3D-ASL灌注磁共振成像在急性缺血性脑梗死不同亚型中的临床应用
2017-08-03金学荣马小芳
张 涛，金学荣，蔡 中，马小芳
·经验交流·
3D-ASL灌注磁共振成像在急性缺血性脑梗死不同亚型中的临床应用
张 涛，金学荣，蔡 中，马小芳
目的 探讨磁共振三维动脉自旋标记成像(3D-ASL)在急性缺血性脑梗死不同亚型中的诊断价值。方法 对37例缺血性脑血管病患者行常规MRI、DWI及ASL序列检查，比较DWI和ASL两种技术显示病变的阳性率及面积大小。根据Adamas分型法，分为大面积、小面积及腔隙性脑梗死。结果 大面积脑梗死14例(37.8%)，小面积脑梗死6例(16.2%)，腔隙性脑梗死17例(46.0%)。病灶显示阳性率：DWI对大面积、小面积及腔隙性脑梗死的检出率为100%，ASL-CBF图大面积脑梗死低灌注显示率为100%(14/14)，小面积脑梗死低灌注显示率为66.7%(4/6)，腔隙性脑梗死低灌注显示率为5.9%(1/17)。同一病例DWI与ASL-CBF相同病变显示面积的大小：SDWI
脑梗死；动脉自旋标记成像；磁共振成像；Adamas分型
缺血性脑卒中是一种发病率高、复发率高及致残率高的疾病，严重危害人类健康和患者的生活质量。准确评估急性脑梗死的病灶范围和缺血半暗带 (IP)，对指导临床进行及时有效的干预治疗具有重要的意义。目前，扩散-灌注不匹配被视为判断缺血半暗带的 “金标准”。3D-ASL具有无创、不需要外源性对比剂等优点，它采用新近改进的三维容积扫描，是一种新的研究脑组织血流灌注的方法。目前已初步应用于缺血性脑血管病[1-2]，并取得了一定的研究成果，但对急性缺血性脑梗死不同亚型的研究，国内少有报道。本研究旨在探讨3D-ASL在急性缺血性脑梗死不同亚型中的应用价值。
1 对象与方法
1.1 研究对象：收集2015年11月-2016年11月我院神经内科及急诊科收治的急性缺血性脑血管病患者37例，均在入院24 h内行磁共振检查。其中男23例，女14例，年龄44～84 岁，平均(66.79±10.96)岁。入组标准：① 具有急性脑梗死的临床症状； ② 结合MRII常规序列及DWI图像排除其他改变；③发病后6～72 h定为急性脑梗死[3]。排除标准：既往有癫痫病史，MRI平扫有颅内出血、占位病变及先天发育畸形。
1.2 检查方法：采用 GE 3.0 T Discovery 750 MRI 扫描仪，32通道头线圈。扫描序列包括：轴位T1Flair、T2WI、T2Flair、DWI、3D-ASL，矢状面T1WI，DWI；DWI：TR 3 800 ms、TE 65.4 ms、FOV 24 cm×24 cm、层厚5.0 mm、层间距 1.5 mm，矩阵160×160、NEX 2.0，b值 1 000 s/mm2。3D-ASL：TR 4 844 ms、TE 10.5 ms、FOV 24 cm×24 cm、层厚5.0 mm、层间距 1.5 mm、 矩阵512×8、NEX 1.0，PLD 2.0 s。
1.3 图像分析与数据处理：将3D-ASL原始图像传输至 GE ADW4.6工作站，使用FunctionTool软件中自带3D pCASL后处理软件，选择阈值后生成PLD=2.0 s全脑血流量(CBF)伪彩图像，通过伪彩图像阈值选取CBF<23 mL /(100 g·min)认为低灌注区域[3]。由一名副主任医师和主治医师(要求从事MRI诊断≥5年)分别对DWI和ASL-CBF图像进行判读，对判断有分歧的患者重新协商后决定。对DWI和ASL均有异常者，在DWI图上选取病灶最大层面，采用手动勾画法分别在DWI及相应ASL-CBF图上测量梗死面积和灌注异常面积。以DWI图上病灶面积为标准，采用Adamas分型法[4]，按梗死灶面积大小分为：大面积梗死(>3 cm2，累及2个以上脑解剖部位)、小面积梗死(l.5～3 cm2)和腔隙性梗死(≤1.5 cm2)。
2 结果
37例急性脑梗死患者中，大面积脑梗死14例(37.8%)，小面积脑梗死6例(16.2%)，腔隙性脑梗死17例(46.0%)。病灶显示阳性率：DWI对大面积、小面积及腔隙性脑梗死的检出率为100%。ASL-CBF图大面积脑梗死低灌注显示率为100%(14/14)，小面积脑梗死低灌注显示率为66.7%(4/6)，腔隙性脑梗死低灌注显示率为5.9%(1/17)。14例大面积脑梗死DWI图上梗死面积为(882.15±450.66)mm2，ASL-CBF图上低灌注面积为(1 249.38±565.80)mm2(表1)，差异有统计学意义(t=6.36，P<0.05)。6例小面积脑梗死中，2例主要累及皮层灰质，ASL-CBF图上低灌注面积为235 mm2；2例病灶位于半卵圆中心白质区，ASL-CBF图显示不清，2例同时累及灰质和白质区，ASL-CBF图低灌注边界显示不清，故而未测量脑梗死的面积。17例腔隙性脑梗死，其中1例病灶位于豆状核，ASL-CBF图上低灌注面积为75 mm2，16例病灶位于半卵圆中心、放射冠、内囊等白质区域及脑干，ASL-CBF图显示不清，故无法测量病灶面积。DWI与ASL-CBF对同一病例相同病变显示面积的大小：SDWI
