腦血流儲備（cerebrovascularreserve，CVR）作為大腦的一項生理機能，指在生理或病理刺激作用下，顱內小動(dòng)脈和毛細血管代償性擴張或收縮維持腦血流穩定的能力。CVR是腦血管在低灌注狀態(tài)下重要的代償機制，當腦組織的灌注壓輕度下降時(shí)，通過(guò)小動(dòng)脈擴張可維持正常腦血流量，但隨著(zhù)灌注壓逐漸降低，超出其代償機制時(shí)腦血流量和CVR將急劇下降，導致腦缺血事件的發(fā)生。因此正確的檢測和評價(jià)CVR，對中樞神經(jīng)系統疾病的早期診斷、臨床治療以及預后評價(jià)均具有重要意義。

　　在臨床工作中，可通過(guò)多種影像學(xué)方法結合血管擴張激發(fā)試驗比較基礎態(tài)與激發(fā)態(tài)灌注參數值的變化來(lái)評價(jià)CVR能力。本文主要對檢測CVR的常見(jiàn)影像學(xué)研究方法及臨床應用價(jià)值進(jìn)行總結論述。

　　1.影像學(xué)檢測手段

　　影像學(xué)方法的原理是追蹤示蹤劑或對比劑濃度隨時(shí)間的變化，獲得時(shí)間-密度/信號曲線(xiàn)，計算腦血流量（cerebralbloodflow，CBF）、腦血容量（cerebralbloodvolume，CBV）、平均通過(guò)時(shí)間（meantransmittime，MTT）、達峰時(shí)間（timetopeak，TTP）等參數值，反映局部腦血流變化情況。CVR的計算公式：（激發(fā)后CBF-激發(fā)前CBF）/激發(fā)前CBF×100%，正常值為20%~75%。正常情況下，激發(fā)試驗后CBF會(huì )明顯升高，如果CBF反應減弱，提示腦血管自身調節能力降低，腦組織位于臨界梗死的邊緣。

　　常用技術(shù)包括：磁共振灌注加權成像（MRperfusionweightedimaging，PWI）、CT灌注成像（computedtomographyperfusion，CTP）、正電子發(fā)射計算機體層攝影（positronemissiontomography，PET）、TCD、單光子發(fā)射計算機體層攝影（single-photonemissioncomputedtomography，SPECT）等，下面主要介紹目前較先進(jìn)、常用的幾種影像學(xué)檢測手段。

　　1．1PWI

　　磁共振成像（MRI）灌注技術(shù)沒(méi)有電離輻射損傷，可重復檢查，能夠敏感地檢出腦血流灌注異常，與常規MRI技術(shù)相結合，能夠更全面、準確地評估低灌注區的灌注降低程度、位置和范圍。主要有以下幾種方法。

　　1．1．1動(dòng)態(tài)磁敏感對比增強（dynamicsusceptibilitycontrast，DSC）：是傳統的MR灌注技術(shù)，是CBV和CBF的標準測量方法。外源性對比劑首過(guò)受檢組織時(shí)，使組織的磁化率發(fā)生改變，采用平面回波成像（echoplanerimaging，EPI）序列快速掃描，獲得一系列動(dòng)態(tài)圖像，計算TTP、MTT、相對CBV、相對CBF等半定量參數值，其原理與CTP相似。DSC可提供詳細的血流灌注信息，但受磁場(chǎng)均一性影響較大，容易產(chǎn)生圖像變形和偽影，對操作技術(shù)要求較高，具有一定創(chuàng )傷性，還有遠期致腎纖維化的風(fēng)險，在臨床應用上并未獲得廣泛推廣。

　　1．1．2動(dòng)脈自旋標記技術(shù)（arterialspinlabeling，ASL）：為非對比劑灌注成像方法，標記動(dòng)脈血中氫質(zhì)子作為內源性示蹤劑，首先利用反轉脈沖標記流入成像區域動(dòng)脈血，引起組織縱向弛豫T1發(fā)生變化，然后利用飽和脈沖抑制相同平面動(dòng)脈血，將標記前后的圖像進(jìn)行減影獲得灌注信息，即CBF圖。根據標記方法不同分為連續式動(dòng)脈自旋標記（CASL）和脈沖式動(dòng)脈自旋標記（PASL）：CASL通過(guò)流動(dòng)驅動(dòng)絕熱翻轉實(shí)現，施加恒定梯度磁場(chǎng)和低功率射頻場(chǎng)連續反轉標記動(dòng)脈血，其信噪比較好，標記區域精確，但需專(zhuān)用線(xiàn)圈，磁化轉移效應干擾較大；PASL使用較短雙曲正切脈沖反轉動(dòng)脈血自旋厚塊使之磁化，相對于CASL簡(jiǎn)單易行、反轉標記率較高，但是信噪比較低。

