3D ASL 在不同程度頸動脈狹窄患者腦分水嶺灌注評估中的臨床應用

周建國，符大勇，盧明聰，孟 云，王欣欣

南京中醫藥大學連云港附屬醫院1放射科，2超聲科，江蘇 連云港222004

伴隨腦血管疾病危險因素的增加以及人口老齡化日趨明顯，我國缺血性腦血管病發生率逐年上升，其中頸動脈病變已成為發病的主要原因［1］。既往研究顯示：60%以上的缺血性腦卒中是由頸內動脈粥樣硬化所導致，同時70%的大腦分水嶺區缺血性腦血管病合并頸動脈病變［2-3］。目前針對腦灌注狀態評估多采用動態磁敏感對比增強灌注加權成像以及CT 灌注成像［4-6］，但兩者均需注射外源性造影劑，由于過敏及腎毒性的存在，臨床使用中受到一定限制。經顱多普勒及頸部彩色多普勒超聲亦可用于評估動脈血管內的血液流量［7-9］，但均不能直接顯示和量化腦實質內興趣區的血流量（CBF）。本研究采用三維動脈自旋標記（3D ASL）成像這一無創技術觀察頸動脈不同程度狹窄患者腦分水嶺區灌注狀態，為頸動脈狹窄后腦灌注早期改變提供影像診斷依據，現匯報如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集我院2018年1月～2020年3月于腦病科收治的不同程度頸動脈狹窄患者60例，男34例，女26例，年齡39～78歲（54.6±12.8歲）。納入標準：經臨床初診為缺血性腦血管??；均行彩色多普勒超聲（CDFI）頸動脈檢查，且無顱內動脈中重度狹窄。排除標準：非動脈粥樣硬化性頸動脈狹窄；頸動脈閉塞；急性缺血性腦卒中；陳舊性梗死軟化灶面積≥3 cm2；腦血管發育變異及畸形等?；颊叩哪挲g、性別、血壓、病程等基本資料差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。該研究經患者及家屬知情同意，并通過院倫理委員會批準。

1.2 檢查方法

頸動脈檢查采用LOGIQ L7型CDFI診斷儀（GE），探頭頻率均為7～11 MHz。從頸總動脈分叉前1 cm處開始，沿著頸動脈走向自下而上做連續縱橫切掃查，使血流與聲束夾角＜60°。從前、側及后3個方向對雙側頸總動脈、頸動脈分叉及頸內動脈進行常規檢查，通過二維灰階超聲檢查測量血管內徑。3D ASL成像采用GE Discovery 750 3.0 T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（PLD）：1525 ms。

1.3 數據處理與分析

頸動脈狹窄程度評估［10］采用頸部CDFI檢查結果，狹窄程度（%）=（1-狹窄處直徑狹窄/遠端正常直徑）×100%。輕度狹窄：狹窄程度＜50%；中度狹窄：50%≤狹窄程度＜70%；重度狹窄：70%≤狹窄程度＜100%。分水嶺區依據腦動脈供血情況分為皮質分水嶺和內分水嶺，3D ASL采用Functool軟件進行后處理，利用自動生成的CBF偽彩圖分別于基底節上1層或2層面測量皮質分水嶺的前角及后角白質區CBF值，于側腦室消失前的最后一個層面測量內分水嶺區域放射冠CBF，在側腦室消失后的第1個層面測量內分水嶺區域半卵圓中心CBF［11］。感興趣區（ROI）面積為200±20 mm2，測量時盡量避開腦室、腦溝裂以及軟化灶。

1.4 統計學方法

經SPSS22.0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±標準差表示，組間比較行兩獨立樣本t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

60例患者共采集頸動脈120根，其中頸動脈無狹窄30根，輕度狹窄49根，中度狹窄26根，重度狹窄15根。頸動脈輕度狹窄患者皮質分水嶺前、后角與無狹窄CBF值差異無統計學意義（t=1.0608、0.5078，P=0.292、0.6130，表1，圖1），內分水嶺區放射冠及半卵圓中心CBF值低于無狹窄患者，差異有統計學意義（t=4.3714、3.6282，P均＜0.0001）；中度狹窄患者皮質分水嶺前、后角CBF值均明顯低于無狹窄者，差異有統計學意義（t=7.9488、8.4357，P均＜0.0001）；內分水嶺區放射冠及半卵圓中心CBF值低于無狹窄患者，差異有統計學意義（t=9.5863、8.9479，P均＜0.0001）。重度狹狹窄患者皮質分水嶺前、后角CBF值均明顯低于無狹窄者，差異有統計學意義（t=9.8584、10.4137，P均＜0.0001），內分水嶺區放射冠及半卵圓中心CBF值低于無狹窄患者，差異有統計學意義（t=10.6511、10.8577，P均＜0.0001）。

