动脉自旋标记在急性脑梗死中的应用

王丹丹 王学建

摘要：目的  探討动脉自旋标记（ASL）在急性脑梗死中的应用价值。方法  选取2016年8月～2018年2月我院收治的脑梗死患者29例，所有患者均行扩散加权（DWI）、ASL及脑血管成像（MRA）扫描。分析急性脑梗死患者的基线ASL数据，比较治疗前后存在缺血半暗带（IP）患者DWI高信号区与周边低灌注区CBF患侧、CBF对侧、rCBF以及ASL-CBF。结果  29例急性脑梗死患者中，22例患者存在IP，7例患者不存在IP。22例IP患者中，DWI高信号区CBF患侧血流值低于CBF对侧，周边低灌注区3、6、9、12点钟ROI CBF患侧血流值低于CBF对侧，且高于DWI高信号区，差异有统计学意义（P<0.05）。DWI高信号区与周边低灌注区对侧血流值比较，差异无统计学意义（P>0.05）。DWI高信号区治疗前后ASL-CBF比较，差异无统计学意义（P>0.05）。治疗后，周边低灌注区3、6、9、12点钟ROI ASL-CBF均高于治疗前，差异有统计学意义（P<0.05）。结论  ASL能在一定程度上反映脑低灌注水平，与DWI配合可辅助诊断IP，可提示预后。

关键词：动脉自旋标记;急性脑梗死;缺血半暗带;DWI高信号区;周边低灌注区

中图分类号：R445                                   文献标识码：A                                  DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.12.031

文章编号：1006-1959（2019）12-0102-03

Abstract：Objective  To investigate the value of arterial spin labeling （ASL） in acute cerebral infarction. Methods  29 patients with cerebral infarction admitted to our hospital from August 2016 to February 2018 were enrolled. All patients underwent diffusion-weighted （DWI）， ASL and cerebrovascular imaging （MRA） scans. Baseline ASL data were analyzed in patients with acute cerebral infarction， Before and after treatment， patients with ischemic penumbra （IP） had DWI high signal area and peripheral low perfusion area CBF side， CBF contralateral side， rCBF and ASL-CBF. Results  Of the 29 patients with acute cerebral infarction， 22 had IP and 7 had no IP. In 22 patients with IP， the blood flow value of the CBF side of the DWI high signal area was lower than that of the CBF side， and the blood flow value of the ROI CBF side was lower than the CBF side at 3， 6， 9， and 12 o'clock in the peripheral low perfusion area. In the DWI high signal area， the difference was statistically significant （P<0.05）. There was no significant difference in the blood flow value between the DWI high signal area and the surrounding low perfusion area （P>0.05）. There was no significant difference in ASL-CBF between DWI and high signal area before and after treatment （P>0.05）. After treatment， the ROI ASL-CBF at 3， 6， 9 and 12 o'clock in the peripheral hypoperfusion area was higher than that before treatment，the difference was statistically significant （P<0.05）. Conclusion  ASL can reflect the level of cerebral hypoperfusion to a certain extent. Cooperating with DWI can assist in the diagnosis of IP， which may indicate prognosis.

Key words：Arterial spin labeling;Acute cerebral infarction;Ischemic penumbra;DWI high signal area;Peripheral low perfusion area

动脉自旋标记技术（arterial spin labeling，ASL）是一种利用动脉血内水质子作为内源性标记物的成像方法。它具有无需注射对比剂，无电离辐射等优点，是一种无创性的灌注成像方法。早期研究已证明ASL与动态磁敏感对比增强（dynamic susceptibility contrast，DSC）有很好的一致性，且ASL可得到全脑血流灌注图像，现已广泛应用于临床[1，2]。在脑缺血性疾病的研究中，ASL联合弥散加权成像（diffusion-weighted imaging，DWI）技术能够较早的发现脑缺血组织的低灌注状态，确定ASL-DWI不匹配区，评估可挽救脑组织状态，在临床应用中具有很大的潜能及实用价值。本文探讨动脉自旋标记（ASL）在急性脑梗死中的应用价值，现报道如下。

1资料与方法

1.1一般资料  选取2016年8月～2018年2月天津市宝坻区人民医院收治的急性脑梗死患者29例，其中女性12例、男性17例，年龄44～87岁，平均年龄（67.37±11.05）岁。全部急性脑梗死患者均进行复查，复查时间为发病后15～20 d。

1.2纳入及排除标准  纳入标准：①依据2014年中国急性缺血性脑卒中诊治指南[3]具有急性脑梗死的临床症状;②首次发病，且行MRI检查距离发病时间不超过72 h;③病灶于DWI呈明显高信号，于表观弥散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）图呈低信号;④梗死灶为单侧受累;⑤无磁共振检查禁忌症，同意行头颅MRI及ASL检查者。排除标准：①短暂性脑缺血发作，MRI检查阴性者;②既往有脑梗死病史、颅内占位、脑炎等颅内疾病者;③伴有小脑梗死及幕上深部脑白质的梗死者。

