3D-ASL磁共振成像对正常中老年人各脑区血流量的测量

刘梦秋 刘 婕 曾飞雁刘 影

中国科学技术大学附属第一医院(安徽省立医院) (安徽 合肥 230001)

三维动脉自旋标记(3D arterial spin labeling, 3D-ASL)技术是反映组织血流灌注情况的磁共振功能成像技术。ASL灌注成像是利用血液中水分子作为内源性示踪剂进行脑灌注成像的磁共振技术[1]。因其无需注射造影剂，且可定量测量及可重复检查等优势, 现已成为研究脑组织生理、病理状态下血流动力学改变的重要磁共振功能成像方法[2-3]。3D-ASL是一种新兴的无创磁共振检查技术，它提供了一种更方便和敏感的方法评价脑局部灌注情况[4-5]。本研究旨在研究性别及年龄因素对中老年人各脑区血流量的影响,为进一步研究中老年人中枢系统病变引起的脑血流灌注提供标准化参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料抽取在我院行头颅MR正常及MRA检查无脑血管异常的体检者共102例,其中男性37例,女性65例。按年龄段分为中年组(50~59岁)36例及老年组(≥60岁)66例二组,于GE Dicovery 750W检查仪行3D ASL检查。所有受试者均在MRI检查前行双侧颈动脉超声检查，颈动脉均未见明显狭窄，血压均在正常范围内，本研究为前瞻性研究，经过本单位医学伦理委员会批准，所有受试者均已签署检查知情同意书。

1.2 检查方法采用GE Discovery MR 750W 3.0T磁共振检查仪、8通道头颈联合线圈对受试者行头颅磁共振检查。 MRI检查序列包括横断位T1WI、 T2WI、T2WI-FLAIR序列，MRA为TOF MRA。3D ASL采用脉冲式连续动脉自旋标记ASL(3D Pulsed Continuous ASL,3D PCasl)技术，并将T2WI-FLAIR图像与3D ASL灌注图像进行融合。3D ASL序列参数如下:标记后延迟时间(post labelled delay，PLD)2025ms,TR 4640ms, TE10.7ms,层厚4mm,层数36层，FOV 24cm×24cm,矩阵512×8，采集次数3次,扫描时间4min29s。

1.3 3 D ASL图像后期处理及分析采用GE ADW 4.6工作站 Functool后处理软件进行图像分析。为了更好的定位各脑区，将T2-FLAIR图像与ASL图像进行融合。以双侧大脑半球各脑叶皮层及小脑半球皮层、丘脑对称脑区为感兴趣区，测量各脑区皮层的血流灌注值。

1.4 统计学分析采用 SPSS Statistics (25.0版本)进行分析，其中，双侧脑区对称区域CBF值的差异采用配对t检验(P<0.05有统计学意义)，各年龄和性别分组差异采用方差分析(P<0.05有统计学意义)。采用分别控制变量偏相关分析各脑区CBF值及各组间相关性。

2 结 果

双侧大脑各脑叶皮层对称脑区的CBF值差异的配对t检验P值>0.05(见表1)。中年组各脑区CBF均值均高于老年组各脑区，但组间方差分析无明显统计学意义(见表2)。除顶叶外, 女性各脑区测量所得CBF值均低于男性,其中双侧顶叶、左枕叶、双侧小脑及丘脑间的CBF值差异均具有统计学意义(见表3)。 Pearson相关分析显示双侧顶叶皮层、左额叶、左枕叶皮层及双侧小脑皮层、双侧丘脑CBF值与性别存在相关性,各脑区的CBF值与年龄无明显相关性(见表4)。各脑区的融合CBF 图及ROI的选取方法(见图1~图3)。

表1 双侧对称脑区的CBF值的配对t检验

表4 54例正常成人年龄、性别因素与各脑区的CBF值的偏相关分析

图1 处理后的3D ASL图像；图2 T2-FLAIR与ASL融合图；图3 以中线为对称轴，取左颞叶皮层为感兴趣区，用对称轴镜像测量右侧颞叶皮层，用同样的方式测量余各脑区CBF值。

表2 54例正常中老年人年龄分组各脑区的CBF均值与标准差及方差分析

表3 54例正常成人性别分组各脑区的CBF 均值与标准差及方差分析

3 讨 论

3.1 性别因素影响以往的SPECT及ASL脑灌注的研究结果表明[6-8]，女性各脑区CBF灌注值高于男性，原因可能与女性雌激素水平高有关。绝经后的老年女性和老年男性脑区CBF值无明显差异[9]。但本研究结果表明女性各脑区CBF值均低于男性，且顶叶、小脑、丘脑及左枕叶皮层间差异有统计学意义，分析原因可能是因为本组病例女性平均年龄为61.65±6.61岁，该年龄段女性已经绝经，受雌激素水平影响可以忽略，加之女性血容量低于男性，因此各脑区的血流CBF值可低于男性。有研究认为[10]，单侧胚胎型大脑后动脉变异侧在PLD为1525ms时，后循环CBF值高于正常侧。而本组病例男女间有显著差异的脑区集中在大脑前动脉及后动脉供血区，推测原因可能为大脑前、后动脉的起源存在各种变异情况，个体间前、后交通动脉的情况亦存在差异，影响血流速率导致血流灌注的差异。

3.2 年龄因素影响本研究结果显示，中年组各脑区灌注值均高于老年组，但差异无统计学意义。ASL主要标记的血流是颈内动脉，枕叶与小脑是大脑后动脉供血，是由基底动脉发出。因此以往研究表明枕叶小脑的血流通过时间长于由颈内动脉分支供血的前循环各脑区[11]。金平[12]等人采用PLD＝1525ms研究正常人后循环灌注情况表明，随着年龄的增高，后循环脑区CBF灌注值降低。老年组血流相对慢于中年组，当PLD时间较短时，ASL内源性示踪剂未完全到达扫描层面，因此导致老年组的后循坏脑血流灌注低于中年组。如果适当延长PLD时间，这种差异就会消失。Fujiwara[13]等人的研究认为，PLD为1525ms时代表的是快速血流。参照Yasuhiro F[14]等人的研究，本组病例采用PLD时间为2025ms，这种因PLD时间较短引起的后循坏灌注差异消失，可免除因PLD时间造成的灌注差异。既往关于年龄对血流灌注影响的研究有一定争议，某些研究认为随着年龄增长, CBF值会逐渐下降[14-15]；另一些研究表明CBF不会随着年龄增长而降低[16-17]，可能是因为采用了不同的PLD时间所致。3D-ASL可准确提供各脑区的血流灌注情况，但不同的PLD时间对CBF值的测量存在影响。根据ASL-MRI技术规范化应用专家共识推荐[18]，在进行单PLD时间ASL扫描时，PLD常规选择2025ms。本文选取了PLD为2025ms时测量中年组及老年组各脑区的CBF值差异情况，但存在一定的局限性，应采用多个PLD时间进行采集，多期ASL序列已经运用于正常人[19-24],多个PLD时间的采集不仅能定量CBF，而且可以后处理得到动脉通过时间图，这两个参数可很好的反映脑血流动力学的情况[25]。