磁共振3D-pcASL成像技術在急性缺血性腦卒中的應用

毛傳萬，付玉川，毛翌婷，黃建河，林旭波，史建靜，周云新，吳愛琴（.溫州醫科大學附屬第二醫院 放射科，浙江 溫州 3507；.溫州醫科大學 第一臨床學院，浙江 溫州 35035）

·論 著·

磁共振3D-pcASL成像技術在急性缺血性腦卒中的應用

毛傳萬1，付玉川1，毛翌婷2，黃建河1，林旭波1，史建靜1，周云新1，吳愛琴1
（1.溫州醫科大學附屬第二醫院 放射科，浙江 溫州 325027；2.溫州醫科大學 第一臨床學院，浙江 溫州 325035）

目的：評價磁共振三維偽連續動脈自旋標記（3D-pcASL）灌注成像在急性缺血性腦卒中的應用價值。方法：對39例臨床擬診缺血性腦卒中且發病時間在7 d內患者行常規磁共振彌散加權成像（DWI）及3D-pcASL成像掃描。觀察急性腦梗死病灶在3D-pcASL與常規DWI影像中的表現，同時測量病灶及對側鏡像區域腦組織的腦血流量（CBF）值。結果：39例腦缺血患者經隨診證實腦梗死34例，TIA 5例。34例腦梗死患者中，21例病灶累及灰質區域，3D-pcASL表現為低灌注，平均CBF值（16.7±12.2）mL·min-1·100 g-1，較對側鏡像區域腦組織的CBF值[（44.8±13.9）mL·min-1·100 g-1] 低（P＜0.01）；另外13例病灶僅累及白質區域，病灶與白質對比不明顯，故未測量CBF值。5例TIA患者中，3例ASL表現為低灌注，平均CBF值（37.6±4.4）mL· min-1·100 g-1，對側CBF （58.8±10.6）mL·min-1·100 g-1。34例腦梗死患者DWI均表現高信號，3D-pcASL檢出21例（病變均累及灰質），其中17例患者ASL圖像顯示的病灶范圍大于DWI。5例TIA患者DWI圖像未見異常信號改變。結論：3D-pcASL可以對累及灰質區域缺血性卒中的患者提供定位、定性、定量診斷，并能部分檢出DWI表現陰性的TIA患者，但對白質區域缺血性病變存在較大的局限性。

缺血性卒中；腦梗死；磁共振成像；動脈血流標記成像

三維偽連續式動脈自旋標記（3D pseudo-continuous arterial spin labeling，3D-pcASL）序列是最近幾年發展的新技術，與以往二維動脈自旋標記（2D arterial spin labeling，2D-ASL）、三維連續動脈自旋標記（3D continuous arterial spin labeling，3D-cASL）、三維脈沖式動脈自旋標記（3D pulse arterial spin labeling，3D-pASL）相比具有更高的空間分辨率?；诳焖僮孕夭ǎ╢ast spin echo，FSE）信號讀取的偽連續式標記，采用螺旋K空間采集技術，獲得分辨率較高的灌注圖像，可以有效克服既往ASL技術中EPI采集受磁敏感偽影干擾的缺點。近兩年國內外也逐漸將此技術應用于急性缺血性腦卒中疾病的診斷與研究[1-4]。本研究通過對39例急性缺血性腦卒中患者磁共振3D-pcASL的表現，探討3D-pcASL技術在缺血性腦卒中的應用價值。

1 資料和方法

1.1 一般資料 我院自2013年9月至2014年6月期間對39例臨床擬診缺血性腦卒中且發病時間在7 d內的患者行MRI檢查。其中臨床高度懷疑短暫性腦缺血發作（transient ischemic attack，TIA）的5例患者于發病后24 d內行MRI檢查。39例患者中男25例，女14例，年齡45～82歲，平均69.5歲。所有患者均行CT檢查排除腦出血，檢查前去除假牙。

1.2 影像學檢查方法 MR檢查使用GE公司生產的signa HD-eXT3.0T超導磁共振成像儀，頭相控陣線圈，掃描序列包括彌散加權成像（DWI）（TR 4 800/ TE 93 ms）掃描層面自顱底至顱頂，層數20，層厚5.0 mm，間隔1.0 mm。矩陣320×256 mm，FOV 240 cm，信號采集平均次數1次。3D-pcASL（TR 4 580/TE 9.8 ms/TI 1 525 ms），層厚4.0，層間隔0，NET=4，矩陣512×8 mm。腦梗死的診斷標準：出現相應的神經癥狀，持續24 h以上，并排除其他疾病，經MR、CT隨訪證實。TIA診斷標準：癥狀、體征消失于24 h內，不遺留神經障礙。

1.3 圖像后處理方法 應用隨機攜帶ASL分析軟件包測量ASL圖的CBF值。請2位有經驗的MRI診斷副主任醫師對DWI圖像及ASL所得的腦血流量（cerebral blood flow，CBF）圖進行分析，觀察比較2種技術圖像病灶顯示結果，并分析病變區域及對側腦組織在ASL的表現。ROI（regions of interest）區選擇：針對腦梗死及TIA局灶病例取病灶最大層面的中心部位，測量時應盡量避開腦室，并取CBF信號均勻處進行測量。ROI大小約1 cm2，共測量3次，取其平均值。針對TIA病變廣泛的病例，因其累及范圍較廣， 每例均取其額、頂、顳葉皮層各一處感興趣區，ROI 大小約1 cm2，也取其平均值。

