陳雛陽(yáng)，劉 芬，方向軍

腦梗死發(fā)病率逐年升高，具有很高的致死致殘率，一旦發(fā)病，準(zhǔn)確定義疾病所處的時(shí)期、搶救缺血半暗帶、爭(zhēng)取責(zé)任血管的再通以及建立良好的側(cè)枝循環(huán)是治療的關(guān)鍵。MRI具有較高的軟組織分辨力，在腦梗死中的應(yīng)用中較其它影像學(xué)方法更具優(yōu)勢(shì)。DWI是目前唯一能夠無創(chuàng)性檢測(cè)活體組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的MRI功能成像技術(shù)，能夠早期發(fā)現(xiàn)病變，但不能顯示腦血流灌注異常；DSC-PWI能夠檢測(cè)出腦血流灌注的異常，但因依賴血腦屏障的完整性、需要注入對(duì)比劑、磁敏感偽影干擾大等諸多因素使其應(yīng)用受到了一定限制；動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)(arterialspinlabeling，ASL)由Detre等[2]在1992年首次提出，相比于傳統(tǒng)的灌注成像，采用動(dòng)脈血中的水分子作為內(nèi)源性示蹤劑，不依賴血腦屏障，可以真實(shí)地反映血流灌注狀態(tài)；無創(chuàng)、安全、可重復(fù)性強(qiáng)；3D-ASL是在傳統(tǒng)ASL的基礎(chǔ)上，采用三維容積式掃描，能有效克服平面回波成像(EchoPlanarImaging,EPI)所帶來的運(yùn)動(dòng)偽影和磁敏感偽影，較常規(guī)ASL應(yīng)用范圍更廣，定位更精確，信噪比更高[3]。目前主要應(yīng)用在顱內(nèi)腫瘤[4-5]、腦血管疾病[6]、腦功能病變[7]等領(lǐng)域；現(xiàn)主要對(duì)3D-ASL在缺血性腦梗死中的研究現(xiàn)狀予以綜述。

1在缺血性腦梗死診斷中的優(yōu)勢(shì)

急性缺血性腦梗死的發(fā)生發(fā)展大致分為三個(gè)時(shí)期，第一期是局部血液動(dòng)力學(xué)狀態(tài)的改變，眾所周知，腦血流灌注壓在一定范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，腦血管可以通過自動(dòng)調(diào)節(jié)功能維持局部腦血流量的正常穩(wěn)定，腦血管這種通過局部代償性舒張或收縮以維持局部腦血流量相對(duì)穩(wěn)定的能力稱為腦循環(huán)儲(chǔ)備力(cerebralcirculationreserve，CCR)，此期由于CCR發(fā)揮作用，幾乎沒有明顯臨床癥狀；第二期是CCR失代償性低灌注造成神經(jīng)元功能改變，局部腦血流量下降超過代償范圍，細(xì)胞膜電活動(dòng)消失，突觸傳遞障礙，進(jìn)入“貧困灌注”，這一期可持續(xù)數(shù)年，臨床上可表現(xiàn)為短暫性腦缺血發(fā)作(Transientischemicattack,TIA)，部分患者可能在此期出現(xiàn)側(cè)枝循環(huán)；當(dāng)CBF持續(xù)減低，將出現(xiàn)細(xì)胞缺血缺氧，腺嘌呤核苷三磷酸(adenosinetriphosphate,ATP)生成減少甚至衰竭，一旦Na+K+泵衰竭，Na+將大量潴留細(xì)胞內(nèi)進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞水腫等一系列瀑布效應(yīng)，此時(shí)進(jìn)入第三期，神經(jīng)元發(fā)生不可逆的形態(tài)學(xué)改變，即腦梗死。有學(xué)者[8]將前兩個(gè)時(shí)期稱為腦梗死前期，因?yàn)槟X血液動(dòng)力學(xué)異常、局部低灌注形成、腦局部缺血和腦梗死的最終發(fā)生是一個(gè)整體事件，所以腦梗死前期是相對(duì)于腦梗死發(fā)生以后而言的。

