3D-ASL在急性缺血性腦卒中的研究進展

李華鑫，李瑞雄

1.右江民族醫(yī)學院研究生學院，廣西 百色 533000；2.附屬梧州醫(yī)院暨梧州市人民醫(yī)院放射科，廣西 梧州 543000

急性缺血性腦卒中(acute ischemic stroke，AIS)其本質是由各種原因導致腦組織缺血、水腫、壞死和軟化，并引起相應神經損害。據推算我國腦卒中患者有1 300萬[1]，AIS是我國最常見的腦卒中類型，其發(fā)病率、病死率、致殘率高，占我國腦卒中發(fā)病類型的69.6%～70.8%[2-3]。隨著醫(yī)學影像技術在近些年來的不斷發(fā)展，三維動脈自旋標記(three-dimensional arterial spin labeling，3D-ASL)可以無創(chuàng)性評估AIS側循環(huán)、缺血半暗帶、動脈閉塞、出血轉化，并在這些領域取得了突破性進展，該文就3D-ASL在AIS的臨床應用及研究進展進行綜述。

1 3D-ASL基本原理、特點、參數

1.1 3D-ASL基本原理

ASL灌注成像技術無需外源性對比劑，是通過成像平面的上游動脈血中的水分子作為內源性示蹤劑利用180°反轉脈沖對其進行標記，經過一定時間的延遲得到標記像，動脈血水分子未標記獲取同層面的圖像稱為非標記像；將標記像減去非標記像則獲得腦血流灌注圖像，從而能無創(chuàng)定量分析當時的腦血流(CBF)及分布情況。

1.2 3D-ASL成像特點

3D-ASL是應用準連續(xù)動脈自旋標記（pCASL）技術，即采用一連串不連續(xù)的較小但不為零的射頻脈沖進行標記，標記率高，采用FSE采集，有效克服磁敏感偽影及運動偽影，三維成像范圍廣、圖像信噪比高，Spiral K空間采集高效快速，背景抑制技術能優(yōu)化ASL信號。

1.3 3D-ASL ASL技術的常用參數

標記后延遲時間（PLD）：是指動脈血中的水分子從標記到多長時間開始采集數據。動脈到達時間(ATT）：反映標記的血液中的水分子從標記區(qū)流到灌注成像區(qū)采集所需要的時間。如果PLDATT時，會導致標記動脈血中的水分子的信號發(fā)生弛豫，圖像信噪比降低；當PLD=ATT時，測得的CBF的數值應該為最準確的[4]。

2 3D-ASL在缺血性腦梗死中的臨床應用

2.1 評估側支循環(huán)動脈穿行偽影(arterial transit artifact，ATA)

被標記的血流因為血流速度減慢或者血流到達延遲，血流在灌注成像采集過程中沒有如期擴散到組織中而是滯留于血管內，即ATT超過PLD時間，在梗死灶周圍形成點狀、條狀、匍匐狀的高信號。王瑩瑩等[5]在80例急性期腦梗死患者側支循環(huán)研究中，以ATA征像分為側支循環(huán)良好組和不良組，在評估急性期腦梗死患者側支循環(huán)方面，ASL與DSA有較好的一致性,其陽性預測值、靈敏度、特異度、假陰性率、假陽性率、一致率、陰性預測值分別為84.21%、94.12%、86.96%、5.88%、13.04%、90.00%、95.24%，并且兩種方法在診斷側支循環(huán)分級上差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；De Havenon等[6]基于ASL灌注技術在38例AIS患者研究中，檢測到25例（65.8%）存在ATA征像，與出院時更好的預后顯著相關?？梢夾TA征像在ASL在腦梗死側支循環(huán)的評估方面有較好的應用價值。

為了減少ATT的影響，更好地評估側支循環(huán)，有學者用雙PLD參數3D-ASL對腦血流進行間接評估側支循環(huán)：Lyu等[7]在41例單側大腦中動脈狹窄程度為50%～99%的患者采用1.5 s和2.5 s兩個PLD時相腦灌注CBF計算出晚到達逆行血流量來量化側支循環(huán)，其中21例患者晚到達逆行血流比例與DSA側支評分顯著相關(r=0.81，P＜0.0001)，但該研究未納入大面積腦梗死患者；王莉蓉等[8]對此進一步研究，對20例單側大腦中動脈重度狹窄或閉塞后出現急性大面積腦梗死患者研究中，晚到達逆行血流比例與DSA側支評分顯著相關(r=0.84，P＜0.05)，并且晚到達逆行血流比例越高，取栓后神經功能恢復越好。所以雙PLD參數3D-ASL在無創(chuàng)量化側支循環(huán)是可行的，但由于AIS腦側支循環(huán)受不同的個體影響而具體形成情況更復雜，有可能需要設置更多的PLD進行掃描，以得到更準確的腦血流數據。