1.4 統計學處理方法 采用SPSS18.0統計軟件包對數據進行處理。計量資料以±s表示，2組間比較 用配對t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 ASL對腦梗死的成像 39例缺血性腦卒中患者隨診證實腦梗死34例，TIA 5例。34例腦梗死中有21 例病灶累及灰質區域，ASL和CBF表現為低灌注；21例中有17例（占81%）ASL和CBF顯示病灶范圍大于DWI，見圖1-3和表1。4例（占19%）ASL和CBF顯示病灶范圍約等于DWI。另外13例病灶僅累及白質區域，病灶與周圍正常白質對比不明顯，3D-pcASL不能清楚顯示病灶，故未測量病灶CBF值?；屹|區腦缺血患者病灶側與對側平均CBF值比較，差異有統計學意義（P＜0.01），見表1。

表1 21例灰質區腦缺血患者與對側相應區CBF值比較（n=21，±s）

表1 21例灰質區腦缺血患者與對側相應區CBF值比較（n=21，±s）

2.2 ASL對TIA的成像 5例TIA患者3例ASL和CBF表 現為低灌注，見圖4-6；其病灶側平均CBF值[（37.6± 4.4）mL·min-1·100 g-1] 較對側[（58.8±10.6）mL· min-1·100 g-1] 低，差異有統計學意義（P＜0.01）；有2例TIA的ASL和CBF未見灌注異常；5例TIA患者DWI圖像均未見異常信號改變，見表2。

表2 臨床最終診斷缺血性腦卒中ASL、DWI診斷對照（n=39）

3 討論

ASL技術是利用反轉脈沖標記上游區的動脈血質子，經過一定的通過時間，被標記的血質子到達成像層，此時采集圖像得到帶有血質子標記的圖像；然后在相同參數、相同層面下，再次采集沒有血質子標記的圖像，2次圖像相減就得到了僅有標記血質子信號的、含有局部組織灌注信息的灌注圖[5]。3D-pcASL是近年來新出現的采集技術：是脈沖式和連續式的有機結合，基于FSE的3D Spiral采集，有效克服磁敏感偽影、運動偽影，大大提高圖像信噪比，灌注圖像更均勻。

圖1 ASL示右額頂葉大片低灌注區

圖2 CBF示右額頂葉血流量下降

圖3 DWI示右額頂葉高信號，范圍小于ASL

圖4 TIA患者ASL示左大腦半球灌注下降

圖5 CBF示右大腦半球血流量下降

圖6 DWI未見明顯異常

3D-pcASLMR成像技術可以在無造影劑注射情況下，快速、無創地檢測腦內血管微循環血流動力學情況。當腦缺血發生后，首先表現為血流灌注的下降，繼而發生細胞毒性水腫、神經元壞死。本組34例腦梗死患者病灶在常規DWI上表現為高信號；其中21例累及灰質區域的腦梗死患者3D-pcASL病灶較對側腦組織灌注低，且差異具有統計學意義；對13例僅累及白質區域的患者，由于病灶與周邊腦白質對比度不明顯，3D-pcASL難以清楚顯示病灶，故未測量病灶CBF值。由此可見，3D-pcASL技術對發現累及灰質區域的缺血梗死灶更敏感，而對累及白質區域的病灶敏感性低，這也為此技術之不足之處，主要原因可能為：①白質區域存在生理性低灌注；②病灶進行ASL成像時，腦梗死的病因已自行解除或血管自發性再通所致，故表現為灌注正常[6]。在累及灰質區域的21例腦梗死患者中，17例患者3D-pcASL顯示的病灶缺血范圍與常規DWI不匹配，3D-pcASL顯示范圍較DWI更廣泛者，其原因可能是由于缺血半暗帶的存在，此區域雖然血流灌注減低，但其血流量仍可維持局部組織細胞形態和功能[5]，所以3D-pcASL圖像上表現為低灌注而DWI圖像上未見異常。同樣，對于本組最終確診為TIA的5例患者，3例患者病灶在3D-pcASL上表現為灌注較健側降低，2例患者未見灌注異常，此時常規DWI上均未顯示異常信號改變，其原因是由于TIA時僅表現為腦血流動力學的一過性短暫性異常，其血流量仍可維持局部組織細胞形態和功能，神經元未發生明顯損傷， 所以3D-pcASL圖像上表現為低灌注和正常灌注，而DWI圖像上未見異常。由此可見，3D-pcASL可早期發現診斷TIA，降低TIA發展為缺血性腦卒中的概率，提高患者生存和生活質量。Zaharchuk等[7]通過對 76例TIA患者分別進行磁共振DWI、磁共振血管成像 （MRA）、灌注加權成像（perfusion weighted imaging，PWI）及ASL檢查并得出ASL對病灶的檢出率明顯高于DWI。陳耿等[8]報道，對60例缺血性卒中患者應用DWI和ASL聯合診斷，DWI對TIA的檢出率為0%，而ASL對TIA的檢出率70%?？梢夾SL技術比常規的MR技術能更敏感地檢出腦梗死前期的腦組織異常灌注。

