短暂性脑缺血发作（transient ischemic attack，TIA)是常见的缺血性脑血管病之一，2009年，美国卒中协会提出TIA的新定义：脑、脊髓或视网膜局灶性缺血所致的，不伴急性梗死的短暂性神经功能障碍^[1]。提出TIA的组织学诊断标准，明确了有无脑梗死是TIA与脑梗死的鉴别要点。TIA和脑梗死是脑组织缺血性损伤动态变化过程中的不同阶段^[2]，对TIA进行早期诊断，筛查高危TIA患者，积极干预，可以有效减少脑梗死的发生。常规影像无法显示TIA患者脑组织缺血状态，但脑血流灌注测定可明确诊断。

       磁共振灌注技术的发展为TIA的诊断提供了新方法。动态磁敏感对比增强灌注加权成像（dynamic susceptibility contrast-perfusion weighted imaging，DSC-PWI)需注入外源性对比剂，受到一定限制；三维动脉自旋标记（three-dimensional arterial spin labeling，3D-ASL)技术不需要注入对比剂，即可无创测量脑组织灌注情况，目前广泛应用于临床。体素内不相干运动(intravoxel incoherent motion，IVIM）成像是利用多参数同时获得水分子扩散运动和微循环灌注信息，其可靠性仍需进一步研究证实。本研究采用3D-ASL及IVIM技术对TIA患者的脑灌注情况进行分析，评估IVIM技术在TIA患者中的可行性，明确TIA的病理生理状态，为临床对TIA的早期诊断和治疗提供依据。

1　材料与方法

1.1　研究对象

       经山西省心血管病医院伦理委员会批准，选取2018年11月至2019年9月本院神经内科收治的TIA患者52例。男性30例，女性22例，年龄42~ 88岁，平均(61.1±12.9)岁。所有患者均符合《短暂性脑缺血发作的中国专家共识更新版（2011年）》中TIA的诊断标准^[3]。纳入标准：(1）表现为一过性神经功能缺损（肢体麻木无力，言语障碍、眩晕、构障障碍等），恢复期无遗留神经症状；(2) DWI检查结果为阴性；(3)症状发作到接受MRI检查时间在24 h之内；(4)既往无大面积脑梗死、脑出血病史。排除标准：(1)有磁共振检查禁忌证患者；(2）幽闭恐惧症患者；(3)颅内占位性病变患者。入组前所有受试者均签署知情同意书。

1.2　扫描设备及参数

       采用GE 1.5T HD-xt磁共振扫描仪，头部专用8通道线圈。每位受试者均行T1WI、T2WI、T2 FLAIR、DWI、MRA及3D-ASL、IVIM扫描，具体参数如下：3D-ASL采用PLD=1525 ms，TR 4587 ms，TE 10.5 ms，层厚4 mm，NEX为3，FOV 24.0 cm×24 cm，采集时间4 min 26 s。IVIM采用15个b值（10、20、40、80、110、140、170、200、300、400、500、600、700、800、900 s/mm²) ，TR 4800，TE 80.7 ms，层厚6 mm，层间距1 mm，FOV 24.0 cm×24 cm，层数＝19，采集时间4 min 58 s。

1.3　图像分析与数据处理

       全部图像均在GE ADW 4.6工作站Function Tool软件进行处理。观察MRA图像明确颅内动脉有无中重度狭窄。血管狭窄率（%)=(1-狭窄处动脉直径／狭窄远端动脉直径)×100%，<50％为轻度狭窄，50%～69%为中度狭窄，70%～99％为重度狭窄，100％为闭塞。3D-ASL原始图像经后处理得到脑血流量（cerebral blood flow，CBF)伪彩图。IVIM图像经后处理得到纯扩散系数（pure diffusion coefficient，D)、假扩散系数（pseudo-diffusion coefficient，D^*)、灌注分数（perfusion fraction，f)参数伪彩图。分别由2名有经验的影像科医师采用盲法观察ASL、IVIM各参数伪彩图，比较两侧脑组织灌注改变，观察有无灌注减低区域。分别测量双侧额顶颞枕叶及小脑半球CBF值，选取与ASL-CBF图相同层面及大小感兴趣区测量D值、D^*值及f值，测量三次，取平均值。计算CBF、D、D^*及f相对值（rCBF、rD、rD ^*、rf)，r=异常侧信号强度平均值／正常侧信号强度平均值，比值小于0.8定义为低灌注。

