3D-ASL聯合3D-TOF MRA評估單側頸內動脈閉塞后腦灌注狀態的應用研究

周建國 符大勇 盧明聰 孟云

南京中醫藥大學連云港附屬醫院放射科，連云港 222004

缺血性腦卒中病因中60%以上是由頸內動脈（internal carotid artery，ICA）病變所導致，嚴重者可導致患者病死［1］。由于ICA 閉塞后，機體可通過腦側支循環的開放對責任動脈供血區進行血液供應，然而側支代償建立的完善程度直接決定腦缺血缺氧相關癥狀，以及患者臨床預后及治療效果密切相關［2］。目前，數字減影血管造影、15O標記的水分子正電子發射體層成像是評價側支循環建立及腦灌注狀態的“金標準”，但兩者屬于微創檢查且操作復雜，實際應用中受到一定限制［3］。經顱多普勒受到患者檢查聲窗影響較為明顯，同時磁共振動態增強及CT 灌注成像均需注射造影劑［4-5］。磁 共 振 三 維 動 脈 自 旋 標 記（three-dimensional arterial spin labeling，3D ASL）技術通過標記頸動脈內的水分子進行腦灌注成像，在ICA 慢性閉塞后的側支循環建立方面尚無研究，基于3D ASL 通過量化腦血流量（cerebral blood flow，CBF）值評估腦灌注狀態［6］，本文將三維時間飛躍法磁共振血管成像（three-dimensional time-of-flight magnetic resonance angiography，3D-TOF MRA）聯合3D ASL技術評估單側ICA 慢性閉塞后腦側支循環建立狀態，現報道如下。

資料與方法

1.一般資料

回顧性研究2018年1月至2022年3月南京中醫藥大學連云港附屬醫院腦病科收治的單側ICA 閉塞患者40 例，其中男24 例，女16 例，年齡33～78（52.4±16.9）歲。（1）納入標準：3D-TOF MRA 提示為單側ICA 閉塞；入組年齡18～80歲。（2）排除標準：急性缺血性腦卒中；其他顱內外動脈中重度狹窄；腦軟化灶直徑≥3 cm；腦腫瘤及腦血管畸形患者。均行常規MRI 序列、3D ASL 及3D-TOF MRA 序列檢查，依據3D-TOF MRA 序列顯示有無前交通動脈（ACoA）及后交通動脈（PCoA）開放、大腦前動脈（ACA）及大腦后動脈（PCA）偏側優勢分為側支循環組（23例）和對照組（17例）。

2.檢查方法

采用美國GE Discovery 750 3.0T磁共振機，32通道頭頸相控線圈。序列：T1加權成像（WI）、T2WI、T2液體衰減反轉恢復序列（FLAIR）、彌散加權成像（DWI）、3D-TOF MRA、3D ASL。3D ASL 具體參數：重復時間（TR）/回波時間（TE）=5 369 ms/10.5 ms，視場角（FOV）：24 cm×24 cm，分辨率：512×8，激勵次數（NEX）：3，標記后延遲時間（PLD）：2 525 ms。

3.數據處理與分析

3D-TOF MRA 原始圖像經MinIP 后處理，將ICA 閉塞側ACA、PCA 管徑增粗、走行延伸顯示定義為偏側優勢［7］。將前后交通動脈開放及偏側優勢定義為側支循環開放。3D ASL 數據經計算機處理后，于CBF 偽彩圖測量額葉、頂葉、腦室旁白質區及基底節區的CBF值。

4.統計學方法

經SPSS 22.0 統計軟件進行數據分析，計量資料經檢驗符合正態分布，以均數±標準差（±s）表示，行兩獨立樣本t檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

入組40 例單側ICA 閉塞患者中，左側ICA 閉塞22 例，右側ICA閉塞18例，側支循環組CBF值均高于對照組，差異均有統計學意義（均P<0.05）。見表1、圖1。

圖1 男，67歲，頭暈1周。A：三維時間飛躍法磁共振血管成像（3D-TOF MRA）提示右側頸內動脈閉塞，大腦前交通動脈及后交通動脈開放，右側大腦后動脈偏側優勢；B、C：三維動脈自旋標記（3D ASL）[標記后延遲時間（PLD）2 525 ms]提示右側頂葉腦血流量略降低，雙側額顳葉及側腦室旁白質區腦血流量基本對稱

