T2＊加权血管成像联合三维动脉自旋标记在单侧颈内动脉慢性闭塞后脑灌注状态评估中的应用

周建国，符大勇，卢明聪，孟 云，胡方云

南京医科大学康达学院附属连云港中医院放射科，江苏 连云港222004

颈内动脉（ICA）慢性闭塞是缺血性脑血管病致病因素之一，侧支循环建立和完善程度与患者临床症状及预后密切相关。侧支循环对于维持脑血氧供应以及细胞正常生理功能起到决定性作用，也是临床治疗方案制定和预后评估的重要依据［1］。脑血管影像评估方法包括数字减影血管造影、动态磁敏感对比增强灌注加权成像、CT灌注成像等。数字减影血管造影是评价脑侧支血管的金标准，但不能同时观察多支供血动脉，且上述检查均需注射外源性对比剂，操作较为繁杂，临床运用过程中存在一定局限性［2］。T2*加权血管成像（SWAN）序列是一种无创性磁共振检查方法，其基于静息状态血氧水平进行成像，利用其对脱氧血红蛋白等顺磁性物质具有高度敏感性，通过分析脑引流静脉的形态及信号改变评估脱氧血红蛋白含量的变化［3］。三维动脉自旋标记（3D ASL）作为较新颖的磁共振脑灌注成像技术，其成像方式不依赖于血脑屏障的破坏，对于脑灌注状态的显示更为客观和准确，同时可量化脑血流量（CBF）进行脑灌注状态定量分析［4］，但3D ASL技术检查时间较长，且脑血流的测量受到标记后延迟时间（PLD）以及后处理的影响较为明显［5］。目前，SWAN与3D ASL序列联合评估单侧ICA慢性闭塞后脑灌注状态尚无研究。本研究将通过将两种无创性检查方法联合运用，寻求一种无创、便捷的检查方法客观反映侧支循环建立状态，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性收集我院2018年1月～2022年3月于脑病科、神经康复科收治的单侧ICA慢性闭塞患者44例，其中男性25例，女性19例，年龄32～80（52.8±17.5）岁。纳入标准：于磁共振3D-TOF MRA序列显示单侧ICA闭塞；年龄18～80岁。排除标准：伴有其他颅外内动脉中重度狭窄；病情急危重患者（美国国立卫生研究院卒中量表评分≥21分）；脑内陈旧性梗死或出血软化灶最大层面范围≥5 cm2；患有颅内肿瘤及脑血管畸形等；磁共振相关检查禁忌证。该研究经患者及家属知情同意，并通过院伦理委员会批准。

1.2 检查方法

Discovery 750 3.0T MRI（GE）、32通道头颈线圈。扫描序列：T1WI、T2WI、T2FLAIR、DWI、3D-TOF MRA、SWAN及3DASL。SWAN参数：TR37.4ms，TE22.9ms，矩阵：416×320，层厚：2 mm，间距：0 cm，采集次数：1，NEX：0.70，带宽：62.5 kHz，反转角：20°。3D ASL参数：TR/TE=5369 ms/10.5 ms，FOV：24 cm×24 cm，分辨率：512×8，NEX：3，PLD：2525 ms。

1.3 数据后处理与分析

SWAN原始数据采用MinIP后处理，图像显示脑皮层、皮层下以及侧脑室旁较对侧镜像区管径增粗、更低信号的迂曲血管影定义为突出血管征（PVS）阳性［4］，将患者分为PVS阳性组（n=19）、PVS阴性组（n=25）。3D ASL原始数据采用Functool软件进行图像后处理，并于CBF伪彩图ICA闭塞侧供血区（额叶、顶叶、颞叶及脑室旁白质区）选取感兴趣区，面积设置为200±20 mm2，并记录不同区域及镜像区CBF值。

1.4 统计学分析

采用SPSS26.0软件对数据行统计分析。符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验；计数资料以n（%）表示，等级变量资料的组间比较采用秩和检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

PVS阴性组ICA闭塞侧额叶、顶叶、颞叶及侧脑室旁白质区CBF值均高于PVS阳性组，差异有统计学意义（P＜0.05，表1）。PVS阴性组ICA闭塞侧额叶、顶叶、颞叶及侧脑室旁白质区CBF值与镜像区的差异无统计学意义（P＞0.05，表2）。PVS阳性组ICA闭塞侧额叶、顶叶、颞叶及侧脑室旁白质区CBF值明显低于镜像区，差异有统计学意义（P＜0.05，表3）。患者3D-TOF MRA（图1A）、SWAN（图1B）及3DASL（图1C）图像。

图1 患者3D-TOF MRA（A）、SWAN（B）及3DASL（C）图像Fig.1 Images of 3D-TOF MRA(A)、SWAN(B)and 3DASL(C)of a patient.

表1 PVS阳性组及阴性组ICA闭塞侧脑灌注量比较Tab.1 Comparison of cerebral perfusion volume of ICA occlusion side between PVS positive group and negative group[Mean±SD,(mL/min)×100 g]

表2 PVS阴性组ICA闭塞侧与镜像区CBF值比较Tab.2 Comparison of CBF values between ICA occluded side and mirror area in PVS negative group [n=25,Mean±SD,(mL/min)×100 g]

表3 PVS阳性组ICA闭塞侧与镜像区CBF值比较Tab.3 Comparison of CBF values between ICA occluded side and mirror area in PVS positive group [n=19,Mean±SD,(mL/min)×100 g]

