三维动脉自旋标记成像技术对缺血性脑梗死患者脑血流灌注改变的评估价值

肖 洲，陈巧一（通信作者）

（重庆市永川区人民医院放射科 重庆 402160）

缺血性脑梗死是由于脑血管栓塞引起的脑部血液供应不足而导致的严重疾病。若不及时干预，则可能导致受影响区域的神经细胞缺氧死亡，从而引起神经功能障碍，如语言障碍、运动障碍、感觉障碍等，对患者的日常工作和生活造成严重负面影响[1]。脑血流灌注的改变在脑梗死的发展和恢复过程中起着至关重要的作用[2]。因此，准确评估缺血性脑梗死患者的脑血流灌注情况对于疾病管理和治疗策略的确定具有重要意义。三维动脉自旋标记（3D-arterial spin labeling，3D-ASL）成像技术是一种非侵入性的神经影像学技术，广泛应用于临床中心脑血管疾病的评估。该技术利用自旋标记水分子作为内源性对比剂，通过磁共振成像测量脑组织的血流灌注情况，相比于需要注射外源性对比剂的技术，3D-ASL具有更低的风险和更高的安全性[3-4]。因此，本研究旨在探讨3D-ASL 评估缺血性脑梗死患者脑血流灌注改变的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2021 年7 月—2023 年10 月重庆市永川区人民医院收治的缺血性脑梗死患者64 例作为梗死组，同时选取64 例健康志愿者作为健康组，两组的一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），有可比性。见表1。

表1 两组的一般资料比较

纳入标准：（1）梗死组符合临床中对于缺血性脑卒中的诊断标准[5]；（2）符合3D-ASL 的适应证；（3）均签订知情同意书。排除标准：（1）存在其他脑血管疾病，如动脉瘤、颅内出血等；（2）依从性差，无法配合完成检查；（3）妊娠期或哺乳期女性。

1.2 方法

所有研究对象接受常规磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、磁共振血管成像（MR angiography，MRA）、弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）、3D-ASL 检查，仪器采用联影Umr588超导磁共振成像仪。扫描序列包括常规头颅平扫（矢状面T1WI，横轴面T1WI、T2WI 和T2-FLAIR），DWI 参数：TR 3 511 ms，TE 89 ms，层厚5 mm，层数22，FOV 200 mm×230 mm，采集时间50 s；3D-ASL 参数：TR 4 500 ms，TE 15 ms，层厚5 mm，层数30，NEX 3，视野224 mm，采集时间5 min55 s。

图像分析处理：工作站处理原始3D-ASL 图像中的脑血流量（cerebral blood flow，CBF）图像。对病例进行编号，采用盲法记录所有病例的3D-ASL 脑血流图像。记录所有病例的DWI 图像分析结果，并对结果进行编号匹配。在伪彩色脑血流图像中选取DWI 高信号区周围低灌注区的3、6、9、12 点钟的位置作为感兴趣区（ROI），并测量CBF，同时对称测量侧镜像区域的CBF 值，从而测量各区域的CBF 值。每个镜像区和每个异常灌注区各选取3 个不同部位，各测量3 次数据，取平均值，计算rCBF 比值。其中灌注增加：比值＜0.80；灌注减少：比值＞1.20；灌注正常：0.80 ＜比值＜1.20。由2 名具备丰富影像学诊断经验的医师对图像进行分析，分析结果不一致则重新进行分析或讨论，直至两者结果一致。

1.3 观察指标

（1）比较两组的3D-ASL 脑血流灌注情况；（2）比较脑梗死患者患侧梗死灶及周边低灌注区以及对侧的ASL-CBF 值；（3）比较脑梗死患者治疗前后的ASL-CBF 值；（4）比较3D-ASL、DWI 灌注异常检出率、脑梗死灌注异常患者的灌注面积。

1.4 统计学方法

采用SPSS 26.0 统计软件分析数据。符合正态分布的计量资料以均数±标准差（± s）表示，采用t检验；计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，采用χ2检验，P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组的3D-ASL 脑血流灌注情况分析及比较

梗死组的正常灌注占比、平均rCBF 值均低于健康组（P＜0.05）。见表2。

表2 两组的脑血流灌注情况分析及比较

2.2 脑梗死患者梗死灶及周边低灌注区的ASL-CBF值比较

脑梗死灌注异常患者患侧DWI 高信号区及周边低灌注区3、6、9、12 点钟方向ROI 的ASL-CBF 值低于对侧，且患侧DWI 高信号区的ASL-CBF 值低于同侧周边低灌注区3、6、9、12 点钟方向ROI（P＜0.05）。见表3。

表3 脑梗死患者梗死灶及周边低灌注区的ASL-CBF 值比较[ ± s，mL/（100 g·min）]

表3 脑梗死患者梗死灶及周边低灌注区的ASL-CBF 值比较[ ± s，mL/（100 g·min）]

注：①与DWI 高信号区比较，P ＜0.05。

部位DWI 高信号区周边低灌注区3 点钟方向6 点钟方向9 点钟方向12 点钟方向患侧（n=54）10.87±4.23 20.42±6.27① 20.97±6.13① 20.63±6.19① 20.89±6.16①对侧（n=54）48.32±7.48 48.57±7.59 48.45±7.54 48.49±7.75 48.56±7.02 t 32.02521.01120.78020.64021.771 P＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

