谭 辉，樊秋菊，任 革，杨 祺，贺太平*，史琳娜，王少彧，李 悦，薛 育

(1.陕西中医药大学基础医学与医学技术学院，陕西 咸阳 712000；2.陕西中医药大学附属医院医学影像科，陕西 咸阳 712000；3.西门子医疗系统有限公司磁共振科研部，上海 201318)

颅脑是高血压病危害的重要靶器官，高血压可致脑部小血管结构改变和血脑屏障受损，引起脑血管重塑及脑血流动力学改变[1-2]。研究[3]表明，血管完整性不良可能与脑血流量(cerebral blood flow, CBF)减少有关。作为一种无创性MR灌注成像方法，动脉自旋标记(arterial spin labeling, ASL)已成为研究多种疾病灌注的常用工具[4-5]。本研究采用多反转时间ASL(multiple inversion time-pulsed ASL, mTI-ASL)技术定量评估高血压患者脑血流动力学变化。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2017年8月—2018年4月55例因高血压就诊于陕西中医药大学附属医院患者(高血压组)，男37例、女18例，年龄31～65岁，平均(45.2±9.1)岁,平均血压(169.31±25.20)/(98.68±9.13)mmHg，均未接受正规抗高血压治疗。排除标准：①既往有脑卒中、脑血管病(如动脉瘤)、肾病等病史；②MR血管造影(MR angiography, MRA)显示颅内动脉中重度狭窄；③长期药物服用史，伴脑形态异常的精神或神经系统疾病；营养不良、肝功能异常等其他系统疾病；④检查当天剧烈运动和饮用茶或含咖啡因类饮料；⑤长期吸烟、饮酒。根据《中国高血压防治指南》[6]，将高血压患者分为3级：1级(高血压1级亚组，n=20)，平均血压(149.31±10.65/89.21±8.82)mmHg；2级(高血压2级亚组，n=20)，平均血压(176.79±15.23/100.16±10.30)mmHg；3级(高血压3级亚组，n=15)，平均血压(186.01±8.53/109.33±7.28)mmHg。另招募年龄匹配的健康志愿者20名(对照组)，男10名、女10名，年龄35～63岁，平均(47.0±7.9)岁，检査时血压(110.42±8.91)/(72.34±10.28)mmHg。所有受试者均为右利手。本研究通过院伦理委员会批准(SZFYIEC-YJ-2020-123号)，受试者无MR检查禁忌证，并签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Siemens MAGNETOM Skyra 3T超导型MR仪，配备标准16通道头颈联合线圈。先采集颅脑轴位T2WI、DWI及MRA，之后行mTI-ASL序列扫描，TR/TE 3 500/26 ms，层厚4 mm，层数30，FOV 220 mm×220 mm，矩阵128×128，施加4个TI，分别为1 500、1 990、2 480、2 970 ms，采集时间5 min 9 s。

1.3 图像分析 采用Matlab软件(R2014b)分析mTI-ASL原始图像，获得相对脑血流量(relative cerebral blood flow, rCBF)和动脉通过时间(arterial transit time, ATT)伪彩图，之后由2名分别具有6年及9年中枢神经MRI诊断经验的主治医师采用MRIcron软件(www.mccauslandcenter.sc.edu/mricro/mricron/)以双盲法测量rCBF和ATT值；于rCBF和ATT伪彩图中选择显示目标解剖结构面积最大的连续3个层面，手动勾画各区域圆形或椭圆形ROI，包括灰质区域(额叶、颞叶、枕叶)、白质区域(半卵圆中心、侧脑室前角和后角旁白质、胼胝体膝部和压部)及深部核团(基底核、丘脑)，ROI面积均小于相应解剖结构；对不同受试者尽量于相同层面进行测量，双侧对称勾画ROI，取平均值作为最后结果。

1.4 统计学分析 采用SPSS 19.0统计分析软件。以±s表示符合正态分布的计量资料。采用χ2检验比较高血压组与对照组性别差异；以组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)分析2名医师测量各参数(rCBF、ATT)的一致性，ICC≤0.2为一致性较差，0.2