1.3检查方法  采用GE HDxt 1.5T超导型MRI设备，使用标准8通道相控阵头线圈进行图像采集，扫描前患者取仰卧位，头先进，置于线圈中央。所有患者均接受常规MRI扫描，包括矢状位T1WI、轴位T1WI、T2WI、DWI、3D-ASL、MRA。3D-ASL参数如下：视野=24 cm×24 cm，带宽=62.5 kHz/pixel，翻转角=90°，重复时间=4.5 s，回波时间=9.8 ms，层厚=4 mm，层间距=0 mm，标记时间=1.6 s，延迟标记时间=1525 ms。

1.4图像处理和数据分析  使用GE AW4.4工作站Function Tool软件中自带pCASL处理软件进行处理，生成伪彩图像。

1.4.1基线资料的数据分析及测量  于工作站将基线MRI（首次检查）的DWI图像与ASL-CBF图像融合，定义ASL低灌注区与DWI高信号区重合部位为DWI高信号区，通常ASL-CBF低灌注区大于DWI高信号区。在CBF-ASL图像上勾画同DWI高信号区形态一致的感兴趣区（ROI），并于大脑半球对侧镜像区域复制同样大小及形态的ROI，获取的ASL-CBF值即为DWI高信号区的CBF（CBF患侧）和对侧镜像正常组织的CBF（CBF对侧）。随后，于DWI高信号区周围低灌注区的3、6、9、12点钟的位置设置圆形ROI（5个单位像素）并测量CBF值，同时测量对侧镜像脑组织的CBF值，计算rCBF值=CBF患侧/CBF镜像，每个数据测量3次取平均值。记录颅内血管狭窄或闭塞的部位，并与ASL异常低灌注区比较，确定二者在解剖学分布上是否具有相关性。

1.4.2随访资料的数据分析  ASL-CBF的定量测量：分析层面与基线MRI数据同层，测量方法同基线MRI。测量DWI高信号区、DWI高信号区周边低灌注区3、6、9、12点钟ROI。

1.5观察指标  分析急性脑梗死患者的基线ASL数据，比较治疗前后存在缺血半暗带（IP）患者DWI高信号区与周边低灌注区CBF患侧、CBF对侧、rCBF以及ASL-CBF。

1.6统计学方法  采用SPSS 18.0統计软件处理数据，计量资料以（x±s）表示，采用t检验，P<0.05表示差异有统计学意义。

2结果

2.1急性脑梗死患者的基线ASL数据  29例急性脑梗死患者中，4例梗死灶位于右侧额、顶、颞、枕叶，2例梗死灶位于左侧额、顶、颞、枕叶，1例梗死灶位于右侧额、顶、枕叶，5例梗死灶位于右侧额、顶、颞叶，5例梗死灶位于右侧额、颞叶，5例梗死灶位于右侧额、顶叶，1例梗死灶位于左侧颞、枕叶，2例位于左侧额、顶叶，2例梗死灶位于右侧枕叶，1例梗死灶位于左侧颞叶，1例梗死灶位于右侧顶叶。其中2例为多发梗死，27例为单发梗死。常规MRI表现为梗死灶长T1长T2信号;DWI表现为梗死灶高信号，于ADC上呈低信号;ASL显示梗死部位及周边低灌注，其中22例存在IP，7例不存在IP，且DWI高信号区范围与ASL低信号区相同;26例于MRA显示大脑前动脉、大脑中动脉、大脑后动脉不同程度狭窄或闭塞，且病变血管的供血区与梗死灶位置相符，3例MRA未见血管异常。

2.2 IP患者首次ASL-CBF检查  22例IP患者中，DWI高信号区CBF患侧血流值低于CBF对侧，周边低灌注区3、6、9、12点钟ROI CBF患侧血流值低于CBF对侧，且高于DWI高信号区，差异有统计学意义（P<0.05）。DWI高信号区与周边低灌注区CBF对侧血流值比较，差异无统计学意义（P>0.05），见表1。

2.3急性脑梗死患者治疗前后的ASL比较  DWI高信号区治疗前后ASL-CBF比较，差异无统计学意义（P>0.05）。治疗后，周边低灌注区3、6、9、12点钟ROI ASL-CBF均高于治疗前，差异有统计学意义（P<0.05），见表2。7例无IP查患者复查：3例DWI高信号区缩小，4例DWI高信号区扩大，周边低灌注区与DWI高信号区范围一致。

3讨论

脑缺血性疾病的发病机制主要是脑血流量不断减少，使脑组织处于不同程度的低灌注状态，早期的、短暂的缺血不会造成神经元细胞死亡，可恢复。但脑血流量持续性减低，使神经元细胞死亡，造成脑组织不可逆性损伤。因此，早期发现、及时治疗对于治疗脑缺血性疾病具有重要意義。DWI-MRI是诊断该病的首选方法，而3D-ASL联合DWI技术能够更早期发现脑组织的低灌注情况，不匹配区IP可作为制定治疗方案的评估依据。