本研究也存在一定的不足：①TIA患者的樣本量偏少；②對所有研究病例未及時進行治療后隨訪復查，不能更好地評估3D-pcASL在急性缺血性腦卒中治療預后的價值。但3D-pcASL作為一種新的成像技術，具有無創性、檢查方便等優點，能早期發現腦缺血灌注異常，可應用于篩查急性腦缺血性卒中的患者。

[1] Mirasol RV,Bokkers RP,Hernandez DA,et al.Assessing re-perfusion with whole-brain arterial spin labeling: a noninva-sive alternative to gadolinium[J] .Stroke,2014,45(2): 456-461.

[2] Sprezak K,Urbanik A.The value of arterial spin-labeled perfusion magnetic resonance imaging (ASL) in cerebral ischemia[J] .Przegl Lek,2013,70(5): 319-327.

[3] Hartkamp NS,Van Osch MJ,Kappelle J,et al.Arterial spin labeling magnetic resonance perfusion imaging in cerebral ischemia[J] .Curr Opin Neurol,2014,27(1): 42-53

[4] 王志強.高分辨率MRI和3D-pCASL技術在單側大腦中動脈狹窄中的應用研究[D] .南昌大學,2014.

[5] 婁晰,吳冰,黃點點,等.正常成人后循環腦區動脈自旋標記灌注成像的可重復性研究[J] .中華放射學雜志,2014,48(2): 151-154.

[6] Barest GD,Sorensen AG,Gonzalez RG.Magnetic resonance imaging of cerebral infarction[J] .Top Magn Reson Imaging,1998,9(4): 199-207.

[7] Zaharchuk G,Olivot JM,Fischbein NJ,et al.Arterial spinla-beling imaging findings in transient ischemic attack patients: comparison with diffusion-and bolus perfusion weighted imaging[J] .Cerebrovasc Dis,2012,34(3): 221-228.

[8] 陳耿,宦怡,徐俊卿,等.MR擴散加權成像與動脈自旋標記在缺血性腦血管疾病診斷中的臨床應用[J] .實用放射學雜志,2010,26(8): 1100-1103.

（本文編輯：吳彬）

Application of 3D-pcASL magnetic resonance imaging in the diagnosis of acute cerebral apoplexy

MAO Chuanwan,FU Yuchuan,MAO Yiting,HUANG Jianhe,LIN Xubo,SHI Jianjing,ZHOU Yunxin,WU Aiqin.
Department of Radiology,the Second Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University,Wenzhou,325027

Objective:To assess the applied value of the three-dimensional pseudo-continuous arterial spin labeling (3D-pcASL) technique in MRI Perfusion-weighted imaging in acute ischemic stroke.Methods: DWI and 3D-pcASL technique were be performed in thirty-nine patients suspected ischemic stroke and the onset time for 7 days.The findings of the lesions in acute cerebral infarction patients on 3D-ASL images and conventional DW images were observed.Then,the CBF values of the lesions and the contralateral symmetrical brain regions were measured.Results:Among the 39 cases,34 cases were diagnosed as cerebral infarction during follow-up,5 cases with TIA.In the 21 of 34 patients with cerebral infarction,the lesions were located at the gray matter,and showed low perfusion on 3D-pcASL images.The mean CBF values of these lesions were 16.7±12.2 mL·min-1· 100 g-1,and were lower than that at the contralateral area 44.8±13.9 mL·min-1·100 g-1(P＜0.01); In the other 13 cases,the lesions only involved in the white matter,the CBF values of these lesions weren’t measured for their poor differentiation with the white matter on 3D-pcASL images,in the 5 TIA patients,the lesions of 3 cases showed low perfusion on the 3D-ASL images.The mean CBF values of the affected regions were 37.6±4.4 mL· min-1·100 g-1,58.8±10.6 mL·min-1·100 g-1in the contralateral areas.In 34 cases of cerebral infarction patients,the lesions in DWI all showed high signal.However,the lesions were detected only in 21 cases on the 3D-ASL images,the area of the lesions on 3D-pcASL images was larger than that on the DWI in 17 of 21 patients.The singal was normal on DWI in the 5 TIA patients.Conclusion:The 3D-pcASL technique can provide localization,qualitative and quantitative diagnosis in ischemic stroke patients with the lesions located at gray matter.It can also discover that the TIA patients show normal on DWI.However,this technique has some limitations in the detection of ischemic lesions in the white matter.

ischemic stroke; cerebral infarction; magnetic resonance imaging; arterial blood flow imaging

R445.2

A

10.3969/j.issn.2095-9400.2015.05.008

2014-08-31

毛傳萬（1968-），男，浙江溫州人，主管技師。

吳愛琴，主任技師，Email：waq6147@126.com。