来源：潘铭智,李扬,甘洁.3DPC-ASL技术对急性缺血性脑卒中的诊断价值及临床应用[J].医学影像学杂志,,29(06):-.
缺血性脑卒中是由于脑血管病变，局部脑组织供血不足或中断导致脑组织发生缺氧、坏死或软化，进而出现相应的神经系统症状和体征，根据发病时间，可分为超急性期（＜6h）、急性期（6～24h）、亚急性期（＞24h～2周）、慢性期（＞2周～2个月）。缺血性脑卒中中心缺血区血供停止达6min，神经细胞就会发生死亡，6h以内实现卒中周边缺血区域血流的再通，则该区域的相关功能可恢复。MR灌注成像（perfusionweightedimaging，PWI）属于MR功能成像，其原理是通过测量组织的血液灌注情况，来反映其微观血流动力学信息。
缺血性脑卒中及其他多种疾病，都存在灌注异常的病理基础，所以定量测量局部组织的灌注情况，对相关疾病的临床诊断、评估及治疗具有重要的临床参考价值。MR灌注成像（PWI）较常用的有两种方案：一种是动态磁敏感对比增强（dynamicsusceptibilitycontrast，DSC），另一种是动脉自旋标记技术（arterialspinlabeling，ASL）。
1.DSC技术特点
DSC技术是临床较常用的磁共振灌注方案，需静脉注射外源性示踪剂，基本原理基于血脑屏障模型。该方案获得的参数包括：1）相对脑血容量（regionalCerebralBloodVolume，rCBV），指位于指定受检脑组织血管内的相对血流容量；2）相对脑血流量（regionalCerebralBloodFlow，rCBF），指单位时间内经过一定受检脑组织的血管内的血液流量；3）平均通过时间（regionalMeanTransitTime，MTT），指从静脉注入对比剂到时间-密度曲线降至最高强化值一半的时间；4）达峰时间（timetopeak，TTP），指对比剂从注入到浓度达峰值的时间。这些参数能够从不同方面反映组织微循环的灌注情况。
DSC灌注技术存在着一些不足，以脑灌注为例，一方面，DSC灌注技术采用血脑屏障模型，计算得到的后处理参数依赖血脑屏障的完整状态，一旦血脑屏障因为各种原因遭到破坏，如肿瘤或炎症导致血管通透性升高等，此时得到的评价结果有可能会低估病变的灌注水平。另一方面，为了避免后处理受对比剂注射流速、剂量等因素影响，DSC灌注技术引入了各种复杂的运算过程和不同的数学模型，所有这些都会对最后的计算结果产生影响。
再一方面，为了提高探测血管内外磁敏感差别的敏感性，DSC灌注技术的信号读取方式是GRE-EPI，GRE-EPI技术对组织磁敏感差别特别敏感，易受磁敏感伪影干扰，因而对于某些区域，如含气结构边缘、病变内出血等，该技术无法正确评价组织的微循环灌注水平。最后，DSC灌注技术需要体内注射钆螯合物对比剂，近来因注射钆螯合物对比剂引起患者发生肾源性系统性纤维化的病例报告时有发生，因此对于存在肾功能不良的患者，将无法进行该项检查。
2.ASL的基本技术原理及进展
ASL的基本技术原理是使用特定射频脉冲，在标记层对血液中自由弥散的氢质子进行标记，经过适当的时间，对感兴趣区采集图像，由于标记的氢质子进入感兴趣区组织后会引起相应T1值的改变，根据T1信号的改变，从而获得脑血流量（cerebralbloodflow，CBF）的灌注信息。
2.12DASL灌注成像技术及其不足
传统2DASL技术面临的一个主要挑战就是信噪比。被标记的氢质子数量受组织内血容量的限制，而脑血管内血容量仅占全身血容量的3%～5%，因而传统2DASL技术信噪比较低。按标记方式来分，传统2DASL技术可以分为连续式动脉自旋标记（continuousASL，CASL）、脉冲式动脉自旋标记（pulsed-ASL，PASL）等。CASL技术由Detre等在年最早提出并通过大鼠实验进行证实，年Roberts等利用该技术进行了人脑灌注实验也取得了成功。但因各种原因这种类型的标记脉冲目前还没有真正商业化，一是由于这种类型的标记脉冲理论上需要一个单纯的射频放大器，这在硬件上实施有一定的局限性；二是射频沉积（SAR值）问题以及组织磁化传递效应的影响。
PASL技术受标记效率、动脉到达时间（aterialtransittime，ATT）的影响往往信噪比更低，灌注均匀性差，灌注成像只能在很窄的范围内采集。传统的2DASL技术采用EPI信号读取方式，此种信号读取方式有信噪比低和磁敏感伪影严重的缺陷。
2.23DPC-ASL技术优势
2.2.1伪连续式标记（pseudoCASL，PCASL）
这种类型的标记脉冲相当于脉冲式标记（PASL）和连续式标记（CASL）的一个完美结合，既克服了传统2DASL技术信噪比低、灌注效果不均等缺点，也使得大范围三维全脑容积灌注成像成为了可能。PCASL有效克服了传统2DASL技术中因磁化传递效应所导致的灌注偏差，因此对设备射频系统的稳定性和保真度有极高要求。有研究表明，3DPC-ASL技术较PASL信噪比高50%，较CASL标记率高12%。
2.2.2SpiralK空间采集
