侯 聪，侯姗姗，张 俊，李启霖，刘新疆，3

1滨州医学院附属医院放射科，山东 滨州 256603；2潍坊医学院，山东 潍坊 261000；3上海市浦东医院（复旦大学附属浦东医院）放射科，上海 201399

急性脑梗死（ACI）又称急性缺血性脑卒中，是指脑血供突然中断后而导致的脑组织缺血、缺氧继而出现坏死，一般是由于脑部主要供血动脉出现粥样硬化和血栓形成，导致局灶性急性脑供血不足，出现相应支配区域的脑细胞坏死。目前临床上常使用扩散加权成像(DWI)来评估超早期脑梗死。2018年9月，我国发布了最新的《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018》[1]，其中指出，新增发病3～4.5 h时间窗内、年龄＞80岁的患者，经详细评估风险与获益后，在做好医患沟通的情况下，推荐静脉溶栓治疗，这在2014版指南中是禁忌症[2]。确定了对超静脉溶栓时间窗的治疗建议，超静脉溶栓时间窗的患者如果符合血管内治疗条件，应尽快施行血管内治疗，希望通过评估（包括多模态影像学）能够扩大血管内治疗时间窗，挽救更多脑组织[3]。既往研究显示，超时间窗ACI患者血管内治疗可以取得较好的预后[4]；如果不符合血管内治疗条件者，则应结合多模态影像学（利用不同成像原理、设备得到图像，如CT、MRI、PET等）的检查结果，判断是否能够进行静脉溶栓治疗。能够进行动脉穿刺的颈内动脉和大脑中动脉M1段闭塞患者，经规范严格的临床和影像学评估后，进行血管内机械取栓治疗的时间窗由原来的6 h延长至24 h，而在2014版指南中仅限于6 h以内的患者。在这种背景下，对急性缺血性脑卒中的多模态影像学检查提出了更高的要求。主要包括更早期发现异常脑血流灌注，评估灌注减低程度、范围及病变血管；对低灌注区的相应的责任动脉血管进行评估；判断病变区侧支循环是否有效建立，获得血管选择性诊断信息；界定核心梗死区与缺血半暗带的存在；定量得出灌注的特征性参数，即脑血流量（CBF）；预测ACI患者的临床预后；观察ACI患者在溶栓治疗缺血梗死区域的血流再灌注恢复情况等。

动脉自旋标记(ASL)作为一种非侵入性测量CBF的MRI技术，是在BOLD效应被发现的同时被发现的。1992年研究者首次应用基于内源性对比剂的ASL技术测得了小鼠的脑血CBF[5]，但直至近期，ASL才被神经影像学界广泛采用和认可，这在很大程度上归功于MRI技术的进步。该技术发展早期受到其固有的低信噪比和缓慢的时间分辨率的影响，而随着平行成像的出现[6]，伪连续标记和背景抑制方案的发展，可以以足够的速度和质量采集ASL图像，成为一种成熟的定性、定量成像工具[7]。随着美国GE DISCOVERYMR 750 3.0 T全身磁共振扫描仪的普及和Functool 4.6后处理工作站的应用，能够非常简单地完成DWI和ASL图像的后处理，得到兴趣区的CBF值[8-9]。

本综述为ASL在ACI中的临床应用。在脑血管疾病中，ASL由于其定量性质和确定脑动脉区域的能力而特别引人关注。在ACI时，可观察到半暗带侧支供血的来源，并能够基于ASL序列的精确的绝对和相对临界CBF值用于指导临床治疗或预防性干预[10]，有利于ACI患者的预后判断。

1 ASL灌注技术成像原理及衍生技术

ASL技术从本质上讲与外源性示踪剂灌注成像（如团注追踪MRI、放射自显影、PET等）原理是一致的，只是不是将外源性示踪剂（如一些顺磁性对比剂：GDDTPA或SPIO等）通过静脉注入血流，追踪其在组织中的蓄积，ASL示踪剂由动脉本身的血液水（即氢质子）组成，ASL技术将动脉血中的氢质子作为内源性示踪剂，利用反转脉冲对氢质子进行标记，延迟后进行成像，得到同时包含被标记氢质子（即内源性示踪剂）的血液信号和静态组织信号的标记像；不额外施加反转脉冲再次成像，得到仅包含静态组织信号的对照像；将对照像和标记像相减则得到血流灌注图像[11]。

根据标记方法不同可将ASL分为4类，包括连续式ASL、脉冲式ASL、准连续式ASL及基于流速ASL。准连续式ASL融合了连续式ASL的高信噪比和脉冲式ASL的高标记效率，能够显著有效的降低磁化传递效应；同时对硬件无特殊要求，拥有较低的射频能量沉积，当前已成为临床上最值得推荐的ASL标记方法[12]。3D-ASL具备快速成像、灌注均匀、高信噪比、低SAR值等特质，是目前ASL白皮书中最推荐使用的灌注技术[12]。供血区ASL（TASL）是在ASL的基础上分别选择兴趣动脉进行标记，得到兴趣动脉供血区域的灌注图像，获得感兴趣脑区的CBF值[13]。有研究显示，TASL技术在评估脑血管疾病患者的侧支循环建立情况与数字减影血管造影结果具有良好的一致性[14]。

