蘇玉盛，王紅艷，梁志剛，盧潔，李萌，王曼

·臨床研究·

13N-Ammonia PET/CT腦血流灌注顯像結(jié)合醋甲唑胺負荷試驗對單側(cè)大腦中動脈或頸內(nèi)動脈狹窄患者腦血管儲備的評定①

蘇玉盛1，王紅艷2，梁志剛1，盧潔1，李萌1，王曼1

目的 探討13N-ammonia PET/CT腦血流灌注顯像結(jié)合醋甲唑胺負荷試驗在缺血性腦血管病腦血管儲備評定中的應用價值。方法 2014年1月～2015年12月，10名正常人和53例單側(cè)大腦中動脈或頸內(nèi)動脈狹窄患者在基態(tài)和醋甲唑胺負荷后分別行13N-ammonia PET/CT腦血流灌注顯像成像。在雙側(cè)額葉、頂葉、顳葉、枕葉、基底節(jié)和丘腦勾畫相應的感興趣區(qū)，計算兩側(cè)的平均放射性計數(shù)和血流變化率。結(jié)果 正常人基態(tài)和負荷后，雙側(cè)額葉、頂葉、顳葉、枕葉、基底節(jié)和丘腦放射性分布均大致對稱?；坠?jié)、丘腦放射性分布高于皮質(zhì)，白質(zhì)放射性分布最低。負荷后雙側(cè)放射性計數(shù)均較基態(tài)時增高，雙側(cè)增高幅度基本一致(t=1.552,P=0.132)?；鶓B(tài)顯像時，39例患者呈現(xiàn)126個血流灌注減低區(qū)。負荷后，49例患者呈現(xiàn)183個血流灌注減低區(qū)?；鶓B(tài)時已有血流灌注減低區(qū)的39例患者中，16例負荷后出現(xiàn)新的血流灌注減低區(qū)，13例29個病灶血流灌注較基態(tài)時改善。血流灌注減低區(qū)的負荷血流變化率與基態(tài)血流變化率有顯著性差異(t=2.466,P＜0.05)。結(jié)論13N-ammonia PET/CT腦血流灌注顯像結(jié)合醋甲唑胺負荷試驗能夠很好評估單側(cè)大腦中動脈或頸內(nèi)動脈狹窄患者腦血管儲備的變化，對缺血性腦血管病的病情評估和早期干預有重要臨床意義。

缺血性腦血管??；腦血管儲備；氮放射性同位素造影；醋甲唑胺；正電子發(fā)射體層攝影；X線計算機體層攝影

[本文著錄格式] 蘇玉盛，王紅艷，梁志剛，等.13N-Ammonia PET/CT腦血流灌注顯像結(jié)合醋甲唑胺負荷試驗對單側(cè)大腦中動脈或頸內(nèi)動脈狹窄患者腦血管儲備的評定[J].中國康復理論與實踐,2016,22(11):1304-1309.

CITEDAS:Su YS,Wang HY,Liang ZG,etal.Cerebrovascular reserve in patientswith unilateral internal carotid artery orm iddle cerebral artery stenosis:study with13N-ammonia PET/CT combined withmethazolam ide[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2016,22(11): 1304-1309.

腦血管儲備(cerebrovascular reserve,CVR)是指在生理或病理刺激下，腦血管通過小動脈和毛細血管的代償性擴張或收縮，維持局部腦血流正常穩(wěn)定的能力[1]，是腦循環(huán)重要的保護機制之一。CVR下降被認為是腦卒中的獨立危險因素[2-4]。CVR的檢測對腦血管疾病的早期診斷、臨床治療方案的確定、預后估計和療效評價均具有重要意義。目前研究較多的是通過乙酰唑胺負荷試驗單光子發(fā)射計算機體層攝影(single photon emission computed tomography,SPECT)腦血流灌注顯像對CVR進行評價[5-7]。

由于SPECT空間分辨率不足，乙酰唑胺副作用較多，本研究通過13N-ammonia正電子發(fā)射/計算機體層攝影(positronemission tomography/computerized tomography,PET/CT)腦血流灌注顯像結(jié)合醋甲唑胺負荷試驗對單側(cè)大腦中動脈(m iddle cerebralartery,MCA)或頸內(nèi)動脈(intracervicalartery,ICA)狹窄患者的CVR進行觀察。

1 資料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 正常對照組

選擇2014年1月～2015年12月在首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院核醫(yī)學科體檢的10名正常人。其中男性6名，女性4名；年齡31～69歲，平均46.3歲。

