1　轻度认知障碍

       轻度认知障碍(mild cognitive im pairment，MCI）是指正常老龄化与痴呆之间的一个临床状态，患者主要表现为与年纪不符的记忆力下降，但未影响正常生活^[1]。其核心症状是认知功能减退，根据其病因或损害位置不同，可累及记忆、语言、执行功能、结构技能等一项或多项功能损害。MCI患病率随年龄段的增高而增高：60~64岁为6.7%，65~69岁为8.4%，70~74岁为10.1%，75~79岁为14.8%，80~84岁为25.2%^[2]。2017年美国神经学会专家共识认为轻度认知障碍不是一种正常衰老而是一种病理状态，需要重视轻度认知障碍的早期诊断。目前中国60岁以上老年人口为1.85亿，是世界上老年人口最多的国家。中国60岁以上人群中总MCI患病率为20.1%，遗忘性轻度认知障碍(amnestic mild cognitive impairment，aMCI）患病率为13.2%，非遗忘性轻度认知障碍患者（non-amnestic mild cognitive impairment，naMCI）患病率为7.0%^[3]。

2　灌注与脑血流量

       灌注（perfusion)通常用来描述动脉血液被输送到组织中的毛细血管床的过程^[4]。类似地，脑血流量(cerebral blood flow，CBF)是指动脉血液输送到脑组织毛细血管床速度，人体中的平均CBF值约为每100 g脑组织50 mL/min，灰质血流量约为白质流量的3倍^[4]。越来越多的证据表明，CBF调节的轻微损伤也会对大脑功能产生显著影响，包括老年人认知功能受损^[5]。CBF与局部神经元活动和代谢之间的相关性，称为神经血管耦合，是脑功能的替代标志物。最新的证据支持脑灌注与疾病进展之间的密切关系，进一步表明CBF是临床前期MCI的一个有用的生物标志物^[6]。CBF可通过多种方法测量，最常见的是正电子发射断层扫描（positron emission tomography，PET)、单光子发射计算机断层扫描（single-photon emission computed tomography，SPECT）和动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）磁共振成像。

3　ASL的优势

       在过去的20年中，SPECT和PET一直是轻度认知障碍中灌注和代谢研究的主流成像技术。SPECT尽管其空间分辨率相对较低（约1 cm)，但适用于大量应用，PET具有比SPECT更高灵敏度和空间分辨率，能更好地测量低灌注区域的局部脑代谢^[7]。然而，这些技术均需要使用外源性放射性示踪剂，并且费用比灌注加权磁共振成像（perfusoin weighted magnetic resonance imaging，PWI）技术更昂贵。

       PWI作为核成像技术的替代方案，具有以下优点：(1)经济效率(PET可能需要回旋加速器，维护费用昂贵）；(2)可实现性（大多数医院现在至少有一个MRI机器用于临床实践但很少有回旋加速器）；(3)空间灵敏度较高（MRI系统的空间分辨率可达0.1 mm，PET系统的空间分辨率仅为5 mm)。总之，PWI是一种功能强大、前景广阔的脑成像技术，目前许多研究脑灌注的学者都在使用。

       基于所使用的对比剂的类型，PWI技术可以分为两类。(1）使用外源对比剂的技术（如动态对比增强成像)属于动态灌注成像。(2）使用内源对比剂的技术属于动脉自旋标记。ASL功能性磁共振成像是一种用于测量脑灌注的非侵袭性MRI技术。虽然CBF传统测量方法是使用前面描述的放射性核素成像，但由于可用性有限、辐射暴露和与核成像相关的成本，其用途已在很大程度上受到限制。相比之下，ASL通过使用磁性标记的动脉血水作为内源性示踪剂来测量脑血流，得到了更多研究人员的使用。其他优点包括：(1)可以跨地域和空间获得脑血流量；(2）对于基线敏感性低，可以长期比较；(3）采用绝对单位测量，无需比较其他参考量；(4)在采集结构MRI期间同时获取。ASL-MRI与以往PET和SPECT测量脑灌注的研究一致^[8]，具有无创、低成本、高可靠性、高信噪比、可重复性和易于获得的优点^[9]。

       此外，ASL可用于通过类似血氧水平依赖功能性磁共振成像(blood oxygenation level dependent-functional magnetic resonance imaging，BOLD-fMRI）研究中使用的减法方法来研究与任务性相关的血流量。虽然ASL的灵敏度与用于检测任务诱导的局部脑功能变化的BOLD信号相同，但它提供了更多的定量信息，并且已被证明比BOLD-fMRI更具稳定性，提供的结果更接近地反映神经活动变化的空间分布^[10]。ASL基于空间范围和持续时间（连续、脉冲、非连续式）进一步分类^[11]，并且可以在单层或整个脑中量化CBF。