Spiral又称阿基米德螺旋，SpiralK空间采集的填充效率很高，是目前所知效率最高的，比EPI要高20%。SpiralK空间采集方式也可提高信噪比、降低运动伪影。
2.2.3全新FSE读取方式
快速自旋回波（FSE）信号读取方法有效克服了传统2DASL技术EPI信号读取方式的缺点，对于颅底、颞部等含气结构周围的区域，可以较好的进行评价。
3.3DPC-ASL参数的影响因素
3.1标记后延迟（postlabeldelay，PLD）
PLD定义为血液从标记层面到采集层面之间的时间，是可调节的参数之一。多PLD研究结果显示，Delay2.5时，所得的结果要与真实的血流量更接近，因而比较适用于年纪较大、血管状态较差的患者；而Delay1.5时，此时对灌注更敏感，更能较早的发现脑血流动力学异常，因而比较适用于短暂性脑缺血发作（transientischemicattack，TIA）患者及血管病变不太严重的患者。短的PLD反映的是灌注行为即灌注责任血管的粗细、行走路径的长短；而长的PLD更能反映灌注的真实结果。临床工作中要根据实际情况灵活选择PLD。
3.2动脉通过时间（aterialtransittime，ATT）
ATT定义为标记的血液从标记区到成像区所需要的时间，不同的病理状态下，其结果是不确定的。PLD与ATT的关系较为复杂，当PLD显著低于ATT时，由于被标记的血液中有一部分没有在这个时间框架内到达血管床，此时所得的CBF会被低估，反之，CBF会被高估。
3.3对比剂
磁共振钆螯合物对比剂会缩短组织的T1值，会影响3DPC-ASL的计算结果，所以在3DPC-ASL扫描前，不能进行增强扫描，在增强扫描后12h内也不能进行3DPC-ASL扫描技术。
4.3DPC-ASL技术在急性缺血性脑卒中的应用
梗死发生后，缺血性半暗带（ischemicpenumbra，IP）的检出对梗死治疗和预后具有关键的作用。到目前为止，理想地描绘3DPC-ASL上的缺血性半暗带仍然具有挑战性，因为其CBF图的固有特性以及相对较低的SNR。然而，3DPCASL可以快速、可靠地评估患者的脑血流动力学状态。
DSC是常用的MRI灌注成像方案，一些定量研究报告显示，脑卒中低灌注区ASL-CBF值与DSC的达峰时间（TTP）在急性脑卒中患者前循环区域的相关性最高，在DSC灌注技术的多个参数图中，达峰时间（TTP）是反映缺血性脑卒中最敏感的指标。由于现有的临床试验主要采用延长的TTP来定义低灌注区域，ASLCBF和TTP之间的一致性使3DPC-ASL技术成为因肾病原因而无法进行DSC灌注扫描患者的替代方案。在这方面，ASL的可用性可以通过消除对肾小球滤过率（GFR）评估的需要来改善急性缺血性脑卒中（AIS）MRI评估的时间。最近的一项研究显示，ASL还可以在DSC的CBF量化中做补充。
5.3DPC-ASL技术对急性缺血性脑卒中后再灌注的评价
急性脑卒中患者在治疗过程中出现梗死后再灌注，则当前的溶栓治疗需要停止，否则就有可能发生出血，而梗死后出血患者的死亡率非常高。梗死后再灌注的新生血管血脑屏障不完善、通透性高，3DPC-ASL技术不依赖血脑屏障模型，因此能够更加真实地反映再灌注的存在。张顺等对急性脑梗死患者行3DPC-ASL检查后发现，对于因侧支循环形成后的代偿而造成的低灌注区周围出现的高灌注以及经溶栓治疗后低灌注区出现的部分血流的再灌注，3DPCASL都可以显示出来。
6.3DPC-ASL技术对急性缺血性脑卒中预后的评价
研究表明，侧支循环形成的成熟与否与卒中转归及预后具有显著的相关性。侧支循环形成较完善，血管再通治疗的成功率会提高，会促进组织的再灌注，从而减少梗死容积，降低梗死后出血的风险，有效改善预后。动脉穿行伪影（arterialtransitartifact，ATA）可以用来评估病变区域侧支循环的形成情况。ATA是3DPC-ASL技术中的特殊现象，它的形成原理是，病理状态下动脉内血流速度减慢，被标记的血液滞留于病变区域而形成的。
Zaharchuk等的研究证实，ATA判断侧支循环血管形成与数字减影血管造影（digitalsubtractionangiography，DSA）有中等一致性，且敏感性、特异性高。同时，也有文献报道，侧支循环的新生血管通透性较高，易发生治疗后高灌注综合征、出血及其他并发症，因此临床医师应当严格把握溶栓治疗的时间，3DPC-ASL检查也应该在溶栓治疗后及时进行，从而对治疗情况进行评估。
7.小结与展望
3DPC-ASL技术在急性缺血性脑卒中的临床应用中具有很多突出优势，但它也存在着许多局限性，其中最重要的是对ATT及PLD的敏感性，在实际工作中，要对此进行多方面的考虑，尽量消除其影响。随着技术的不断进步，随着机器设备的不断改进升级，3DPC-ASL凭借其标记效率高、扫描范围广，图像信噪比高，后处理简单等优势，将不断拓展其临床应用范围。
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