均低于對側，且患側DWI 高信號區的ASL-CBF 值低于同側周邊低灌注區3、6、9、12 點鐘方向ROI（P＜0.05）；治療后，腦梗死灌注異常患者DWI 高信號區與治療前比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；周邊低灌注區3、6、9、12 點鐘方向ROI 的ASL-CBF 值均高于治療前（P＜0.05）。這提示3D-ASL 可良好評估腦梗死患者的腦血流灌注情況，且相比較DWI，其優勢更加顯著。究其原因認為，DWI 技術基于彌散加權成像原理，通過測量水分子在組織中的彌散程度來反映組織的微觀結構[9]。在腦梗死發生后，由于缺血區域的神經細胞和膠質細胞失去了能維持細胞膜完整性的ATP，這些細胞內的水分子會受到限制而呈現出高度的彌散限制，導致DWI 中的缺血灶呈現高信號強度。相比之下，3D-ASL技術則是一種非對比劑的腦血流成像技術，它利用磁共振的原理將自旋標記的血液作為內源性對比劑，直接測量血液在腦內的血流灌注量[10]。相比傳統的對比劑血管成像技術，3D-ASL 無需注射對比劑，避免了可能存在的腎臟損傷和過敏反應等風險。同時，由于3D-ASL 成像可以測量腦血流灌注量而非僅是血管形態，因此能夠提供更加全面的腦血流信息，包括動態灌注、腦血流分布、血管阻塞、側支循環等[11]。這些信息對于了解腦灌注狀態以及判斷缺血區域的程度和范圍非常重要，有助于指導治療方案的選擇和評估治療效果。此外，3D-ASL技術對缺血灶周圍的腦區表現出更高的診斷敏感性[12-13]，可能是因為DWI 技術僅能反映缺血灶本身的彌散限制，而無法直接反映缺血區域周圍的腦血流情況。

本研究尚存在一定局限性，例如，樣本量少，這可能導致研究結果出現偏倚。未來的研究需要進一步擴大樣本量，完善研究設計，對研究結果做進一步的探討。

綜上所述，在缺血性腦梗死患者中，3D-ASL 技術可有效評估其腦血流灌注狀態，且相較DWI 更具優勢，為臨床中缺血性腦梗死患者腦血流灌注狀態的診斷提供參考。