表1 側支循環組頸內動脈閉塞側與對照組腦血流量比較（ml/min×100 g，±s）

表1 側支循環組頸內動脈閉塞側與對照組腦血流量比較（ml/min×100 g，±s）

組別側支循環組對照組t值P值例數23 17額葉42.14±6.75 32.09±7.25 4.511 4 0.000 1頂葉41.47±6.91 31.16±7.32 4.549 3 0.000 1顳葉42.85±7.14 32.53±7.56 4.408 0 0.000 1側腦室旁36.82±7.06 29.37±6.27 3.456 5 0.001 4基底節區37.87±7.25 28.45±6.87 4.152 5 0.000 2

討 論

供血動脈出現狹窄或閉塞后是否發生缺血性腦血管病，取決于側支循環建立及完善程度，側支血流對于維持腦細胞的正常生理功能起到決定性作用［8］，腦實質灌注狀態不同，患者的臨床表現及預后亦各有差異［9-10］。ICA 閉塞后，通過評估腦側支循環建立和完善情況，分析腦動脈血流動力學狀態以及腦實質血流灌注水平，在臨床治療方案的選擇以及預后評估方面具有重要價值［11］。單側ICA 閉塞后，首先開放一級側支循環，即ACoA 和PCoA［12］，其將對側ICA 及椎基底動脈的血流引入責任區大腦中動脈供血區。同時患側大腦前、后動脈與大腦中動脈（MCA）供血區間血流壓力梯度的存在，誘發二級軟腦膜側支血管的開放，三級側支循環新生血管亦逐漸形成。

磁共振3D-TOF MRA 序列是一種通過流動血液與靜止腦組織信號差異，進行的血管成像的技術。當ICA 閉塞后，同側ACA、PCA 血流通過二級側支軟腦膜吻合血管向MCA供血區提供側血流代償，由于動脈血流量的增大以及血液流速的加快，于3D-TOF MRA 序列顯示為ACA 以及PCA 的管腔增粗和走行延伸，且信號增高表現，稱之為偏側優勢，其間接提示軟腦膜側支循環的建立。

3D ASL 技術的成像原理是利用射頻脈沖標記頸動脈血液中的水分子，經過一段時間的延遲后，釆集成像平面所標記的水分子，將所采集的標記信號減去未標記信號，得到3D ASL 灌注圖像［13］。3D ASL 成像技術不依賴血腦屏障的破壞，能夠通過量化感興趣區的CBF 值進行定量分析［14-15］。該技術與PET、SPECT、動態磁敏感對比增強磁共振成像相比，具有免對比劑注射、經濟便捷、無放射性等優點，且與傳統灌注兼具較高的相關性［16-17］。3D ASL 技術檢查過程中，將標記水分子流動到采集層面的這段時間稱為動脈通過時間（ATT），為提高被標記血液中的水分子檢出率，掃描參數中，PLD 的選擇應略長于ATT，對于腦灌注狀態的反映更為客觀［18-19］。由于ICA 慢性閉塞后，側支血管往往纖細且走行迂曲，ATT 必然出現延長，所以，在利用3D ASL 評估側支循環時，首先要處理好PLD 與ATT 的關系［20-21］。PLD

綜上所述，將3D-TOF MRA 及3D ASL 技術聯合應用，偏側優勢與動脈內高信號與單側ICA 慢性閉塞后的側支循環建立密切相關。然而3D-ASL 技術對于MRI 機及軟件要求較高，基層醫院配置較少，MRA 技術則應用較為廣泛，更易推廣。本研究不足之處為，3D ASL 參數中，對于PLD 的選擇較為單一，未行更長時間的信號采集；測量過程中對于興趣區的勾畫存在主觀性，且由于容積效應的存在導致不能精準量化。3D-TOF MRA 是一種流速依賴性腦血管成像方法，可能會高估血管狹窄率，同時對于偏側優勢的評價存在一定的主觀性，希望在下一步研究中能夠完善和規避。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突