MRI动脉自旋标记技术在脑血管疾病诊断中的应用

1.河南科技大学第一附属医院神经内科 (河南 洛阳 471003)

2.河南科技大学第一附属医院肿瘤科 (河南 郑州 450000)

赵 辉1 闫俊强1 张育德1许钰杰2

脑血管疾病泛指脑部血管的各种疾病，起病急，易复发，具有极高致残率与致死率，已成为我国重大公共卫生问题[1-2]。早期诊断与准确评估对临床治疗方案选择具有重要意义。MRI是一种无创性检查技术，可以呈现脑血管形态改变，评估血液动力学变化，在脑血管疾病诊断与预后评估中占有重要地位。动脉自旋标记技术是一种新兴MRI灌注技术，以动脉血中的水分子作为内源性示踪剂，反映脑组织血流量与分布情况[3]。本研究回顾性分析我院2015年9月至2017年9月155例脑血管疾病患者病历资料，采用MRI动脉自旋标记技术，探讨其在脑血管疾病诊断中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集我院2015年9月至2017年9月155例脑血管疾病患者的病历资料，其中急性脑梗死患者94例，短暂性脑缺血发作患者61例。纳入标准：(1)急性脑梗死诊断参考《中国急性缺血性脑卒中诊治指南》[4]，短暂性脑缺血诊断参考《短暂性脑缺血发作的中国专家共识更新版》[5]；(2)首次发病者，病变局限于单侧；(3)年龄≥18岁；(4)均在我院接受MRI检查，采用动态磁敏感对比增强灌注成像技术(dynamicsusceptibilitycontrast-enhanced，DSC)与动脉自旋标记技术；(5)患者或其家属均了解本次研究，签署知情同意书。排除标准：(1)颅脑外伤或脑出血患者；(2)既往脑血管疾病史；(3)神经外科术后；(4)MRI禁忌证；(5)资料不全者。本组患者男88例，女67例，年龄43～75岁，平均(59.12±10.64)岁；临床症状：肢体无力72例，眩晕头痛55例，行走不稳50例，口齿不清29例，意识不清24例。

1.2 MRI检查采用美国GE公司Discovery 750 3.0T超导型磁共振扫描仪，8通道头部矩阵线圈。患者取仰卧位，用软垫固定头部，扫描范围覆盖整个头部。先行MRI平扫，扫描层面包括横断面与冠状面，扫描参数：T1WI(TR 2000ms，TE 18ms)，T2WI(TR 5000ms，TE 102ms)，层厚5mm，层间距1mm，视野240mm×240mm，矩阵320×256。MRI动脉自旋标记技术采用伪连续动脉自旋标记(TR 2500ms，TE 13ms)，反转时间1525ms，层厚5mm，激励次数1次，视野240mm×240mm。最后进行DSC扫描，采用高压注射器经肘静脉快速团注钆喷酸葡胺注射液(国药准字H20093793，生产单位：上海第一生化药业有限公司)0.2mmol/kg，注射速率4ml/s，采用平面回波成像序列(TR 1500ms，TE 19.2ms)，扫描时间为90s。

1.3 图像分析由2名高年资影像科医师共同诊断分析，对病灶区域达成统一意见。将原始图像输送至工作站处理，得到DSC各参数，包括脑血流量(cerebral blood flow，CBF)、脑血容量(cerebral blood volume，CBV)、平均通过时间(mean transmit time，MTT)、达峰时间(time to peak，TTP)，生成伪彩图，以正常侧脑组织为参照，DSC-CBF与DSC-CBV病变区域呈蓝色为低灌注，红色为高灌注；DSC-MTT、DSC-TTP长于对侧为低灌注，DSCMTT、DSC-TTP短于对侧为高灌注。动脉自旋标记技术图像经工作站处理，获得伪彩图，蓝色为低灌注，红色为高灌注。

1.4 统计学分析选用统计学软件SPSS19.0对研究数据进行分析和处理，计数资料采取率(%)表示，对称性检验采用Bowker值，一致性分析采用Kappa值,Kappa值≥0.75为一致性高，Kappa值在0.4～0.74为一致性良好，以Kappa值＜0.4为一致性差。

