田 冰 陸建平 劉 崎 陳士躍 許 兵 陳錄廣王 莉 邵成偉 詹 茜 田 霞

煙霧病是一種慢性進行性腦血管疾病，主要特點是顱內動脈的狹窄-閉塞伴多發(fā)的側支血管生成，因此其血流動力學改變較為復雜[1]。CT灌注檢查（computed tomography perfusion,CTP）是目前較為常用的評估煙霧病血流動力學改變的影像學檢查方法，主要用于煙霧病術前血流動力學狀態(tài)及術后療效的評估[2]。動脈自旋標記（arterial spin labeling，ASL）是一個完全非侵入性的腦灌注成像技術，基于自旋標記處于T1磁化狀態(tài)的動脈內自由擴散的水，其對成像平面上游的動脈血進行標記，使其處于磁化狀態(tài)，在特定的時間，待一定數量的被標記的血液抵達組織后通過數據采集及計算獲得圖像[3]。利用ASL評估煙霧病患者得到的腦血流量（cerebral blood flow，CBF）等參數已經被證實與其他灌注成像技術具有較好的一致性與相關性。隨著影像學技術的不斷發(fā)展，ASL及CTP均可覆蓋全腦，實現對全腦灌注的評估。

本研究擬采用全腦3D ASL與全腦CT灌注（whole brain computed tomography perfusion，WBCTP）對比研究，評估3D ASL與WBCTP評估成人煙霧病腦組織血流動力學改變的一致性，探究3D ASL在成人煙霧病術前血流動力學定量評估中的價值。

方 法

1.一般資料

回顧性分析2011年12月至2014年12月在我院行經DSA及臨床確診的煙霧病患者164例。本研究所有患者必須同時滿足以下入選標準：①所有患者均行WBCTP及3D ASL檢查；②WBCTP與3D ASL檢查間隔小于1周；③WBCTP與3D ASL檢查間隔期內未出現突發(fā)的臨床癥狀。

2.WBCTP及3D ASL檢查

WBCTP檢查采用320排動態(tài)容積CT（Aquilion ONE;東芝醫(yī)療，東京，日本）。掃描時檢查床固定，并利用頭部固定帶固定頭顱，以16cm寬探測器自顱頂至顱底眥耳線覆蓋全腦行動態(tài)容積掃描。自單筒高壓注射器經肘靜脈依次注射非離子型對比劑（碘比樂，上海博萊科信誼，上海，中國；50mL；速率5.0ml/s）及0.9%的生理鹽水（20ml；速率4.0～5.0ml/s），注射結束延遲7s后開始掃描，共采集19組容積圖像數據，前15個容積數據包間隔2s，后4個容積數據包間隔5s。掃描參數：管電壓80kV，管電流120mAs，球管旋轉時間為0.35s，掃描覆蓋范圍為16cm。數據重建層厚為0.5mm，每個容積數據包含320層，共6080幅圖像。于注射對比劑前行容積CT平掃，管電壓80kV，管電流200mAs，重建得到頭顱CT平掃圖像，用于評估腦組織病變情況。

3D ASL檢查采用3.0T磁共振成像儀（HD.xt;通用醫(yī)療，密爾沃基，威斯康辛州，美國）。采用8通道頭部專用線圈，掃描序列為背景抑制的偽連續(xù)脈沖ASL（pseudo continuous ASL，pCASL），掃描基準線為前聯合與后聯合的連線水平，應用三維快速自旋回波序列進行數據讀出。共采集32層軸位圖像。掃描參數為重復時間5500ms，回波時間25ms，層厚5mm，視野24cm，矩陣128×128，標記時間（labeling time，TL）1800ms，標記后延遲時間（post-labeling delay，PLD）2000ms。

3、圖像后處理

將容積CT掃描得到的6080幅圖像導入Vital工作站（Vitera fX ver6.0；Vital，美國）進行重建?；谥行娜莘e定理，采用去卷積法，選擇正常的頸內動脈為輸入動脈，上矢狀竇為輸出靜脈，根據動脈、靜脈及腦組織的時間密度曲線（time density curves,TDCs）擬合，得到腦血流量（cerebral blood flow,CBF）的偽彩圖像。掃描所得的3D ASL圖像導入后處理工作站(Adw 4.3，通用醫(yī)療，密爾沃基，威斯康辛州，美國），采用Founctool軟件進行后處理。

重建灌注偽彩圖像的層厚為6mm，每位患者共得到自顱頂至顱底的連續(xù)橫斷面灌注偽彩圖像13層，其中大腦半球水平10層，小腦半球水平中心層面3層。選取CBF的偽彩圖，WBCTP采用工作站軟件自動勾畫的大腦中皮質供血區(qū)及雙側小腦半球為感興趣區(qū)（region of interest,ROI）。3D ASL的ROI則根據WBCTP相應區(qū)域手動劃取。

