3D-ASL联合3D-TOF MRA评估单侧颈内动脉闭塞后脑灌注状态的应用研究

周建国 符大勇 卢明聪 孟云

南京中医药大学连云港附属医院放射科，连云港 222004

缺血性脑卒中病因中60%以上是由颈内动脉（internal carotid artery，ICA）病变所导致，严重者可导致患者病死［1］。由于ICA 闭塞后，机体可通过脑侧支循环的开放对责任动脉供血区进行血液供应，然而侧支代偿建立的完善程度直接决定脑缺血缺氧相关症状，以及患者临床预后及治疗效果密切相关［2］。目前，数字减影血管造影、15O标记的水分子正电子发射体层成像是评价侧支循环建立及脑灌注状态的“金标准”，但两者属于微创检查且操作复杂，实际应用中受到一定限制［3］。经颅多普勒受到患者检查声窗影响较为明显，同时磁共振动态增强及CT 灌注成像均需注射造影剂［4-5］。磁 共 振 三 维 动 脉 自 旋 标 记（three-dimensional arterial spin labeling，3D ASL）技术通过标记颈动脉内的水分子进行脑灌注成像，在ICA 慢性闭塞后的侧支循环建立方面尚无研究，基于3D ASL 通过量化脑血流量（cerebral blood flow，CBF）值评估脑灌注状态［6］，本文将三维时间飞跃法磁共振血管成像（three-dimensional time-of-flight magnetic resonance angiography，3D-TOF MRA）联合3D ASL技术评估单侧ICA 慢性闭塞后脑侧支循环建立状态，现报道如下。

资料与方法

1.一般资料

回顾性研究2018年1月至2022年3月南京中医药大学连云港附属医院脑病科收治的单侧ICA 闭塞患者40 例，其中男24 例，女16 例，年龄33～78（52.4±16.9）岁。（1）纳入标准：3D-TOF MRA 提示为单侧ICA 闭塞；入组年龄18～80岁。（2）排除标准：急性缺血性脑卒中；其他颅内外动脉中重度狭窄；脑软化灶直径≥3 cm；脑肿瘤及脑血管畸形患者。均行常规MRI 序列、3D ASL 及3D-TOF MRA 序列检查，依据3D-TOF MRA 序列显示有无前交通动脉（ACoA）及后交通动脉（PCoA）开放、大脑前动脉（ACA）及大脑后动脉（PCA）偏侧优势分为侧支循环组（23例）和对照组（17例）。

2.检查方法

采用美国GE Discovery 750 3.0T磁共振机，32通道头颈相控线圈。序列：T1加权成像（WI）、T2WI、T2液体衰减反转恢复序列（FLAIR）、弥散加权成像（DWI）、3D-TOF MRA、3D ASL。3D ASL 具体参数：重复时间（TR）/回波时间（TE）=5 369 ms/10.5 ms，视场角（FOV）：24 cm×24 cm，分辨率：512×8，激励次数（NEX）：3，标记后延迟时间（PLD）：2 525 ms。

3.数据处理与分析

3D-TOF MRA 原始图像经MinIP 后处理，将ICA 闭塞侧ACA、PCA 管径增粗、走行延伸显示定义为偏侧优势［7］。将前后交通动脉开放及偏侧优势定义为侧支循环开放。3D ASL 数据经计算机处理后，于CBF 伪彩图测量额叶、顶叶、脑室旁白质区及基底节区的CBF值。

4.统计学方法

经SPSS 22.0 统计软件进行数据分析，计量资料经检验符合正态分布，以均数±标准差（±s）表示，行两独立样本t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

入组40 例单侧ICA 闭塞患者中，左侧ICA 闭塞22 例，右侧ICA闭塞18例，侧支循环组CBF值均高于对照组，差异均有统计学意义（均P<0.05）。见表1、图1。

图1 男，67岁，头晕1周。A：三维时间飞跃法磁共振血管成像（3D-TOF MRA）提示右侧颈内动脉闭塞，大脑前交通动脉及后交通动脉开放，右侧大脑后动脉偏侧优势；B、C：三维动脉自旋标记（3D ASL）[标记后延迟时间（PLD）2 525 ms]提示右侧顶叶脑血流量略降低，双侧额颞叶及侧脑室旁白质区脑血流量基本对称

