常规行3D-ASL 检查对颅脑病变诊断的初步探讨

王伟，徐伟，孟凡然，冯会玉，徐涛，吴晓静

（河北省涿州市医院 医学影像科，河北 保定 072750）

0 引言

动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）技术是一种以动脉血中水质子作为示踪剂，反映组织血流灌注情况的磁共振功能成像（functional MRI，fMRI）技术[1]。近年来，ASL 的理论研究及技术开发不断创新，在颅脑疾病中的应用更加广泛。本研究主要探讨三维动脉自旋标记技术(3D-ASL)在常规头颅磁共振检查中的影像学特点，分析常规行3D-ASL 检查在颅脑疾病诊断中的临床意义。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取我院常规颅脑检查患者60 例。60 例患者中男性37 例，女性23 例；年龄12～85 岁，平均（47.5±17.2）岁。其中体检15 例，缺血性脑血管病患者36 例（头晕12 例，急性脑梗死5 例，短暂性脑缺血发作19 例），肿瘤患者9 例（胶质瘤4 例，转移瘤2 例，淋巴瘤2 例，脑膜瘤1 例）。

1.2 数据采集方法

使用美国GE 3.0T Discovery MR 750 MR、GE 3.0T Discocery Silent MR 扫描机，头部专用 8 通道线圈。扫描时患者保持仰卧位，海绵固定头颅，保护好患者听力。首先，行常规 MRI 图像扫描T1WI、T2WI、弥散加权成像(DWI)(b=0 s/mm2，b=1000 s/mm2)、MRA；随后行3D-ASL 扫描，视野(field of view，FOV)240mm×240mm，层厚40 mm，层数 36，矩阵512×512，激励次数（number of excitation，NEX）3，（post label delay，PLD）时间分别为1.5s、2.5s；肿瘤患者行增强扫描，BRAVO 序列，FOV240mm×240mm，层厚1mm，矩阵256×256，NEX 1。

1.3 数据处理与图像分析

使用GE ADW 4.6 工作站对3D-ASL 扫描后获得的原始图像进行处理，得到全脑血流量(cerebral blood flow，CBF)图。对3D-ASL 扫描图像的后处理图像进行分析：图像分别由2 名主治级以上医师对局部脑血流量(regional cerebral blood flow，rCBF)进行定性和定量分析，观察并分析所有患者的DWI 及ASL-CBF 图有无异常。（1）定性分析：对脑灌注伪彩图目测分析，比较双侧脑组织灌注情况，观察是否存在异常灌注区域。（2）定量分析：对图异常灌注区域选取感兴趣区(ROI)，使用镜像法测量健侧脑组织rCBF；计算异常侧信号强度平均值/健侧信号强度平均值的比值，比值超过20%为异常。选取ROI 时，应注意避开脑脊液影响。

1.4 统计学处理

使用SPSS 22.0 统计软件，对2 名主治级以上医师分别2 次判断的检出率结果进行Kappa 一致性检，以Kappa 值大于0.75 认为可重复性好。计数资料用百分数(%)表示，比较采用χ2检验。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 体检患者3D-ASL 特点

体检患者15 例，13 例患者无异常发现，2 例患者显示局部脑组织灌注减低，与对应MRA 显示局部血管狭窄，有一致性。

2.2 缺血性脑血管病患者3D-ASL 特点

头晕患者12 例，分别进行了3D-ASL(PLD=1.5s)与3D-ASL(PLD=2.5s) 检 查，其 中PLD=1.5s时ASL-rCBF 图像显示脑灌注减低的检出率为33.33%(4/12)，PLD=2.5s 时ASL-rCBF 图像显示脑灌注减低的检出率为50.00%(6/12)；MRA 检查显示，2例患者有动脉血管明显意义狭窄。脑梗死患者5 例，分别进行了3D-ASL(PLD=1.5s)与3D-ASL(PLD=2.5s)检查，其中PLD=1.5s 时ASL-rCBF 图像显示脑灌注减低的检出率为100%(5/5)，PLD=2.5s 时ASLrCBF 图像显示脑灌注减低的检出率为100%(5/5)；MRA 检查显示，5 例患者均有动脉血管明显意义狭窄。短暂性脑缺血发作患者19 例，分别进行了3D-ASL(PLD=1.5s)与3D-ASL(PLD=2.5s)检查，其中PLD=1.5s 时ASL-rCBF 图像显示脑灌注减低的检出率为73.68%(14/19)，PLD=2.5s 时ASL-rCBF 图像显示脑灌注减低的检出率为84.21%(16/19)；MRA 检查显示，13 例患者动脉血管有明显意义狭窄。

36 例头晕、短暂性脑缺血发作、急性脑梗死患者均进行了3D-ASL(PLD=1.5s)、3D-ASL(PLD=2.5s)检查，脑组织灌注减低的检出率（PLD=1.5s 时）分别 为33.33%(4/12)、73.68%(14/19)、100%(5/5)，脑组织灌注减低的检出率（PLD=2.5s 时）分别为50.00%(6/12)、84.21%(16/19)、100%(5/5)。统计显示：3D-ASL(PLD=1.5 s)对脑组织灌注减低的检出率高于MRA，差异有统计学意义(P＜0.05)；3D-ASL(PLD=2.5s)对脑组织灌注减低的检出率高于3D-ASL(PLD=1.5s) 检查，差异有统计学意义(P＜0.05)。

