三维动脉自旋标记成像技术对缺血性脑梗死患者脑血流灌注改变的评估价值.pdf

95影像技术影像研究与医学应用 2024年3月 第8卷第5期 三维动脉自旋标记成像技术对缺血性脑梗死患者脑血流灌注改变的评估价值肖 洲，陈巧一（通信作者）（重庆市永川区人民医院放射科 重庆 402160）【摘要】目的：探究三维动脉自旋标记（3D-ASL）成像技术评估缺血性脑梗死患者脑血流灌注改变的应用价值。方法：选取 2021 年 7 月2023 年 10 月重庆市永川区人民医院收治的缺血性脑梗死患者 64 例作为梗死组，同时选取 64 例健康志愿者作为健康组，均行常规磁共振成像（MRI）、磁共振血管成像（MRA）、弥散加权成像（DWI）、3D-ASL 检查，分析异常灌注情况。结果：梗死组的正常灌注占比、平均rCBF 值均低于健康组（P 0.05）；脑梗死灌注异常患者患侧 DWI 高信号区及周边低灌注区 3、6、9、12 点钟方向感兴趣区（ROI）的ASL-CBF 值均低于对侧，且患侧 DWI 高信号区的 ASL-CBF 值低于同侧周边低灌注区 3、6、9、12 点钟方向 ROI（P 0.05）；治疗后，脑梗死灌注异常患者 DWI 高信号区与治疗前比较，差异无统计学意义（P 0.05）；周边低灌注区 3、6、9、12 点钟方向 ROI 的 ASL-CBF 值均高于治疗前（P 0.05）；梗死组的 3D-ASL 灌注异常检出率高于 DWI（P 0.05）；健康组的 3D-ASL、DWI 灌注异常检出率比较，差异无统计学意义（P 0.05）；脑梗死灌注异常患者 3D-ASL 图显示灌注异常面积大于 DWI（P 0.05）。结论：3D-ASL 技术可良好评估缺血性脑梗死患者的脑血流灌注改变，筛查脑梗死患者的脑血流灌注异常状态，具有积极意义。【关键词】三维动脉自旋标记成像技术；缺血性脑梗死；脑血流灌注【中图分类号】R445.2 【文献标识码】A 【文章编号】2096-3807（2024）05-0095-04缺血性脑梗死是由于脑血管栓塞引起的脑部血液供应不足而导致的严重疾病。若不及时干预，则可能导致受影响区域的神经细胞缺氧死亡，从而引起神经功能障碍，如语言障碍、运动障碍、感觉障碍等，对患者的日常工作和生活造成严重负面影响1。脑血流灌注的改变在脑梗死的发展和恢复过程中起着至关重要的作用2。因此，准确评估缺血性脑梗死患者的脑血流灌注情况对于疾病管理和治疗策略的确定具有重要意义。三维动脉自旋标记（3D-arterial spin labeling，3D-ASL）成像技术是一种非侵入性的神经影像学技术，广泛应用于临床中心脑血管疾病的评估。该技术利用自旋标记水分子作为内源性对比剂，通过磁共振成像测量脑组织的血流灌注情况，相比于需要注射外源性对比剂的技术，3D-ASL具有更低的风险和更高的安全性3-4。因此，本研究旨在探讨 3D-ASL 评估缺血性脑梗死患者脑血流灌注改变的应用价值。1 资料与方法1.1 一般资料选取 2021 年 7 月2023 年 10 月重庆市永川区人民医院收治的缺血性脑梗死患者 64 例作为梗死组，同时选取 64 例健康志愿者作为健康组，两组的一般资料比较，差异无统计学意义（P 0.05），有可比性。见表 1。表 1 两组的一般资料比较组别年龄（x-s，岁）性别 n（%）体质量指数（x-s，kg/m2）吸烟史 n（%）饮酒史 n（%）男女梗死组（n=64）56.3310.1442（65.63）22（34.37）24.433.1126（40.62）38（59.38）健康组（n=64）55.5311.6340（62.50）24（37.50）24.023.2429（45.31）36（56.25）t/20.4140.1350.6670.2860.128P0.6790.7120.5050.5920.720纳入标准：（1）梗死组符合临床中对于缺血性脑卒中的诊断标准5；（2）符合 3D-ASL 的适应证；（3）均签订知情同意书。排除标准：（1）存在其他脑血管疾病，如动脉瘤、颅内出血等；（2）依从性差，无法配合完成检查；（3）妊娠期或哺乳期女性。1.2 方法所有研究对象接受常规磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、磁 共 振 血 管 成 像（MR angiography，MRA）、弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）、3D-ASL 检查，仪器采用联影 Umr588超导磁共振成像仪。