动脉自旋标记(arterial spin labeling，ASL)是一项无创性评估脑血流灌注的新技术，与传统的PET 和SPECT相比，该方法无需注射示踪剂，没有电离辐射，且具有更好的空间分辨率。
本研究旨在利用ASL技术来观察阿尔茨海默病（Alzheimer's disease，AD）患者的脑血流变化。
资料与方法一、研究对象1.入选标准：选取2010年10月至2012年2月间在我院及上海市精神卫生中心就诊的24例临床诊断为AD的患者，另收集21名同期正常老年志愿·论著·基于体素分析的三维动脉自旋标记成像在阿尔茨海默病脑血流灌注中的应用研究凌华威1，张泳2，丁蓓1，黄娟1，张欢1，王涛3，柴维敏1，陈克敏1（1.上海交通大学医学院附属瑞金医院放射科，上海200025；2.通用电气医疗集团应用科学实验室，上海201203；3.上海精神卫生中心老年科，上海200030）[摘要]目的：利用三维（3D）动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）成像技术探讨阿尔茨海默病（Alzheimer's disease，AD）患者的脑血流灌注特征。
方法：选择24例AD患者和21名年龄、性别匹配的健康老年人，采用ASL序列进行灌注成像。
将获取的脑血流图像（cerebral blood flow，CBF）采用基于体素分析方法经后处理配准进行全脑分析，比较2组的脑血流灌注情况，并探讨AD患者的脑血流灌注特征。
结果：与正常老年人相比，AD患者的双侧颞枕顶叶皮层、左侧边缘叶及左侧胼胝体压部的脑血流量CBF明显降低，同时双侧丘脑、右侧壳核、右尾状核头部及右侧颞叶白质区的CBF明显增高。
结论：基于体素的ASL全脑分析揭示了AD认知损害过程中相关脑区的血流灌注异常，作为一种无创的血流动力学检查新技术，ASL可能对进一步研究AD的神经病理生理机制有着重要价值。
关键词：阿尔茨海默病；灌注成像；动脉自旋标记技术中图分类号：R445.4文献标识码：A文章编号：1671-2870（2012）04-0370-05DOI:10.3969/j.issn.1671-2870.2012.04.011Voxel-based analysis of cerebral perfusion changes in Alzheimer's disease using a novel3D arterial spin-labeling technique LING Hua-Wei1，ZHANG Yong2，DING Bei1，HUANG Juan1，ZHANG Huan1，WANG Tao3，CHAI Wei-min1，CHEN Ke-min1. 1.Department of Radiology,Ruijin Hospital,Shanghai Jiaotong University School of Medicine,Shanghai 200025,China;2.Applied Science Laboratory,GE Healthcare,Shanghai201203,China; 3.Department of Geratology, Shanghai Mental Health Center,Shanghai200030,China[Abstract]Objective3D pulsed continuous arterial spin labeling(ASL)technique was used to study cerebral blood flow(CBF)changes in patients with Alzheimer's disease(AD)in comparison with age-and gender-matched healthy controls.Methods3D ASL scans was performed in45participants(24AD patients and21age-and gender-matched control subjects)covering the entire brain with a3.0-T MR system.Voxel based analysis was performed using SPM8.Two sample t test(threshold at P<0.05)was performed.Results Significant decrease of CBF was observed in bilateral tempo-ral-parietal-occipital cortex and left limbic lobe in AD patients when compared with control group.Interestingly,increased CBF was observed in bilateral thalamus,right caudate nucleus and putamen,paracentral lobule as well as white matter of right temporal lobe.Conclusions Our voxel-based results