動脈自旋標記灌注成像在缺血性卒中中的應用

黎麗，周懿君，孟志華

缺血性卒中是由于急性腦血管栓塞、腦血栓形成或動脈夾層等導致的相應供血流域內腦組織缺血、缺氧直至腦壞死的總稱。卒中包括缺血性和出血性兩大類，其中缺血性卒中占80%左右。由于個體代償水平不同，同一大血管狹窄或閉塞所導致缺血性腦梗死的大小、形態截然不同；由于缺血性卒中同時累及循環系統和神經系統兩大系統，二者間相互影響使得缺血性卒中的臨床表現變得更加復雜，給缺血性卒中的治療帶來很大挑戰。同時還必須注意缺血性卒中和出血性卒中在治療過程中可能相互轉化，臨床須根據病情變化及時調整治療方案。影像學評估是制訂臨床治療方案的重要客觀依據。近年來各個磁共振廠商都推出了ASL灌注成像解決方案，該技術為卒中診斷和評估提供了重要的功能影像信息，因此，ASL全腦無創容積灌注解決方案在缺血性卒中中的應用越來越引起影像科醫師及臨床醫師的重視。筆者結合自己的經驗探討ASL灌注成像在缺血性卒中診斷、鑒別診斷及治療評估中的臨床價值。

1 腦血管狹窄后灌注代償評估

在ASL成像過程中選擇長短不同的標記后延遲時間（post label delay，PLD）進行掃描時既可以敏感地發現由于血管狹窄所導致的灌注行為異常，也能通過對比兩個不同的PLD灌注差別來評價側支循環代償水平，這些對于卒中的預防以及確定下一步的治療方案有重要的指導意義[1]。對于一些有反復TIA或TIA持續時間長的患者，很可能存在潛在大血管病變如大動脈狹窄或閉塞，進行ASL評價能更準確地評價原因和提供早期干預治療的影像學依據。在進行ASL灌注成像研究中PLD的選擇非常重要，既是臨床工作的切入點，也代表著不同的臨床目的。慢性腦血管病強烈推薦進行一長一短兩個不同的PLD掃描，這對于敏感地發現潛在大血管病變、評價側支循環代償水平都至關重要（圖1）。常規推薦PLD 1.5 s和PLD 2.5 s，盡管有些患者代償更差可能需要到3.0 s才有可能代償（圖2），但筆者不建議常規采用如此長的PLD，因為長的PLD會導致部分標記的血液弛豫，從而導致ASL灌注成像的信噪比有所降低。

圖1 不同PLD的ASL掃描明確血管狹窄后灌注代償水平

圖2 不同PLD的ASL灌注成像評估血管狹窄后灌注代償水平

2 卒中診斷與鑒別診斷

ASL灌注成像也能幫助明確是否為缺血性卒中，這對于制訂正確的治療方案非常重要。有很多假性卒中（mimic stroke）的臨床表現酷似缺血性卒中，如果只根據CT檢查排除出血便進行溶栓治療，會導致很多非卒中患者接受不必要的治療且可能導致出血等并發癥。缺血性卒中在進行ASL掃描時會表現為明確的低灌注，而一些以卒中發作為主的病變如線粒體腦肌病、腦炎或癲癇等通常可以表現為高灌注，因此，通過ASL灌注成像可以排除假性卒中而避免不正確的治療[2]。ASL灌注成像采用的是內源性示蹤劑即動脈血中的水分子，因為水分子分子量較小，可以自由通過血腦屏障，這使得ASL灌注成像較采用外源性對比劑的動態磁敏感對比灌注成像，能更敏感地顯示線粒體腦肌病、腦炎等所導致的高灌注（圖3），因為線粒體腦肌病、腦炎等通常都伴有一定程度的血腦屏障破壞，此時采用外源性示蹤劑可能會低估實際的灌注水平。

