0 引言

       胎盘是维持胎儿宫内生长发育的重要器官，其母体-胎盘循环与胎儿-胎盘循环任何环节发生灌注异常，均可导致子痫前期（preeclampsia, PE）、胎儿生长受限（fetal growth restriction, FGR）甚至死胎等严重不良妊娠结局，对母胎健康具有深远影响^{[1, 2]}。母体-胎盘循环主要由母体子宫螺旋动脉供血，血液进入绒毛间隙后与绒毛表面进行物质交换；胎儿-胎盘循环则由胎儿脐动脉将去氧血输送至胎盘绒毛毛细血管网络，经气体与营养交换后由脐静脉回流至胎儿体内^[3]。胎盘双循环并存，血流来源复杂，使得其灌注功能难以准确评估。目前，临床主要依赖超声对胎盘血流进行间接评估^[4]，但对血流灌注的反映有限^[5]。常规MRI虽能补充结构信息，但难以量化灌注。动态对比增强（dynamic contrast-enhanced, DCE）MRI因需对比剂而不适用于妊娠期^[6]，体素内不相干运动（intravoxel incoherent motion, IVIM）^[7] 受模型拟合及信噪比（signal-to-noise ratio, SNR）限制，其在胎盘中的应用仍存在不足。动脉自旋标记（arterial spin labeling, ASL）成像是一种利用动脉血水分子作为内源性示踪剂的无创灌注成像技术，可在无需外源性对比剂^[8]的情况下实现组织血流的定量评估。随着无创、可重复、可定量灌注成像需求的增加，ASL逐渐成为胎盘灌注研究的重要方向。然而，由于其对进入成像体素的标志血流均具有敏感性，在胎盘这一具有双循环结构的器官中，难以区分母体与胎儿来源的灌注信号，从而增加了定量分析的复杂性。尽管近年来已有研究尝试将ASL应用于胎盘灌注评估，但现有文献多集中于单一技术，如准连续动脉自旋标记（pseudo-continuous arterial spin labeling, pCASL）^[9]或速度选择性动脉自旋标记（velocity-selective arterial spin labeling, VSASL）^[10]的小样本探索，缺乏系统梳理ASL从脉冲式动脉自旋标记（pulsed arterial spin labeling, PASL）、pCASL到VSASL的技术在胎盘灌注中的演进过程，也缺乏对各技术成像机制、标记效率、适用性及局限性的比较分析。因此，本综述系统总结胎盘 ASL 技术的发展脉络，重点比较 PASL、pCASL与VSASL的成像特点、灌注敏感性、抗运动能力和临床可行性，分析现有研究存在的关键问题，并提出未来序列优化及参数标准化等潜在方向，以期为后续胎盘功能成像研究及临床前应用提供参考。

1 文件检索策略

       为系统总结ASL技术在胎盘灌注中的研究进展，本文对相关文献进行了系统检索。检索数据库包括 PubMed、Web of Science 及中国知网（CNKI）。检索时间范围为建库至2026年3月。检索采用主题词与自由词相结合的方式，英文检索词主要包括：“arterial spin labeling” OR “ASL” AND “placenta” OR “placental perfusion”，并结合具体技术名称如“pCASL”“PASL”“VSASL”等进行扩展检索；中文检索词包括“动脉自旋标记”“胎盘”“胎盘灌注”等。

       文献纳入标准：（1）研究对象涉及胎盘灌注或胎盘功能评估；（2）采用ASL技术或与ASL相关的灌注成像方法；（3）研究类型包括原始研究及相关高质量综述；（4）中文或英文文献。排除标准：（1）重复发表的文献；（2）数据不完整或研究质量较低的文献；（3）无法获取全文的文献。此外，对纳入文献的参考文献列表进行追溯检索，以补充可能遗漏的重要研究。最终纳入文献用于本文的综述与分析。

2 ASL

       ASL技术主要利用动脉血水质子作为内源性示踪剂评估组织血流灌注，无需注入外源性对比剂。通过180°反转脉冲对动脉血进行标记，延迟一定时间后采集图像，并与未标记的对照图像相减，生成血流灌注图像^[11]。ASL不仅能生成灌注图像进行定性判断，还可定量计算出灌注的特征性参数，即血流量^{[12, 13]}。