表1 侧支循环组颈内动脉闭塞侧与对照组脑血流量比较（ml/min×100 g，±s）

表1 侧支循环组颈内动脉闭塞侧与对照组脑血流量比较（ml/min×100 g，±s）

组别侧支循环组对照组t值P值例数23 17额叶42.14±6.75 32.09±7.25 4.511 4 0.000 1顶叶41.47±6.91 31.16±7.32 4.549 3 0.000 1颞叶42.85±7.14 32.53±7.56 4.408 0 0.000 1侧脑室旁36.82±7.06 29.37±6.27 3.456 5 0.001 4基底节区37.87±7.25 28.45±6.87 4.152 5 0.000 2

讨 论

供血动脉出现狭窄或闭塞后是否发生缺血性脑血管病，取决于侧支循环建立及完善程度，侧支血流对于维持脑细胞的正常生理功能起到决定性作用［8］，脑实质灌注状态不同，患者的临床表现及预后亦各有差异［9-10］。ICA 闭塞后，通过评估脑侧支循环建立和完善情况，分析脑动脉血流动力学状态以及脑实质血流灌注水平，在临床治疗方案的选择以及预后评估方面具有重要价值［11］。单侧ICA 闭塞后，首先开放一级侧支循环，即ACoA 和PCoA［12］，其将对侧ICA 及椎基底动脉的血流引入责任区大脑中动脉供血区。同时患侧大脑前、后动脉与大脑中动脉（MCA）供血区间血流压力梯度的存在，诱发二级软脑膜侧支血管的开放，三级侧支循环新生血管亦逐渐形成。

磁共振3D-TOF MRA 序列是一种通过流动血液与静止脑组织信号差异，进行的血管成像的技术。当ICA 闭塞后，同侧ACA、PCA 血流通过二级侧支软脑膜吻合血管向MCA供血区提供侧血流代偿，由于动脉血流量的增大以及血液流速的加快，于3D-TOF MRA 序列显示为ACA 以及PCA 的管腔增粗和走行延伸，且信号增高表现，称之为偏侧优势，其间接提示软脑膜侧支循环的建立。

3D ASL 技术的成像原理是利用射频脉冲标记颈动脉血液中的水分子，经过一段时间的延迟后，釆集成像平面所标记的水分子，将所采集的标记信号减去未标记信号，得到3D ASL 灌注图像［13］。3D ASL 成像技术不依赖血脑屏障的破坏，能够通过量化感兴趣区的CBF 值进行定量分析［14-15］。该技术与PET、SPECT、动态磁敏感对比增强磁共振成像相比，具有免对比剂注射、经济便捷、无放射性等优点，且与传统灌注兼具较高的相关性［16-17］。3D ASL 技术检查过程中，将标记水分子流动到采集层面的这段时间称为动脉通过时间（ATT），为提高被标记血液中的水分子检出率，扫描参数中，PLD 的选择应略长于ATT，对于脑灌注状态的反映更为客观［18-19］。由于ICA 慢性闭塞后，侧支血管往往纤细且走行迂曲，ATT 必然出现延长，所以，在利用3D ASL 评估侧支循环时，首先要处理好PLD 与ATT 的关系［20-21］。PLD

综上所述，将3D-TOF MRA 及3D ASL 技术联合应用，偏侧优势与动脉内高信号与单侧ICA 慢性闭塞后的侧支循环建立密切相关。然而3D-ASL 技术对于MRI 机及软件要求较高，基层医院配置较少，MRA 技术则应用较为广泛，更易推广。本研究不足之处为，3D ASL 参数中，对于PLD 的选择较为单一，未行更长时间的信号采集；测量过程中对于兴趣区的勾画存在主观性，且由于容积效应的存在导致不能精准量化。3D-TOF MRA 是一种流速依赖性脑血管成像方法，可能会高估血管狭窄率，同时对于偏侧优势的评价存在一定的主观性，希望在下一步研究中能够完善和规避。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突