劉興炬 李嘉熙 袁 菁 呂 征 張 巖 張 東 趙繼宗*

(1. 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院神經(jīng)外科 國(guó)家神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床研究中心，北京 100050； 2. 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院神經(jīng)放射科，北京 100050)

煙霧病是一種慢性進(jìn)展性腦血管疾病，其主要特點(diǎn)為雙側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈末端及主要分支血管進(jìn)行性狹窄和閉塞，伴廣泛側(cè)枝血管形成[1]。腦血管搭橋術(shù)是目前治療煙霧病最為有效方法，其中直接腦血運(yùn)重建術(shù)是治療成人煙霧病主要方式，以顳淺動(dòng)脈-大腦中動(dòng)脈吻合術(shù)最為常見(jiàn)[2-3]。全腦血管數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)成像和CT腦血流灌注成像(computed tomography perfusion，CTP)是目前煙霧病術(shù)前及術(shù)后評(píng)估的主要方式[4]。與DSA和CTP相比，動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin-labeling，ASL)磁共振成像具有無(wú)創(chuàng)和無(wú)放射暴露的優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，ASL技術(shù)進(jìn)展迅速，研究[5]顯示ASL在腦梗死患者的側(cè)支血管代償評(píng)估中具有很好應(yīng)用價(jià)值。血管編碼動(dòng)脈自旋標(biāo)記(vessel encoded arterial spin-labeling，VE-ASL)能對(duì)特定血管流速和空間選擇的不同標(biāo)記，從而顯示標(biāo)記血管的灌注情況。本研究通過(guò)VE-ASL技術(shù)評(píng)估煙霧病患者術(shù)前和術(shù)后腦血流灌注情況變化，評(píng)估其在煙霧病直接腦血管搭橋手術(shù)中的應(yīng)用價(jià)值。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2017年8月-2019年5月在首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院神經(jīng)外科住院并接受顳淺動(dòng)脈-大腦中動(dòng)脈吻合術(shù)的56例煙霧病患者為研究對(duì)象。入選標(biāo)準(zhǔn)：① 年齡>18歲；②煙霧病診斷符合2017年中國(guó)專家共識(shí)的DSA標(biāo)準(zhǔn)[2]；③所有患者均接受顳淺動(dòng)脈-大腦中動(dòng)脈吻合術(shù)治療，術(shù)中熒光造影證實(shí)搭橋血管通暢；④患者術(shù)前、術(shù)后1周及術(shù)后 3個(gè)月能完成VE-ASL檢查。56例患者年齡21～57歲，平均年齡(38.4±8.3)歲，男性31例，女性25例；手術(shù)方式：聯(lián)合血運(yùn)重建術(shù)43例，單純顳淺動(dòng)脈大腦中動(dòng)脈(superficial temporal artery-middle cerebral artery，STA-MCA)搭橋術(shù)13例，搭橋位置選擇大腦中動(dòng)脈M3段和M4段區(qū)域；首發(fā)癥狀類型：出血型22例，TIA34例，頭痛4例，癲癇2例；DSA分期：Ⅱ期4例，Ⅲ期23例，Ⅳ期24例，Ⅴ期4例，無(wú)0期及VI期患者。本研究經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(倫理審批號(hào)：KYSB2017-098)，所有入選者均簽署知情同意。

1.2 影像學(xué)評(píng)估

1.2.1 VE-ASL檢查評(píng)估

使用GE Discovery MR750 3.0 TMRI(通用醫(yī)療公司，美國(guó))以及8通道頭線圈。掃描范圍自顱底至頂葉全部腦實(shí)質(zhì)區(qū)。VE-ASL基于偽連續(xù)性動(dòng)脈自旋標(biāo)記脈沖序列，采用血管超選擇灌注成像。三維動(dòng)脈自旋標(biāo)記(3D arterial spin-labeling，3D-ASL)以斜坡至第二頸椎作為標(biāo)記層面。術(shù)前術(shù)后VE-ASL包括雙側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈，頸外動(dòng)脈和基地動(dòng)脈。頸外動(dòng)脈標(biāo)記處位于其起始處和顳淺動(dòng)脈。搭橋血管的VE-ASL位于顳淺動(dòng)脈主要分支上。腦灌注成像圖譜基于三維疊螺旋快速自旋回波序列，標(biāo)記時(shí)間為1 450 ms，延遲時(shí)間為2 025 ms。每位患者VE-ASL掃描時(shí)間約為8～9 min，相關(guān)參數(shù)設(shè)置：視野(field of vision, FOV)200 mm×200 mm; 層厚4.0 mm; 重復(fù)時(shí)間4 762 ms; 回波時(shí)間10.6 ms; 激發(fā)次數(shù)(number of excitations,NEX) 3。三維T1腦成像基于結(jié)構(gòu)成像，相關(guān)參數(shù)FOV 224 mm×224 mm; 各向同性分辨率1 mm重復(fù)時(shí)間7.6 ms; 回波時(shí)間2.9 ms; NEX 1。