2.3 脑梗死患者治疗前后的ASL-CBF 值比较

治疗后，脑梗死灌注异常患者DWI 高信号区与治疗前比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；周边低灌注区3、6、9、12 点钟方向ROI 的ASL-CBF 值均高于治疗前（P＜0.05）。见表4。

表4 脑梗死患者治疗前后的ASL-CBF 值比较（ ± s）

表4 脑梗死患者治疗前后的ASL-CBF 值比较（ ± s）

时间DWI 高信号区周边低灌注区3 点钟方向6 点钟方向9 点钟方向12 点钟方向治疗前（n=54）10.87±4.2320.42±6.2720.97±6.1320.63±6.1920.89±6.16治疗后（n=54） 9.85±3.6124.45±6.3322.89±6.0925.23±6.1226.06±6.58 t 1.9124.7012.3095.4915.964 P 0.058 ＜0.0010.022 ＜0.001 ＜0.001

2.4 3D-ASL、DWI 灌注异常检出率比较

梗死组的3D-ASL 灌注异常检出率高于DWI（P＜0.05）；健康组的3D-ASL、DWI 灌注异常检出率比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表5。

表5 3D-ASL、DWI 灌注异常检出率比较[n（%）]

2.5 脑梗死灌注异常患者的灌注面积比较

梗死组中，脑血流异常灌注54 例。其中3D-ASL 图显示灌注异常面积为（17.78±3.24）cm2，DWI 图显示灌注异常面积为（13.04±2.15）cm2，3D-ASL 图显示灌注异常面积大于DWI，差异有统计学意义（t=2.042，P=0.046）。

3 讨论

缺血性脑梗死时，由于血管阻塞导致供血受限，脑血流灌注出现异常，如多数患者梗死区域的脑血流灌注明显减少，也有部分患者由于脑血管对于血压和氧合状态的调节能力减弱或丧失、梗死区域周围的脑血管扩张等因素，引起脑血流灌注增高[6]。这种脑血流灌注异常状态会导致梗死区域的神经细胞缺氧和能量供应不足。若不及时检出，可能会导致扩展梗死区域的形成，进一步损伤脑组织并加重神经功能缺失，且可能会延误诊断和治疗的时间，错过最佳的治疗窗口，导致疗效欠佳。

目前临床中主要通过CT、MRI 等影像学检查方式评估脑梗死患者的脑血流灌注改变。既往研究显示了3D-ASL、DWI 等MRI 影像技术在脑血流灌注中的诊断价值[7-8]。本研究结果显示，梗死组的3D-ASL 灌注异常检出率高于DWI（P＜0.05）；脑梗死灌注异常患者3D-ASL 图显示灌注异常面积大于DWI（P＜0.05）；脑梗死灌注异常患者患侧DWI 高信号区及周边低灌注区3、6、9、12 点钟方向ROI 的ASL-CBF 值均低于对侧，且患侧DWI 高信号区的ASL-CBF 值低于同侧周边低灌注区3、6、9、12 点钟方向ROI（P＜0.05）；治疗后，脑梗死灌注异常患者DWI 高信号区与治疗前比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；周边低灌注区3、6、9、12 点钟方向ROI 的ASL-CBF 值均高于治疗前（P＜0.05）。这提示3D-ASL 可良好评估脑梗死患者的脑血流灌注情况，且相比较DWI，其优势更加显著。究其原因认为，DWI 技术基于弥散加权成像原理，通过测量水分子在组织中的弥散程度来反映组织的微观结构[9]。在脑梗死发生后，由于缺血区域的神经细胞和胶质细胞失去了能维持细胞膜完整性的ATP，这些细胞内的水分子会受到限制而呈现出高度的弥散限制，导致DWI 中的缺血灶呈现高信号强度。相比之下，3D-ASL技术则是一种非对比剂的脑血流成像技术，它利用磁共振的原理将自旋标记的血液作为内源性对比剂，直接测量血液在脑内的血流灌注量[10]。相比传统的对比剂血管成像技术，3D-ASL 无需注射对比剂，避免了可能存在的肾脏损伤和过敏反应等风险。同时，由于3D-ASL 成像可以测量脑血流灌注量而非仅是血管形态，因此能够提供更加全面的脑血流信息，包括动态灌注、脑血流分布、血管阻塞、侧支循环等[11]。这些信息对于了解脑灌注状态以及判断缺血区域的程度和范围非常重要，有助于指导治疗方案的选择和评估治疗效果。此外，3D-ASL技术对缺血灶周围的脑区表现出更高的诊断敏感性[12-13]，可能是因为DWI 技术仅能反映缺血灶本身的弥散限制，而无法直接反映缺血区域周围的脑血流情况。

本研究尚存在一定局限性，例如，样本量少，这可能导致研究结果出现偏倚。未来的研究需要进一步扩大样本量，完善研究设计，对研究结果做进一步的探讨。

综上所述，在缺血性脑梗死患者中，3D-ASL 技术可有效评估其脑血流灌注状态，且相较DWI 更具优势，为临床中缺血性脑梗死患者脑血流灌注状态的诊断提供参考。