　　偽連續標記動(dòng)脈自旋標記ASL（pseudocontinuousASL，PCASL）克服了CASL標記效率低下和PASL信噪比低的缺點(diǎn)，通過(guò)切換梯度場(chǎng)及多個(gè)短脈沖組合實(shí)現CASL的長(cháng)脈沖效果，在二者之間取得平衡。原來(lái)ASL的采集序列主要為EPI序列，現在快速自旋回波序列（FSE）、螺旋槳和3D采集技術(shù)逐漸開(kāi)始應用。新型3DPCASL技術(shù)使用3DFSE采集信號，具有完善背景抑制、較高信噪比、高效數據采集以及準確定量分析等特點(diǎn)，該技術(shù)采用螺旋式方式填充K空間，減少對運動(dòng)的敏感性，采集時(shí)間更短，避免產(chǎn)生模糊效應和幾何變形。

　　Bokkers等用ASL結合乙酰唑胺試驗檢測頸動(dòng)脈狹窄患者和健康志愿者的腦灌注情況，所有受試者注射乙酰唑胺后腦血流灌注明顯增加，但頸動(dòng)脈狹窄患者的增加幅度明顯低于健康志愿者。ASL不需對比劑、無(wú)創(chuàng )安全、可重復性強、圖像處理簡(jiǎn)單、較精確顯示灌注異常，在腦疾病的診斷中具有良好的應用前景。

　　1．1．3體素內不相關(guān)運動(dòng)（intravoxelincoherentmotion，IVIM）成像：是無(wú)創(chuàng )評價(jià)體素微觀(guān)運動(dòng)的MRI新技術(shù)。原理為使用多個(gè)擴散敏感因子（b值）的DWI進(jìn)行掃描，應用雙指數模型，得到在毛細血管床中流動(dòng)的水分子（即灌注）及組織中自由擴散的水分子（即擴散）的運動(dòng)信息，使同一體素的擴散和灌注分離。公式為Sb/S0＝（1-f）·exp（-b·D）+f·exp（-b·D＊），其中Sb、S0分別代表b≠0及b＝0時(shí)的信號強度；擴散系數D，代表慢速運動(dòng)成分，即擴散；流量參數fD＊（flow-relatedparameter）代表水分子在血管中順壓力梯度的運動(dòng)，反映灌注信息；假擴散系數D＊（pseudodiffusioncoefficient），與MTT的倒數相關(guān)；灌注分數f（perfusionfraction），代表快速運動(dòng)成分的體積分數，反應血管腔內血容量（CBV）。

　　IVIM灌注能夠反映高氧合所致血管收縮及高碳酸血癥所致血管擴張改變，健康人吸入CO2后行IVIM成像，f、D＊、fD＊明顯升高，D未見(jiàn)明顯改變。近年來(lái)IVIM成為腦部磁共振研究的熱點(diǎn)，用于定量分析腦腫瘤、表皮樣囊腫、腦血管病、認知功能損害等疾病的腦血流灌注異常，極具發(fā)展前景。

　　1．2CTP

　　CTP將形態(tài)學(xué)與功能學(xué)信息相結合，在注射碘劑同時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，根據時(shí)間-密度曲線(xiàn)獲得CBV、CBF、MTT等量化灌注參數值和腦灌注血流圖，基本原理是CBF＝CBV/MTT。CVR下降是腦灌注降低的重要原因。頸動(dòng)脈狹窄或閉塞的患者因腦灌注降低而導致腦缺血，繼而引起相應臨床癥狀的發(fā)生，狹窄程度越嚴重，腦灌注異常和腦血管儲備能力下降越明顯。

　　Ma等研究發(fā)現，單側頸動(dòng)脈狹窄或閉塞的患者同側CVR受損，在給予乙酰唑胺前后，患側大腦半球的CBF、CBV均較健側顯著(zhù)降低，MTT較健側顯著(zhù)增加，以上參數的改變反映局部腦組織的缺血程度和血流動(dòng)力學(xué)損害情況，并可區分可逆和不可逆缺血區域，為指導臨床治療腦血管病提供幫助。CTP在評價(jià)短暫性腦缺血發(fā)作（TIA）患者腦血流動(dòng)力學(xué)情況、頸內動(dòng)脈狹窄患者腦血流灌注情況及腦血管儲備能力等方面具有重要價(jià)值。

　　CTP具有設備普及率高、檢查時(shí)間短、后處理簡(jiǎn)便、時(shí)間和空間分辨率高、獲得參數全面、費用相對較低等諸多優(yōu)勢。

　　1．3PET

　　使用超短半衰期的放射性核素標記人體生物物質(zhì)作為示蹤劑，從分子水平定量分析腦組織血流灌注、氧攝取分數、細胞活力、氧和葡萄糖的代謝率等功能信息?？蓹z測急性血管閉塞時(shí)自動(dòng)調節期、少血期、缺血期及再灌期的血流動(dòng)力學(xué)變化。常用的示蹤劑有13N-氨水、15O-H2O等。Rosenspire等研究證實(shí)，13N-氨水通過(guò)血腦屏障進(jìn)入腦組織2min內血液的放射性90%由13N-氨水產(chǎn)生，3~5min后18%~50%轉變?yōu)?3N-谷氨酰胺等代謝產(chǎn)物。