       ASL技术根据标记方式的不同，可分为连续动脉自旋标记（continuous arterial spin labeling, CASL）、PASL、pCASL以及VSASL^[14]。其中，CASL虽为ASL早期经典标记方式，但由于对硬件要求较高、射频能量沉积较大，且目前在胎盘灌注中的应用报道较少，因此本文后续重点综述PASL、pCASL及VSASL在胎盘灌注中的研究进展。PASL使用单个短射频脉冲进行标记，总持续时间一般为10~20 ms^[15]，它作用在一个相对较大的区域。流量敏感交替反转恢复（flow-sensitive alternating inversion recovery, FAIR）^[16]、信号靶向交替射频激励回波平面成像（echo planar imaging and signal targeting with alternating radio frequency, EPISTAR）^[17]和 基于脉冲的交叉弛豫优化反转恢复（pulsed interleaved inversion recovery optimized, PICORE）^[18]均为典型的 PASL 技术，主要区别在于标记区域和背景信号抑制策略不同^{[19, 20]}。FAIR实现简单但易受静态组织干扰；EPI-STAR引入选择性反转以增强标记精度；PICORE 进一步引入背景抑制以增强信号稳定性。PASL对射频能量和血流条件较敏感，限制了其临床应用的稳定性和安全性^[21]。

       pCASL采用了一系列快速离散射频脉冲，标记层宽度较大，实现了对动脉血流更均匀的标记，减少了因血液流速变化及血管几何结构差异带来的影响，使其在多种血流条件下均能保持较稳定的信号。常见的pCASL实现方式包括 不平衡标记和平衡标记两种标记策略，前者通过施加非零梯度提高标记效率，但对流速变化和磁场偏移较敏感^[22]；后者采用相同梯度、仅改变射频极性进行标记，可降低磁场偏移与血流脉动影响，信号稳定性更好，适用于胎盘等复杂血流区域^[23]。与CASL、PASL技术相比，pCASL具备良好的兼容性和重复性，成像稳定、SNR较高，无需额外硬件支持，因而在当前临床及研究应用中被广泛采用^[24]。

       VSASL通过一组短暂的（约几十毫秒）射频脉冲和对流动敏感的梯度脉冲序列，标记速度高于某一设定阈值[称为截止速度（cutoff velocity, Vc）]的动脉血液。在成像过程中，速度仍高于该 Vc 的自旋会被饱和，从而仅检测那些已减速至低于Vc的标记动脉血液^[25]。Vc是决定标记血流范围的关键参数，既往研究中常通过设置不同Vc对VSASL参数进行优化。例如，在方法学及肾脏研究中，常选用5、10及15 cm/s 作为低、中、高Vc进行比较（Bones等^[26]）；而在胎盘研究中，考虑到胎盘血流速度较低，Vc多设置于较低范围（约1~10 cm/s），如HARTEVELD等^[27]报道的0.9~10.2 cm/s。较低的Vc有利于捕捉缓慢血流，提高对胎盘微循环的敏感性，但可能引入更多静态组织信号污染；而较高的Vc则更偏向于选择快速流动血液，有助于提高动脉特异性，但可能低估低速灌注成分。因此，Vc的选择需在SNR、血流敏感性及定量准确性之间进行权衡，是当前VSASL参数优化中的核心问题之一。

       pCASL和VSASL由于具备更高的SNR和更强的临床适应性，已成为当前胎盘灌注研究的主要技术手段，而早期的CASL和PASL因存在一定局限，目前应用相对较少。

       4类ASL技术的标记原理、设备要求及适用组织特点详见表1。

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表1  ASL技术分类及其对比
Tab. 1  Classification and comparison of ASL techniques

3 磁共振ASL技术在胎盘灌注中的研究进展

3.1 PASL技术在胎盘灌注中的应用

       早期评估胎盘灌注研究多采用PASL技术。1998年，GOWLAND等^[32]在0.5 T MRI上利用FAIR序列对20~40周单胎妊娠进行纵向研究，测得胎盘血流量（placental blood flow, PBF）为（176±24）mL/100 g/min，且与孕周无显著相关性（r=-0.2）。该团队随后又报道在45名正常孕妇中采用PASL技术测得胎盘灌注为约209 mL/100 g/min，同样未发现其与孕周存在显著相关性^[33]。FAIR标记方案能够评估进入感兴趣组织的非定向流入血流，而无需定位供血动脉^[34]。但由于该方法同时标记母体与胎儿来源的血流，使得灌注信号来源复杂。DERWIG等^[35]采用FAIR磁共振灌注成像技术评估孕24-29周孕妇的胎盘灌注，发现最终分娩小于胎龄儿（SGA）的孕妇其基底区FAIR灌注值显著低于分娩适于胎龄儿（AGA）的孕妇，且与子宫动脉搏动指数（uterine artery pulsatility index,UtA PI）升高及出生体重百分位数降低显著相关。该研究认为，FAIR可无创、直接评估胎盘灌注，胎盘灌注降低是SGA的独立预测指标，有望成为超声多普勒的补充。