納入標準：無糖尿病、高血壓、冠心病病史；經(jīng)顱多普勒超聲檢查未發(fā)現(xiàn)無頸動脈，椎動脈，大腦前、中、后動脈等腦供血動脈狹窄；神經(jīng)系統(tǒng)檢查正常。

1.1.2 實驗組

選擇2014年1月～2015年12月在首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)、外科住院治療的ICA或MCA重度狹窄患者53例。其中男性35例，女性18例；年齡26～73歲，平均49.6歲；ICA狹窄23例，MCA狹窄30例。

納入標準：①經(jīng)數(shù)字減影血管造影或經(jīng)顱多普勒超聲檢查證實存在單側(cè)ICA或MCA狹窄，且狹窄程度為70%～99%；②除受累血管外，其余腦供血血管無≥30%的狹窄；③頭顱MRI無＞1 cm腦梗死灶；④無明顯神經(jīng)功能缺損，美國國立衛(wèi)生研究院腦卒中評分(National Institute of Health Stroke Score,NIHSS)≤1分。

1.2 顯像劑和儀器

13N-ammonia由首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院核醫(yī)學科使用醫(yī)用回旋加速器制備(已取得第四類《放射性藥品使用許可證》)。經(jīng)物理學、化學、生物學檢測，各項指標合格，放化純度≥96%。該顯像劑已通過倫理委員會論證和審批。

掃描儀為聯(lián)影uM I510 PET-CT掃描儀。

1.3 檢查方法

1.3.1 基態(tài)顯像

受試者空腹6 h以上，常規(guī)進行PET/CT前準備。

患者仰臥于檢查床，激光線定位并固定頭部。靜脈注射13N-ammonia 444～555mBq，2min后行3D采集，發(fā)射掃描采集計數(shù)2.4×108，經(jīng)濾波反投影法圖像重建技術(shù)獲得腦橫斷、冠狀及矢狀面斷層圖像。

1.3.2 負荷顯像

于靜息顯像后第2天進行?？诜准走虬?0 mg，2 h后用與靜息顯像相同的注射劑量、注射后采集時間、采集參數(shù)和圖像處理條件進行顯像和處理。

1.4 圖像分析

1.4.1 目視法

由2名有經(jīng)驗的核醫(yī)學醫(yī)師通過目視法讀片，將連續(xù)2個或以上層面出現(xiàn)的放射性攝取減低或缺損視為異常。

1.4.2 半定量分析

正常對照組在額葉、頂葉、顳葉、枕葉、基底節(jié)和丘腦勾畫相應的感興趣區(qū)，計算兩側(cè)平均放射性計數(shù)，并采用鏡像比值法與對側(cè)進行比較，計算左右腦區(qū)血流變化率R。

實驗組選擇病變血管側(cè)的額葉、頂葉、顳葉、枕葉、基底節(jié)、丘腦的血流減低部位，勾畫感興趣區(qū)(region of interest,ROI)，采用鏡像比值法計算病變區(qū)血流減低率R。

1.5 統(tǒng)計學分析

利用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行正態(tài)性檢驗及方差齊性檢驗。計量數(shù)據(jù)以(±s)表示；組間比較進行t檢驗，對基態(tài)/負荷后同側(cè)數(shù)據(jù)進行配對t檢驗。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 正常對照組

正常對照組13N-ammonia PET/CT腦血流顯像清晰，形態(tài)、結(jié)構(gòu)對稱?；鶓B(tài)/負荷后左右側(cè)額葉、頂葉、顳葉、枕葉、基底節(jié)、丘腦放射性分布均大致對稱；基底節(jié)、丘腦放射性分布高于皮質(zhì)，白質(zhì)放射性分布最低。負荷后雙側(cè)放射性計數(shù)均較基態(tài)時增高，且雙側(cè)增高幅度基本一致(t=1.552,P=0.132)。見表1。

2.2 實驗組

基態(tài)時，發(fā)現(xiàn)39例患者共126個血流灌注減低區(qū)。負荷后，發(fā)現(xiàn)49例患者183個血流灌注減低區(qū)；10例患者只在負荷后出現(xiàn)血流灌注減低區(qū)(圖1)。基態(tài)時已有血流灌注減低區(qū)的39例患者中，負荷后16例出現(xiàn)新的血流灌注減低區(qū)(圖2)，13例29個血流灌注減低區(qū)較基態(tài)下改善(圖3)。血流灌注減低區(qū)的負荷下R與基態(tài)下R有顯著性差異(t=2.466,P=0.014)。見表2。