進一步計算WBCTP及3D ASL大腦中動脈供血區(qū)的相對CBF（relative CBF，rCBF），rCBF=大腦中動脈供血區(qū)大腦皮層的CBF/同側小腦半球的平均CBF（3層圖像CBF的均值）。雙側煙霧病患者雙側大腦中動脈供血區(qū)rCBF單獨計算，單側煙霧病患者僅計算煙霧病側大腦中動脈供血區(qū)的rCBF。

4.統(tǒng)計學分析

利用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件包及MedCalc統(tǒng)計學軟件進行統(tǒng)計分析。當P值＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

運用配對t檢驗比較WBCTP與3D ASL大腦中動脈供血區(qū)CBF及rCBF的差異。

運用Bland-Altman 分析評估WBCTP及3D ASL對大腦中動脈供血區(qū)CBF及rCBF定量診斷的一致性。

結果

符合入選標準的患者共24例，其中2例經DSA確診為單側煙霧病。24例成人煙霧病患者中男性15例，女性9例，平均年齡38.5歲（25～60歲）。所有患者均表現出不同程度的臨床癥狀，包括頭痛、頭暈、耳鳴、視野缺損、肢體活動障礙等。

配對t檢驗的結果見表1。24例成人煙霧病患者WBCTP及3D ASL掃描所得的CBF具有統(tǒng)計學差異（t=-10.813，P＜0.0001）。而二者間的rCBF則無統(tǒng)計學差異（t=-1.005，P＜0.316）。

Bland-Altman 分析對WBCTP及3D ASL評估大腦中動脈供血區(qū)CBF及rCBF定量診斷的一致性結果見圖2。WBCTP及3D ASL的CBF差值的均數（均數的95%一致性界限）及差值的95%一致性界限為分別為-6.2（-7.33,-5.08）及（-30.3，-17.9），而rCBF的值分別為0.01（-0.01,0.02）及（-0.22，-0.23）。

討 論

ASL是一種無需外源性對比劑的MRI灌注成像技術，最早由Siewer提出[4]。近年來ASL的研究主要集中于與其他灌注方法的對比，以探求ASL與PET、SPECT等灌注方法的相關性與一致性。然而大部分ASL在煙霧病的研究主要為其在兒童及青少年患者中的應用價值，且大部分研究為ASL對腦缺血或術后高灌注綜合征的定性評估，缺乏定量的研究。因此，我們提出本研究，主要評估3D pCASL在成人煙霧病中的應用價值，并與WBCTP進行定量的對比，探尋兩種方法對于成人煙霧病全腦CBF評估的一致性。

CBF是重要的評估腦組織灌注水平的參數，CBF的增加意味著局部腦組織活動的增加，而CBF的減少則可能會引起可逆或不可逆的腦組織損傷[5]。然而檢查操作、患者狀態(tài)及重建算法等均可影響CBF絕對值的差異，采用相對值則可在一定程度上消除其他因素對CBF的影響。本研究中WBCTP及3D ASL的CBF差值的均數（均數的95%一致性界限）及差值的95%一致性界限為分別為-6.2（-7.33,-5.08）及（-30.3，-17.9），雖然兩種方法所得的CBF差異的均值為-6.2，但差異的均值變異較大，95%的差值落在（-30.3，-17.9），因此可以得出WBCTP與3D ASL間CBF的差異具有統(tǒng)計學意義。配對t檢驗（t=-10.813，P＜0.0001）的結果也印證了這一結論。

通常灌注參數的相對值往往采用患側與健側的比值或手術側與非手術側的比值，而煙霧病雙側大腦中動脈供血區(qū)均缺血，且側支循環(huán)比較豐富，因此采用傳統(tǒng)的絕對值計算方法可能會導致結果的不穩(wěn)定。煙霧病患者小腦半球的血流量一般變化較小，因此本研究采用大腦中動脈供血區(qū)CBF與同側小腦半球CBF的平均值計算rCBF，且通過CBF絕對值與相對值的分別比較來評估3D ASL與WBCTP的差異與一致性。腦組織根據CBF比值的不同可分為低灌注（rCBF≤0.8）、正常灌注（0.8～1.2）及高灌注（≥1.2）[6]。因此本研究中0.2作為3D ASL與WBCTP兩種方法所得的rCBF差異的臨床界值。WBCTP及3D ASL的rCBF差值的均數（均數的95%一致性界限）及差值的95%一致性界限為分別為分別為0.01（-0.01,0.02）及（-0.22，-0.23）。95%的rCBF差值位于（-0.22，-0.23）之間。因此可以得出得出WBCTP與3D ASL間rCBF的差異無統(tǒng)計學意義。配對t檢驗（t=-1.005，P＜0.316）的結果可對這一結論進行印證。

表1 煙霧病患者大腦中動脈供血區(qū) CBF及rCBF 的WBCTP與3D ASL比較

圖1 男，35歲，頭痛伴耳鳴2月，DSA確診為煙霧病。WBCTP（下兩排灌注圖）與3D ASL（上兩排灌注圖）檢查時間間隔為3天。WBCTP灌注偽彩圖大腦中動脈供血區(qū)的缺血程度高于3D ASL，但3D ASL小腦半球的CBF偽彩圖高于WBCTP，故二者大腦中動脈供血區(qū)/小腦半球的比值差異不大。