       目前国际上多使用统计参数图（statistical parametric mapping，SPM）和功能神经影像分析（analysis of functional neuroimages，AFNI）两种软件来处理ASL的数据。这两种程序都需要安装软件，再人为手动操作，处理方式繁琐，需要对编程有所了解。而现在有一款无需下载只需在浏览器上传数据的在线工具ASL-MRICloud。这个工具的主要优点是它不依赖于本地计算机操作系统，不需要安装任何软件，对本地计算机的CPU或内存容量没有限制，开发人员负责软件升级^[12]。

4　在MCI中的ASL

4.1　MCI患者与健康受试者之间的CBF

       MCI患者左侧顶叶、楔前叶、后扣带回（posterior cingulate cortex，PCC)、内侧颞叶（medial temporal lobe，MTL)和双侧放射冠脑白质灌注不足^[13]，晚期MCI患者的CBF降低，CBF与MCI患者的疾病严重性相关^[14]。

       还有一些研究中，MCI患者与CBF的增加相关，在内侧颞叶、前扣带回、岛叶、壳核、左侧海马、右侧杏仁核、腹侧纹状体和基底神经节区域增加。MCI患者灌注增加和减少提示早期神经退行性变导致CBF失调，这可能反映了维持认知功能的代谢需求的变化^[15]。

4.2　MCI患者的CBF与认知之间的关系

       MCI患者的全脑CBF和海马灌注与情景记忆的回忆和识别表现呈正相关^[16]。PCC和额叶皮层的区域CBF与MCI患者的识别和执行功能相关^[17]。此外，楔前叶、顶叶和颞叶区域CBF与临床痴呆评定量表测量的疾病严重程度和MCI患者的记忆表现相关，与海马萎缩无关^[14]。额叶的脑血流量变化是预测认知功能变化的最敏感区域，特别是对情景记忆变化的预测^[18]。

4.3　MCI患者CBF之间与脑淀粉样蛋白β沉积的关系

       MCI患者早期和晚期与正常对照组相比，都没有发现明显的变化。有趣的是，与淀粉样蛋白β阴性的正常成人相比，MCI的淀粉样蛋白β阳性患者在颞顶区的CBF减少，这表明MCI发病机制中淀粉样蛋白β和血管功能障碍之间存在紧密关系^[19]。

4.4　MCI患者CBF之间与APOEε4的关系

       此外，在正常老年和MCI患者中，APOEε4对CBF的影响已被证明大于淀粉样蛋白β，且独立于淀粉样蛋白β^[20]。研究发现，患有MCI的APOEε4携带者，其左侧海马旁回和梭状回CBF下降，额叶区CBF增加，与认知正常的APOEε4携带者相反^[21]。另一项研究发现，尽管在正常老年人和AD APOEε4等位基因携带者的几个区域CBF减少，但右侧海马旁回、双侧扣带回和右侧后扣带回的CBF在具有遗忘的MCI(aMCI）的APOE 4携带者中增加^[22]。还观察到MTL中MCI患者的CBF在APOEε4载体中增加^[23]。

4.5　在任务期间MCI患者与正常老年人的CBF

       MCI患者在多个区域出现rCBF降低，包括双侧内侧颞叶、双侧颞极、双侧楔前叶、PCC、左侧舌回、左侧梭状回、左侧楔叶、左侧枕上叶^[24]。

5　技术的局限性

       不同研究中观察到的差异可能是由于许多因素造成的。首先，在患者选择标准、人口统计学、纳入其他痴呆综合征、病情严重程度、使用的神经心理测试等方面存在显著差异。第二，检测方法还未标准化。商业软件与主要的MRI供应商的硬件的细微差别可能会对ASL的重现性产生更大的影响^[25]。多种的ASL技术（连续、脉冲和伪连续）、广泛的采集参数和不同的数据处理方法导致了过多的选择，导致结果缺乏一致性。关于采集参数，大多数研究都使用过单个后标记延迟(post labeling delay，PLD)，而目前强烈建议AD使用多个PLD^[26]。然而，大部分应用全脑分析（有或没有萎缩纠正），一些研究应用感兴趣区域（region of interest，ROI)分析。最后，所有这些研究都是用视觉解释的分析。因此，主观成分也是一种潜在偏见。CBF量化技术可能在未来通过不同的方式克服^[27]。关于发布建议实施的共识声明用于帮助临床方面对该技术采用标准化方法，鼓励使用伪连续标记，背景抑制，使用简化模型以绝对单位计算和显示标记差异图像和脑血流量^[28]。ASL的其他潜在缺点是相对较低信噪比，而且关于标记的有效性、成像的延迟时间和流量定量的假设都是基于研究环境中主要的正常人群，对它们关于疾病状态的转换还没有经过严格的测试，需要进一步调查。第三，在痴呆研究的关键区域获得良好的图像质量是一项挑战，由于这些区域靠近空气组织或骨组织界面，基于自旋回波的序列对这些非均匀磁场特别不敏感，具有很强的磁化梯度特征。最后，由于ASL数据分析的问题，它在临床人群的常规应用方面几乎无望。因此，需要大量的临床队列来确定组织特异性灌注的范围，研究人员应努力使用相同的参数，并实施定量方法以避免个体视觉解释的偏差。