表1 正常對照組主要腦區(qū)的放射性計數(shù)和R

表2 實驗組主要腦區(qū)的放射性計數(shù)和R

圖1 基態(tài)時右側(cè)顳枕葉無血流灌注減低，負荷后出現(xiàn)減低區(qū)

圖2 基態(tài)時左側(cè)頂葉血流灌注減低，負荷后除左側(cè)頂葉外，左側(cè)額葉出現(xiàn)新的減低區(qū)

圖3 基態(tài)時左側(cè)顳葉血流灌注減低，負荷后改善

3 討論

13N-ammonia PET或PET/CT顯像目前較多用于心肌血流和冠狀動脈血流儲備的研究，對冠心病心肌存活的評估、冠脈血管重建術(shù)前療效預測及術(shù)后評估等方面具有重要的臨床應用價值[8-12]，并逐漸應用于腦血流的研究中。

13N物理半衰期9.96m in，可以短時間反復多次檢查。本研究之所以將負荷顯像定于基態(tài)顯像的次日進行，是由于患者在進行13N-ammonia PET/CT腦血流顯像的同日還進行18F-FDG PET/CT腦代謝顯像(結(jié)果將在后續(xù)文章中報道)。13N標記物13N-ammonia為小分子、中性水溶液，可以隨血流自由通過血腦屏障進入腦組織。13N-ammonia在腦組織中被轉(zhuǎn)化為谷氨酰胺，滯留于腦組織內(nèi)。13N-ammonia的攝取量取決于腦血流量及毛細血管的有效通透面積。當腦動脈狹窄、痙攣或閉塞時，局部腦組織缺血、缺氧，使腦細胞攝取、清除13N-ammonia的功能受損，毛細血管通透性調(diào)節(jié)機制改變，13N-ammonia PET/CT腦血流顯像表現(xiàn)為病變腦區(qū)放射性分布稀疏或缺損，可作為腦缺血、梗死的診斷依據(jù)。

臨床發(fā)現(xiàn)，血管狹窄或閉塞并不一定引起腦組織梗死，是否出現(xiàn)腦梗死主要取決于供血區(qū)小血管的血液循環(huán)狀態(tài)，CVR是小血管內(nèi)血液循環(huán)狀態(tài)的直接反應[13-14]。當MCA或ICA狹窄導致腦灌注壓明顯降低時，脈管系統(tǒng)會通過降低狹窄部位遠端的血管阻力，最大限度擴張腦動脈，保持局部腦血流量。隨著腦灌注壓的進一步降低，小動脈擴張達到最大限度，血流量減少，腦卒中風險增加。研究認為，CVR明顯受損可作為預測MCA、ICA嚴重狹窄發(fā)生腦卒中和短暫性腦缺血的獨立指標[2-4,15]。King等發(fā)現(xiàn)，并非所有顱內(nèi)動脈狹窄患者的CVR均下降，CVR可能受血管狹窄程度、側(cè)支循環(huán)、灌注壓等多方面影響[16]。Kuroda等通過對77例缺血性腦血管病患者的長期隨訪，發(fā)現(xiàn)CVR的受損程度比血管狹窄程度能更好地預測卒中風險[17]。評估CVR可以幫助臨床盡早發(fā)現(xiàn)腦卒中高危人群，早期采取干預措施。

乙酰唑胺作為碳酸酐酶抑制劑最早被應用于腦灌注負荷顯像[18-20]，目前仍在某些研究中使用[21-25]；由于不良反應較多，使用醋甲唑胺的研究逐漸增多[26-27]。醋甲唑胺是一種新型碳酸酐酶抑制劑，與乙酰唑胺比較，醋甲唑胺具有脂溶性高、作用強、不良反應少等諸多優(yōu)點。醋甲唑胺可以緩慢透過血腦屏障，促進CO2與組織中的水分子結(jié)合成H2CO3，再解離產(chǎn)生H+，從而引起腦阻力血管擴張，血流量增加?？诜准走虬非埃糠植∽冄芤呀?jīng)最大限度擴張，故口服醋甲唑胺后無法再產(chǎn)生舒張反應，病變區(qū)域的腦血流量不會增加；而正常血管的舒張作用將導致病變區(qū)域的腦血流量比口服醋甲唑胺前降低，出現(xiàn)“盜血現(xiàn)象”[28]。因此，醋甲唑胺負荷試驗既可以發(fā)現(xiàn)潛在的缺血狀態(tài)，也可以對已經(jīng)發(fā)生腦梗死等缺血性病變區(qū)的血管儲備能力進行評估，從而估計其預后。