　　喬穗憲等認為13N-氨水PET腦灌注顯像無(wú)創(chuàng )、安全、靈敏度高、分辨率高、定位準確，當腦血管病變時(shí)，局部腦組織缺血、缺氧，腦細胞攝取、清除13N-氨水的功能受損，13N-氨水及其產(chǎn)物相當于化學(xué)性微栓子在病變區聚集，在PET顯像表現為放射性分布缺損、稀疏區，此為腦缺血、梗死的診斷依據。崔璨和馬云川認為，PET能夠準確定量腦血流量，是檢測腦血流灌注的“金標準”，15OH2O是最佳顯像劑，首先，其在人體內不進(jìn)行生物轉化使測量更為簡(jiǎn)便；其次，15O-H2O半衰期僅122s，可以使CVR快速完成。由于PET設備復雜，價(jià)格昂貴，需要放射性核素等問(wèn)題限制了臨床應用。

　　2.激發(fā)試驗

　　激發(fā)試驗的機制是升高動(dòng)脈CO2濃度或給予乙酰唑胺（acetazolamide，ACZ）誘發(fā)高碳酸血癥，增多的CO2在腦脊液和血漿之間自由彌散，與水結合形成碳酸之后電離為H+和HCO3-，H+為腦小動(dòng)脈擴張的主要刺激因子。PaCO2是使腦血管擴張、血管阻力減小及腦血流量增加的最重要影響因素。主要有以下幾種方法：

　?、貱O2吸入試驗：一般使用CO2麻醉氣囊吸入含5%CO2和95%O2混合氣體，導致動(dòng)脈血Pa-CO2升高，腦血管擴張增加CBF。該試驗個(gè)體差異較大，可能出現高血壓、呼吸道不適等不良反應，且需要特殊設備、操作復雜，限制了臨床應用。

　?、谄翚庠囼灒号cCO2吸入試驗原理相同，屏氣后體內CO2潴留人為的造成高碳酸血癥使血管擴張，經(jīng)常與TCD聯(lián)合應用。該方法簡(jiǎn)單、快速、無(wú)創(chuàng )、耐受性好，但需排除呼吸系統疾病及意識不清的患者。

　?、跘CZ試驗：ACZ是一種碳酸苷酶抑制劑，使碳酸分解為CO2和H2O的速度減慢，造成組織中的PaCO2和H+濃度升高，達到小動(dòng)脈擴張CBF增加的目的。ACZ是目前應用最多、效果最好、最理想的腦血管擴張激動(dòng)劑。

　　3.CVR的臨床應用價(jià)值

　　目前CVR已廣泛應用于各種神經(jīng)系統疾病及相關(guān)疾病臨床當中，主要體現在以下幾個(gè)方面：①檢測腦缺血患者的CVR功能可預防腦卒中的發(fā)生，Gupta等研究發(fā)現，頸動(dòng)脈狹窄或閉塞患者只要CVR功能減低，發(fā)生卒中的可能性將增加4~5倍；②預防癡呆的發(fā)生，Silvcstrini等研究表明，頸動(dòng)脈狹窄伴CVR功能減低的患者易出現語(yǔ)言、認知功能障礙，所以早期檢測CVR可避免發(fā)生癡呆；③有研究認為，CVR是評估頸動(dòng)脈內膜剝脫術(shù)或支架置入術(shù)術(shù)前適應證及預測術(shù)后高灌注綜合征的理想檢測指標；④阿爾茨海默病、抑郁癥、先兆偏頭痛、癲癇等患者CVR功能可出現異常；⑤檢測TIA患者發(fā)作期與間歇期的腦血流動(dòng)力學(xué)情況；⑥評價(jià)治療腦血管病藥物療效，有報道稱(chēng)尤瑞克林可以提高患者的CVR；⑦Jarus-Dziedzic等利用TCD結合CO2吸入試驗檢測CVR，對保守治療、血管內栓塞術(shù)及手術(shù)治療3種不同方法對蛛網(wǎng)膜下腔出血進(jìn)行療效評價(jià)。

　　近年來(lái)隨著(zhù)多模態(tài)醫學(xué)影像技術(shù)快速發(fā)展，PET/CT、一站式CTP-CTA等新型影像設備發(fā)揮更大了的優(yōu)勢，臨床應用價(jià)值更高。CVR的多種檢測方法各具優(yōu)勢，PET/CT將功能代謝顯像和解剖結構顯像完美結合，提高空間分辨率，圖像質(zhì)量更清晰；一站式全腦動(dòng)態(tài)容積CTP-CTA成像，一次掃描同時(shí)得到CTP及CTA信息，掃描速度更快、輻射劑量更低；PWI為多方法、多參數、多序列成像，對疾病檢測更敏感，組織分辨率更高，且無(wú)電離輻射損害；TCD結合屏氣試驗因簡(jiǎn)便、無(wú)創(chuàng )、經(jīng)濟等優(yōu)點(diǎn)可作為首選檢測CVR方法。近些年來(lái)，臨床醫師對CVR重要性認識不斷提高，對中樞神經(jīng)系統疾病早期發(fā)現、制定治療方案及預后評價(jià)均有重要的臨床應用價(jià)值。