陈姗姗，高浪浪，刘海涛，杜芳，侯炜寰，赵海涛，魏梦绮

1.空军军医大学第一附属医院超声科，陕西西安710032；2.空军军医大学第一附属医院放射科，陕西西安710032；3.空军军医大学第一附属医院心脏内科，陕西西安710032；4.空军军医大学第一附属医院神经内科，陕西西安710032

前言

高血压可损害人体重要器官，产生一系列并发症，其致死率、致残率均较高，严重影响了人类生活质量，并对生命构成威胁［1］。第27 届国际高血压学会科学会议（ISH2018）上，发布了《2018年中国高血压防治指南修订版》，新版指南规范的高血压分级标准为：1 级高血压（轻度）收缩压140～159 mmHg 和（或）舒张压90～99 mmHg；2 级高血压（中度）收缩压160～179 mmHg 和（或）舒张压100～109 mmHg；3 级高血压（重度）收缩压≥180 mmHg 和（或）舒张压≥110 mmHg。

随着高血压的发病率逐年上升，高血压脑病成为其最常见的并发症之一。研究显示，人体血压升高时，脑组织受累损伤，大脑微循环出现障碍，脑灌注水平下降，从而引起脑微血管病变，因此，对1级高血压患者的脑血流动力学进行评估最有意义。影像学方法中，CT、经颅彩色多普勒超声、PET及磁共振动态磁敏感对比增强（Dynamic Susceptibility Contrast,DSC）技术均可评估脑血流灌注，而3D 动脉自旋标记（Arterial Spin Labeling,ASL）技术则是作为一种评价脑血流灌注的影像学新方法。本文就3DASL技术在1级高血压脑灌注中的临床应用价值进行探讨。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集空军军医大学第一附属医院2016年3月～2017年7月头颅常规MRI 扫描正常且确诊1 级高血压的患者36例［2-3］，其收缩压为140～159 mmHg，和（或）舒张压为90～99 mmHg（试验组）。正常对照组选自与试验组年龄、性别匹配的非高血压健康志愿者，共16例。所有研究对象在研究前均获得所有病人或监护人的知情同意，且均无磁共振禁忌症。

1.2 扫描方法

运用GE 高场3.0T Discovery 750 磁共振成像设备，8通道相控阵头线圈。患者先行头部MRI常规扫描，包括轴位T1WI、T2WI、T2-FLAIR 及脂肪抑制T2WI，矢关位T1WI，之后行3D ASL 灌注成像扫描。常规序列T1WI为自旋回波序列，参数为：TR=1 850 ms，TE=35 ms；T2WI 为快速自旋回波序列，参数为：TR=6 700 ms，TE=113 ms，使用螺旋采集；T2-FLAIR 快速反转序列：TI=2 100 ms，TR=8 400 ms，TE=145 ms；所有序列层厚=5 mm，层间距=1 mm，扫描层数38 层。3DASL参数：TR=4 840 ms，TE=7.5 ms，PLD=2 025 ms，扫描层数50层，层厚=4 mm，层间距为零，螺旋填充K空间，图像矩阵164×164，体素大小1.86 mm×1.86 mm×3 mm。为了使图像质量更好，扫描前均行ASSET序列匀场处理，扫描范围包括全脑双侧尾状核、豆状核、杏仁核、丘脑、额叶、颞叶、半卵圆中心、侧脑室前后角和胼胝体等17个脑区。

1.3 数据后处理

将3D ASL 技术扫描所得的原始数据传入W4.6工作站进行分析，经过降噪校正处理，可以得到灌注成像，通过工作站自带的后处理软件可以显现17 个特定脑区的脑血流量（Cerebral Blood Flow,CBF）图。将所得的所有CBF 图离线后处理，再进一步采用SPM8 专业软件进行参数分析。然后利用热点法手动放置于感兴趣区（Region of Interest,ROI），避开脑脊液及大血管，在17 个脑区设定ROI，ROI 的面积近似100 mm2，分左右检测，每处脑区测量3次并求其平均值，间隔4 周后再次采用相同方法进行测量，最终取两次测量的平均值。