本研究顯示，正常人雙側(cè)大腦半球血流呈雙側(cè)對稱性分布；負荷后，雙側(cè)大腦半球血流量均增加，且增加的幅度無明顯差異，雙側(cè)仍呈對稱性分布。這與趙永波等的研究結(jié)果[29]一致。實驗組負荷后患者檢出率和病灶檢出率均有所提高，與喬穗憲等的研究結(jié)果[30]一致。

腦血管病患者基態(tài)時病變側(cè)血流量較對側(cè)減低的病灶中，一部分因為“盜血現(xiàn)象”致病變側(cè)血流量與對側(cè)差異增大，說明此類患者的自身調(diào)節(jié)作用已達到極限，CVR不足，因此負荷后更容易發(fā)現(xiàn)病灶；部分負荷后血流量改善，說明腦血管反應良好，CVR較充分。

總之，13N-ammonia PET/CT腦血流灌注結(jié)合醋甲唑胺負荷試驗能夠很好反映單側(cè)MCA或ICA重度狹窄患者的CVR，可以用于缺血性腦疾病的病情評估。

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Cerebrovascular Reserve in Patientswith Unilateral InternalCarotid Artery or Midd le CerebralArtery Stenosis: Study with13N-Ammonia PET/CTCombined with Methazolam ide

SU Yu-sheng1,WANG Hong-yan2,LIANG Zhi-gang1,LU Jie1,LIMeng1,WANGMan1
1.Department of Nuclear Medicine,Xuanwu Hospital,Capital Medical University,Beijing 100053,China 2.Departmentof NuclearMedicine,Dongzhimen Hospital,Beijing University of ChineseMedicine,Beijing 100700,China

Objective To evaluate the cerebrovascular reserve(CVR)with13N-ammonia PET/CT andmethazolamide in patientswith cerebral ischem ic disease.Methods From January,2014 to December,2015,basal and stress PET/CT were performed in ten healthy persons and 53 patientswith unilateral internal carotid artery ormiddle cerebralartery stenosis.Radioactive countsweremeasured onmirror regions of bilateral frontal lobe,parietal lobe,temporal lobe,occipital lobe,basalganglia and thalamus to calculate the blood flow change rate.Results For the healthy persons,the radioactive distribution of bilateral frontal lobe,parietal lobe,temporal lobe,occipital lobe,basal ganglia and thalamuswere roughly symmetrical on both basal and stress PET/CT.The radioactive countsweremore in basal ganglia and thalamus than in cortex,and the least inwhitematter.The radioactive countsweremoreon stress PET/CT than basal PET/CT,and therewasno significantdifference between both sides(t=1.552,P=0.132).For the patients,the blood flow perfusion decreased in 39 patientswith 126 regions on basal PET/CT,and 49 patientswith 183 regions on stress PET/CT.Within the 39 patientswho found decreased blood flow perfusion regions,16 patientswere found new regions on stress PET/CT,and 29 regions of 13 patients improved in blood flow perfusion on stress PET/ CT.The blood flow change rate was significantly different between basal and stress PET/CT(t=2.466,P＜0.05).Conclusion13N-ammonia PET/CT cerebralblood flow perfusion imaging combinedwithmethazolamide stress testcan evaluate the cerebrovascular reserve in patients with unilateral internal carotid artery orm iddle cerebralartery stenosis,and is valuable for clinicalassessmentand early intervention for patientswith cerebral ischemic disease.

cerebral ischemic disease;cerebrovascular reserve;nitrogen radioisotopes graphy;methazolamide;positronem ission tomography;computerized tomography

10.3969/j.issn.1006-9771.2016.11.014

R743

A

1006-9771(2016)11-1304-06

2016-07-22

2016-08-15)

1.首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院核醫(yī)學科，北京市100053；2.北京中醫(yī)藥大學東直門醫(yī)院核醫(yī)學科，北京市100700。作者簡介：蘇玉盛(1972-)，男，北京市人，碩士，副主任醫(yī)師，主要研究方向：PET/CT的臨床應用。E-mail:suyusheng0819@sina.com。