表1 DWI和ASL-CBF图对大面积脑梗死病变面积比较
右侧大脑中动脉供血区急性大面积脑梗死，DWI高信号(1c)，ASL-CBF(1d)显示低灌注面积明显大于DWI。右侧枕叶急性小面积脑梗死，DWI高信号(2c)，ASL-CBF(2d)显示低灌注面积大于DWI。左侧豆状核腔隙性脑梗死，DWI高信号(3c)，ASL-CBF(3d)显示低灌注。
3 讨论
DWI是目前唯一可以在活体进行水分子扩散测量和成像的无创性方法，对水分子的扩散运动十分敏感。水分子扩散运动减弱时，在DWI上表现为高信号，ADC图显示为低信号。Moseley等[5]证实，在大脑中动脉阻塞45 min后立即显示缺血区范围。2003年冯晓源等[6]进行弥散加权成像(DWI) 和灌注成像(PI)界定急性脑梗死缺血半影区研究，发现左侧大脑中动脉栓塞大鼠在线栓栓塞后30 min即出现DWI高信号，最早出现在由栓塞侧大脑中动脉供血的基底节区，ADC值降低；随着栓塞时间的延长，异常信号区逐步扩大，顶枕叶及颞叶皮质区渐次受累，ADC值也进一步降低。脑组织急性缺血后，脑供血不足，微循环灌注障碍，细胞缺氧，ATP生成减少、耗尽，钠钾泵衰竭，K+大量外流，Na+、Cl-、Ca2+进入细胞内聚集，细胞内渗透压增高，大量水分进入细胞，产生细胞毒性水肿，导致水分子弥散运动减慢，这时在DWI上表现为异常高信号[7]。本研究结果显示，34例急性缺血性脑梗死患者，大面积脑梗死14例、小面积脑梗死6例、腔隙性脑梗死17例，DWI均显示为高信号，ADC图呈低信号，与国内学者陈耿、刘克等[8-9]的研究结果相一致，认为DWI对急性脑梗死诊断具有高度准确性，可用于急性脑梗死的早期检查、诊断。
磁共振灌注加权成像(PWI)是一种反映组织微血管分布和血流灌注情况的MRI功能成像技术。3D-ASL技术是近几年发展起来的全新的容积灌注成像技术，该技术依托高保真度和高稳定性的射频平台，能在约1.5 s内完成1 000次以上的准连续式标记，实现了大范围的全脑容积灌注成像，突破了传统ASL技术存在的信噪比低及灌注不均匀等缺点。国外学者研究证实，采用ASL技术获得的脑血流量值与PET一致性很高[10-11]。本研究结果显示，34例急性缺血性脑梗死患者，ASL-CBF伪彩图上，14例大面积脑梗死患者显示低灌注，其中13例ASL-CBF图上低灌注面积大于DWI图上梗死面积，且差异有统计学意义。张顺等[12]进行三维动脉自旋标记成像在缺血性脑血管病的应用研究时发现，13例急性脑梗死患者，ASL-CBF图异常灌注面积大于DWI图的梗死面积，分析其不匹配区可能存在缺血半暗带。但是国外学者Zaharchuk等[13]的研究认为ASL-DWI不匹配可能存在过度评估，与PWI-DWI的不匹配相比，ASL不匹配区除了包括IP，同时也可能存在良性灌注不足区[14]。本研究中有1例大面积脑梗死患者ASL-CBF低灌注面积约等于DWI的梗死面积，考虑梗死灶面积较大且缺乏侧枝循环，在发病早期即发生不可逆性损伤。6例小面积脑梗死患者4例显示低灌注，其中2例病灶同时累及灰质和白质区，ASL-CBF图低灌注边界显示不清；2例病灶位于半卵圆中心白质区，由于病灶与周围脑白质对比不明显，ASL-CBF图上病灶显示不清，与国内学者毛传万等[15]的研究结果相似。34例急性脑梗死中有13例仅累及白质区的患者，由于病灶与周边脑白质对比度不明显，3D-pcASL难以清楚显示病灶。17例腔隙性脑梗死患者只有1例显示低灌注。国外学者Kohno N等[16]研究3D-ASL在急性缺血性脑卒中的临床价值时，27例腔隙性脑梗死2例发现低灌注，与本研究结果相吻合。由此可见，ASL对大面积和小面积脑梗死病变显示阳性率明显高于腔隙性脑梗死。我们推测腔隙性脑梗死ASL低灌注敏感性差的原因，主要是因为腔隙性脑梗死多发生于半卵圆中心、放射冠、内囊等白质区域，而脑白质血流量少，本身存在生理低灌注，CBF在20～25 mL/100(g·min)。
本研究的不足：①脑梗死样本量较少，尤其是分组后小面积脑梗死样本量偏少；②只纳入急性脑梗死患者，未对脑梗死各期进行研究，比较不同分期ASL的灌注特点；③3D-ASL仅设置了单个延迟标记时间，相对于多个延迟标记时间，不能全面、真实地反映实际灌注血流量。
综上所述，3D-ASL可反映大面积和小面积急性缺血性脑梗死的血流灌注情况，结合DWI可初步评估大面积脑梗死的缺血半暗带，但对腔隙性脑梗死的显示存在较大局限性。
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10.13621/j.1001-5949.2017.07.0642
宁夏人民医院放射科，宁夏 银川 750002
R737
B
2017-01-14 [责任编辑]王凯荣