2.2 評估缺血半暗帶（ischemic penumbra，IP）

一般來說，IP的CBF＜20 mL/(100 g·min)，指梗死核心區(qū)周圍缺血性腦組織，其電活動中止，但保持正常的離子平衡和結構上的完整，如果得到血流再灌注，該組織可能存活下來。臨床上搶救AIS患者主要就是為了盡可能挽救IP，所及快速評估IP至關重要。在ASL尚未普及之前，評估IP臨床上常用的方法有CT灌注、DSC灌注，但以上兩個方法均是需要注入對比劑，有可能會造成急性腎衰或腎纖維化的危險，而ASL無需注入對比劑就能評估IP的優(yōu)點，備受推崇。在ASL上評估IP主要是灌注-擴散不匹配（PDM）法:多個研究表明ASL低灌注區(qū)/DWI高信號區(qū)與DSC-TTP低灌注/DWI高信號區(qū)在評估IP高度一致[9-10]。但Nael K等[9]表明以Tmax＞6 s作為參考，ASL會高估低灌注區(qū)范圍，即高估IP，究其原因主要還是選擇PLD時間小于ATT導致標記血液未能完全到達相應的腦組織，引起低灌注區(qū)擴大；另外PDM在研究IP目前尚存在質疑，Nagaraja N等[11]認為在早期DWI高信號區(qū)如果得到及時治療，部分病灶會依然會得到挽救，表明DWI高信號區(qū)除了梗死核心區(qū)外，尚有部分可挽救的組織，即IP；Purushotham A等[12]研究表明，表觀彌散系數（ADC）≤6.20×10－4mm2/s是將DWI病變區(qū)內真正的梗死核心與IP分離出來的最佳閾值?？傮w上來說，PDM在評估IP上是可行的，但仍需進一步完善。

2.3 側支循環(huán)、IP、梗死核心相關性

對于側支循環(huán)良好的AIS患者，臨床上在做DSA檢查時發(fā)現側支循環(huán)形成逆向血流對缺血區(qū)進行供血，但DSA并不能區(qū)分梗死核心區(qū)與IP，為此許多學者對此進行了研究?；贑TA聯合CTP多項研究中側支循環(huán)、IP、梗死核心的三者關系中發(fā)現，良好的側支循環(huán)有更小的梗死核心和更大的不匹配率[13-15]。Vagal A等[13]認為側支循環(huán)與有著更大的IP相關，但Nannoni S等[14]則認為與IP缺乏相關性，對于側支循環(huán)與IP相關性不同的觀點，尚需更大樣本進一步研究；周建國等[16]應用ASL技術認為在良好側支循環(huán)與更小的梗死核心，但依然缺乏與IP的相關性研究?？梢妭戎аh(huán)與梗死核心區(qū)、IP之間相關性研究很少用到ASL技術等進行研究，值得臨床進一步研究。

2.4 出血轉化(hemorrhagic transformation，HT)的預測和評估

腦梗死后進行溶栓后最主要的風險是HT，其產生的機制是血腦屏障（BBB）破壞和腦血流自身調節(jié)功能的受損。Niibo T等[17]發(fā)現在梗死發(fā)生后未經治療前，認為ASL的局部高灌注即充血性病變(HLs)，將HT定義為患側相對健側血流≥1.4，HLs能預測且定位HT和BBB破壞，如果腦梗死后HLs沒有進一步BBB破壞及HT，且位于梗死周圍，則為側支循環(huán)；國內外學者對梗死后溶栓或取栓再灌注均做了相關研究，表明再灌注后ASL的局部高灌注是HT的可靠標志，提示出現HT的概率增加，相當的一部分在做ASL檢查時已經出現HT，所以并不能說明再灌注后ASL的局部高灌注與HT的因果關系[18-19]。Lu SS等[20]在再灌注并隨訪研究中，認為局部高灌注與良好的臨床預后有關，雖然比低灌注組有著更大概率出現HT（63.9%vs 50.0%），差異無統(tǒng)計學意義（P=0.327），有可能是研究樣本太小導致。所以對于梗死后無論治療前后在出現ASL灌注圖上現局部高灌注，可提示臨床在治療上要避免進一步的擴容或抗凝等治療，對于臨床在治療方案上有著極大的指導意義。以上對于ASL局部高灌注對于患者的預后研究還需更大樣本進行驗證。

2.5 評估動脈閉塞

動脈閉塞常導致AIS的發(fā)生。McCullough-Hicks ME等[21]研究表明，以MRA作為金標準，ASL、GRE在評估大血管閉塞（LVO）中靈敏度分別為0.83、0.67（P=0.001），若以DSA作為金標準，靈敏性分別為0.80、0.64（P=0.009），表明ASL在評估LVO顯著高于GRE；Morofuji Y[22]評估血管閉塞中，以DSA作為金標準，ASL上的近動脈內征（IAS）評估對血管閉塞靈敏性和特異性分別為82.8%和100.0%（k=0.92；95%CI0.76～1.00）和遠端IAS評估側支循環(huán)靈敏性和特異性分別為96.7%和50.0%（k=0.78；95%CI 0.38～1.00），可見ASL的近遠端IAS對血管閉塞與側支循環(huán)的診斷提供很好的影像學征像。從中看出ASL在一定程度上可取代MRA，為AIS患者減少做MRA檢查的時間，有著重要意義。但也有其局限性，即遠端閉塞的血管和與側支循環(huán)容易混淆，使診斷準確率下降。

3 小結

3D-ASL作為一項無創(chuàng)的磁共振新技術，顯著的優(yōu)勢是無創(chuàng)、準確、定量測量腦組織的血流，并在評估AIS的側支循環(huán)、出血轉化、動脈閉塞、缺血半暗帶均取得了一定的進展，但也存在一些不足，如容易受到PLD的影響。隨著對ASL技術的不斷探索，近年來也出現了眾多ASL新技術：選擇ASL MRA技術可以不依賴ATT，而且對遠端側支循環(huán)顯示得更好，4D-ASL MRA則有更高的空間和時間分辨率，但其產生的數據量過大，后處理復雜，用時久，限制了其在臨床上大范圍的應用。因此在臨床上積極開展3D-ASL檢查，為臨床對于腦梗死患者制訂個體化、精準化治療以及評價腦梗死患者預后提供客觀、無創(chuàng)、可視化的指標，在診斷腦梗死及預測急性腦梗死患者預后具有廣闊的臨床應用前景。