3D伪连续动脉自旋标记技术在中枢神经系统疾病诊断中的
研究进展
刘梦琦1,2，陈志晔1,2，马林2* 【期刊名称】中国医学影像学杂志 【年(卷),期】2018(026)007 【总页数】4
【关键词】【关键词】脑肿瘤；脑缺血；偏头痛；磁共振成像；灌注成像；综述 动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）是一种非对比剂标记的无创性脑灌注成像技术，可用于定量评估脑灌注状态。3D伪连续动脉自旋标记（threedimensional pseudo-continuous arterial spin labeling，3D-pCASL）是新近发展的3D容积灌注成像技术，采用快速自旋回波序列，螺旋填充K空间，具有高分辨率的特点，可进行全脑扫描，故具有较高的临床应用价值。本文对3D-pCASL技术相关研究进展及其在神经系统疾病诊断中的应用进行综述。
1 3D-pCASL的基本原理
ASL的基本原理是对动脉血中的氢质子进行射频脉冲标记，带标记的动脉血流入成像平面进行灌注成像，此时的图像称为“标记像”，包括流入组织和静态组织的血液信息。另外，对成像区进行非标记血液成像称为“非标记像”，同时包括静态背景组织信息，两者之差即为灌注像[1-2]。
目前 ASL的分类包括连续型 ASL（continuous ASL，CASL）[3]及脉冲型ASL（pulsed ASL，PASL）。CASL具有信噪比高、扫描范围大等优点，但对硬件要求较高，目前临床应用较少。PASL临床常用的序列包括血流敏感性的交
替反转恢复（flow sensitive alterna inversion recovery，FAIR）[4]及 3D-pCASL 序列[5]。FAIR技术采用EPI序列进行扫描，图像分辨率低，扫描参数有限，目前基本已退出临床使用。3D-pCASL是一项新近推出的全脑灌注成像技术，基于FSE序列，图像伪影较小[5]。该技术采用3D采集，可有效提高图像的信噪比；采用螺旋采集填充K空间可有效加快扫描速度；同时进行连续标记，提高了标记效率。
2 3D-pCASL的可重复性及与PET-CT一致性
尽管脑沟的脑脊液及背景生理性噪声对 3D-pCASL的结果可能有一定的影响，但不同设计的可重复性检验研究证实3D-pCASL具有较高的可重复性。既往研究对皮层下灰质进行分割，进而自动计算出皮层下灰质结构的脑血流量（cerebral blood flow，CBF）值，结果显示相同受试者不同时间点进行3D-pCASL检查，CBF值具有较高的组内相关系数值，提示可重复性较高[6]。因此，基于脑图像分割提取脑组织CBF值的方法可以避免传统的感兴趣法测量所引起的主观偏倚，值得临床推广。刘梦琦等[6]采用3D-pCASL对健康成人全脑灌注进行可重复性研究发现，无论 MR设备是否相同，3D-pCASL对全脑CBF值的评估均具有较高的可重复性。采用3D-pCASL序列对局部脑组织，如视觉皮层的CBF值测量进行可重复性检验证实，经过校正后的3D-pCASL具有较高的可重复性，适用于多中心或神经眼科疾病的长期随访观察[7]。Xu等[8]研究发现，3D-pCASL与15O-Water PET灌注具有较高的一致性，可用于无创活体评估阿尔茨海默病患者脑部早期病理生理改变。同时，既往研究证实3D-pCASL与PET/CT在脑部肿瘤性疾病、炎性脱髓鞘、代谢性疾病等灌注评估中的一致性较高[9]。
3 3D-pCASL在脑肿瘤诊断中的应用
临床实践中通常采用动态磁敏感对比剂灌注成像（dynamic susceptibility contrast-enhanced perfusion weighted imaging，DSC-PWI）对神经上皮肿瘤进行分级，但DSC-PWI的缺点是采用EPI序列进行扫描，分辨率较低，靠近颅底的部位磁敏感伪影重，影响肿瘤CBF值的测量。3D-pCASL技术可有效克服上述缺点，同时无需注射MR对比剂，尤其适用于肾功能不全患者。3D-pCASL可替代 DSC-PWI进行星型细胞瘤的良恶性分级，准确性可达到86%；而结合扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）进行良恶性分级时，准确性可以达到95%[10]。同时，3D-pCASL与 DSC-PWI之间也具有较好的相关性（r=0.81，P＜0.001）[11]。另一项研究表明，3D-pCASL诊断后颅窝肿瘤良恶性的敏感性及特异性分别为96%、97%；诊断大脑半球肿瘤良恶性的敏感性及特异性分别为90%、93%，截断值为 50 ml/（min·100 g）[12]。相关性分析证实，肿瘤的 CBF值与微血管密度显著相关（r=0.66，P＜0.001）。总之，3D-pCASL可有效用于神经上皮肿瘤分级，灌注越高，级别越高（图1），且灌注的高低与患者生存时间成反比[13]；同时也可用于预测脑肿瘤的微血管密度[14]。
除神经上皮肿瘤分级外，3D-pCASL也可用于诊断其他脑部肿瘤。鞍旁脑膜瘤与鞍旁海绵状血管瘤有时鉴别困难，而不同的诊断结果将影响后续治疗方案的选择。鞍旁脑膜瘤一般采用手术切除治疗，鞍旁海绵状血管瘤一般需要先进行放疗再手术治疗，因此术前准确诊断显得尤为重要。研究表明，脑膜瘤的灌注显著高于海绵状血管瘤，可以用于鉴别两者，尤其是当两者常规MR表现相似时[15]。但由于此区域DSCPWI采用平面回波成像，颅底的磁敏感伪影较重，
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