3D ASL在腦白質疏松患者早期腦血流動力學變化評估中的臨床應用

周建國, 符大勇, 盧明聰, 孟 云, 楊曉明

隨著我國人口老齡化日趨明顯以及影像技術的快速發展與應用，腦白質疏松(leukoaraiosis,LA)的發病率與檢出率明顯增加，LA與腦卒中、抑郁、認知及運動功能障礙等密切相關[1]。其病理改變主要包括神經纖維脫髓鞘、膠質細胞增生、細胞水腫以及凋亡等[2]。由于LA病程發展具有不可逆性，應盡早采取臨床干預及治療措施[3]。磁共振(Magnetic Resonance Imaging,MRI)技術的發展為LA程度評估提供客觀的影像學依據[4,5]，但目前尚無針對LA患者早期腦血流動力學改變的研究。本研究利用三維動脈自旋標記(3D Arterial spin labeling,3D ASL)成像技術評估LA患者腦灌注狀態，著重探討LA早期血流動力學變化特點，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2018年1月-2020年4月于我院行MRI檢查的不同程度LA患者90例，男49例，女41例，年齡42～66歲，平均(51.4±6.3)歲。健康志愿者30例，男16例，女14例，年齡40～62歲，平均(49.2±6.1)歲。入組標準：(1)均行MRI常規序列及3D ASL檢查；(2)既往無腦卒中病史或軟化灶直徑<1.5 cm且無明顯臨床癥狀；(3)年齡：40～70歲。排除標準：(1)非血管性腦白質病變(免疫、炎癥、代謝、中毒等)；(2)顱內外動脈中重度狹窄或閉塞；(3)合并腦血管畸形、腦腫瘤者；(4)妊娠、哺乳期婦女。依據Fazekas量表判定LA程度(LA 0級、LA 1級、LA 2級、LA 3級)，每級患者或健康志愿者均為30例。該研究經患者、家屬及健康志愿者知情同意，并通過院倫理委員會批準。

1.2 檢查方法 3D ASL成像采用GE Discovery 750 3.0T磁共振機，32通道頭部相控線圈。具體掃描序列包括：T1WI、T2WI、T2FLAIR、DWI、3D ASL。3D ASL具體參數：TR/TE=5369 ms/10.5 ms；FOV:24 cm×24 cm；分辨率：512×8；NEX：3；標記后延遲時間(post labe1ing delay,PLD)：1525 ms。

1.3 數據處理與分析 依據T2FLAIR序列圖像，采用Fazekas量表[6]判定LA程度，無腦白質異常信號定義為LA 0級；側腦室周圍白質區散在斑點狀病灶定義為LA 1級；雙側腦室周圍白質區局限性、非融合性或部分融合性斑片狀病灶定義為LA 2級；病變融合成片，并累及整個腦室周圍白質定義為LA 3級。3D ASL后處理使用Functool軟件，依據腦血流量(cerebral blood flow,CBF)偽彩圖于基底節上1層或2層面，測量皮質分水嶺的前區及后區CBF值；于側腦室消失前的最后一個層面行放射冠CBF測量，在側腦室消失后的第一個層面行半卵圓中心CBF測量[7]。感興趣區范圍設定為(200±20)mm2，同時在半卵圓中心CBF測量過程中盡量規避腦溝裂表面動脈血流所致的容積效應。

2 結 果

LA 2、3級皮質分水嶺及皮質下分水嶺CBF值均明顯低于LA 0級；LA 1級皮質分水嶺CBF值與LA 0級無統計學差異(P>0.05),而皮質下分水嶺CBF值低于LA 0級，差異有統計學意義(P<0.05)(見表1、圖1)。

表1 不同程度LA分水嶺區CBF值比較 (ml/min×100 g)

3 討 論

LA是一種臨床常見的神經系統退行性病變，與缺血性卒中、認知功能減退及抑郁等均具有一定相關性[1]。腦白質主要由有髓纖維及膠質細胞組成，有髓纖維的髓鞘具有保護和營養神經纖維的作用，亦可使神經動作電位呈“跳躍式”快速傳導。LA病變發生后不僅可出現因神經傳導速度減慢而導致的運動、感覺障礙，也會導致患者出現認知等神經精神癥狀。發生于腦室周圍的病灶可導致思維分析速度減慢以及抑郁情緒，而病灶位于皮質下深部時可導致患者神經心理功能變差[8]。LA病理學誘因主要為腦白質區神經纖維和細胞結構提供營養支持的毛細血管網長期的慢性低灌注[9]，影像技術的快速發展及MRI技術的推廣應用，LA檢出率明顯增加，其于T2FLAIR可敏感顯示為雙側腦室旁及半卵圓中心白質區對稱分布的點狀、斑片狀及融合性高信號[10,11]。由于目前對于LA的影像評估方法多采用視覺評估，缺乏量化標準[12]，對于腦灌注成像亦多評估不同程度LA病變區域腦灌注水平[13,14]，尚無利用灌注評估技術量化LA早期血流動力學改變。由于分水嶺區對于腦缺血狀態反映較為敏感，本研究通過分析不同程度LA患者腦分水嶺區灌注狀態，旨在尋求敏感量化LA早期CBF改變的影像方法。

腦分水嶺為供血動脈分布的交界區，依據大腦供血動脈差異分為皮質分水嶺和皮質下分水嶺，皮質分水嶺又分為大腦前動脈和大腦中動脈供血區交界的皮質前區、大腦后動脈和大腦中動脈供血區交界的皮質后區；皮質下分水嶺為大腦中動脈皮質與深穿支的邊緣帶。3D ASL灌注成像通過射頻脈沖標記頸部動脈血液中的水分子，經過一段時間延遲，當被標記的血液流入腦組織后,將釆集成像平面得到的標記像與未標記相進行剪影，通過生成CBF偽彩圖敏感區分腦灌注狀態并可通過測量CBF值進行量化[15]。由于該技術無需注射造影劑，且不依賴于血腦屏障的破壞，利用CBF值量化腦組織血流量更為客觀[16]。本研究利用3D ASL成像技術觀察不同程度LA患者腦分水嶺區灌注狀態，結果顯示：LA 2、3級皮質分水嶺前區、后區及皮質下分水嶺區CBF值均明顯低于LA 0級，這亦與既往的研究[17]相符。LA 1級皮質分水嶺前、后區與LA 0級無統計學差異，然而皮質下分水嶺區CBF值略低于LA 0級，差異有統計學意義(P<0.05)。LA 1級皮質前、后區CBF未見明顯降低與該區良好的側支血流代償[18]相關，然而皮質下分水嶺區血供主要來源于大腦前動脈的淺表穿支和大腦中動脈豆紋動脈的深穿支，表淺穿支為頸內動脈的最遠端且灌注壓最低，深穿支亦缺乏側支循環[19,20]，因此皮質下分水嶺區對LA血流動力學改變更為敏感。

綜上所述,利用3D ASL這一無創、便捷的灌注成像技術量化皮質下分水嶺CBF，可用于評估LA患者早期血流動力學改變，為臨床治療方案的選擇提供影像學依據。本研究不足之處在于入組病例數不足，3D ASL原始數據后處理過程中，對于分水嶺區CBF值測量采用人工勾畫方式，由于容積效應的存在可導致定量CBF的不準確，寄希望于進一步研究中加以規避。

圖1 男，55歲，頭暈入院。圖1A、C、E：T2 FLAIR提示LA 1級；圖1B、D、F:皮質分水嶺前區、后區及皮質下分水嶺區CBF測量