       最早用PASL进行胎盘灌注的研究首次证实了ASL能够在无需对比剂条件下实现胎盘血流的定量评估，为胎盘功能影像学研究奠定了基础。PASL具有序列结构简单、射频能量沉积较低等优势，但其信噪比较低，且难以区分母体与胎儿双循环血流成分，易受运动伪影及动脉传输时间（arterial transit time, ATT）影响，限制了定量准确性和临床推广。值得注意的是，近两年PASL在胎盘中的研究虽明显少于pCASL，但并未完全退出研究视野。2026年一项发表于Placenta的研究^[36]采用单层FAIR-ASL对正常妊娠胎盘灌注的重复性及影响因素进行了评估，结果提示PASL仍具有一定的方法学研究价值，尤其适用于重复性验证及采集参数优化等基础研究。整体而言，PASL已不再是当前胎盘ASL的主流临床应用技术，但仍作为早期技术基础和方法学参照具有研究意义。

3.2 pCASL技术在胎盘灌注中的应用

       随着pCASL技术的不断成熟与应用，其在胎盘灌注成像中的潜力也逐渐显现，是当前研究的热点。SHAO等^[37]开发了一种结合内体积3D GRASE 采集的多延迟pCASL成像序列，用于定量评估妊娠早期至中期的胎盘灌注。该方法通过缩小成像范围提高SNR，并引入多延迟采集策略，可同时测量PBF和ATT。SHAO的研究显示，妊娠中期胎盘的平均PBF为（111.4 ± 26.7 ）mL/100  g/min，ATT为（1 387.5±88.0） ms；与妊娠早期相比，中期的PBF平均增加了10.4%（P<0.05），而ATT基本保持不变（P=0.72）。该结果提示正常妊娠中期胎盘PBF较早期显著升高，而ATT基本保持稳定，提示随着孕周增加胎盘灌注能力逐渐增强。在此基础上，LIU等^[38]进一步利用pCASL对妊娠早期至中期胎盘灌注特征进行了纵向研究。结果显示随着孕周增加，胎盘体积及PBF均呈显著上升趋势。同时，在存在胎盘发育异常的妊娠中，高灌注区域血流量（high PBF, hPBF）及其相对值（relative hPBF，即hPBF占总PBF的比例）降低，差异具有统计学意义（均P<0.001），提示hPBF及relativehPBF可能作为反映胎盘功能受损的潜在影像生物标志物。HERRERA等^[9]通过纵向研究进一步评估了pCASL-MRI在胎盘灌注动态监测中的临床价值。研究发现，正常妊娠中胎盘灌注在孕中期随孕周变化呈下降趋势，而慢性高血压（chronic hypertension, cHTN）孕妇未观察到类似变化。此外，在cHTN人群中，最终分娩SGA的孕妇在多个孕周时间点均表现出更低的胎盘灌注水平，提示pCASL测得的灌注参数可能有助于预测不良妊娠结局。此外，CHANDRASEKHAR等^[39]在3 T MRI条件下采用pCASL对19~38周正常妊娠的胎盘灌注进行评估，结果显示胎盘血流量随孕周增加呈显著上升趋势，平均PBF约为106.4 mL/100 g/min，为不同孕周胎盘灌注提供了参考范围。近年AWAD等^[40]前瞻性病例对照研究显示，pCASL 对胎盘功能不全具有较高诊断效能（准确率约86.7%），并与脐动脉及大脑中动脉多普勒指标显著相关，提示其可作为超声的重要补充工具。

       总体而言，pCASL仍是目前胎盘灌注研究中应用最广泛、文献报道最多且临床转化潜力最明确的主流技术。既往研究证实，pCASL能够较稳定地定量评估PBF、ATT等关键灌注参数，并已成功应用于PE、FGR及胎盘功能不全等疾病的早期识别与功能评价，体现出重要的临床转化潜力。然而，现有研究亦提示其在胎盘成像中仍存在若干关键问题，包括胎盘母胎双循环结构复杂导致传统单灌注模型适配不足，母体呼吸及胎动引起的运动伪影影响图像稳定性，低灌注状态及磁场不均匀导致信噪比下降，以及扫描参数和后处理流程尚未形成统一标准。未来研究应进一步构建符合胎盘生理特点的特异性灌注模型，优化多延迟采集策略^{[41, 42]}与运动校正方法，推动成像及定量流程标准化，并通过大样本、多中心纵向研究验证其临床应用价值。