1.2.2 CTP評(píng)估

選擇64排CT，患者仰臥位，掃描范圍為顱底至顱頂。采用CT高壓注射器由肘靜脈注入碘海醇15 mL，追加25 mL 0.9%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))氯化鈉注射液 (速率6.0 mL/s)。相關(guān)參數(shù)設(shè)置：管電壓80 kV,管電流300～580 mA, 管球轉(zhuǎn)速0.5 s/r, 探測(cè)器寬度40.00 mm, 螺距0.984:1,矩陣512×512, 視野250 mm,描層厚0.625 mm。

1.2.3 影像數(shù)據(jù)處理

CTP及VE-ASL數(shù)據(jù)通過(guò)GE AW 4.6工作站處理。應(yīng)用3D-ASL 專用分析軟件產(chǎn)生灌注偽彩圖，紅色代表高灌注，藍(lán)色代表低灌注。術(shù)前、術(shù)后分別標(biāo)記獲取雙側(cè)頸內(nèi)和雙側(cè)椎動(dòng)脈供血范圍，同時(shí)術(shù)前評(píng)估雙側(cè)頸外動(dòng)脈是否向顱內(nèi)供血。搭橋血管供血范圍作為感興趣區(qū)，首先通過(guò)VE-ASL評(píng)估顳淺動(dòng)脈是否向顱內(nèi)供血，對(duì)比CTP評(píng)估搭橋血管區(qū)域灌注結(jié)果的一致性。對(duì)于感興趣區(qū)有搭橋血管正向供血者，對(duì)比術(shù)前術(shù)后感興趣區(qū)腦血流量(cerebral blood flow，CBF)的變化。所有影像結(jié)果均經(jīng)過(guò)2名影像工作5年以上的醫(yī)師完成。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 VE-ASL對(duì)腦灌注評(píng)估

56例患者術(shù)前VE-ASL均顯示顱內(nèi)不同程度灌注不足，16例顯示頸外動(dòng)脈向顱內(nèi)代償供血。術(shù)前、術(shù)后7 d及術(shù)后3個(gè)月搭橋區(qū)域CBF變化見(jiàn)表1。聯(lián)合手術(shù)組(n=43)術(shù)后3個(gè)月平均CBF較術(shù)后7 d有進(jìn)一步提高(P=0.009)，單純搭橋組(n=13)術(shù)后3個(gè)月平均CBF較術(shù)后7 d無(wú)明顯變化(P=0.616)。14例(17.8%)患者術(shù)后3個(gè)月復(fù)查VE-ASL未顯示顳淺動(dòng)脈向顱內(nèi)供血，42例(75%)患者顯示供血，供血范圍涉及大腦中動(dòng)脈M1段區(qū)域占23.8%(10/42)，M2段59.5%(25/42)，M3段71.4%(34/42)，M4段85.7%(36/42)，M5段47.6%(24/42)，大腦后動(dòng)脈和大腦前動(dòng)脈區(qū)域未見(jiàn)顳淺動(dòng)脈供血。5例患者術(shù)后出現(xiàn)高灌注反應(yīng)，其術(shù)側(cè)術(shù)后7 d平均CBF增加123%(102%～212%)；術(shù)前平均CBF (312±68) mL·kg-1·min-1與術(shù)后 (676±152)mL·kg-1·min-1比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表1 基于ASL術(shù)前、術(shù)后CBF值變化

*P<0.001vspreoperative,#P<0.001vs7 days after operation;ASL: arterial spinlabeling;CBF: cerebral blood flow;STA-MCA: superficial temporal artery-middle cerebral artery.

