三維準(zhǔn)連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)對(duì)偏頭痛的診斷價(jià)值

馬鵬程 萬(wàn) 文 王 晉 鄔 剛 彭桂蘭 李青蕓 董小林

馬立柔昆明市延安醫(yī)院，云南 昆明 650051

偏頭痛(migraine)是一種臨床常見(jiàn)的以反復(fù)發(fā)作伴惡心、嘔吐、畏光、聲等自主神經(jīng)功能障礙癥狀的慢性神經(jīng)血管功能障礙性疾病，至少持續(xù)30 min，一般持續(xù)4～72 h，安靜環(huán)境、休息可以緩解頭痛，是神經(jīng)科最常見(jiàn)的原發(fā)性頭痛，全球發(fā)病率可達(dá)12%[1-3]，約30%的患者發(fā)病前會(huì)有視覺(jué)、嗅覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等異常先兆癥狀。2013年世衛(wèi)組織調(diào)查結(jié)果顯示，人類(lèi)常見(jiàn)疾病中，偏頭痛已經(jīng)位列第3位[4]。偏頭痛發(fā)作的典型特征是單側(cè)、搏動(dòng)性頭痛，程度為中重度，嚴(yán)重影響日常工作生活，加重家庭及社會(huì)負(fù)擔(dān)。偏頭痛的發(fā)病機(jī)制尚不明確，目前存在血管學(xué)說(shuō)、神經(jīng)學(xué)說(shuō)及神經(jīng)血管學(xué)說(shuō)，但其作為多因素共同作用的復(fù)雜性疾病，發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，涉及多個(gè)系統(tǒng)，發(fā)病機(jī)制仍是研究熱點(diǎn)。腦干被認(rèn)為在偏頭痛發(fā)作的第一階段起著關(guān)鍵作用，邊緣通路和認(rèn)知加工網(wǎng)絡(luò)參與了偏頭痛的加工過(guò)程，視皮質(zhì)和丘腦高度興奮性可能分別與畏光和異痛有關(guān)。偏頭痛分為兩種類(lèi)型：先兆性偏頭痛(migraine with aura，MA)和無(wú)先兆偏頭痛(migraine without aura，MO)，實(shí)際工作中診斷依據(jù)主要靠患者主觀臨床癥狀描述，沒(méi)有明確的客觀輔助檢查將其與其他類(lèi)型頭痛區(qū)別。因此，研究偏頭痛的發(fā)病機(jī)制，尋找特異性的輔助檢查成為研究的熱點(diǎn)。先進(jìn)的影像學(xué)研究為偏頭痛的病理生理學(xué)和與偏頭痛相關(guān)的功能障礙提供了更多的見(jiàn)解。核醫(yī)學(xué)、CT和動(dòng)態(tài)磁化率對(duì)比磁共振灌注研究已經(jīng)證實(shí)了灌注異常與偏頭痛發(fā)作有關(guān)[5]。常規(guī)MRI掃描可能無(wú)法發(fā)現(xiàn)陽(yáng)性表現(xiàn)，易造成漏診、誤診。動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin labeling，ASL)是一種無(wú)創(chuàng)MRI方法，可用于監(jiān)測(cè)全腦灌注[6]。ASL在各種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如后部可逆性腦病綜合征[7]、顱腦動(dòng)靜脈瘺[8]和癲癇[9]中的作用已被報(bào)道。因此，本研究通過(guò)磁共振三維準(zhǔn)連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)(3-dimensional pulsed continuous arterial spin labeling，3D-PCASL)監(jiān)測(cè)研究對(duì)象的全腦血流灌注情況，探討偏頭痛患者腦常規(guī)MRI、3D-PCASL影像學(xué)特點(diǎn)。