常規(guī)的MRI序列在診斷缺血性腦梗死中存在一定的局限性，在超急性期腦梗死無明顯特征性改變。DWI主要用于急性和超急性腦梗死的診斷，有報(bào)道稱于腦組織缺血27分鐘即可發(fā)現(xiàn)病灶，但在腦梗死前期[8]，DWI未能顯示異常信號(hào)改變；既往我們認(rèn)為腔隙性腦梗死多是由于供血區(qū)域細(xì)小血管自身的閉塞所致，隨著臨床及影像學(xué)的不斷深入研究，發(fā)現(xiàn)大動(dòng)脈粥樣硬化病變也可導(dǎo)致深穿支動(dòng)脈區(qū)域的腔隙性梗死[9]，即DWI能顯示梗死病灶，但并不能區(qū)分責(zé)任血管。腦梗死時(shí)，病灶中心區(qū)域神經(jīng)元細(xì)胞完全壞死，而邊緣區(qū)存在一些因缺血短暫功能喪失，但細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)相對(duì)完整，仍具有基本代謝功能，經(jīng)治療后有望恢復(fù)功能的神經(jīng)細(xì)胞，這部分區(qū)域定義為缺血半暗帶[10](ischemicpenumbra，IP)，DWI無法準(zhǔn)確辨認(rèn)這一區(qū)域。DSC-PWI對(duì)于腦血流灌注異常較敏感，可通過四個(gè)參數(shù)綜合分析血流動(dòng)力改變情況，其參數(shù)包括：相對(duì)腦血容量(relativecerebralbloodvolume，rCBV)、相對(duì)腦血流量(relativecerebralbloodflow，rCBF)、平均通過時(shí)間(meantransittime，MTT)及達(dá)峰時(shí)間(timetopeak，TTP)，但需要引入外源性對(duì)比劑，對(duì)于對(duì)比劑過敏、腎功能不全等有絕對(duì)或相對(duì)禁忌征的患者，其應(yīng)用受到了限制，且可重復(fù)性差。在血腦屏障(blood-brainbarrier，BBB)受損患者，由于受對(duì)比劑滲透性影響，DSC-PWI的準(zhǔn)確性不高，然而腦梗死后再灌注的新生血管缺乏完善的血腦屏障，甚至在TIA患者，尤其是血管狹窄的TIA患者血腦屏障異常亦并不少見[11]，這都使DSC-PWI的診斷準(zhǔn)確性受到影響。

正如ASL技術(shù)的發(fā)明者Detre[6]所說，ASL采用可以自由擴(kuò)散的水分子作為內(nèi)源性示蹤劑，是唯一可與PET(PositronEmissionComputedTomography，正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像)15O水相媲美的灌注技術(shù)。國(guó)內(nèi)、外多名學(xué)者亦通過大量研究證明ASL技術(shù)在檢測(cè)腦組織的血流灌注情況的準(zhǔn)確性，其在腦梗死前期對(duì)于腦血流異常灌注的檢出與DSC-PWI無異，但ASL具有更高的敏感性[11]，有助于發(fā)現(xiàn)DWI與MRA均為陰性的灌注異常[12]。張水霞等[13 ]在對(duì)32名缺血性腦梗死患者研究中指出ASL顯示異常灌注(低灌注或高灌注)的概率較DSC-PWI高，且主要體現(xiàn)在顯示高灌注中，這可能與病灶區(qū)血腦屏障破壞、新生毛細(xì)血管缺乏完整血腦屏障、側(cè)枝循環(huán)開放以及自發(fā)或治療后的血管再通有關(guān)。PET是目前確定IP范圍的金標(biāo)準(zhǔn)[14]。BokkersRP等[15]研究表明ASL所測(cè)CBF值與PET結(jié)果相吻合，因此，ASL提示的低灌注區(qū)域與DWI高信號(hào)的不匹配區(qū)域可作為急性期確定IP存在的影像學(xué)依據(jù)。標(biāo)記后延遲時(shí)間(post-labelingdelay，PLD)是ASL最重要的參數(shù)之一，不同PLD對(duì)ASL所測(cè)得的CBF值具有一定的影響[16]。選擇稍短的PLD可提高檢查敏感性，更容易發(fā)現(xiàn)病變，選擇稍長(zhǎng)的PLD可提高檢查的特異性，更能真實(shí)地反映實(shí)際灌注血流量，包括側(cè)枝循環(huán)情況[17-18]，與DSC-PWI相比，在BBB被破壞的梗死區(qū)域能夠更真實(shí)地顯示再灌注情況。

腦梗死區(qū)域血流量主要由兩部分組成，一為病變血管到達(dá)該區(qū)域的血流，通常稱之為前向血流(antegradeflow)；如果有側(cè)支血管開放，則另一部分由交通動(dòng)脈或者軟腦膜吻合動(dòng)脈到達(dá)該區(qū)域的血流構(gòu)成，因?yàn)檫@種血流方向與正常血流方向相反，所以也稱之為逆向血流(retrogradeflow)[19]。目前對(duì)于前向血流以及側(cè)枝循環(huán)的評(píng)價(jià)均為定性評(píng)價(jià)或者半定量評(píng)價(jià)，ASL最突出的優(yōu)點(diǎn)在于可以在無創(chuàng)條件下對(duì)腦血流量進(jìn)行絕對(duì)定量，在選擇相對(duì)短的PLD時(shí)測(cè)算的早到血流與DSA前向血流評(píng)級(jí)具有相關(guān)性，而相對(duì)長(zhǎng)的PLD情況下測(cè)算的延遲到達(dá)血流與DSA側(cè)枝循環(huán)評(píng)分具有相關(guān)性，因此通過不同PLD的選擇或許可以對(duì)前向血流及側(cè)枝循環(huán)進(jìn)行量化[20]。