2.2 VE-ASL和CTP對(duì)搭橋側(cè)CBF變化結(jié)果一致性評(píng)估

56例患者中，術(shù)后7 d VE-ASL結(jié)果顯示36例(64.2%)患者搭橋血管向腦內(nèi)的供血，20例(35.7%)患者未顯示搭橋血管供血；同期術(shù)后CTP結(jié)果顯示39例患者的術(shù)側(cè)CBF值改善，12例腦血管流灌注無(wú)明顯改善，5例顯示腦血流灌注加重。術(shù)后3個(gè)月復(fù)查VE-ASL，其中6例顯示顳淺動(dòng)脈恢復(fù)向顱內(nèi)供血，其平均血容量為(654±123) mL·kg-1·min-1。與術(shù)前比較，術(shù)后3個(gè)月CTP的腦血流灌灌注改善44例，無(wú)明顯變化9例，3例加重。術(shù)后7 d和術(shù)后 3個(gè)月VE-ASL和CTP對(duì)CBF評(píng)估均具有很好的一致性(術(shù)后7 d，Kappa=0.724；術(shù)后 3個(gè)月Kappa=0.753,表2、3， 圖1)。

表2 術(shù)后7 d VE-ASL和CTP對(duì)CBF改善情況評(píng)價(jià)的一致性分析

Kappa=0.718，χ2=30.8,P<0.001;VE-ASL: vessel encoded arterial spin-labeling;CTP: computed tomography perfusion；CBF: cerebral blood flow.

表3 術(shù)后3個(gè)月 VE-ASL和CTP對(duì)CBF改善情況評(píng)價(jià)的一致性分析

Kappa=0.744，χ2=29.2,P<0.001;VE-ASL: vessel encoded arterial spin-labeling;CTP: computed tomography perfusion;CBF: cerebral blood flow.

圖1 典型病例

3 討論

腦血管搭橋術(shù)是目前治療煙霧病最為有效方法，但手術(shù)治療效果有個(gè)體差異性，圍手術(shù)期腦血流灌注變化是評(píng)價(jià)腦血管搭橋手術(shù)治療效果的客觀指標(biāo)。在本研究中，VE-ASL能很好顯示煙霧病患者接受直接搭橋術(shù)后搭橋血管向顱內(nèi)供血的血流分布情況，直接反映搭橋血管有效供血區(qū)域，和CTP在定性評(píng)價(jià)CBF變化中具有很好的一致性。此外，VE-ASL能定量評(píng)估搭橋血管向顱內(nèi)供血量，能預(yù)估潛在高灌注反應(yīng)，同時(shí)術(shù)前也能評(píng)估是否存在潛在的顱外代償血管。

有效的評(píng)估STA-MCA 搭橋術(shù)后腦血流灌注改善情況十分必要。既往已有研究[6-7]探討ASL技術(shù)對(duì)比SPECT/PET在評(píng)價(jià)腦血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)一致性。Goetti等[8]報(bào)道采用動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MR成像ASL技術(shù)評(píng)估腦血流灌注變化。ASL技術(shù)以動(dòng)脈血中質(zhì)子作為示蹤劑，在評(píng)估結(jié)果時(shí)必然會(huì)受到血流通過(guò)時(shí)間的影響。研究[9]顯示ASL可能低估腦白質(zhì)CBF，這與腦白質(zhì)血流通過(guò)時(shí)間較腦灰質(zhì)長(zhǎng)有關(guān)。煙霧病作為一種閉塞性腦血管病，其血流通過(guò)時(shí)間較正常人延長(zhǎng)，因此應(yīng)用ASL技術(shù)評(píng)價(jià)煙霧病患者的CBF應(yīng)考慮到血流通過(guò)時(shí)間的影響。不同延遲時(shí)間ASL 技術(shù)評(píng)估煙霧病患者CBF有一定差異，較短標(biāo)記時(shí)間CBF主要反映了在狹窄的動(dòng)脈順行灌注血流，較長(zhǎng)標(biāo)記時(shí)間的CBF 反映逆行通過(guò)軟腦膜吻合側(cè)支循環(huán)灌注。在本組研究中基于前期研究[10]結(jié)果設(shè)定標(biāo)記延時(shí)時(shí)間為2 025 ms，本組研究患者的平均CBF值為349 mL·kg-1·min-1。對(duì)于搭橋術(shù)后CBF變化，目前常用的有正電子發(fā)射掃描(positron emission tomography,PET)、發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(emission computed tomography,ECT)、CTP，和磁共振灌注成像。但是這些方法均未對(duì)特定血管進(jìn)行選擇，因此不能準(zhǔn)確評(píng)估顱內(nèi)主要血管供血區(qū)域CBF變化，對(duì)于搭橋術(shù)后搭橋血管向顱內(nèi)供血情況研究很少。本組研究通過(guò)VE-ASL技術(shù)，對(duì)搭橋顳淺動(dòng)脈進(jìn)行標(biāo)記，直觀顯示顳淺動(dòng)脈向顱內(nèi)的供血區(qū)域和CBF增加情況，同時(shí)對(duì)比CTP在評(píng)估CBF改善情況，無(wú)論術(shù)后1周或術(shù)后1個(gè)月，兩者具有很好的一致性。