圖3 ASL灌注成像提示病變呈高灌注改變有助于排除缺血性卒中

3 ASL有助于區分大、小血管病變

在CT或MR檢查過程中都會經常發現病變大小＜2 cm的新鮮或陳舊梗死病灶，這些病灶從形態學定義上通常被診斷為腔隙性腦梗死或腔隙灶。當做出腔隙性腦梗死的診斷時，意味著梗死是由于相應供血區域細小血管自身的閉塞所導致的小血管病變。但事實上很多在CT或MR上所見到的“腔隙性腦梗死”，并不都是由于局部穿支動脈自身的閉塞所致，而有可能是由于這些穿支動脈的載體動脈粥樣硬化導致相應穿支動脈口狹窄或閉塞所致。換言之，影像學上所顯示的“腔隙性腦梗死”并非是真正的小血管病變，像這種由于載體動脈本身粥樣硬化導致穿支動脈口狹窄或閉塞者，盡管在形態學上表現為“腔隙性腦梗死”，但其責任血管卻是大血管病變[3]。區分大、小血管病變在臨床治療上具有重要的臨床意義。小血管病變在病理上是源于血管壁玻璃樣變或纖維素樣壞死，而大血管病變在病理上則是動脈粥樣硬化所致。病理改變不同，治療的藥物也不同。臨床上很多時候因為不能準確區分這兩種不同性質的病變而不能及時采用正確的治療方法，同時也可能做出不同的遠期預后評估，特別是對于源于載體動脈粥樣硬化的病例如果不能做出及時正確的診斷和治療，可能會導致更高的卒中復發率和病情加重率。在ASL灌注成像大、小血管病變的灌注表現不同：大血管病變表現為相應血管流域成片的低灌注改變，而小血管病變則表現為相應血管對應區域局灶性低灌注改變。在很多大血管病變如一側大腦中動脈狹窄時，可能通過各級側支循環代償而不出現梗死；或僅在那些無法完全代償的區域如深部穿支動脈區域出現“腔隙性腦梗死”，也可能這些導致大血管狹窄的粥樣硬化斑塊堵塞了某些穿支動脈口而表現為“腔隙性腦梗死”，但在ASL灌注成像特別是選擇相對短的PLD時，這些大血管病變所導致的灌注行為異常，如側支循環血流速度慢、血流路徑長等可以敏感地表現為該血管流域范圍內的片狀低灌注，在長的PLD可以顯示大部分區域可以代償。通過這種不同PLD的ASL灌注成像可以非常敏感地發現大血管問題，避免僅根據形態學上的“腔隙性腦梗死”表現而盲目地診斷為小血管病變（圖4～圖5）。對下一步的治療及卒中一級、二級預防都至關重要。

圖4 ASL灌注成像有助于鑒別大、小血管病變

圖5 ASL灌注成像有助于鑒別大、小血管病變

4 ASL有助于缺血性卒中精準治療

由于缺血性卒中同時累及循環系統和神經系統兩大系統，且屬于急性腦血管事件，這使得缺血性卒中的治療極為復雜，同時因為起病急，使得更多的臨床治療更多關注在早期溶栓方面。的確“時間就是大腦”，早期的溶栓可以改善缺血性卒中的轉歸和預后，但事實上在缺血性卒中的整個治療過程中都涉及精準診斷、精準治療問題。如何預防缺血性卒中治療過程中的出血轉化？如何判斷溶栓是否有效？如何制訂更精準的進一步治療方案？精準治療必須建立在精準評價基礎之上，在這個評價體系中ASL灌注成像具有重要的臨床價值。

4.1 精準評估梗死后高灌注 缺血性卒中經過及時治療后梗死區域會出現血管再通并表現為高灌注（圖6）。ASL灌注成像表現為高灌注提示病變區域小動脈平滑肌麻痹，意味著局部區域腦血流自身調節功能受損或喪失。如果明確高灌注出現則提示臨床需要停止進一步的溶栓、抗凝等治療，因為梗死區域再通的血管都存在不同程度的損傷，如果再通后繼續擴容、抗凝或溶栓則極易轉化為出血。缺血性卒中如果一旦發生出血轉化則致死、致殘率明顯提高。在評價缺血后再灌注方面ASL灌注成像明顯優于傳統的動態磁敏感對比灌注成像，這是因為動態磁敏感對比灌注成像依賴于血腦屏障的完整，而缺血后再灌注區域由于缺血導致血管壁損傷，其血腦屏障都會存在不同程度的損傷，因此采用動態磁敏感對比灌注成像常常會低估再灌注的存在，不利于缺血性卒中的精準治療。另一方面，ASL利用內源性示蹤劑，無須引入外源性對比劑，對已發生缺血性卒中的患者更安全、可行[4]。