扫描序列包括常规头颅平扫（矢状面 T1WI，横轴面 T1WI、T2WI 和 T2-FLAIR），DWI 参数：TR 3 511 ms，TE 89 ms，层厚 5 mm，层数 22，FOV 200 mm230 mm，采集时间 50 s；3D-ASL 参数：96 影像技术影像研究与医学应用 2024年3月 第8卷第5期 TR 4 500 ms，TE 15 ms，层厚 5 mm，层数 30，NEX 3，视野 224 mm，采集时间 5 min55 s。图像分析处理：工作站处理原始 3D-ASL 图像中的脑血流量（cerebral blood flow，CBF）图像。对病例进行编号，采用盲法记录所有病例的 3D-ASL 脑血流图像。记录所有病例的 DWI 图像分析结果，并对结果进行编号匹配。在伪彩色脑血流图像中选取 DWI 高信号区周围低灌注区的 3、6、9、12 点钟的位置作为感兴趣区（ROI），并测量 CBF，同时对称测量侧镜像区域的 CBF 值，从而测量各区域的 CBF 值。每个镜像区和每个异常灌注区各选取 3 个不同部位，各测量 3 次数据，取平均值，计算rCBF 比值。其中灌注增加：比值 0.80；灌注减少：比值 1.20；灌注正常：0.80 比值 1.20。由 2 名具备丰富影像学诊断经验的医师对图像进行分析，分析结果不一致则重新进行分析或讨论，直至两者结果一致。1.3 观察指标（1）比 较 两 组 的 3D-ASL 脑 血 流 灌 注 情 况；（2）比较脑梗死患者患侧梗死灶及周边低灌注区以及对侧的 ASL-CBF 值；（3）比较脑梗死患者治疗前后的ASL-CBF值；（4）比较3D-ASL、DWI灌注异常检出率、脑梗死灌注异常患者的灌注面积。1.4 统计学方法采用 SPSS 26.0 统计软件分析数据。符合正态分布的计量资料以均数 标准差（x-s）表示，采用 t 检验；计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，采用2检验，P 0.05 表示差异有统计学意义。2 结果2.1 两组的 3D-ASL 脑血流灌注情况分析及比较梗死组的正常灌注占比、平均 rCBF 值均低于健康组（P 0.05）。见表 2。表 2 两组的脑血流灌注情况分析及比较组别例数正常灌注n（%）低灌注n（%）高灌注n（%）平均 rCBF 值（x-s）梗死组6410（15.62）54（84.38）0（0.00）0.520.17健康组6460（93.75）3（4.69）1（1.56）0.971.19t/282.3452.994P 0.0010.0032.2 脑梗死患者梗死灶及周边低灌注区的 ASL-CBF值比较脑梗死灌注异常患者患侧 DWI 高信号区及周边低灌注区 3、6、9、12 点钟方向 ROI 的 ASL-CBF 值低于对侧，且患侧 DWI 高信号区的 ASL-CBF 值低于同侧周边低灌注区 3、6、9、12 点钟方向 ROI（P 0.05）。见表 3。表 3 脑梗死患者梗死灶及周边低灌注区的 ASL-CBF 值比较 x-s，mL/（100 gmin）部位DWI 高信号区周边低灌注区3 点钟方向6 点钟方向9 点钟方向12 点钟方向患侧（n=54）10.874.23 20.426.27 20.976.13 20.636.19 20.896.16对侧（n=54）48.327.48 48.577.59 48.457.54 48.497.75 48.567.02t32.02521.01120.78020.64021.771P 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001注：与 DWI 高信号区比较，P 0.05。2.3 脑梗死患者治疗前后的 ASL-CBF 值比较治疗后，脑梗死灌注异常患者 DWI 高信号区与治疗前比较，差异无统计学意义（P 0.05）；周边低灌注区 3、6、9、12 点钟方向 ROI 的 ASL-CBF 值均高于治疗前（P 0.05）。见表 4。表 4 脑梗死患者治疗前后的 ASL-CBF 值比较（x-s）时间DWI 高信号区周边低灌注区3 点钟方向6 点钟方向9 点钟方向12 点钟方向治疗前（n=54）10.874.2320.426.2720.976.1320.636.1920.896.16治疗后（n=54）9.853.6124.456.3322.896.0925.236.1226.066.58t1.9124.7012.3095.4915.964P0.058 0.0010.022 0.001 0.0012.4 3D-ASL、DWI 灌注异常检出率比较梗 死 组 的 3D-ASL 灌 注 异 常 检 出 率 高 于 DWI（P 0.05）；健康组的 3D-ASL、DWI 灌注异常检出率比较，差异无统计学意义（P 0.05）。