1 資料和方法

1．1研究對(duì)象患病組：收集2019-01-05在昆明市延安醫(yī)院就診的20例偏頭痛患者，其中男9例，女11例；年齡14～42(32.26±8.75)歲；智力正常，無(wú)其他疾病。納入病例均符合國(guó)際頭痛疾病分類(lèi)第3版偏頭痛的診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]，所有對(duì)象未接受過(guò)藥物治療，發(fā)病1 h內(nèi)采用3D-PCASL進(jìn)行腦灌注掃描。健康組：收集昆明市延安醫(yī)院體檢中心志愿者20例，男10例，女10例；年齡16～40(29.85±7.7)歲。所選志愿者經(jīng)過(guò)臨床醫(yī)生檢查，影像醫(yī)生分析無(wú)顱內(nèi)器質(zhì)性疾病，女性患者檢查時(shí)間段不處于生理期。

1．2數(shù)據(jù)采集及掃描方法采用德國(guó)西門(mén)子Avanto1.5T MR掃描儀，8通道頭頸聯(lián)合線圈，所有對(duì)象取仰臥位，頭部?jī)蓚?cè)固定。MR先進(jìn)行常規(guī)序列掃描，最后進(jìn)行3D-ASL掃描。掃描參數(shù)：(1)常規(guī)掃描參數(shù)T1WI橫斷面掃描參數(shù)：TR 540 ms，TE 11 ms，層厚6 mm，層間距0.6 mm，F(xiàn)OV 23 cm×23 cm，激勵(lì)次數(shù)2，T2WI橫斷掃描參數(shù)TR 3 400 ms，TE 67 ms，層厚6 mm，層間距0.6 mm，F(xiàn)OV 23 cm×23 cm，激勵(lì)次數(shù)2；(2)ASL掃描參數(shù)：TR 4000，TE 21，激勵(lì)次數(shù)1，F(xiàn)OV 19 cm×19 cm，層厚3 mm，掃描時(shí)間3 min 12 s。

1．3圖像后處理將所得圖像傳輸?shù)組MWP工作站進(jìn)行后處理，獲得全腦血流灌注圖像。由2名具有8年影像工作經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師進(jìn)行圖像分析。在低灌注區(qū)域手工繪制感興趣區(qū)，在對(duì)側(cè)相應(yīng)區(qū)域繪制相同面積的感興趣區(qū)，測(cè)量并記錄CBF值。

2 結(jié)果

病例組15例存在顳葉腦血流量灌注減低現(xiàn)象(圖1A～C)，2例腦血流灌注及常規(guī)序列未見(jiàn)異常(圖2D～F)，15例腦血流灌注減低的患者均為頭痛側(cè)，患側(cè)顳葉CBF值[(53.14±3) mL/(100 g·min)]明顯低于健側(cè)[(54.99±3.18) mL/(100 g·min)，t=-2.125，P<0.05](表1)。病例組顳葉CBF灌注值較健康對(duì)照組相應(yīng)區(qū)域CBF值[(55.99±2.44) mL/(100 g·min)，t=-3.308，P<0.05]減低(表2)，余腦葉腦血流灌注值未見(jiàn)明顯差異。

表2 病例組與健康對(duì)照組顳葉腦灌注情況比較

表1 病例組雙顳葉腦灌注情況比較

圖1 A～C：男，56歲，左側(cè)頭痛3 a，伴惡心，ASL顯示左側(cè)顳葉腦血流灌注較對(duì)側(cè)減低，常規(guī)掃描序列未見(jiàn)明顯異常；D～F：男，52歲，左側(cè)頭痛3 a，ASL及常規(guī)序列顯示雙側(cè)腦實(shí)質(zhì)未見(jiàn)明顯差異Figure 1 A-C：Male，56 years old，left headache for 3 years，accompanied with nausea．ASL shows that cerebral blood flow perfusion in left temporal lobe is lower than that in the opposite side，and no obvious abnormality is found in routine scanning sequence；D-F：Male，52 years old，left headache for 3 years，ASL and conventional sequence showed no significant difference in bilateral brain parenchyma

病例組常規(guī)MRI掃描未見(jiàn)明顯異常，健康對(duì)照組常規(guī)MRI掃描未見(jiàn)異常改變，ASL掃描所得大腦雙側(cè)灌注值未見(jiàn)明顯差異。