2在缺血性腦梗死療效評(píng)估及預(yù)后判斷中的應(yīng)用

目前臨床治療過程中，發(fā)病早期于溶栓時(shí)間窗內(nèi)進(jìn)行溶栓治療獲益的患者不足3%[21]。當(dāng)局部血管嚴(yán)重狹窄或閉塞時(shí)，并不一定導(dǎo)致神經(jīng)組織的壞死和功能缺失[22]，機(jī)體可以通過開放側(cè)枝循環(huán)等方式維持血液動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定，保證局部血氧供應(yīng)，但側(cè)枝循環(huán)新生血管通常需要數(shù)天才能開放。有學(xué)者[21]認(rèn)為側(cè)支循環(huán)良好的患者，即使超過溶栓時(shí)間窗，如無明顯溶栓禁忌，仍可酌情進(jìn)行溶栓治療。Marks與ChenWL等[24-25]研究表明，良好的側(cè)支循環(huán)與梗死區(qū)的最終面積、臨床神經(jīng)功能缺失程度及臨床溶栓治療后發(fā)生再灌注情況密切相關(guān)。

Wang等[11]研究表明：ASL較DSC-PWI能更敏感顯示再灌注信息。在ASL-CBF圖提示的低灌注區(qū)周圍、皮層及皮層下匍匐狀高灌注信號(hào)是由于梗死區(qū)域動(dòng)脈血液流速減慢或血液經(jīng)過冗長(zhǎng)的側(cè)枝血管到達(dá)該區(qū)域，被標(biāo)記的血液中的水分子滯留于血管內(nèi)而顯示的高灌注假象，即動(dòng)脈內(nèi)穿行偽影(arterialtransitartifact，ATA)[26]，其反映的是延遲的動(dòng)脈血液到達(dá)。有學(xué)者[27]認(rèn)為ATA的出現(xiàn)與供血血管再通及側(cè)枝循環(huán)均有關(guān)，而另一些學(xué)者[26]則認(rèn)為ATA的高灌注信號(hào)有別于再通后的高灌注，而只與側(cè)枝循環(huán)建立有關(guān)，兩者研究結(jié)論有一定出入；從ATA形成的原理來看，責(zé)任動(dòng)脈發(fā)生病變后導(dǎo)致的血流速度減慢與側(cè)枝血管到達(dá)病變區(qū)域時(shí)間延長(zhǎng)均可表現(xiàn)為ATA，但無論是血管再通還是側(cè)枝建立，均表明缺血區(qū)具有一定量的血液供應(yīng)，大量研究[27-28]表明ATA的出現(xiàn)與近期良好預(yù)后相關(guān)。

然而，Wang等[11]認(rèn)為腦梗死后高灌注增加了出血轉(zhuǎn)化(hemorrhagictransformation，HT)的風(fēng)險(xiǎn)，其反映的是血管受損的情況；但ZhangG等[27]的研究表明急性大面積腦梗死患者出現(xiàn)高灌注，甚至SWI提示小出血灶出現(xiàn)，其預(yù)后仍較低灌注患者好，前者主張將ASL出現(xiàn)高灌注作為臨床停止溶栓治療的一項(xiàng)重要參考指標(biāo)，后者則提倡在出現(xiàn)大面積高灌注和腦出血時(shí)，不再采取溶栓及強(qiáng)效抗凝治療。因此不難看出，ASL在急性缺血性腦梗死中對(duì)于發(fā)現(xiàn)病灶區(qū)域高灌注具有一定的臨床價(jià)值，但目前對(duì)于高灌注的具體成因尚存在一定爭(zhēng)議。結(jié)合高灌注出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)及臨床治療經(jīng)過等因素可能有利于更準(zhǔn)確把握高灌注出現(xiàn)的意義。

3在缺血性腦梗死預(yù)防中的應(yīng)用

缺血性腦血管病中約40%短暫性腦缺血發(fā)作(TIA)患者最終發(fā)展為腦卒中，而對(duì)TIA患者進(jìn)行早期干預(yù)治療，再發(fā)卒中發(fā)病率可下降約80%[29-30]。但在實(shí)際臨床工作中，由于缺乏診斷依據(jù)，部分無明顯器質(zhì)性改變的TIA患者被漏診，但約1/3的TIA患者將進(jìn)展為腦缺血損害，出現(xiàn)腦梗死。既往我們采用DWI與MRA結(jié)合的方法輔助診斷TIA，但這一方式在無明顯動(dòng)脈狹窄的TIA患者的診斷中存在缺陷，因?yàn)槠淇赡軐?duì)局部缺血灌注減低存在明顯低估[17]。ASL可以有效評(píng)估灌注減低情況，診斷DWI及MRA均為陰性的TIA患者[12]。根據(jù)2011年“短暫性腦缺血發(fā)作的專家共識(shí)”，及早對(duì)TIA患者進(jìn)行干預(yù)可以有效降低腦梗死的發(fā)病率。這對(duì)于腦卒中的一級(jí)預(yù)防至關(guān)重要。