1.4　统计学处理

       采用SPSS 19.0统计软件对结果进行统计分析，对同一方法两位医师的测量结果进行组内相关系数(ICC)分析，以ICC> 0.75认为可重复性好。计数资料采用百分率表示，进行χ²检验。患侧低灌注区域CBF值、D^*值及f值与对侧正常脑组织区域进行配对t检验，rD^*、rf分别与rCBF进行Pearson相关性分析，P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1　结果可重复性判断

       对2名医师分别测量结果的一致性检验显示结果可重复性好，MRA显示中重度狭窄的阳性结果ICC值为1，ASL、D^*、f低灌注检出率结果的ICC值分别为0.913、0.959、0.868，对于结果不一致患者经协商后判定；ASL CBF、D、D^*、f值的ICC结果分别为0.947、0.895、0.870、0.931，取2名医师测量结果的平均值进行分析。

2.2　不同方法对TIA患者低灌注检出率的比较

       46例TIA患者DWI均未发现明显异常，图1为某TIA患者（男，65岁，发作性左侧肢体无力）的检查图像。MRA对TIA患者颅内血管中重度狭窄的检出率为59.62%，ASL低灌注检出率为71.15%，D^*值低灌注检出率为34.62%，f值低灌注检出率为67.31%，MRA联合ASL检出率为80.77%，MRA、ASL及f三者联合检出率为86.50%，三者联合检出率高于任何单独一种技术(P<0.05)，与MRA联合ASL相比，结果无统计学差异(χ²=0.633，P=0.426)（表1)。

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图1  患者男性，65岁，发作性左侧肢体无力。A：MRA示右侧大脑中动脉闭塞；B：DWI未见明显异常高信号；C：ASL CBF示右侧大脑半球灌注较对侧减低；D：IVIM D^*示双侧大脑半球无明显差异；E：IVIM f示右侧大脑半球灌注较对侧减低
Fig. 1  Male, sixty five years old, paroxysmal left limb weakness. A: Occlusion of the right middle cerebral artery on MRA. B: No abnormality on DWI. C: ASL CBF showed hypoperfusion region in the right hemisphere. D: IVIM D^* showed no significant difference between the two hemispheres. E: IVIM f showed the hypoperfusion in the right hemisphere.

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表1  MRA、ASL及IVIM应用情况比较
Tab. 1  Comparison of MRA, ASL and IVIM applications

2.3　IVIM和3D-ASL各参数分析

       共有40例患者ASL或IVIM发现有灌注减低区域。D值未发现阳性结果，在患侧与对侧正常脑组织之间无显著差异(t=-0.974，P=0.336)。CBF、f值在患侧与对侧脑组织之间有显著差异(t=-15.242，P<0.05；t=-12.492，P<0.05)，D^*值在患侧与对侧脑组织之间无显著差异(t=-1.646，P=0.251)（表2)。rf值与rCBF之间有显著相关性(r=0.609，P=0.001)，rD^*值与rCBF之间无显著相关性（表3；图2)。

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图2  rf值与rCBF的散点图(r=0.609，P=0.001)
Fig. 2  Scatter plot of rf and rCBF (r=0.609, P=0.001).

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表2  40例灌注减低TIA患者患侧与对侧正常脑组织之间不同参数的比较结果(±s)
Tab. 2  Comparison of different parameters between the affected sides and contralateral areas of TIA (±s)

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表3  rD^*、rf与rCBF之间的相关性分析
Tab. 3  Correlation analysis between rD^*, rf and rCBF

3　讨论

       传统观点认为TIA是良性、可逆性脑缺血事件，但有研究表明TIA患者7d内卒中风险高至12%，90 d卒中风险则为10%～20%，发生严重事件（如死亡、无症状脑梗死等）的可能性为25.1 %^[4]，说明TIA的发生是对脑梗死的预警，应早期对TIA患者进行干预，改善缺血状况，可以减少脑梗死的发生及改善脑梗死发生后的预后情况，包括降低其他脑血管事件的发生^[5]。临床通常是以DWI无急性脑梗死同时MRA发现颅内大血管狭窄来诊断TIA，但无法评估实际脑灌注情况。