ASL通过特定标记动脉血中的氢质子来反映脑组织血液的灌注情况，是一种绝对定量灌注技术，不但可以生成灌注图像进行定性判断，还可定量计算出灌注的特征性参数，即CBF。尽管CBF是一个绝对定量值，但也会受到标记后延迟（PLD）或TI的影响，PLD或TI与动脉通过时间（ATT）的一致性越高，测得的CBF值越准确[15]。与其他灌注技术比较，ASL无需使用外源性对比剂，且无电离辐射，可在短期内多次进行评价。

2 ASL灌注技术在ACI的应用进展

ACI又称急性缺血性脑卒中，占全部脑卒中的60%～80%。目前临床上对存在突发神经功能缺损症状（如肢体运动动能不同程度的障碍，感觉、知觉、痛觉等不全等）在急诊头颅CT排除脑出血的诊断患者可初步诊断ACI，颅脑MRI对于指导ACI的再灌注治疗至关重要，其中DWI和灌注加权成像（PWI）作为一种成熟的技术，广泛应用于临床来评估超早期脑缺血（即ACI）[16]。研究显示，ASL较DWI能够更早期发现异常脑血流灌注[17]，并且准确评估灌注减低程度、范围及病变血管，与DSCPWI技术具有较好一致性[18-19]。另有研究表明，在ACI的诊断中，3D-ASL在显示梗死病灶范围和灌注特点方面效果更优[20-21]。3D-ASL与DWI联合应用较仅仅单一使用DWI更能明确脑梗死患者梗死部位、缺血程度和脑组织灌注情况，在诊断ACI中具有更高的特异性和敏感性[22]。ASL灌注技术与MRA联合应用可以对低灌注区的相应的责任动脉血管进行评估，找出相应病变区域脑组织供血不足的可能原因，两者联合应用大大提高了检出的敏感性及特异性[9,23]。若MRA检查中显示部分脑血管主干出现重度狭窄或者闭塞，而ASL检查中并未出现低灌注现象，提示该区域存在较好的侧支循环，则无需介入处理治疗[9]。反之，如果MRA显示血管狭窄所影响的区域与低灌注较一致，则表明该区域无有效的侧支循环建立，存在有可能发展为梗死的低灌注组织，需要相应积极的治疗，以避免发生脑梗死及梗死范围的进一步加重[24]。ASL灌注成像中动脉内穿行伪影的出现主要是由于局部动脉血流速度减慢，当ATT大于PLD，被标记的动脉血在成像时仍滞留于血管内，ASL影像上表现为血管内高信号。动脉内穿行伪影的出现往往能提示侧支循环建立良好，具有较高的临床意义。ASL可对单支感兴趣血管进行标记，由此直接得到某一供血动脉的供血区，更直观地掌握是否存在交通动脉的开通和二级侧支循环建立，得到类似数字减影血管造影获得的血管选择性诊断信息[25]。

近年来，临床对于急性大面积脑梗死讨论较多的就是如何界定核心梗死区与缺血半暗带的界限。Astrup等[26]于1977年提出IP的定义，梗死中心即核心梗死区周围的缺血性脑组织虽然电活动中止，但脑组织细胞可以维持自身跨膜电位与膜电压，IP与发病时间紧密相关，如果能够及时再灌注治疗，改善缺血、缺氧，IP脑组织可得以存活。因此在对ACI再灌注治疗中，能够快速和准确地判断IP范围及相关支配血管是治疗的关键所在。脑组织血流灌注状态可以指导临床医生及时调整治疗方案，对于改善患者预后具有重大意义[27]。对于判断是否存在缺血半暗带，刘洋等[28]在研究中发现利用ASL技术得到的异常灌注区与DWI所显示的梗死区，如果两者面积相差大于10%，考虑存在缺血半暗带可能。有研究显示，ASL技术能有效检测ACI患者缺血半暗带，可在临床怀疑ACI的患者中推广应用[29]。最新研究亦显示ASL灌注技术获得的aCBF与rCBF值与ACI患者的临床预后具有较大的相关性[10]，已有相关研究结果证明存在aCBF与rCBF的临界值，在临界值以上，受损脑组织恢复功能的可能性较大，即存在的缺血半暗带，反之即核心梗死区。杨清等[30]研究表明，ACI患者rCBF与其预后具有紧密联系，3D-ASL技术在其预后方面具有重要价值。