ASL最早于1992年由Williams等人提出，ASL是一种磁共振灌注成像技术，利用动脉血中水质子作为内源性示踪剂，在扫描平面血液来源区域对氢质子进行反转标记，被标记的氢质子在扫描区引起局部组织的纵向弛豫T1发生变化，得到反转氢质子标记图像[4]。ASL不需注射对比剂，具有无创性、可重复性、操作简便等优点。根据其标记方式的不同分为伪连续性动脉自旋标记和连续性动脉自旋标记。目前，ASL主要应用于脑部疾病的研究中，包括脑缺血性疾病、脑肿瘤等，而对于急性脑梗死患者治疗前后CBF值变化的研究较少。Yu Y[5]等研究结果表明，在灌注成像得到的参数中，rCBF对梗死中心区范围的诊断更具有敏感性和特异性。DWI高信号区与rCBF阈值一直存在争议。最新研究提出，以rCBF≤0.3作为梗死中心区的最佳阈值[5]。本研究中，DWI高信号区CBF患侧血流值低于CBF对侧本，rCBF为（0.25±0.09）ml/（100 g·min），与上述结论相符。

有研究表明，ASL与DSC两者方法具有较好的一致性[1，6]。本研究直接应用ASL评估IP及其预后情况，结果显示DWI高信号区治疗前后ASL-CBF比较，差异无统计学意义（P>0.05）。治疗后，周边低灌注区3、6、9、12点钟ROI ASL-CBF均高于治疗前，差异有统计学意义（P<0.05）。这说明脑梗死发生后，脑组织的血流速度减慢，导致在ASL ROI进行扫描时，标记的血液还未来得及流入ROI层面，导致采集信号的减低[2]。有3例首诊时无IP，但复查时，梗死灶范围变小，而周边低灌注区血流量无明显变化。这说明梗死早期即建立了侧支循环。多数学者的研究均发现，早期梗死灶周边侧支循环的建立，其预后较好[9，10]。

综上所述，ASL能够显示急性脑梗死的低灌注区，与DWI结合可以提示IP的存在，并可以根据CBF提示预后。本研究存在着一定不足：①收集病例的样本量小;②收集的病例以老年人为主，患者自身脑血管情况不佳，造成数据有一定的误差;③入组患者未进行溶栓治疗;④未建立NIHSS评分表。因此，后续有待进一步完善该研究内容。

参考文献：

[1]许洋，吕晋浩，马林，等.多参数动脉自旋标记与动态磁敏感增强脑灌注成像在诊断短暂性脑缺血性发作中的对比[J].南方医科大学学报，2016，36（6）：768-774.

[2]张慧勤，李明利.动脉自旋标记磁共振灌注技术在脑血管病中的应用进展[J].磁共振成像，2017，8（12）：934-940.

[3]刘鸣.中国急性缺血性脑卒中诊治指南2014[J].中华神经科杂志，2015，48（4）：246-257.

[4]Hartkamp N，Vanosch M，Kappll J，et al.Artrial spin labeling magnetic resonance perfusion imaging in cerebral ischemia[J].Current Opinion in Neurology，2014，27（1）：42-53.

[5]Yu Y，Han Q，Ding X，et al.Defining Core and Penumbra in Ischemic Stroke：A Voxel- and Volume-Based Analysis of Whole Brain CT Perfusion[J].Sci Rep，2016，10（6）：20932.

[6]邢飞，邢伟，卢又燃，等.动脉自旋标记与动态磁敏感对比MRI在脑卒中缺血半暗带的对照研究[J].中国医学计算机成像杂志，2014，20（2）：110-115.

[7]Nael K，Meshksar A，Liebeskind DS，et al.Quantitative analysis of hypoperfusion in acute stroke： arterial spin labeling versus dynamic susceptibility contrast[J].Stroke，2013，44（11）：3090-3096.

[8]Qin Q，Huang AJ，Hua J，et al.Three-dimensional whole-brain perfusion quantification using pseudo-continuous arterial spin labeling MRI at multiple post-labeling delays：accounting for both arterial transit time and impulse response function[J].NMR Biomed，2014;27（2）：116-128.

[9]Majer M，Mejdoubi M，Schertz M，et al.Raw arterial spin labeling data can help identify arterial occlusion in acute ischemic stroke[J].Stroke，2015，46（6）：141-144.

[10]Tada Y，Satomi J，Abe T，et al.Intra-arterial signal on arterial spin labeling perfusion MRI to identify the presence of acute middle cerebral artery occlusion[J].Cerebrovascular Dis，2014，38（3）：191-196.

收稿日期：2019-2-18;修回日期：2019-2-28

编辑/杜帆