1.4 统计学方法

采用SPSS 18.0统计软件进行数据分析。描述性分析主要是对研究对象的基本特征的描述。对于数据中的连续性变量，统一采用均数±标准差表示；对于其中的分类型变量，全部通过计算构成比及率来表示。连续性变量的统计学分析，先进行正态性检验，用Shapiro-Wilk 检验进行，如果数据总体分布符合正态性，此时两组样本之间均数差异比较采用t检验进行比较分析。如果经过正态性检验，该组数据不满足正态性分布，则两组样本之间的差异比较运用符号秩和检验来进行分析。而对于分类型变量而言，拟采用四格表卡方检验分别比较两组人群该变量在构成比及率方面的差异是否显著。P＜0.05表明差异具有统计学意义。

2 结果

在试验过程中，笔者选取52例3D ASL颅脑数据（试验组36例、对照组16例）。通过统计3D ASL 颅脑的图像处理结果和脑区的灌注参数CBF 值，对3D ASL 技术在颅脑试验中的应用效果进行定量分析，验证3D ASL技术在1级高血压灌注中的应用价值。

2.1 3D ASL颅脑图像结果分析

试验采用3D ASL技术，将原始数据经降噪处理得到灌注成像图，再经软件后处理可得到CBF图，用于后续测量ROI 内的CBF 值。图1 为某1 级高血压病人采用3D ASL技术得到的颅脑图像处理结果。

2.2 试验组与对照组CBF 图中额上回、额中回、额下回、半卵圆中心的CBF值差异

在得到CBF图的基础上，通过后处理软件可以获取17个特定区域ROI内的CBF参数值，用于参数差异性分析。图2为某1级高血压组病人的CBF图手动放置ROI后，测量得到的额上回、额中回、额下回、半卵圆中心CBF值分别为39.350、40.840、40.300、29.450。图3为某对照组志愿者的脑血流量图手动放置ROI后，测量得到的额上回、额中回、额下回、半卵圆中心CBF值，分别为53.160、58.120、59.800、35.840。通过对1级高血压组与对照组的参数差异进行分析比较，结果显示：1级高血压组额上回、额中回、额下回、半卵圆中心的灌注指标CBF值均低于正常对照组。

图1 某1级高血压病人3D动脉自旋标记颅脑试验数据图像Fig.1 Three-dimensional arterial spin labeling(3D ASL)craniocerebral experiment data of a patient with grade 1 hypertension

图2 某1级高血压病人额上回（a）、额中回（b）、额下回（c）、半卵圆中心（d）的脑血流量值Fig.2 Cerebral blood flow(CBF)values of superior frontal gyrus(a),middle frontal gyrus(b),inferior frontal gyrus(c)and centrum semiovale(d)in a patient with grade 1 hypertension

2.3 高血压组与对照组所有脑区灌注参数的CBF值比较

测得1级高血压组与对照组所有脑区的CBF值，并采用t检验和卡方检验进行比较，结果如表1所示。

在1级高血压组中，豆状核、丘脑、半卵圆中心、额上回、额下回、额中回、中央前回，中央后回、枕叶、颞叶、扣带回和胼胝体的灌注指标CBF值均低于对照组，其差异具有统计学意义（P＜0.05）。而在1级高血压组与对照组中，尾状核、杏仁核、侧脑室前后角的灌注指标CBF值无明显差异（P＞0.05）。

3 讨论

高血压病人随着血压的上升，可诱发颅内小动脉出现严重持久的痉挛，血管强制被动的扩张，随之脑循环进入障碍状态，可形成高血压脑病，出现一系列中枢系统临床表现，如高颅压、脑水肿等征象，或是脑出血、脑梗塞等更严重的并发症，甚至迅速发展成脑疝、脑卒中，危及生命。医生和患者多会关注高血压急症，而长期轻度高血压常容易被忽视。当血压升高累及脑内小血管时，便会出现CBF的异常，临床有很多研究显示大脑白质对脑血管病变引起的CBF减少最为敏感，因此，尽早地检测高血压导致脑小血管病变引起的大脑白质血流灌注异常，并尽早进行临床干预，对高血压脑病的防治有着非常重要的价值［4-5］。