见表 5。97影像技术影像研究与医学应用 2024年3月 第8卷第5期 表 5 3D-ASL、DWI 灌注异常检出率比较 n（%）方法梗死组（n=64）健康组（n=64）3D-ASL54（84.38）4（6.25）DWI44（68.75）3（4.69）24.3530.000P0.0361.0002.5 脑梗死灌注异常患者的灌注面积比较梗死组中，脑血流异常灌注 54 例。其中 3D-ASL 图显示灌注异常面积为（17.783.24）cm2，DWI 图显示灌注异常面积为（13.042.15）cm2，3D-ASL 图显示灌注异常面积大于 DWI，差异有统计学意义（t=2.042，P=0.046）。3 讨论缺血性脑梗死时，由于血管阻塞导致供血受限，脑血流灌注出现异常，如多数患者梗死区域的脑血流灌注明显减少，也有部分患者由于脑血管对于血压和氧合状态的调节能力减弱或丧失、梗死区域周围的脑血管扩张等因素，引起脑血流灌注增高6。这种脑血流灌注异常状态会导致梗死区域的神经细胞缺氧和能量供应不足。若不及时检出，可能会导致扩展梗死区域的形成，进一步损伤脑组织并加重神经功能缺失，且可能会延误诊断和治疗的时间，错过最佳的治疗窗口，导致疗效欠佳。目前临床中主要通过 CT、MRI 等影像学检查方式评估脑梗死患者的脑血流灌注改变。既往研究显示了3D-ASL、DWI 等 MRI 影像技术在脑血流灌注中的诊断价值7-8。本研究结果显示，梗死组的 3D-ASL 灌注异常检出率高于 DWI（P 0.05）；脑梗死灌注异常患者3D-ASL 图显示灌注异常面积大于 DWI（P 0.05）；脑梗死灌注异常患者患侧 DWI 高信号区及周边低灌注区 3、6、9、12 点钟方向 ROI 的 ASL-CBF 值均低于对侧，且患侧 DWI 高信号区的 ASL-CBF 值低于同侧周边低灌注区 3、6、9、12 点钟方向 ROI（P 0.05）；治疗后，脑梗死灌注异常患者 DWI 高信号区与治疗前比较，差异无统计学意义（P 0.05）；周边低灌注区 3、6、9、12 点钟方向 ROI 的 ASL-CBF 值均高于治疗前（P 0.05）。这提示 3D-ASL 可良好评估脑梗死患者的脑血流灌注情况，且相比较 DWI，其优势更加显著。究其原因认为，DWI 技术基于弥散加权成像原理，通过测量水分子在组织中的弥散程度来反映组织的微观结构9。在脑梗死发生后，由于缺血区域的神经细胞和胶质细胞失去了能维持细胞膜完整性的 ATP，这些细胞内的水分子会受到限制而呈现出高度的弥散限制，导致DWI 中的缺血灶呈现高信号强度。相比之下，3D-ASL技术则是一种非对比剂的脑血流成像技术，它利用磁共振的原理将自旋标记的血液作为内源性对比剂，直接测量血液在脑内的血流灌注量10。相比传统的对比剂血管成像技术，3D-ASL 无需注射对比剂，避免了可能存在的肾脏损伤和过敏反应等风险。同时，由于 3D-ASL 成像可以测量脑血流灌注量而非仅是血管形态，因此能够提供更加全面的脑血流信息，包括动态灌注、脑血流分布、血管阻塞、侧支循环等11。这些信息对于了解脑灌注状态以及判断缺血区域的程度和范围非常重要，有助于指导治疗方案的选择和评估治疗效果。此外，3D-ASL技术对缺血灶周围的脑区表现出更高的诊断敏感性12-13，可能是因为 DWI 技术仅能反映缺血灶本身的弥散限制，而无法直接反映缺血区域周围的脑血流情况。本研究尚存在一定局限性，例如，样本量少，这可能导致研究结果出现偏倚。未来的研究需要进一步扩大样本量，完善研究设计，对研究结果做进一步的探讨。综上所述，在缺血性脑梗死患者中，3D-ASL 技术可有效评估其脑血流灌注状态，且相较 DWI 更具优势，为临床中缺血性脑梗死患者脑血流灌注状态的诊断提供参考。【参考文献】1 黄双丽，蒋燕萍.前循环大面积脑梗死的临床特征及其预后的危险因素分析 J.实用医院临床杂志，2019，16(1):21-23.2 刘小丽，潘延平，高咏梅，等.急性动脉粥样硬化型脑梗死患者脑血流储备能力与患者近期预后的关系 J.海南医学，2020，31(10):1238-1241.3 魏田敏，王超伟，李青，等.三维动脉自旋标记技术对缺血性脑卒中患者缺血半暗带和侧支循环的评估价值 J.心脑血管病防治，2021，21(6):598-600.4 JIANG Y Y,ZHONG Z L,ZUO M.Three-dimensional arterial spin labeling and diffusion kurtosis imaging in evaluating perfusion and infarct area size in acute cerebral ischemia J.World J Clin Cases,2022,10(17):5586-5594.5 中华医学会，中华医学会杂志社，中华医学会全科医学分会，等.