磁共振灌注成像(perfusion-weighted imaging，PWI)用以反映组织微血管分布和血流灌注情况^[1]，其不但能够提供组织的血流动力学信息，而且还能对某一血管的血流动力学进行客观有效的评价^[2]。其中脑血流量的精确测定对于缺血性脑血管病、脑肿瘤的诊断和治疗方案的制订以及治疗效果的评估具有重要的临床价值^[3,4]，最新研究结果显示磁共振灌注成像对评价神经退行性疾病和神经精神性疾病也有极大的帮助^[5]。但是其为半定量，所得出的灌注相关数值都不准确。因此，全定量磁共振灌注成像(self-calibrated epi perfusion-weighted imaging，Scale-PWI)应运而生，其是一种新的灌注方式，对比于常规灌注它可以对灌注值进行一个相对完全定量，得出比较准确的灌注值，其准确性也得到了一定验证^[6]，正在临床进行推广。和常规灌注一样，Scale-PWI也要把握一定的注药时期，过早就会存在对比剂的二次灌注^[7,8](对比剂首次进入靶组织血管到完全流出血管需要一定时间，在此期间含有对比剂的血液回流至心脏后可到达兴趣区靶组织内，而此时扫描并未结束，从而形成对比剂的第二次灌注)。二次灌注会使信号曲线与实际有明显偏差^[7]，最终会对灌注参数有影响。笔者的目的就是探索Scale-PWI的最佳注药时期，得到较准确的灌注参数，更好地应用于临床，其次就是探索二次灌注对Scale-PWI血流动力学的影响。

1　材料与方法

1.1　一般材料

       无脑血管疾病志愿者100名，男40名，女60名，年龄37～65岁，平均(50.13±8.32)岁。对所有志愿者进行详细询问，均无心脑血管及其他疾病等。100名志愿者的MR常规扫描图像均无陈旧性脑出血、脑梗死、血管畸形及颅内肿瘤，均符合标准，纳入统计。将志愿者分为5组，每组20名，分组兼顾性别和年龄的均衡性，所有志愿者均签署磁共振增强知情同意书。

1.2　MR检查及方法

       应用德国Siemens公司Verio 3.0 T超导磁共振扫描仪，扫描范围为全脑。T1WI sag，TR 440 ms，TE 2.48 ms，FOV read 230 mm×230 mm，FOV phase 100%，矩阵320×320，层厚5 mm，层间距1 mm；T2WI tra，TR 4900 ms，TE 92 ms，FOV read 230 mm×230 mm，FOV phase 100%，矩阵320×320，层厚5 mm，层间距1 mm；T1WI tra，TR 250 ms，TE 2.67 ms，FOV read 230 mm×230 mm，FOV phase 100%，矩阵320×320，层厚5 mm，层间距1 mm；T2WI FLAIR，TR 8000 ms，TE 94 ms，FOV read 230 mm×230 mm，FOV phase 90.6%，矩阵256×256，层厚5 mm，层间距1 mm；灌注成像序列采用Sacle-PWI进行扫描，扫描范围与前述轴位扫描范围一致。扫描参数：TR 1620 ms，TE 36 ms，反转角度为90°，连续扫描50期，FOV read 230 mm×230 mm，FOV phase 100%，矩阵128×128，层厚5 mm，层间距1 mm，扫描层数为20，覆盖全脑范围，扫描时间为2 min 19 s。对比剂采用马根维显，0.2 mmol/kg。由本科护理人员于右手肘窝处肘正中静脉或贵要静脉留置20号BD留置针，高压注射器以4 ml/s的流率注射对比剂。5组患者分别在Sacle-PWI序列扫描的第3期、第5期、第7期、第9期、第11期注射对比剂。

1.3　Scale-PWI

       一个新的灌注序列，可以对脑灌注区域进行全定量灌注，得出相对准确的灌注值。其序列组成为在注射药物前先行T1 map扫描，然后行常规PWI灌注扫描，最后再行T1 map扫描(扫描层面与第一次同层)。然后分别测量出打药前后T1 map序列的脑白质和血池(矢状窦)中的T1值，再代入公式，计算出稳定的脑白质稳态脑血容量(steady state cerebral blood volume，CBVss)。再通过静态组织T1的变化和纠正血管内水的交换，从而对CBVss进行纠正，得出定量的脑白质CBV (quantitative cerebral blood volume for white matter，qCBVWM)，基于与qCBVWM相同的脑白质ROI (体积测量方法)得出脑白质的相对量CBV (relative cerebral blood volume for white matter，rCBVWM)，然后把qCBVWM/rCBVWM的比值作为一个缩放因子，再得出定量的CBV和脑血流量(cerebral blood flow，CBF)^[9]；测出的最终灌注值要除以10，才得出最终值。

1.4　图像处理

       Scale-PWI扫描完成后，首先将灌注数据通过常规PWI后处理软件得出时间-信号强度图，分析其是否存在二次灌注(图1，图2)。其次Scale-PWI扫描完成后会自动生成CBV、CBF的函数图像，在此函数图像上进行测值，其测值大小与初始水平线下与曲线所围成面积大小呈正相关。测值感兴趣区设置为圆形，测值兴趣区面积均为1 cm²，测值的部位分别为额叶白质、灰质及丘脑(左右对称)，测量时注意避开血管周围间隙^[10]。将测量值记录分析，具体测量部位见图3,图4,图5。