3 讨论

单侧ICA慢性闭塞后，脑供血动脉的血流动力学将发生改变，由于供血动脉的狭窄或闭塞可导致脑组织灌注量的降低，但动脉狭窄程度与是否发生脑卒中并无一致性，这取决于脑侧枝循环代偿的储备能力。侧支循环开放且较为完善的患者可无相关脑缺血缺氧的临床症状，而对于脑供血较差者，可出现短暂性脑缺血发作、甚至进展为缺血性脑卒中［5］。当脑供血动脉发生闭塞后，首先开放一级侧支循环，即大脑前交通动脉以及大脑后交通动脉。通过开放颅底Wills环的前交通动脉及后交通动脉，将对侧ICA以及椎基底动脉的血流供应对侧大脑缺血缺氧区域。既往研究显示一级侧支循环的开放并不能完全代偿单侧ICA闭塞后引发的大脑中动脉血氧供应，患侧大脑前、后动脉与大脑中动脉供血区形成的血流灌注压力梯度为二级侧支循环（软脑膜侧支吻合）的开放提供血流动力学基础［6］；同时三级侧支循环新生血管亦逐渐形成，亦对ICA责任动脉供血区提供代偿性血液供应。

侧支循环及脑灌注状态的客观评价对于临床治疗方案的选择及预后评估具有重要价值，临床评估侧支循环的方法包括数字减影血管造影，其是目前最为直接的脑侧支循环评估手段，在脑动脉期、实质期以及静脉期对脑血管进行直接显示，是评价脑侧支循环解剖以及血液动力学的“金标准”，但其操作复杂、有创且费用较高，亦存在血管痉挛、栓子脱落、动脉夹层及血管破裂等风险，在临床实际应用工作中受到一定限制。经颅多普勒超声是一种便捷的检测脑血流动力学信息的方法，具有无创性，且操作简单，并可实时、重复检查，但其检查结果的准确性受到声窗限制较为明显，且对操作者技术依赖性较高。CT灌注与数字减影血管造影评估结果较为一致，但其也存在造影剂风险以及操作复杂等缺点［7］，MRA可直接显示责任血管狭窄的部位及程度［8］，但易将血管次全闭塞诊断为完全闭塞，高估血管狭窄率，且不能直接反映脑灌注状态。

SWAN序列成像基于静息态的血氧水平依赖，其可高度敏感显示血液中的脱氧血红蛋白等顺磁性物质［9］。当脑供血动脉发生重度狭窄或闭塞后，由于责任供血区的血氧需求增加而代偿性提高氧的摄取分数［10］，伴随着引流静脉中脱氧血红蛋白含量的增加，可于SWAN序列显示为脑引流静脉形态学及信号的异常改变，具体表现为皮层浅静脉、深静脉以及侧脑室旁髓纹静脉单位面积内的分布增加、静脉管腔的增粗以及磁共振信号的明显降低。通过PVS的显示与否来评估脑实质脑灌注状态，PVS阳性表现提示该区域脑组织的缺血缺氧状态［11］，间接提示该区域脑血流储备的衰竭，反映脑组织处于“贫困灌注”状态、早期神经功能的恶化以及脑代谢储备的启动［12-13］。既往研究亦显示：PVS与脑卒中患者的早期神经功能恶化密切相关，提示脑组织处于“贫困灌注”状态［14］。对于急性缺血性脑卒中患者PVS是评估脑组织低灌注的预测因子，而且这与梗死范围增长有关［15］。对于侧支循环开放且较为完善的脑组织，由于具有良好的侧支血液供应来源，脑组织的氧摄取分数居于正常范围之内，脑引流静脉的形态以及信号将无明显异常显示。如果低灌注区的脑组织及时得到血流再灌注，脱氧血红蛋白含量将会降低，PVS表现将会消失［16］。本研究于SWAN序列显示PVS阳性组患者脑区CBF值明显低于镜像区，说明PVS阳性表现提示脑灌注量的减低，同时PVS阴性组脑区的灌注量与镜像区的差异无统计学意义，提示PVS的阴性显示与侧支循环建立及良好状态密切相关。

本研究将SWAN技术与3D ASL技术相比较，3D ASL成像技术亦是一种无需注射造影剂的磁共振脑灌注成像技术，与传统的动态磁敏感对比增强技术在评价缺血性脑卒中血流灌注方面有相类似的临床价值［17-18］。3D ASL技术通过标记供血动脉内的水分子作为内源性示踪剂，由于其特殊的成像方法不依赖于脑血脑屏障的破坏，对于灌注状态的反映可更为客观［19-20］，通过量化CBF值可较精准评估脑侧支循环建立及血流灌注状态改变［21-23］。SWAN与3D ASL技术均为无创性检查技术，但3D ASL技术检查时间较长，且CBF值的测量受到PLD及兴趣区选择影响较为明显，而SWAN技术成像时间仅为2 min，且后处理便捷。本研究结果显示：单侧ICA慢性闭塞后，PVS阳性组大脑中动脉闭塞侧供血区的额叶、顶叶、颞叶及侧脑室旁白质区CBF值均低于PVS阴性组，差异有统计学意义（P＜0.05），提示ICA慢性闭塞后该区域脑组织处于缺血缺氧状态，间接反映出侧支循环建立较差或者不完善。而PVS阴性则反映出良好的侧支循环建立及脑灌注状态，可为临床进行患者近期预后的评估提供客观依据。

综上所述，单侧ICA慢性闭塞后，PVS阳性提示脑实质缺血缺氧状态，而PVS阴性显示提示良好的侧支循环建立及脑灌注状态。本研究的不足之处在于样本数量相对较少；对于PVS的判定尚不能客观量化，3D ASL检查中只选择一种PLD，对于手工测量CBF值亦存在一定的主观性，数据结果可能存在一定的偏倚，有待进一步研究。