本組研究所有患者術(shù)中均行熒光造影來(lái)證實(shí)搭橋血管通暢性，但術(shù)后7 d復(fù)查VE-ASL結(jié)果顯示20例(26.8%)患者未發(fā)現(xiàn)搭橋血管供顱內(nèi)血，其中有6例患者術(shù)后3個(gè)月復(fù)查VE-ASL顯示搭橋血管恢復(fù)向顱內(nèi)供血。其主要原因與供體血管顳淺動(dòng)脈和受體血管大腦中動(dòng)脈分支血流動(dòng)力學(xué)有關(guān)，盡管吻合口通暢，但顳淺動(dòng)脈壓力低于顱內(nèi)受體血管壓力，顱外未向顱內(nèi)產(chǎn)生正向血流，甚至可能出現(xiàn)顳淺動(dòng)脈盜血現(xiàn)象。本研究對(duì)CBF改善評(píng)估選擇CTP作為對(duì)比，發(fā)現(xiàn)CTP對(duì)CBF改善比例評(píng)估上要高于VE-ASL結(jié)果，總體一致。因此選擇VE-ASL技術(shù)對(duì)吻合口通暢性評(píng)價(jià)存在假陰性可能，隨著術(shù)后時(shí)間延長(zhǎng)，顱外正向血流穩(wěn)定后，部分患者恢復(fù)供血，這也與患者術(shù)后臨床癥狀出現(xiàn)加重，但隨著時(shí)間延長(zhǎng)臨床癥狀逐漸恢復(fù)好轉(zhuǎn)一致。

搭橋術(shù)后最危險(xiǎn)合并癥為繼發(fā)腦出血。除了吻合口漏這技術(shù)原因外，主要原因?yàn)樾g(shù)后血流增加導(dǎo)致局部出現(xiàn)高灌注，血管破裂出血所致[11-12]。對(duì)于煙霧病搭橋術(shù)后高灌注反應(yīng)準(zhǔn)確評(píng)估和及對(duì)應(yīng)的臨床處理對(duì)降低術(shù)后再出血有重要意義。本組研究中，術(shù)后5例患者術(shù)后出現(xiàn)高灌注反應(yīng)，主要表現(xiàn)為頭痛，躁動(dòng)亢奮，對(duì)這5例患者搭橋側(cè)的CBF測(cè)定顯示術(shù)后平均CBF較術(shù)前增加123%，最高達(dá)212%，CBF增加幅度明顯高于其他未出現(xiàn)高灌注反應(yīng)患者。研究[13-14]顯示搭橋術(shù)后CBF增加幅度越高術(shù)后出現(xiàn)高灌注反應(yīng)可能性越高。因此，基于VE-ASL技術(shù)，可以提前預(yù)估搭橋患者可能出現(xiàn)的高灌注反應(yīng)。

目前治療煙霧病哪種手術(shù)方式是最佳選擇尚無(wú)定論。聯(lián)合血運(yùn)重建術(shù)越來(lái)越受到重視。本組研究中，聯(lián)合手術(shù)組患者術(shù)側(cè)術(shù)后3個(gè)月CBF值和術(shù)后7 d 對(duì)比有進(jìn)一步提高，而單純搭橋組患者術(shù)后3個(gè)月和術(shù)后7 d比較無(wú)明顯改善。其主要原因與間接血管搭橋帶來(lái)的側(cè)支血管再生有關(guān)，因此VE-ASL在評(píng)估間接血運(yùn)術(shù)中也有較好的評(píng)估作用，也說(shuō)明聯(lián)合手術(shù)長(zhǎng)期血管代償能力優(yōu)于單純搭橋手術(shù)。

本研究也存在不足：對(duì)于搭橋血管通暢性評(píng)價(jià)僅依據(jù)術(shù)中熒光造影證實(shí)，術(shù)后未進(jìn)一步選擇全腦DSA來(lái)證實(shí)，因此存在血搭橋血管自身閉塞導(dǎo)致VE-ASL存在假陽(yáng)性結(jié)果可能；對(duì)于血管標(biāo)記時(shí)間延遲本研究選擇2 025 ms，部分患者的動(dòng)脈通過(guò)時(shí)間可能高于它或者低于它，因此存在一定誤差；在CBF改善評(píng)估對(duì)比中未選擇標(biāo)準(zhǔn)的PET，而選擇CTP作為參考。

綜上所述， VE-ASL能直觀評(píng)估煙霧病搭橋手術(shù)，定量評(píng)估搭橋后腦血流增加情況以及搭橋血管分布情況，對(duì)潛在高灌注患者能提前提供血流動(dòng)力學(xué)信息參考，具有良好臨床應(yīng)用前景。