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(nèi)小動脈和毛細血管代償性擴張或收縮維持腦血流穩(wěn)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，通過小動脈擴張可維持正常腦血流量，但隨著灌注壓逐漸降低，超出其代償機制時腦血流量和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CVR，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的早期診斷、臨床治療以及預后評價均具有重要意義。

　　在臨床工作中，可通過多種影像學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(shù)值的變化來評價CVR能力。本文主要對檢測CVR的常見影像學研究方法及臨床應用價值進行總結論述。

　　1.影像學檢測手段

　　影像學方法的原理是追蹤示蹤劑或對比劑濃度隨時間的變化，獲得時間-密度/信號曲線，計算腦血流量（cerebralbloodflow，CBF）、腦血容量（cerebralbloodvolume，CBV）、平均通過時間（meantransmittime，MTT）、達峰時間（timetopeak，TTP）等參數(shù)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會明顯升高，如果CBF反應減弱，提示腦血管自身調(diào)節(jié)能力降低，腦組織位于臨界梗死的邊緣。

　　常用技術包括：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、常用的幾種影像學檢測手段。

　　1．1PWI

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

　　1．1．1動態(tài)磁敏感對比增強（dynamicsusceptibilitycontrast，DSC）：是傳統(tǒng)的MR灌注技術，是CBV和CBF的標準測量方法。外源性對比劑首過受檢組織時，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，獲得一系列動態(tài)圖像，計算TTP、MTT、相對CBV、相對CBF等半定量參數(shù)值，其原理與CTP相似。DSC可提供詳細的血流灌注信息，但受磁場均一性影響較大，容易產(chǎn)生圖像變形和偽影，對操作技術要求較高，具有一定創(chuàng)傷性，還有遠期致腎纖維化的風險，在臨床應用上并未獲得廣泛推廣。

　　1．1．2動脈自旋標記技術（arterialspinlabeling，ASL）：為非對比劑灌注成像方法，標記動脈血中氫質子作為內(nèi)源性示蹤劑，首先利用反轉脈沖標記流入成像區(qū)域動脈血，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脈血，將標記前后的圖像進行減影獲得灌注信息，即CBF圖。根據(jù)標記方法不同分為連續(xù)式動脈自旋標記（CASL）和脈沖式動脈自旋標記（PASL）：CASL通過流動驅動絕熱翻轉實現(xiàn)，施加恒定梯度磁場和低功率射頻場連續(xù)反轉標記動脈血，其信噪比較好，標記區(qū)域精確，但需專用線圈，磁化轉移效應干擾較大；PASL使用較短雙曲正切脈沖反轉動脈血自旋厚塊使之磁化，相對于CASL簡單易行、反轉標記率較高，但是信噪比較低。

　　偽連續(xù)標記動脈自旋標記ASL（pseudocontinuousASL，PCASL）克服了CASL標記效率低下和PASL信噪比低的缺點，通過切換梯度場及多個短脈沖組合實現(xiàn)CASL的長脈沖效果，在二者之間取得平衡。原來ASL的采集序列主要為EPI序列，現(xiàn)在快速自旋回波序列（FSE）、螺旋槳和3D采集技術逐漸開始應用。新型3DPCASL技術使用3DFSE采集信號，具有完善背景抑制、較高信噪比、高效數(shù)據(jù)采集以及準確定量分析等特點，該技術采用螺旋式方式填充K空間，減少對運動的敏感性，采集時間更短，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、無創(chuàng)安全、可重復性強、圖像處理簡單、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(nèi)不相關運動（intravoxelincoherentmotion，IVIM）成像：是無創(chuàng)評價體素微觀運動的MRI新技術。原理為使用多個擴散敏感因子（b值）的DWI進行掃描，應用雙指數(shù)模型，得到在毛細血管床中流動的水分子（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時的信號強度；擴散系數(shù)D，代表慢速運動成分，即擴散；流量參數(shù)fD＊（flow-relatedparameter）代表水分子在血管中順壓力梯度的運動，反映灌注信息；假擴散系數(shù)D＊（pseudodiffusioncoefficient），與MTT的倒數(shù)相關；灌注分數(shù)f（perfusionfraction），代表快速運動成分的體積分數(shù)，反應血管腔內(nèi)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未見明顯改變。近年來IVIM成為腦部磁共振研究的熱點，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)學與功能學信息相結合，在注射碘劑同時進行動態(tài)掃描，根據(jù)時間-密度曲線獲得CBV、CBF、MTT等量化灌注參數(shù)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(xiàn)，單側頸動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均較健側顯著降低，MTT較健側顯著增加，以上參數(shù)的改變反映局部腦組織的缺血程度和血流動力學損害情況，并可區(qū)分可逆和不可逆缺血區(qū)域，為指導臨床治療腦血管病提供幫助。CTP在評價短暫性腦缺血發(fā)作（TIA）患者腦血流動力學情況、頸內(nèi)動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值。

　　CTP具有設備普及率高、檢查時間短、后處理簡便、時間和空間分辨率高、獲得參數(shù)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(shù)、細胞活力、氧和葡萄糖的代謝率等功能信息。可檢測急性血管閉塞時自動調(diào)節(jié)期、少血期、缺血期及再灌期的血流動力學變化。常用的示蹤劑有13N-氨水、15O-H2O等。Rosenspire等研究證實，13N-氨水通過血腦屏障進入腦組織2min內(nèi)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腦灌注顯像無創(chuàng)、安全、靈敏度高、分辨率高、定位準確，當腦血管病變時，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)物相當于化學性微栓子在病變區(qū)聚集，在PET顯像表現(xiàn)為放射性分布缺損、稀疏區(qū)，此為腦缺血、梗死的診斷依據(jù)。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(nèi)不進行生物轉化使測量更為簡便；其次，15O-H2O半衰期僅122s，可以使CVR快速完成。由于PET設備復雜，價格昂貴，需要放射性核素等問題限制了臨床應用。

　　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，導致動脈血Pa-CO2升高，腦血管擴張增加CBF。該試驗個體差異較大，可能出現(xiàn)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(nèi)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。該方法簡單、快速、無創(chuàng)、耐受性好，但需排除呼吸系統(tǒng)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劑。

　　3.CVR的臨床應用價值

　　目前CVR已廣泛應用于各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病及相關疾病臨床當中，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：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(xiàn)，頸動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，頸動脈狹窄伴CVR功能減低的患者易出現(xiàn)語言、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是評估頸動脈內(nèi)膜剝脫術或支架置入術術前適應證及預測術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(xiàn)異常；⑤檢測TIA患者發(fā)作期與間歇期的腦血流動力學情況；⑥評價治療腦血管病藥物療效，有報道稱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(nèi)栓塞術及手術治療3種不同方法對蛛網(wǎng)膜下腔出血進行療效評價。

　　近年來隨著多模態(tài)醫(yī)學影像技術快速發(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，圖像質量更清晰；一站式全腦動態(tài)容積CTP-CTA成像，一次掃描同時得到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(shù)、多序列成像，對疾病檢測更敏感，組織分辨率更高，且無電離輻射損害；TCD結合屏氣試驗因簡便、無創(chuàng)、經(jīng)濟等優(yōu)點可作為首選檢測CVR方法。近些年來，臨床醫(yī)師對CVR重要性認識不斷提高，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病早期發(fā)現(xiàn)、制定治療方案及預后評價均有重要的臨床應用價值。