缺血性卒中基层诊疗指南(实践版2021)J.中华全科医师杂志，2021，20(9):947-958.6 AMUKOTUWA S,STRAKA M,AKSOY D,et al.Cerebral blood flow predicts the infarct core:new insights from contemporaneous diffusion and perfusion imaging J.Stroke,2019,50(10):2783-2789.7 XU K X,GU B D,ZUO T S,et al.Predictive value of Alberta stroke program early CT score for perfusion weighted imaging-diffusion weighted imaging mismatch in stroke with middle cerebral artery occlusion J.Medicine,2020,99(50):e23490.8 ZHOU J G,FU D Y,MENG Y,et al.Application of three-dimensional arterial spin labeling technique in the assessment of cerebral blood perfusion in patients with middle cerebral artery occlusion:analysis of clinical implications and prognostic factors J.Dis Markers,2022,（下转第 100 页）100 医学影像影像研究与医学应用 2024年3月 第8卷第5期 好地显示肛周炎性病变，是评价 AF 的金标准。准确的图像资料是进行 AF 手术前评价及减少术后复发的重要依据12。本研究50例患者中，经术后结果确诊存在脓肿19例，主瘘管 50 条、瘘管分支 30 条、内口 54 个、外口 63 个；术前 MRI 诊断发现主瘘管 47 条、瘘管分支 27 条、内口 47 个、外口 58 个，检出率分别为 94.00%、90.00%、87.04%、92.06%；术前 MRI 诊断主瘘管、瘘管分支、内口、外口检测数目与术后检查结果有所出入，存在漏诊的情况；可能是因为外口假性愈合，且 MRI 无法清晰显示出细小的瘘道口，瘘道口在发生病变时为纤维化状态，阅片医生通过图像无法准确判断出 AF 内部结构。内口的位置与手术中括约肌切开的范围和程度有很大的关系，若隐藏的内口与瘘管未得到及时处理，伤口未得到彻底的清除，则将成为 AF 复发的重要因素13。但本研究中术前应用 MRI 诊断 AF 结构，发现 19 个脓肿与手术结果检查的符合率为 100.00%，MRI 诊断符合率较高，与许彪等14磁共振不同检查序列对AF的诊断价值比较一致。表明 MRI 诊断可为术前瘘道位置提供应用价值。本研究结果显示，术前 MRI 检出 AF 分型：括约肌间型 AF 16 例，经括约肌型 AF 3 例，括约肌上型 AF 2 例，括约肌外型 AF 6 例；关于括约肌间型 AF、括约肌上型 AF 的术前 MRI 诊断，与术后检查结果相比较，差异有统计学意义（P 0.05）；术前 MRI 诊断 AF 分型与术后结果分型的灵敏度比较，差异有统计学意义（P 0.05），证实 MRI 诊断在术前分型评估中具有重要作用15。分析原因为 MRI 诊断对肛管周围肌肉及组织之间的关系可清楚显示，可清楚地反映出瘘道的走向，并对此作出综合评价，与术后检查结果一致。综上所述，术前采用 MRI 技术对术前 AF 患者进行诊断，可准确显示AF患者瘘道结构，包括瘘道位置、走向、分支等，为手术治疗提供可靠的影像信息，有助于保证手术治疗效果，具有重要的临床应用价值。【参考文献】1 江丽莎，刘树学，陈志明，等.磁共振检查对复杂性肛瘘手术治疗患者的指导价值及术后复发的危险因素分析 J.现代生物医学进展，2020，20(14):2706-2710.2 吴洪，闫骁春，弋坤.MSCT 重建技术、直肠三维超声在肛瘘临床诊治中的价值 J.中国 CT 和 MRI 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