技术贴浅述血脑屏障模型对灌注成像的影

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两种灌注成像解决方案DSC与3DASL，一个重要的区别点就是前者依赖于血脑屏障模型，后者不依赖。这也导致它们在临床应用上有巨大的差别。

从三种常见的临床应用简单描述这种区别：

脑梗塞后再评价

鉴别线粒体脑肌病（Melas）与脑梗塞

肿瘤灌注水平

很多病变可能会对血脑屏障带来改变，因此和DSC相比，不打药、不依赖于血脑屏障的3DASL能够更好的反映真实的灌注水平。

在之前的文章中我们简单对比了DSC和3DASL在诊断和鉴别诊断上的不同应用，回复“3DASL对比”即可查看该文章。对比中提到了一个关键概念“血脑屏障模型”，本文将针对血脑屏障模型对灌注成像的影响进行进一步的探讨

如ASL技术的发明者JohnADetre在其最初的关于ASL技术介绍文献中所说的ASL采用可以自由扩散的水分子作为内源性示踪剂，是唯一可以和PET的15O水相媲美的灌注技术。那么这种可以自由扩散的不依赖于血脑屏障的模型到底有什么样的临床优势呢？我们从三个实际临床应用病例对比来做个简单的探讨：梗塞后再灌注评价1

梗塞后再灌注的新生血管缺乏完善的血脑屏障，这就降低了DSC的准确性。然而，在急性脑梗塞治疗过程中关于再灌注的评价具有更实际而深远的指导意义。当急性脑梗塞在治疗过程中出现再灌注意味着需要停止进一步的溶栓治疗，否则就有可能导致出血的发生。梗塞一旦合并出血其死亡率非常高。

在评价梗塞后再灌注方面3DASL技术较传统DSC相比具有明显的临床优势。虽然再灌注的新生血管缺乏完善的血脑屏障，但是3DASL不依赖于血脑屏障模型，能够更真实的反映再灌注的存在。

上图摘自文献，对比表明在急性期脑梗塞反映缺血改变方面ASL与DSC表现类似，但在反映是否有再灌注ASL明显优于DSC。文章指出再灌注的出现意味着血管麻痹和更容易转变为出血的区域。由于ASL不依赖于血脑屏障模型因而能更敏感的显示再灌注出现。

病例简析

上排图急性脑梗塞急性期3DASL显示缺血低灌注区域，

下排图像是治疗后复查，相应的3DASL显示出高灌注的再灌注区域，此时进一步的溶栓需要停止。（病例来源：医院）

鉴别线粒体脑肌病（Melas）与脑梗塞2

以脑卒中反复发作的线粒体脑肌病与脑梗塞在临床上表现很相似，在常规图像上两者表现也很相似，但在灌注上线粒体脑肌病表现为高灌注而脑梗塞则表现为低灌注。但由于3DASL不依赖于血脑屏障模型，使用可以自由扩散的水分子作为内源性示踪剂，对比研究表明：与DSC相比，3DASL能更准确的显示Melas的高灌注而相对应的DSC灌注成像未能清晰显示其高灌注改变。

病例简析

上排图女性，28岁，反复脑卒中发作，长T1、长T2信号改变，弥散呈现高信号改变，3DASL表现为高灌注；

中排图女性，49岁，右侧肢体活动不利，左顶枕叶长T1、长T2信号改变，弥散呈现高信号，3DASL表现为低灌注；

下排图是上排图病例3DASL与DSC灌注对比，3DASL表现为明确高灌注，而DSC上高灌注不明显。（病例来源：医院）

线粒体脑肌病是一种先天性代谢疾病，表现为在线粒体内不能进行正常的三羧酸循环代谢。在PET文献中曾强调该类疾病的“低灌注”表现，但在这些PET文献中所使用的示踪剂是18F荧光脱氧葡萄糖，必须强调的是使用这种示踪剂反映的是细胞的代谢水平而不是组织灌注水平。在PET成像只有采用15O水示踪剂才能真正反映灌注水平，但遗憾的是这种示踪剂半衰期极短，在临床上无法常规使用。近期文献指出在线粒体脑肌病患者其细胞内存在大量无法正常代谢的葡萄糖，这导致葡萄糖从细胞内向细胞外的反扩散，其实这是早期PET文献认为低灌注的原因。

与此同时，线粒体脑肌病患者存在有明显的乳酸堆积，这种乳酸堆积刺激脑血管扩张，这是形成灌注血流增多（高灌注）的机制。因为细胞代谢障碍能量匮乏，线粒体脑肌病患者的血脑屏障功能受损，一方面导致血管源性脑水肿发生，而另一方面在传统对比剂灌注成像过程中因为缺乏血脑屏障而不能建立有效的磁敏感对比从而导致DSC灌注不能真实的反映实际灌注水平。

肿瘤灌注水平3

传统的DSC灌注依赖的是血脑屏障模型，那就意味着一旦血脑屏障破坏就无法建立有效的磁敏感对比差别。大量的临床病例也证实在那些增强上有明显强化的肿瘤病变采用传统的DSC灌注成像并不能真实的反映病变的灌注水平。与DSC灌注相比3DASL采用的是动脉血中的水分子作为内源性示踪剂，这是一种可以自由扩散的示踪剂，不依赖于血脑屏障模型，因此即便在那些血脑屏障破坏明显的病例3DASL也能真实的反映病变的灌注水平。

上排图像摘自文献。

下排图显示：3DASL明显高灌注的病例在DSC灌注上表现的不明显，考虑血脑屏障破坏导致DSC灌注上不能准确评估灌注改变。

以上仅从梗塞后再灌注评价、MELAS与脑梗塞的鉴别诊断、肿瘤灌注水平三个方面举例说明如果灌注成像依赖于血脑屏障模型，可能会对最后的成像带来什么影响。这也是DSC成像所面临的挑战，而作为该挑战的解决方案，3DASL可以在不打药的情况下带来更准确的、不依赖于血脑屏障模型的灌注成像。

长按







































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