3.3 VSASL技术在胎盘灌注中的应用

       在2017年，ZUN等^[43]首次将VSASL技术应用于胎盘灌注成像研究，结果显示在先天性心脏病（congenital heart disease, CHD）胎儿中，整体胎盘灌注随孕周呈显著下降趋势（P<0.01），而正常对照组未观察到明显变化，同时CHD组胎盘区域灌注异质性随孕周增加而升高，提示VSASL能够敏感捕捉胎盘灌注随孕周演变的异常模式。随后，该研究团队进一步开展VSASL与pCASL的对比研究^[10]，结果表明VSASL所获得的灌注信号强度显著高于PCSL，并具有更好的重复性与一致性。由于胎盘组织具有快速水交换及较短平均通过时间的特点，传统空间标记ASL中标记水分子易在到达成像层前发生弥散或信号衰减，而VSASL通过直接标记高速血流，可更有效反映胎盘灌注状态。

       在此基础上，HARTEVELD等^[27]在3 T条件下采用VSASL结合二维多切片EPI序列实现胎盘灌注成像，并系统研究了灌注信号对速度阈值及流入时间等关键参数的依赖特征。为VSASL参数优化与标准化提供了重要依据。随后，SEITER等^[44]进一步利用VSASL对胎盘灌注进行定量分析，发现胎盘灌注与孕妇体重指数（body mass index, BMI）存在一定相关性（P<0.01），提示母体代谢状态可能影响胎盘血流供给。

       近年来，研究者逐渐尝试将VSASL与T2^*等多参数MRI技术联合应用，以实现对胎盘灌注、氧合状态的综合评估^{[45, 46]}，相关研究提示，单一成像技术难以全面反映胎盘复杂的血流动力学与代谢特征，多参数联合分析有望提高胎盘功能评估的准确性^[47]。VSASL通过速度阈值而非空间位置对流动血液进行标记，能够更好适应胎盘多源供血及复杂流速环境，对ATT变异相对不敏感，在血流路径较长或运输时间难以预测的情况下具有潜在优势^[48]，因此，VSASL被认为是当前最具发展潜力的胎盘ASL技术之一。然而，现有研究仍提示VSASL存在一定局限，包括标记效率受血流速度分布影响，母体呼吸及胎动易导致图像伪影，以及定量模型和参数设置尚未完全统一^[44]。从近两年的文献来看，VSASL在胎盘中的研究数量仍相对有限，目前主要集中于参数优化、标记策略改进及方法学探索，尚缺乏大样本前瞻性临床研究。因此，现阶段VSASL更适合作为具有发展潜力的新兴技术方向，其临床价值仍有待进一步验证。

4 小结与展望

       总体而言，胎盘ASL技术正处于快速发展阶段，在灌注评估的无创化与定量化上具有显著潜力。随着序列优化、模型改进、多模态融合及标准化体系的逐步建立，ASL有望成为胎盘功能成像的重要工具，为母胎健康管理和妊娠风险评估提供更可靠的影像学依据，同时也为探索胎盘微循环及其调控机制提供新的方法学途径。由于胎盘ASL技术整体仍处于临床转化的早期阶段，现有研究普遍存在若干局限性。首先，胎盘具有母体与胎儿双循环供血特征，血流动力学复杂，而现有ASL定量模型多借鉴脑组织灌注模型，尚难准确反映胎盘多源供血比例、动脉传输时间差异及区域灌注异质性。其次，胎盘成像易受母体呼吸、胎动及宫缩影响，导致运动伪影明显，同时低灌注信号及磁场不均匀也限制了图像质量和定量稳定性。并且，不同研究间扫描参数、后处理流程及定量指标尚未统一，影响结果的可重复性与横向比较。最后，单一成像技术主要反映灌注信息，难以全面评估胎盘氧合状态、微循环改变及结构功能耦合特征。

       基于上述问题，未来研究方向主要包括以下几个方面。其一，建立符合胎盘生理特点的ASL定量模型，并结合多延迟采集策略，加强对动脉传输时间、多源供血比例及局部灌注异质性的刻画，以提高灌注评估的准确性和重复性。其二，进一步优化序列设计，包括提升背景抑制效率、缩短扫描时间、增强抗运动能力，并发展VSASL等更适应胎盘复杂流速分布特征的技术，以改善孕期成像稳定性。其三，推动多模态功能成像整合，如联合T2^*、BOLD及IVIM等技术，构建胎盘灌注、氧合与微循环的综合评估体系，为临床提供更全面的胎盘功能指标。