圖2 煙霧病患者WBCTP與3D ASL（大腦中動脈供血區(qū)）比較的Bland-Altman圖。CBF1及rCBF1分別指WBCTP大腦中動脈供血區(qū)CBF的絕對值與相對值；CBF2及rCBF2分別指3D ASL大腦中動脈供血區(qū)CBF的絕對值與相對值。

ASL根據標記脈沖的不同分為脈沖式ASL（pulsed ASL，PASL）、連續(xù)式ASL（continuous ASL，CASL）和流速選擇ASL（velocity selective ASL，VSASL）。本研究采用pCASL采集成人煙霧病患者的灌注圖像。PLD是pCASL的主要參數，指射頻脈沖標記結束的時間到圖像采集的時間，而血流從標記層面到達感興趣區(qū)組織或血管的時間為動脈傳遞時間（arterial transit time，ATT）。對于pCASL掃描，獲得較為準確CBF的理想狀態(tài)是PLD剛好大于最長的ATT。PLD過短則掃描時被標記的血流尚未到達感興趣區(qū)組織或血管，ASL采集得到的CBF圖像上的低信號，包括局部腦組織CBF的減低及長的ATT導致的信號減低，并不是局部腦組織真正的CBF值。PLD過長則會引起較強的T1滯留效應，降低信噪比（signal to noise，SNR）。ATT在不同個體、部位、健康與缺血組織間存在差異[7]。David等[8]等在綜合評估既往研究的基礎上提出了針對不同的人群的ASL參考參數，推薦pASL標記持續(xù)時間為1800ms，PLD因人群不同而有差異，成人臨床患者則為2000ms?；诖隧椡扑]，本研究所采用的PLD為2000ms。

在煙霧病診斷及術后評估方面單個或多個PLD的ASL均與各種灌注成像方法均具有較高的一致性與相關性。Goetti等[9]采用PLD為1500ms比較兒童及青少年煙霧病患者ASL與H2[15O]-PET評估CBF的一致性，得出二者在兒童及青少年煙霧病患者CBF定性及rCBF定量的評估中具有較好的一致性。Goetti等[10]同樣采用了1500ms的PLD比較兒童煙霧病患者ASL與PWI的一致性，得出在兒童煙霧病患者CBF及rCBF的評估中具有較好的一致性，且敏感性、特異性及準確度分別達到94%、93%及93%。Wang等[11]通過對17例煙霧病患者行4個PLD（1500ms/2000ms/2500ms/3000ms）的ASL與CTP檢查定性對比，得出多個PLD的ASL與CTP具有較好的一致性。本研究中3D ASL與WBCTP對rCBF的評估亦具有較高的一致性，盡管大部分煙霧病患者的血管狹窄程度處于中重度甚至出現閉塞，延長的ATT并未使得CBF的評估過度，分析原因可能是煙霧病患者同其他顱內狹窄的最大不同是豐富的側支循環(huán)，顱底及皮層區(qū)豐富的側支循環(huán)在一定程度上抵消了ATT延長導致的CBF減少，這一推論有待于進一步的研究。

本研究具有以下缺點：首先，本研究為單中心的回顧性研究，且病例數（24例）較少，勢必會引入偏倚。其次，WBCTP灌注圖像的感興趣區(qū)采用后處理工作站自動勾畫，而3D ASL灌注圖像感興趣區(qū)則根據WBCTP的感興趣區(qū)手動勾畫，且只有大腦中動脈供血區(qū)的皮層區(qū)被評估。近年來一些研究采用專用的配準軟件（SPM8等）對不同方法或不同時間的腦功能及灌注圖像進行配準，且可以基于體素的對腦組織進行灰質、白質分割的評估，在一定程度上提高了評估的準確性，但其基于不同動脈供血區(qū)的應用有待一進一步開發(fā)[12]。再次，隨著影像學技術的發(fā)展，多PLD ASL及VXASL圖像質量及信噪比的進一步提高，ASL不僅可以用于評估腦組織的CBF及ATT，同樣可以對側支循環(huán)進行評估，有待于進一步研究探尋其在煙霧狀及其他腦血管疾病中的應用價值。

由于掃描重建因素、患者自身因素等的影響，WBCTP與3D ASL得到的CBF絕對值的差異具有統(tǒng)計學意義，WBCTP與3D ASL在對大腦中動脈皮層CBF的評估中不具有良好的一致性。而WBCTP與3D ASL得到的rCBF的差異無統(tǒng)計學意義，二者對大腦中動脈皮層rCBF的評估中具有良好的一致性。因此，3D ASL可以較為準確的對成人煙霧病患者皮層灌注狀態(tài)進行定量的評估，且與WBCTP具有良好的一致性。

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