动态磁敏感对比成像（DSC）近些年来一直作为灌注成像的最常用手段，有研究显示脑梗死低灌注区ASL-CBF值与DSC-CBF及峰值时间（TTP）在前循环的ACI患者中相关性最高[31]，同时TTP也是DSC中反映缺血性脑梗死最敏感的指标，主要反映病灶区血流达峰时间延迟，所以在一定程度上ASL-CBF与DSC-TTP在ACI的诊断中有更好的关联性[19]。DSC的缺点包括对比剂不能自由通过血脑屏障进入幕上脑实质，当注射速率过高可导致对比剂外渗出血管及钆对比剂可诱发肾源性纤维化等并发症[32]（肾功能不全患者不适用），相比之下，对于有相应禁忌症或者需要长期随访复查的患者可采用3D-ASL技术。因此即使3D-ASL在ASLDWI不匹配区的IP具有一定局限性[17]，但是对于检查受限的患者和需要多次随访复查的患者，3D-ASL在一定程度上可取代DSC[11]。同时，对于ACI患者在溶栓治疗之后，3D-ASL序列还可以及时反映缺血梗死区域的血流再灌注恢复情况，发现有无异常高灌注的区域，有利于全面评估脑组织的血流灌注信息[31]，预测缺血再灌注损伤的发生[33]。研究显示，在核心梗死区出现高灌注的患者发生出血性转化的风险明显高于没有出现高灌注的患者[34]。同时，异常高灌注区域与血管再通治疗后的血脑屏障破坏和出血性转化的位置存在相关性。

因此，ASL作为新兴的磁共振功能成像技术，在更早期发现异常脑血流灌注，并且准确评估灌注减低程度、范围及病变血管；与MRA联合应用对低灌注区的相应的责任动脉血管进行评估；在判断病变区侧支循环是否有效建立，获得血管选择性诊断信息[35]；在如何界定核心梗死区与缺血半暗带的界限；在预测ACI患者的临床预后；在ACI患者在溶栓治疗缺血梗死区域的血流再灌注恢复情况等诸多方面体现出积极地临床意义和广阔的前景。

3 ASL灌注技术在ACI应用的优势及不足

3.1 ASL在ACI应用的优势

ASL标记技术效率高、扫描范围广，无需注射对比剂帮助显影，短期内可进行多次复查，尤其是近些年出现的3D-ASL技术克服了回波平面成像所形成的磁敏感伪影，增加了图像信噪比，灌注成像更为清晰[36]。随着计算机智能技术发展和后处理软件的升级，ASL后处理变得更加简单，所得的CBF图可以与MRI解剖图像融合，使异常灌注信息的显示更加准确。

ASL可以准确定量地得出CBF值，ASL灌注序列的aCBF值是通过将感兴趣区放在缺血损伤处来确定的，不需要额外的后处理。在ASL灌注序列上，通过将轴穿过前后平面，并将感兴趣区置于病变处，计算CBF的相对值。通过自动选择等表面对称测量软件功能，获得未受影响的对侧值。rCBF值是通过确定被测变量的比率得到的，并以百分比表示；准确获得aCBF与rCBF值评估ACI的预后[10]。

近年来，随着ASL技术地迅速发展，已能够非常成熟地用于评估脑血流灌注，并且在预测颅内动脉狭窄、闭塞及脑梗死区出血转化具有重要价值。多模态磁共振技术的综合应用有助于评估IP、指导溶栓治疗、推动重组组织型纤溶酶原激活剂的应用，对发现更多适合再灌注治疗的ACI患者，降低ACI患者溶栓后的出血风险，延长溶栓治疗时间窗具有重要意义[16]。

3.2 ASL在ACI应用的不足

尽管ASL脑卒中有一定临床应用价值和非常广阔的发展前景，但也存在着许多局限性。其中最重要的就是对PLD[37]和ATT的敏感性。在大动脉狭窄或闭塞的情况下，rCBF图会出现过度灌注，选择较长的PLD虽然会减轻过度灌注，但因为其通过时间过长，降低了图像的信噪比[11,13]。ASL对大面积脑梗死血流灌注敏感，但是在于对低血流灌注区域或小梗死灶DWI的敏感性优于ASL[38]。另外，磁共振的绝对禁忌症，金属伪影的干扰会严重影响磁场的均匀性，动脉的标记被影响，形成与大动脉闭塞一致的影像学表现[39]。尽管随着磁共振技术的发展，有纠正运动伪影的技术手段，但扫描时间较长会增加患者运动伪影出现的概率[40]。

4 ASL灌注技术的前景与展望

ASL技术是一种无创检查技术，无需静脉注入对比剂，ASL较DWI能够更早期发现异常脑血流灌注，并且准确评估灌注减低程度、范围及病变血管，与DSCPWI技术具有较好一致性；与MRA联合应用对低灌注区的相应的责任动脉血管进行评估；在判断病变区侧支循环是否有效建立，获得血管选择性诊断信息；能够初步界定核心梗死区与缺血半暗带的存在；ASL可以生成灌注图像进行定性诊断，还可定量得出灌注的特征性参数（即CBF），能够初步预测ACI患者的临床预后；TASL有助于评估脑血管疾病患者的侧支循环建立情况，在评估ACI患者溶栓治疗后缺血梗死区域的血流再灌注恢复情况等诸多方面体现出积极地临床意义和广阔的应用前景。

ASL作为一种新兴的检查技术，有着禁忌症较少、后处理操作简便等诸多优点，诸多研究证明了其在ACI早期诊治及预测预后方面的巨大意义，随着ASL技术的发展，将来可能会在更多的疾病诊断及预后评价中发挥更大作用。