2 结 果

2.1 急性脑梗死患者动脉自旋标记技术与DSC灌注结果比较94例急性脑梗死患者，动脉自旋标记技术与DSC-CBF、DSC-CBV灌注结果总符合率均为63.8%(60/94)，Bowker值为26.667，Kappa值为0.345；动脉自旋标记技术与DSC-MTT灌注结果总符合率为81.9%(77/94)，Bowker值为10.333，Kappa值为0.614；动脉自旋标记技术与DSC-TTP灌注结果总符合率为88.3%(83/94)，Bowker值为7.500，Kappa值为0.742。见图1～3。见表1。

2.2 短暂性脑缺血发作患者动脉自旋标记技术与DSC灌注结果比较61例短暂性脑缺血发作患者，动脉自旋标记技术与DSCCBF、DSC-CBV灌注结果总符合率均为42.6%(26/61)，Bowker值为24.091，Kappa值为0.139；，动脉自旋标记技术与DSC-MTT灌注结果总符合率为65.6%(40/61)，Bowker值为10.800，Kappa值为0.360；动脉自旋标记技术与DSC-TTP灌注结果总符合率为77.0%(47/61)，Bowker值为4.571，Kappa值为0.521。见表2。

表1 急性脑梗死患者动脉自旋标记技术与DSC灌注结果比较

表2 短暂性脑缺血发作患者动脉自旋标记技术与DSC灌注结果比较

图1-3均为动脉自旋标记技术图像。图1 脑组织血流灌注正常；图2 病灶区域呈低灌注；图3 病灶区域呈高灌注。

3 讨 论

脑灌注是大脑进行生理活动的基本保障，当脑血管疾病发生时，脑血流量下降，脑神经元蛋白质合成受限，神经元正常功能丧失甚至发生不可逆损伤。脑灌注已成为脑功能重要评估指标，DSC是一种首过灌注的成像方法，经静脉血栓快速注入对比剂，利用平面回波成像技术扫描，观察MRI信号随时间的改变，得到血流动力学参数与脑的局部灌注信息[6-7]。但DSC在注射对比剂过程中可能造成不同程度微血管损伤，另外患者的配合程度也会对DSC检查结果产生影响。动脉自旋标记技术利用动脉血中的水分子作为内源性示踪剂，以反转脉冲标记，水分子与组织交换时信号降低成像，同等条件下采集无反转脉冲图像，进行图像剪影分析最终获取脑灌注图像[8-9]。本研究选用伪连续动脉自旋标记技术，兼具连续动脉自旋标记与脉冲动脉自旋标记优点，利用连续短射频脉冲进行标记，缩短脉冲标记时间，同时提高信噪比。本研究显示，94例急性脑梗死患者与61例短暂性脑缺血发作患者的动脉自旋标记技术与DSC-CBF、DSC-CBV结果差别较大，一致性较差，而与DSC-TTP一致性最高。TTP指注射对比剂至浓度达峰值的时间，在DSC各参数中是反映脑血管疾病的最敏感指标，当脑血管发生病变血流动力学异常时，表现为TTP延迟[10]。动脉自旋标记技术与DSC-TTP存在较高一致性，证实动脉自旋标记技术在脑血管疾病中的诊断作用。本研究显示，94例急性脑梗死患者与61例短暂性脑缺血发作患者经MRI动脉自旋标记技术检出的低灌注患者分别为70例与46例，阳性率为74.5%与75.4%，脑血管疾病患者管腔狭窄，脑组织区域血流速度减缓，在MRI灌注技术上主要呈现为低灌注。动脉自旋标记技术与DSC各参数比较，对脑血管疾病患者灌注异常显示率处于较高水平，主要由于DSC所用对比剂为大分子化合物，经过血脑屏障时可能出现一定延迟，而动脉自旋标记技术以动脉血中的水分子为示踪剂，相较于DSC反应更加灵敏。本研究中也有部分脑血管疾病患者在动脉自旋标记技术与DSC上表现为高灌注，可能与病变区域再灌注或侧支循环建立等因素相关。

综上，MRI动脉自旋标记技术可以准确反映脑血管疾病患者脑组织血流灌注情况，与DSC技术比较具有较高一致性。