3.1　3D-ASL在TIA中的应用价值

       3D-ASL技术是以动脉血中的水分子作为内源性示踪剂，受标记后延迟时间（post labeling delay time，PLD）参数长短的影响，研究表明较短的PLD时间对脑组织低灌注更敏感，而较长的PLD时间可以充分反映缺血组织的侧支代偿情况，更适合于老年人或中重度动脉狭窄患者^[6]，本研究中采用短时间PLD，以提高低灌注检出结果。本研究中ASL的低灌注检出率为71.15%，MRA对TIA患者的检出率为59.62%，与之前研究近似^[7]。TIA的主要发病机制分为血流动力型和微栓塞型^[2,8]，在动脉严重狭窄基础上，血压波动导致一过性脑组织缺血，发生TIA，MRA可以敏感地发现这部分患者。而对于动脉源性或心源性的微栓子脱落阻塞远端小血管的TIA患者，MRA则无法诊断，ASL则可以发现局部脑组织低灌注，筛查出这部分患者，所以本研究中ASL对TIA患者的检出率高于MRA。然而部分患者颅内血管有轻中度狭窄，而ASL却无明显灌注减低区，可能是由于远端小血管自身代偿作用及局部侧支循环形成维持脑血流量保持在正常范围内。但是ASL的结果受到动脉到达时间不准确的影响，到达时间的增加会低估CBF^[9]。

3.2　IVIM技术在TIA中的应用价值

       IVIM基于磁共振扩散加权成像，利用多个b值进行双指数拟合获得定量参数，D值反映了组织内水分子的扩散运动，D^*代表组织内血液微循环灌注，f值则表示微循环灌注所致的灌注效应占总体扩散效应的容积比，大小介于0~ 1之间。TIA患者脑组织虽然处于缺血状态，但没有出现细胞毒性水肿，水分子扩散运动受影响较小，所以D值无明显改变。本研究中D^*值低灌注检出率为34.62%，f值低灌注检出率为67.31%，D^*值检出率明显低于f值。Wu等^[10]利用IVIM成像研究了18名健康志愿者脑血流量，表明f可无创测量脑血流量，尤其是灰质，而D^*值的稳定性需进一步评估。Federau等^[11]应用IVIM研究急性脑梗死患者脑灌注改变，发现梗死区D和f值较对侧显著降低，但未对D^*进行评价。进一步表明IVIM，尤其是f值可以用于脑血流灌注的研究以及缺血性脑血管病的研究。我们的研究中D^*值的低灌注检出率偏低，与之前研究具有一致性，可能是由于D^*的变异性高，可重复性差，相比f值更易受低信噪比的影响，D^*可能不能真实反映组织灌注情况，需要进一步研究。MRA、ASL及IVIM-f三者联合对TIA患者的检出率虽高于MRA联合ASL，但是差异并无统计学意义，分析可能是f值对灌注减低的敏感性有关。

3.3　ASL与IVIM参数相关性分析

       本研究中rf值与rCBF有相关性，与之前研究类似，提示f值可能反映微血管循环情况。Yao等^[12]对脑梗死患者IVIM和ASL参数进行对比研究，发现f值与ASL-CBF有良好相关性，亚急性期f值高于急性期，ASL-CBF变化无明显差异，表明f可以敏感地反映脑缺血的变化过程。Togao等^[13]发现f与微血管密度显著相关，这进一步支持f与微循环之间的相关性。IVIM测量的信号主要来自于参与营养交换的微血管，ASL主要依赖于大血管血流，这些血管不参与营养交换；而且IVIM不受颈动脉狭窄和心输出量的影响，其可以更好地反映组织微循环情况，尤其是f值^[14]。但是本研究中CBF与f值两者对低灌注的检出率无显著统计学差异，f值对轻度灌注减低的识别可能不如ASL，比如Federau等^[11]的研究，f值未能发现所有半暗带，但其灌注减低与预后相关。分析可能是IVIM的精确度受到低信噪比、脑脊液的部分容积效应的影响，以及b值的数量及分布范围对IVIM结果也会产生影响。

       MRA可以敏感发现颅内大血管有无狭窄，ASL及IVIM f值在评价脑血流灌注方面一致性较好，可以无创评估TIA患者脑组织灌注的实际情况，磁共振"一站式"多技术联合可以提高诊断的敏感性和准确性，早期诊断TIA患者，为临床提供客观的影像支持，及时进行临床治疗及预防，降低脑梗死的发生率。本研究尚存在不足之处，样本量较少，还需扩大样本量，同时进一步随访观察，探讨低灌注与随后脑梗死的关系。IVIM技术依赖于多个b值，但目前对于b值的选取尚无统一标准，不同数量及范围的b值对结果准确性的影响有待进一步研究。