圖6 ASL灌注成像明確治療中高灌注改變

4.2 特殊人群卒中診斷與評估 傳統概念里缺血性卒中通常發生于老年人，但實際上青少年卒中也不少見。青少年卒中需要鑒別診斷的考慮因素更多，此時ASL灌注成像可以得到缺血性卒中的直接征象，在鑒別診斷中具有特別意義（圖7）。很多青少年病例雖然以卒中癥狀就診，但考慮到年齡因素，通常臨床診斷中更傾向于腦炎或腦病等診斷。通過ASL灌注成像能做出明確的缺血性卒中診斷，這對于準確、及時的臨床治療至關重要。

圖7 ASL灌注有助于明確兒童缺血性卒中診斷

4.3 精準評估側支循環 精準顯示側支循環對判斷預后轉歸、療效以及進一步的治療都非常重要。如前所述，側支循環存在的臨床意義一定要結合出現的時間及治療經過綜合評估，早期出現的側支循環往往提示可能有好的預后，而晚期的側支循環或溶栓后仍然存在側支循環則提示溶栓后閉塞血管未能成功融通（圖8）。精準評價側支循環對于缺血性卒中的精準治療具有重要的指導價值。側支循環的血流實際上是被標記的血液在ASL灌注成像時仍停留在大血管內，因此以往也被稱為動脈穿行偽影，有些公司采用血流毀損梯度從而喪失了顯示側支循環的能力，在最新的國際共識中不建議推行這樣的執行方案[5]。另外，對于發生于兒童時期的一些可以導致卒中的疾病如煙霧病等，3D ASL可以精準評價其側支循環及灌注水平，對于預后評估、下一步治療方案的制訂都至關重要。

圖8 ASL灌注成像清晰顯示梗死區側支循環血管

4.4 精準預后評估 在缺血性卒中的發病初期進行ASL灌注成像可用于評價半暗帶是否存在及大小[6]，這對于捕捉溶栓治療時機至關重要；同時半暗帶的存在及大小也是預后評估的重要依據。半暗帶從病理生理學角度而言是指存在電衰竭但尚未達到膜衰竭的那部分腦組織。電衰竭與膜衰竭的臨界血流值構成了半暗帶的概念。這部分腦組織是存在于缺血性腦梗死灶周圍無電興奮性但仍存活的腦組織。對于這部分腦組織，如果經過恰當、及時的治療相應區域血供有改善，可以避免從電衰竭向膜衰竭的惡化轉變。但如果經過治療后仍不能改善該區域內的血供狀態，就可能導致這部分腦組織從電衰竭向膜衰竭的轉化。從這個意義上講ASL的灌注圖和DWI的擴散受限灶存在著明顯的不匹配時具有兩個方面的寓意：其一提示半暗帶的存在意味著有治療的必要和機會；其二也預示著短期內有惡化的可能。所以，當發現存在著大的半暗帶時在預后判斷上應該充分考慮到半暗帶惡化為進一步腦梗死的可能（圖9）。

圖9 ASL灌注成像低灌注區更準確的預后轉歸評估

ASL灌注成像具有更安全、簡便易行的優點。ASL灌注成像采用水分子作為示蹤劑，因此不受血腦屏障狀態的影響，在缺血性卒中的評估中具有更明顯的臨床優勢。缺血性卒中是致死、致殘率特別高的一類疾病，在其診斷和治療過程中只有實現了精準評估才能實現精準治療。本文圍繞ASL灌注成像在缺血性卒中中的幾個應用方面進行了總結介紹，相信隨著ASL技術的不斷進步以及應用不斷被深入和推廣，ASL在缺血性卒中的診治過程中會發揮越來越重要的臨床價值。