2 结果

2.1 2名医师测量结果的一致性 高血压组与对照组性别差异有统计学意义(χ2=4.79，P<0.05)；2名医师测量各脑区rCBF及ATT值的一致性强(ICC均>0.80，P均<0.05)，取其均值进行分析。

2.2 高血压亚组与对照组间不同脑区rCBF值 除脑灰质外，高血压1级亚组各脑区rCBF值均低于对照组(P均<0.05)；相比高血压1级亚组，除半卵圆中心和胼胝体白质外，高血压2级亚组各脑区rCBF均降低(P均<0.05)；相比高血压2级亚组，除侧脑室前角和后角旁白质外，高血压3级亚组各脑区rCBF值均降低(P均<0.05)；其余各组间不同脑区rCBF值差异均有统计学意义(P均<0.05)，见表1及图1、2。

表1 高血压各亚组与对照组不同脑区rCBF值比较(±s)

表1 高血压各亚组与对照组不同脑区rCBF值比较(±s)

组别灰质额叶颞叶枕叶半卵圆中心侧脑室前角旁白质高血压1级亚组5.38±1.37 7.51±1.53 4.81±1.22 1.93±0.56∗ 2.30±0.69∗高血压2级亚组4.54±0.70∗#6.47±1.45∗#4.12±1.25∗#1.69±0.53∗1.85±1.03∗#高血压3级亚组3.61±1.36∗#a5.32±2.49∗#a3.14±1.12∗#a1.28±0.50∗#a1.54±0.63∗#对照组5.96±1.128.21±1.565.41±1.362.31±0.592.93±1.30F值16.0911.4212.7113.038.27P值<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01组别侧脑室后角旁白质胼胝体膝部和压部基底核丘脑高血压1级亚组2.13±0.74∗3.50±0.61∗5.77±0.94∗8.37±2.52∗高血压2级亚组1.57±0.38∗#3.06±1.04∗4.75±1.02∗#6.70±1.05∗#高血压3级亚组1.34±0.58∗#2.12±1.04∗#a3.71±1.44∗#a5.36±2.41∗#a对照组2.66±0.874.48±1.647.08±2.319.76±2.69F值16.5916.7019.4215.10P值<0.01<0.01<0.01<0.01

注：*：与对照组比较，P<0.05；#：与高血压1级亚组比较，P<0.05；a：与高血压2级亚组比较，P<0.05

2.3 高血压亚组与对照组间不同脑区ATT值 相比对照组，高血压1级亚组脑白质区(半卵圆中心、侧脑室前和后角旁、胼胝体)ATT值增加(P均<0.05)；除半卵圆中心白质外，高血压2级亚组各脑区ATT值均较高血压1级亚组增加(P均<0.05)；除侧脑室前角和后角旁白质外，高血压3级亚组各脑区ATT值均高于高血压2级亚组(P均<0.05)；其余各组间不同脑区ATT值差异均有统计学意义(P均<0.05),见表2及图1、2。

图1 志愿者女，62岁，血压110/75 mmHg A～D.不同层面rCBF伪彩图(A、B，椭圆形及圆形区域示不同区域ROI)及不同层面ATT伪彩图(C、D)显示全脑灌注均匀，色彩丰富，灰质显示清晰

表2 高血压各亚组与对照组不同脑区ATT值比较(±s)

表2 高血压各亚组与对照组不同脑区ATT值比较(±s)

组别灰质额叶颞叶枕叶半卵圆中心侧脑室前角旁白质高血压1级亚组1.37±0.30 1.31±0.28 1.41±0.28 1.42±0.34∗ 1.51±0.30∗高血压2级亚组1.51±0.27∗#1.48±0.24∗#1.61±0.23∗#1.47±0.27∗1.67±0.35∗#高血压3级亚组1.65±0.36∗#a1.57±0.27∗#a1.73±0.31∗#1.66±0.37∗#a1.84±0.30∗#对照组1.17±0.211.16±0.211.19±0.241.20±0.291.33±0.30F值10.1310.7112.157.2110.25P值0.0000.0000.0000.0000.000组别侧脑室后角旁白质胼胝体膝部和压部基底核丘脑高血压1级亚组1.38±0.35∗1.32±0.30∗1.25±0.27 1.27±0.27高血压2级亚组1.59±0.31∗#1.50±0.26∗#1.43±0.21∗#1.46±0.24∗#高血压3级亚组1.62±0.42∗#1.67±0.29∗#a1.58±0.30∗#a1.63±0.31∗#a对照组1.20±0.311.12±0.191.12±0.221.13±0.20F值7.1916.5512.7211.62P值0.0000.0000.0000.000