3 討論

本研究采用3D-PCASL技術(shù)對(duì)20例患者進(jìn)行腦灌注掃描，表現(xiàn)為患側(cè)顳葉的低血流灌注。ASL灌注掃描技術(shù)與傳統(tǒng)的灌注技術(shù)相比，避免了注射對(duì)比劑帶來(lái)的藥物過(guò)敏風(fēng)險(xiǎn)，可多次重復(fù)檢查。其基本成像原理是將水作為自由彌散的內(nèi)在示蹤劑，采用反轉(zhuǎn)脈沖標(biāo)記動(dòng)脈血中的質(zhì)子，并將標(biāo)記前后采集的圖像進(jìn)行對(duì)比，從而獲得能夠反映組織的灌注情況。3D-ASL技術(shù)的分類(lèi)根據(jù)磁標(biāo)記過(guò)程的不同，主要分為傳統(tǒng)連續(xù)性動(dòng)脈自旋標(biāo)記(continuous arterial spin labeling，CASL)、脈沖動(dòng)脈自旋標(biāo)記(pulsed arterial spin labeling，PASL)、PCASL等技術(shù)。三維準(zhǔn)連續(xù)動(dòng)脈自旋標(biāo)記是一種全新容積灌注成像技術(shù)，其結(jié)合了CASL和PASL的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)切換梯度場(chǎng)和多個(gè)短脈沖組合實(shí)現(xiàn)ASL的長(zhǎng)脈沖的效果，不需要專(zhuān)用線圈。本研究全部使用了8通道常規(guī)頭頸聯(lián)合線圈，突破了傳統(tǒng)2D-ASL的各種局限，采集時(shí)間更短，能有效克服磁敏感偽影、減輕運(yùn)動(dòng)偽影，提高了圖像信噪比和標(biāo)記效率，灌注圖像更均勻，而更高的空間分辨率和覆蓋范圍，對(duì)顱內(nèi)額、頂、顳葉及小腦區(qū)域信號(hào)采集時(shí)更穩(wěn)定[10-11]，能夠?qū)崿F(xiàn)全腦腦灌注成像。本研究所有研究對(duì)象全部使用3D-PCASL技術(shù)掃描，所得圖像均無(wú)干擾偽影。

偏頭痛臨床表現(xiàn)明顯而又未及時(shí)干預(yù)，嚴(yán)重影響患者生活、工作質(zhì)量，好發(fā)于兒童及青年女性，有家族遺傳性[12]。病例組20患者中1例存在家族遺傳性。臨床對(duì)于這類(lèi)疾病的診斷主要靠患者的主訴及長(zhǎng)期、反復(fù)發(fā)作的臨床癥狀，并無(wú)其他客觀診斷依據(jù)。但本研究收集病例過(guò)程中部分患者以其他慢性疾病引發(fā)的多次急性頭痛就診，很容易誤診為偏頭痛，兒童就診時(shí)可能也因主訴不清而造成誤診、漏診。既往也有很多學(xué)者提出多種檢查方法，腦電圖監(jiān)測(cè)對(duì)偏頭痛無(wú)特異性，僅能夠監(jiān)測(cè)腦功能，且監(jiān)測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)(24 h)，對(duì)患者要求高[13]。經(jīng)顱彩色多普勒(TCD)對(duì)偏頭痛有一定的診斷價(jià)值[14-16]，但只能獲取顱內(nèi)血管流速情況，對(duì)腦實(shí)質(zhì)及全腦灌注情況無(wú)法獲知。近年來(lái)基因研究越來(lái)越廣泛，多位學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，偏頭痛與FHM、5-羥色胺系統(tǒng)相關(guān)基因有關(guān)聯(lián)，ASGEIR等[17]研究表明，偏頭痛一個(gè)連鎖位點(diǎn)位于染色體4q21。同年，與SORAGN等[18]也進(jìn)行了連鎖分析，發(fā)現(xiàn)14q21.2-q22.3也是一個(gè)易感位點(diǎn)。但基因檢查耗時(shí)長(zhǎng)，需要有相關(guān)的設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室等，在實(shí)際臨床工作中并不適用。SPECT腦血流灌注顯像的研究也對(duì)本病的診斷提供了一定幫助，偏頭痛的患者也存在腦血流量灌注減低[19]，但SPECT的檢查需要將患者作為射線放射源，患者需要靜脈快速注射99mTc-ECD，注藥后30～90 min后才能夠顯像，檢查時(shí)間長(zhǎng)，且存在一定的用藥風(fēng)險(xiǎn)。