在臨床工作中，我們將病變大小在2～20mm的梗死病灶稱為腔隙性腦梗死，但當(dāng)我們?cè)诮o出這樣一個(gè)影像學(xué)診斷時(shí)，往往意味著這樣的梗死是由相應(yīng)供血區(qū)域細(xì)小血管自身閉塞所致，即我們通常所說的小血管病變；隨著臨床及影像學(xué)的不斷深入研究，發(fā)現(xiàn)腔隙性腦梗死并不都是局部穿支動(dòng)脈閉塞所致，而有可能是由于這些穿支動(dòng)脈的載體動(dòng)脈粥樣硬化導(dǎo)致相應(yīng)穿支動(dòng)脈口狹窄或閉塞所致[9]，盡管在形態(tài)學(xué)上表現(xiàn)為腔隙性腦梗死，但責(zé)任血管卻是大血管。區(qū)分大、小血管病變對(duì)于臨床治療意義重大，大血管病變的病理基礎(chǔ)是動(dòng)脈粥樣硬化，而小血管病變?cè)诓±砩蟿t是由于血管壁玻璃樣變或纖維素樣壞死，兩者病理基礎(chǔ)不同，治療方式也不同。KohnoN等[31]國(guó)內(nèi)外多名學(xué)者的研究表明：腔隙性腦梗死患者ASL大部分呈陰性改變，僅少數(shù)可以發(fā)現(xiàn)局灶性灌注減低，這可能與這一部分腔隙性腦梗死僅累及小血管，而小血管本身血流量少，ASL信噪比較低，不易檢出有關(guān)。其次，也可能與腔隙性腦梗死多發(fā)生于腦白質(zhì)區(qū)域，而腦白質(zhì)血流量少，本身存在生理低灌注有關(guān)[18]。而大血管病變?cè)斐傻墓嘧惓Ｍǔ１憩F(xiàn)為該血管流域內(nèi)成片的低灌注改變，這在大量研究中得到證實(shí)。LouX等[32]學(xué)者在對(duì)多名無癥狀及有癥狀的大腦中動(dòng)脈狹窄患者的腦血流灌注的研究中表明：狹窄側(cè)CBF值較對(duì)側(cè)明顯減低，且無癥狀組的大腦中動(dòng)脈狹窄患者在PLD2.5s所測(cè)的CBF值較PLD1.5s所測(cè)的CBF值明顯增高，這表明局部存在良好的代償。對(duì)于無癥狀組的大腦中動(dòng)脈狹窄患者而言，他們發(fā)生卒中的風(fēng)險(xiǎn)比有癥狀組的大腦中動(dòng)脈狹窄患者要明顯減低，這可能與側(cè)枝循環(huán)的建立相關(guān)[33]。所以即使DWI上僅提示腔隙性腦梗死甚至正常，ASL仍可以敏感發(fā)現(xiàn)該區(qū)域可能存在大血管病變。因此，通過DWI及ASL聯(lián)合分析，能避免我們僅根據(jù)形態(tài)學(xué)上的腔隙性腦梗死而盲目認(rèn)為僅為小血管病變并采用只針對(duì)小血管病變的治療方式，這對(duì)于腦卒中的二級(jí)預(yù)防意義重大。

4小結(jié)與展望

ASL作為一種無創(chuàng)的灌注成像方式，近年來已逐漸應(yīng)用于臨床并取得初步成果。與傳統(tǒng)的DSC-PWI相比，ASL無需注入對(duì)比劑即可反映灌注信息，這對(duì)于一些不能使用對(duì)比劑的患者具有重要的臨床價(jià)值；且ASL不依賴血腦屏障，在一些血腦屏障被破壞的病灶區(qū)域能更真實(shí)反映灌注情況。ASL與其他灌注方式相比，最突出的不足是信噪比較低，對(duì)于造成局部灌注異常的責(zé)任血管的分辨欠滿意，但隨著近年來新的改良技術(shù)的出現(xiàn)，如血管編碼動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)、流速選擇性動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)等[34]，通過對(duì)單根血管進(jìn)行標(biāo)記，能更直觀反映灌注行為，如可分辨ATA血液灌注來源于責(zé)任血管還是側(cè)枝循環(huán)，這都將使ASL在缺血性腦梗死中的應(yīng)用前景更加廣闊。