注：*：与对照组比较，P<0.05；#：与高血压1级亚组比较，P<0.05；a：与高血压2级亚组比较，P<0.05

3 讨论

最新调查[6]显示，我国18岁以上居民高血压患病率呈增高趋势。早期检出高血压脑损伤并及时治疗，可逆转无症状性靶器官损害，故监测高血压患者脑血流动力学改变对临床治疗及评估预后极为重要。DETRE等[7]提出的ASL技术以动脉血中的水分子为示踪剂，可定量反映组织血流灌注。传统ASL只设置1个TI，若设置不当，成像时被标记动脉血未完全到达或已目标层面，导致所获CBF值较实际值偏低。mTI-ASL技术标记后，采用多个TI采集图像，通过数据拟合计算ATT值，获得的rCBF值比传统ASL更为准确[7]。rCBF值联合ATT值有助于评估脑卒中[8]及脑肿瘤分级[9]，本研究进一步探讨其用于观察高血压患者脑血流动力学变化的价值。

图2 高血压患者，女，60岁，血压160/80 mmHg A、B.不同层面rCBF伪彩图示各脑区rCBF值均降低；C、D.不同层面ATT伪彩图示各脑区ATT值均增加

一直以来，PET是测量脑血流量的金标准。本研究中2名医师测量对照组脑部各区域CBF及ATT值的一致性强，表明CBF及ATT值具有良好的可重复性及可靠性，且与van GOLEN等[10]的研究结果相似。

rCBF值是评估脑组织血流动力学改变的重要指标。本研究结果显示，早期高血压患者脑灰质区域rCBF下降不明显，可能由于此时病程不长，且大脑皮层灰质存在丰富侧支循环，可维持足够血流灌注。随着病程延长，血压进一步升高，血管内皮损害加重，脂质沉积、逐渐形成粥样斑块，最终导致小动脉硬化，出现脑血流速度减慢，脑灌注减低。本研究结果显示，高血压2级及3级患者脑灰质区域rCBF均下降，与WANG等[4]研究结果类似。而早期高血压患者脑白质区rCBF即减低，推测该脑白质区血流减低与其脑白质脱髓鞘有关[11]。丘脑和基底核主要由大脑后动脉及大脑前动脉分支供血，其血流相对恒定，WANG等[4]发现轻度高血压患者丘脑及基底核区CBF值与健康志愿者差异无统计学意义，而本研究结果显示，高血压患者基底核及丘脑CBF波动较大，早期即出现rCBF减低，随着血压升高，rCBF持续减低，可能样本量较小有关。

既往ASL相关研究[12]多关注于采用CBF评价组织灌注状态，而无法提供时间灌注信息。本研究采用4个TI进行成像，通过拟合数据，可评估ATT。ATT值是评估脑血管异常(如颈总动脉阻塞)的重要指标[13]，近年来，mTI-ASL图像的参数ATT值逐步应用于肿瘤性疾病及脑血管病中[8-9,2]。研究[2]表明，高血压患者血管改变可能与动脉粥样硬化斑块进展以及新生血管形成有关，本研究发现轻度高血压患者脑白质区ATT值增加，推测标记动脉血到达延迟，可能因为动脉硬化阻塞或血液供应重新分配。

综上所述，mTI-ASL成像可定量评估高血压患者脑血流动力学变化，监测高血压病情的进展。本研究的局限性：①未对高血压患者病程进行分组分析；②采用手动勾画ROI，可能存在一定偏差；③部分高血压患者伴有高血糖或高血脂，可能会影响研究结果，有待扩大样本量进一步研究。