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图1，2  均为灌注时间-信号强度图，横坐标为时间，纵坐标为信号强度。图1与图2比较，其信号强度下降到最小值，再上升到最大值后，其信号强度又存在一次明显的下降，说明图1存在明显的二次灌注，图2则没有
图3～5  分别表示各感兴趣区(图中圆圈内部分)具体测量部位，图3为额叶，图4为丘脑，图5为小脑
图6～11  分别表示额叶白质、背侧丘脑、小脑的不同时期CBV、CBF灌注测量值的均值方差图，从图中可以看出存在二次灌注的第3期、第5期的灌注测量最大值、均值、方差都大于第7期、第9期的灌注测量最大值、均值、方差
Fig. 1，2  Figure 1 and figure 2 are the perfusion time-signal strength graph, the horizontal coordinate is time, and the ordinate is the signal strength. Compare figure 1 with figure 2, its signal strength drops to the minimum value, and then rises to the maximum value. There is another significant drop in intensity, indicating that there is significant secondary perfusion in figure 1, and figure 2 does not.
Fig. 3—5  Figure 1 and figure 2 respectively represents the specific measuring parts of each interest area (in the circle). Figure 3 is the frontal lobe; figure 4 is thalamus; figure 5 is the cerebellum.
Fig. 6—11  Respectively represents the frontal white matter at different times, dorsal thalamus, cerebellum CBV, CBF perfusion measurement variance figure, can be seen from the figure in the existence of secondary perfusion perfusion measure the maximum value of stage 3, 5, the mean and variance are greater than 7, 9 issue of perfusion measure the maximum, the mean and variance.

1.5　数据分析

       将所有5期测值首先行期内左右对比，后再将所收集的5期数据，分析二次灌注对脑灌注成像的影响，并从中得出Scale-PWI的最佳注药时期。

1.6　统计学方法

       对统计的5期不同注射时期的各感兴趣部位的数值采用均数±标准差表示，使用配对t检验和单因素方差分析对5期不同时期各感兴趣区灌注参数值进行统计学分析。上述所有数据检验均采用SPSS 17.0统计软件进行统计学处理，P<0.05表示有统计学差异。

2　结果

       100名志愿者不同注药时期组(3、5、7、9、11期)的两侧额叶白质、丘脑及小脑的CBF和CBV值进行左右对比无明显统计学差异(P>0.05；图6,图7,图8,图9,图10,图11)。不同注射时期组两侧额叶白质、丘脑及小脑各灌注参数值得大小结果见表1。从表1可见，存在明显二次灌注的第3期、第5期的各感兴趣区灌注CBF、CBV灌注值明显大于第7期、第9期无明显二次灌注的各感兴趣区灌注CBF、CBV灌注值；第11期注射时机相对较晚，数据无统计学意义。

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表1  不同时期各部位CBV、CBF测量值(±s)
Tab. 1  Different parts at different periods of CBV, CBF measured values (±s)

3　讨论

       目前，MRI可采用PWI或不用对比剂的动脉自旋标记技术(arterial spin labeling，ASL)获得脑血流量、脑组织局部血流量结果^[11,12,13]。ASL是无需静脉注射对比剂的无创性灌注成像技术^[14]，此方法因可以简单、快速地获得脑血流量灌注值而备受关注^[15]，但是其对仪器的性能要求较高，大多数机器都无法实现应用，无法快速得到普及。动态磁敏感对比增强(dynamic susceptibility contrast-enhanced，DSC)灌注技术是一种通过静脉注射钆剂获得对比剂与时间变化曲线的成像技术^[16]，现目前该技术的应用相对比较成熟，空间分辨率高，其在脑肿瘤^[17]和脑梗死^[18]方面的应用最为广泛，其与扩散加权成像(diffusion-weighted imaging，DWI)结合对诊断急性缺血性脑卒中的敏感性可达到97.5%^[19]。但是其定量方式为半定量，不能对脑组织灌注值进行绝对定量，后期还要通过复杂的计算才能得出大概的灌注值。针对这些缺点，西门子公司设计了一个全新的序列Scale-PWI，该序列可以对脑组织灌注值进行完全定量，得出准确的灌注值，而且大多数的机型通过调试都可以很好地应用。

       在行Scale-PWI检查时，注药时期的把握是比较重要，如果注药时期过早，会导致较多的药物循环后，进行第二次灌注，从而会导致灌注的相关参数值发生变化。如果注药时期过晚，灌注结果将毫无意义。由于该序列在国内是一个比较新的序列，其应用相对较少，笔者就是探索二次灌注对该序列的血流动力学影响并从中得出该序列的最佳注药时期。因此，笔者将注药时期分成了5个时期，其中第3期、第5期注射药物存在二次灌注的概率分别为95%、80%；第7期、第9期注射药物存在二次灌注的概率为10%、5%；第11期注射药物的时机较晚，多数灌注扫描无法完成，灌注成功率较低，数据无统计意义。比较第3期、第5期、第7期、第9期所测得的灌注函数值，结果显示第3期、第5期所测得的灌注函数值明显大于第7期、第9期所测得的灌注函数值。其原因为，第3期、第5期由于注药时期过早，导致其出现明显二次灌注，从而使得初始水平线下与曲线所围成的面积增大，从而可能导致所测得的灌注函数值偏大。综上所述得出结论为：Scale-PWI的最佳注药时期为第7～9期，可得到较准确的灌注参数值；二次灌注会导致Scale-PWI的灌注函数值偏大。