2.3 颅内肿瘤患者3D-ASL 特点

颅内肿瘤患者9 例，其中低级别胶质瘤患者1例，3D-ASL(PLD=1.5s)与3D-ASL(PLD=2.5s)检查，ASL-rCBF 图像显示肿瘤低灌注；3 例高级别胶质瘤，3D-ASL(PLD=1.5s)与3D-ASL(PLD=2.5s)检查，ASLrCBF 图像显示肿瘤范围内血供丰富，组织灌注明显增加；2 例来自肺癌转移瘤病变（图1-3），ASLrCBF 显示病变区域灌注均明显增加（图4）；2 例淋巴瘤病变（图5-7），ASL-rCBF 显示病变区域呈明显低灌注征像（图8）；1 例脑膜瘤病变（图9-11），ASL-rCBF 显示病变区域高灌注征像（图12）。

图1-4 男，62 岁，肺癌3 年。图1 T1WI 显示双侧额叶直回结节样等信号，图2 T2WI 显示双侧额叶病变呈等或稍高信号，图3 增强T1WI 病变明显不均匀强化，图4 3D-ASL 病变区域明显高脑灌注。病理诊断：符合转移瘤。

表1 缺血性脑血管病PLD=1.5s 与PLD=2.5s 脑灌注减低的检出率

图1

图2

图3

图4

图5-8 女，51 岁。图5 T1WI 显示双侧枕叶-胼胝体压部、邻近颞叶、顶叶不规则形稍低信号；图6 T2WI 显示病变呈稍高信号；图7 增强T1WI 病灶呈明显不均匀强化；图8 3D-ASL 显示病灶呈明显低灌注。病理诊断：中枢神经系统淋巴瘤。

图5

图6

图7

图8

图9-12 男，81 岁。图9 T1WI 显示左额部前颅窝底类圆形等信号，图10 T2WI 病变呈稍高信号，图11 增强T1WI 病变明显强化，图12 3D-ASL 病变呈明显高灌注。病理结果：脑膜瘤。

图9

图10

图11

图12

3 讨论

3.1 3D-ASL 应用价值

3D-ASL 在颅脑病变中的应用价值较高，其能够准确地反映脑组织的灌注情况，对颅脑病变的定位定性诊断提供重要信息。3D-ASL 技术可根据脑组织灌注异常对脑血管病变提供准确的诊断信息，亦可评价颅内肿瘤的血管分布及血脑屏障破坏程度，进而对肿瘤的分类、分级提供可靠依据[1]。

3.2 缺血性脑血管病变的应用

缺血性脑血管病是由于低灌注引起的脑组织缺氧缺血改变的一系列疾病，主要是脑供血不足，主要短暂性脑缺血发作、脑梗死。由于脑组织对缺氧缺血非常敏感且耐受性差，一旦脑组织出现低灌注可造成神经元不可逆损伤，尤其是急性脑缺血病变。而临床上缺乏对有效治疗时间的把握，由此产生较重的经济负担和社会负担。3D-ASL 技术，可在无创的条件下，对脑组织进行局部脑血流量(regional cerebral blood flow，rCBF)定性和定量分析，更加准确的评估缺血半暗带，为临床治疗提供客观、可靠的依据。有研究认为[2]对于短暂性脑缺血发作、脑梗死患者，3D-ASL 显示病变位置及病变程度，与MRA 有较高一致性，其临床症状对应的大脑半球投射区与脑组织低灌注区基本一致[3]。3D-ASL 能够为缺血性脑血管病所致的脑组织灌注异常提供可靠有效的影像依据。

3.3 颅内肿瘤的应用

不同病理类型、不同级别肿瘤的颅内肿瘤临床诊断及治疗方案不同。良性肿瘤一般手术难度低，不易复发；恶性肿瘤一般手术难度高，预后差，且易复发。因此对颅内肿瘤进行分类、分级更为重要。3D-ASL 技术可以定性和定量分析肿瘤组织的局部脑血流量(regional cerebral blood flow，rCBF)，并对照DWI 图像、增强T1WI 图像，具有较高的临床诊断价值。王波[4]对20 例脑肿瘤患者，分别进行磁共振常规扫描、增强扫描、3D-ASL 扫描，将图像分析处理，得出20 例肿瘤的影像表现及局部相对脑血流量rCBF，经分析显示均有统计学意义。3D-ASL显示高级别胶质瘤表现为高灌注，低级别胶质瘤表现为低灌注；转移瘤强化部分表现为高灌注，中心坏死部分及周围水肿部分为低灌注；淋巴瘤表现为低灌注；脑膜瘤表现为高灌注。研究显示：3D-ASL能够根据rCBF 值准确地对颅内不同肿瘤进行分类及分级。3D-ASL 能评价肿瘤的供血状况，有助于判断肿瘤的生长情况及侵袭性，也能根据肿瘤血供改变判断肿瘤疗效复发等情况[5]。

综上所述，3D-ASL 作为一种全新的组织灌注成像技术，能够评价脑组织灌注水平，操作简单、费用低，具有无创性、重复性等优点[6]。3D-ASL 技术能够快速非侵袭性地提供脑血流灌注信息，评估慢性脑组织缺血程度[7]，为临床提供早期诊断，减少脑梗死、血管性痴呆的发生，降低患者的致残、致死率[8]；对颅内肿瘤性病变，3D-ASL 可以显示肿瘤的血供情况，作为一种评价脑肿瘤的工具[9-10]，其结合常规检查，有助于对肿瘤性病变的定位定性诊断和鉴别诊断。在可疑缺血性脑血管病或颅内肿瘤性病变时，行MRI 常规检查，增加3D-ASL 灌注成像，可提供病变的血供信息，提高对疾病的诊断准确率。