目前關(guān)于偏頭痛的發(fā)病機(jī)制主要涉及以下幾方面。(1)血管學(xué)說(shuō)：偏頭痛是原發(fā)性血管疾病，是由血管舒縮功能障礙引起；(2)神經(jīng)學(xué)說(shuō)：該學(xué)說(shuō)認(rèn)為偏頭痛是原發(fā)性祌經(jīng)功能紊亂性疾病，偏頭痛先兆是由皮質(zhì)擴(kuò)展性抑制引起；(3)神經(jīng)血管學(xué)說(shuō)：該學(xué)說(shuō)近年來(lái)受到廣泛重視。顱內(nèi)痛覺(jué)敏感組織的周?chē)窠?jīng)纖維隨三叉神經(jīng)眼支進(jìn)入叉神經(jīng)，或入第1、2 頸神經(jīng)(C1、C2)后根至C1、C2脊神經(jīng)節(jié)，然后發(fā)出神經(jīng)纖維至三叉神經(jīng)復(fù)合體，換元后發(fā)出神經(jīng)纖維，經(jīng)腦干交叉后投射至丘腦。當(dāng)三叉神經(jīng)受刺激后，可引起P物質(zhì)、降鈣素基因相關(guān)肽的釋放，并作用于臨近腦血管壁，引起血管擴(kuò)張而導(dǎo)致頭痛，也可能與腦血流變化有直接或間接關(guān)系。以往研究表明[20]，對(duì)于無(wú)先兆偏頭痛患者，發(fā)作期與發(fā)作期間腦血流量無(wú)明顯變化，在間歇期血流又無(wú)明顯差異。而WOLF等[21]研究證實(shí)，行3D-PCASL技術(shù)可以動(dòng)態(tài)觀察到有先兆偏頭痛血流灌注情況，為偏頭痛提供了客觀的影像學(xué)依據(jù)。不僅如此，還有研究證實(shí)對(duì)于先兆性偏頭痛發(fā)作期間主表現(xiàn)為灌注減低，且累及前后循環(huán)[22-23]。本研究15例患者均為患側(cè)顳葉發(fā)生低灌注，枕葉未見(jiàn)異常，與既往研究結(jié)果一致，因此檢測(cè)局部腦血流可以為治療的有效性提供客觀的影像學(xué)依據(jù)。另外5例患者雙側(cè)腦灌注無(wú)明顯改變，可能與發(fā)作形式有關(guān)[18]。還有學(xué)者對(duì)發(fā)作間歇期患者進(jìn)行PCASL灌注成像檢查發(fā)現(xiàn)，初級(jí)皮層感覺(jué)血流減低，且與發(fā)作頻率呈正相關(guān)[24]。

偏頭痛的發(fā)作期主要與局部腦血流灌注存在關(guān)系[25-28]，認(rèn)識(shí)偏頭痛的ASL影像特征從影像的角度闡述了患者大腦結(jié)果與功能的變化，為偏頭痛的機(jī)制研究奠定了一定基礎(chǔ)。目前對(duì)于偏頭痛患者的影像學(xué)表現(xiàn)沒(méi)有特異性，因此需要更多的研究將偏頭痛與其他類(lèi)型頭痛區(qū)分開(kāi)，為臨床的診斷和治療提供客觀依據(jù)。

作者貢獻(xiàn)：馬鵬程、董小林進(jìn)行文章的構(gòu)思和和設(shè)計(jì)，搜集數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)文章整體負(fù)責(zé)；王晉進(jìn)行可行性分析；鄔剛、李青蕓進(jìn)行病例搜集；萬(wàn)文、彭桂蘭、馬立柔進(jìn)行影像資料采集。