图3 某对照组志愿者的额上回（a）、额中回（b）、额下回（c）、半卵圆中心（d）的脑血流量值Fig.3 CBF values of superior frontal gyrus(a),middle frontal gyrus(b),inferior frontal gyrus(c)and centrum semiovale(d)in a normal control

准确测量血流灌注的参数是诊断及防治高血压脑病的重要前提。现阶段检测脑组织灌注的影像技术有很多种［6-9］，比如：单光子发射计算机体层摄影、正电子发射断层摄影，CT 灌注等。然而上述灌注技术均需要注入来自外源的示踪剂，因为具有很多禁忌和副作用，限制了临床的广泛使用。随着高场强磁共振设备及磁共振成像软件的发展与更新，多种功能性磁共振成像广泛应用于临床，比如：扩散张量成像、扩散加权成像、灌注加权成像等［10-13］。目前，灌注成像对1 级高血压脑组织血流灌注评价的研究为数不多，而灌注加权成像中进展较新、发展较快的3D ASL对1级高血压脑血流灌注状态的报道更为少见。此研究目的在于研究1 级高血压各脑区血流灌注分布状态的差异，并结合其发病机制，有利于防治高血压脑病，减少患者致死率、致残率。

3D ASL技术是对上游的动脉血液中的氢进行特殊标记，定量测得脑血流量参数，无论在空间上，还是时间上，都有很好的分辨率。3D ASL 技术是一种容积灌注成像方法，可获得全脑灰、白质CBF功能参数图，得到各个脑区CBF定量值，成像过程中无需注射外源性对比剂，是一种利用自身动脉血中的氢质子作为内源性示踪剂的磁共振灌注方法，操作简单、可重复性高、完全无创，能有效发现颅底脑组织至大脑顶部异常脑灌注区。此外，3D ASL 技术具有采集信号速度快、图像信噪比高、信号定位准确等特点［14-16］。该新技术有很多的优势：标记方式选择准连续式，这种方式源于梯度保真度的更高要求以及稳定性极高的射频磁共振平台，这种射频系统可以将2 000次切换梯度、1 000 余次的标记连续射频在1.5 s 内实现，所以传统ASL 的低信噪比、不均匀性灌注等缺点就被克服了，它具有三维成像，范围全面的特点；另外，K 空间采集也是成像的优势之一，3D ASL 技术实现了更高效率的螺旋K空间采集，并且源于高保真梯度平台，改善后能够增加K空间数据采样，明显提高信噪比，有效减少了运动伪影，提高了图像质量使其更加均匀细腻，并且显著缩短扫描的时间；3D ASL成像技术的另一个优势是FSE读取方式，原理是采用FSE信号读取，使磁敏感伪影的干扰有效减少；另外颅底、颞部等紧邻含气部位的区域用传统动脉自旋标记显像不能得到全面准确的评价，但3D ASL技术可以实现［17-18］。

表1 所测脑区脑血流量值比较Tab.1 Comparison of measured CBF values of various brain regions

3D ASL 技术一直在不断地完善发展,而且越来越趋于成熟。伍鑫［19］发现3D ASL 可用于缺血性脑病的早期诊断,而且比扩散加权成像在提示病灶血流灌注方面的应用价值更高；郝敬波等［20］发现在临床应用中，3D ASL 能够比较可靠地反映脑梗死患者的低灌注状态，且异常灌注部位与扩散加权成像显示的梗死灶一致；毛传万等［21］发现3D ASL可对累及灰质区的缺血性脑卒中患者进行定性、定量、定位诊断。当脑组织出现微循环障碍，通过3D ASL方法测量CBF 值，可进行微循环障碍程度的评估及解剖学定位。但目前的文献报道鲜见将高血压部分脑区低灌注与其他脑病的灌注异常进行多组对照研究，这也是笔者团队计划进一步探究的课题。

本研究根据临床经验及其他研究结果，选择了17个特定脑区进行测量CBF值，研究结果显示，常规磁共振正常的1 级高血压患者部分脑区灌注状态呈减低趋势，即脑血流量CBF值下降，显著低于正常对照组，两组间差异具有统计学意义。提示3D ASL对1 级高血压脑血流灌注状态的评估比常规磁共振成像要敏感，且能更早发现高血压患者脑部细微病变，为临床更早发现、干预、预防高血压脑病提供一定的参考价值。