表1 不同程度頸動脈狹窄后分水嶺區CBF值比較Tab.1 Comparison of CBF values in watershed area after different degrees of carotid stenosis[mL/(min·100 g),Mean±SD]

3 討論

頸動脈是大腦血氧供應的主要血管，承擔腦組織85%的血液來源［12］，頸動脈粥樣硬化好發于顱外段，尤其是頸總動脈分叉處部，臨床多采用頸部CDFI檢查，因其具有較高的靈敏度和特異度、操作便捷，臨床應用廣泛［13］。頸動脈粥樣硬化是缺血性腦血管病的重要致病因素，其中分水嶺區域缺血性腦血管病的發生多提示供血動脈狹窄。腦分水嶺為腦動脈供血交界區，依據不同供血動脈又分為皮質分水嶺和內分水嶺，腦分水嶺區域缺血性腦血管病的發病機制主要與顱內外動脈狹窄、栓塞及血流動力學障礙引發的低灌注密切相關［14］。

圖1 患者男，56歲，右肢活動不利1年余Fig.1 A56-year-old Male patient,right limb movement is not good for more than one year.

3D ASL作為一種新興灌注成像技術，成像機理為射頻脈沖標記頸部動脈血液中的水分子，將其作為內源性對比劑，當被標記的血液流入腦組織后,釆集成像平面標記的水分子得到標記像，與未標記相進行剪影，通過偽彩區分，生成CBF偽彩圖［15-16］。頸動脈輕度至中度狹窄時，可通過血管自身調節擴張血管，腦灌注壓仍可以保持相對穩定，在頸動脈重度狹窄時腦灌注可出現明顯降低［17］。伴隨頸動脈狹窄的進展，側支循環可逐步開放，特別是軟腦膜二級側支循環代償的建立［18］，其于皮質分水嶺區分布較內分水嶺為豐富。既往對于分水嶺腦梗死部位研究亦顯示：內分水嶺區域遠高于其他部位，提示供血動脈的狹窄或閉塞造成的低灌注更易發生于內分水嶺［19］。由于此區域為大腦中動脈、大腦前動脈髓質支、豆紋動脈的深穿支供血交界區，髓質支為頸內動脈供血的最遠端、灌注壓最低，而豆紋動脈深穿支側支代償較差，因而決定了此區域對血流動力學改變相關性更為密切和敏感,更容易出現缺血性病變。本研究采用3D ASL成像技術觀察不同程度頸動脈狹窄患者腦分水嶺區灌注狀態，提示頸動脈輕度狹窄時，內分水嶺區CBF值即可顯示下降，由于內分水嶺由大腦前動脈及中動脈提供血液來源，二者均為頸內動脈直接供血，且內分水嶺區側支匱乏，因此該區對于血流量降低反映更為敏感。同時，本研究發現皮質分水嶺腦灌注量雖然顯示輕微降低，但無明顯統計學差異，這亦與該區良好的血流代償相關。3D ASL灌注成像技術可較敏感顯示輕度頸動脈狹窄患者的腦血流量異常改變，中、重度狹窄時分水嶺區CBF降低則更為明顯。由于3D ASL無需注射造影劑，通過標記自身動脈內的水分子進行成像，這也提示其灌注成像方式更為客觀，并可通過測量興趣區CBF值進行精準定量腦灌注狀態［20-21］。雖然3D ASL目前只提供CBF一個參數，但其為腦血流動力學穩定性的重要指標，在腦血流灌注評估中具有明顯應用優勢［22-23］。需注意的是，3D ASL成像過程中，頸部信號標記到顱腦層面信號采集的這段時間對于灌注結果的顯示尤為重要，采用較短頸部信號標記對于低灌注性病變的顯示更為敏感和可靠。

綜上所述，利用3D ASL這一無創、便捷的灌注成像技術，評估不同程度頸動脈狹窄后分水嶺腦灌注狀態，對于患者治療方案的選擇以及缺血性腦卒中發病風險評估具有重要價值。本研究不足之處在于入組病例數不足；CBF值測量過程中對于ROI勾畫采用人工方式，由于容積效應的存在可導致CBF值定量不準確，且未對頸動脈多處狹窄及病變長度進行進一步深入分析，希望于今后工作中加以研究。