indicates that ASL-MRI could provide useful perfusion informa-tion in AD patients.Because of its easy acquisition and noninvasiveness,ASL-MRI may be an appealing alternative ap-proach for further pathologic and neuropsychological studies of AD.Key words:Alzheimer's disease；Perfusion image;Arterial spin labeling基金项目：上海市卫生局青年科研项目（2009Y027）；上海交通大学医学院博士点基金赞助（BXJ201211）通讯作者：丁蓓Email：ellading@者。
入组的AD病例均符合美国国立神经病学传染病及卒中研究所与阿尔茨海默病和相关病协会的诊断标准，简易智能精神状态检查量表(MMSE)评分在8～23分，平均为（19.8±3.0）分，其中男6例，女18例，平均年龄为(74±7)岁，均为右利手。
正常老年人共21名（对照组），均为我院门诊非神经系统疾病患者，无认知功能障碍，其中男8例，女13例，年龄为(71±6）岁，均为右利手，MMSE评分为27～30分，平均为（28.9±1.1），且均无痴呆家族史。
2.排除标准：有脑卒中、精神病史、其他中枢神经系统疾病、吸毒、酒精或药物滥用、高血压、糖尿病等均被排除在AD组和正常对照组之外。
二、数据获取所有受试者均采用GE Signa HDxT3.0T超导MRI进行扫描，使用8通道相控阵头线圈。
检查时要求受试者放松闭眼并保持清醒，头部用软垫加以固定并用软耳塞塞住外耳道以减少噪音干扰。
受试者首先接受常规MRI扫描，包括三维结构像采用3D SPGR(扰相梯度回波)序列，T2W序列及DWI序列，以排除其他器质性病变。
3D结构像及灌注扫序列扫描参数分别为，3D SPGR TR8.5ms，TE3.4ms，反转角120，层厚1mm，层距0mm，视野（FOV）24cm×24cm，矩阵512×512，象素大小为0.47mm×0.47mm×1.00mm，共248层横断面图像覆盖全脑；3DASL TR1350ms，TE5ms，反转角155°，层厚4mm，层距0mm，矩阵128×128，扫描覆盖范围与3D T1W结构像一致。
三、数据分析3DASL序列扫描获得的灌注加权图像，通过GE公司MR设备自带的后处理软件生成全脑脑血流量图（cerebral blood flow，CBF）。
对CBF图像进行离线后处理,采用SPM8（）软件进行基于体素分析法（VBA）分析。
每个灌注图都被配准到蒙特利尔神经科学研究所提出的加拿大蒙特利尔神经研究所（Montreal Neurologic Insti-tute，MNI）标准脑空间，用于进行组间比较。
空间标准化后的图像被重新采样为2mm各向同性的体素，并用6mm半高全宽（FWHM）的高斯内核进行空间平滑处理，以提高图像的信噪比（SNR）。
四、统计学处理采用双样本t检验对预处理完毕的灌注图像进行统计分析。
每个被试的全脑灌注均值作为统计分析的协变量以排除全脑灌注的个体差异。
为控制统计分析中的假阳性比例，采用AFNI（http;///）中的AlphaSim进行多重比较校正。
AlphaSim 校正通过Monte Carlo模拟的方法，连续性标准采用边连接，脑部蒙片大小为91mm×109mm×91mm。
在设定P=0.01作为阈值且最小团块尺寸取为125个象素时，得到α<0.05的校正结果。
所得结果以MNI 坐标系表示。
结果AD组与对照组相比，AD患者存在CBF降低及增高的区域，CBF显著降低的区域（红色）集中在双侧颞枕顶叶皮层、左侧边缘叶（主要包括左侧海马旁回、钩回和梭状回）和左侧胼胝体压部，而CBF显著增加的区域（蓝色）包括双侧丘脑、右侧壳核、右侧尾状核头部、小脑上蚓部及右侧颞叶白质区(见表1、图1)。
讨论一、ASL技术及VBA方法在脑灌注研究中的优势1.ASL原理及优势：ASL技术使用水作为内源性对比剂对动脉血进行磁标记，可对脑血流（CBF）进行定量检测，并提供定量评估的灌注参数，以每毫升、每分钟100g为计量单位[1-3]。
早期研发的ASL 多采用EPI序列扫描，易受磁敏感性影响而导致局部信号丢失，图像失真，运动伪影较大，也易受低估缓流及血管污染等方面的影响[4-5]。
本研究采用的是新型三维（3D）多激发脉冲式连续动脉自旋标记技术，此技术主要从脉冲连续标记、背景抑制和3D 脑区MNI坐标（mm）t值体素大小（个）X轴Y轴Z轴灌注减低区左侧枕叶－24－84－16 4.771832左侧颞叶－386－28 3.95504左侧顶叶－24－7056 3.34391左侧边缘叶－30－14－26 4.09129左侧胼胝体压部－8－2624 3.4088右侧颞叶44－56-16 3.79677右侧枕叶30－7828 5.301480右侧顶叶22－6664 4.03255灌注增高区左侧丘脑－20－206－3.32355右侧丘脑16－166－2.8976右侧壳核240－4－3.0242右侧尾状核头部18180－2.8657右侧颞叶白质40－346－4.20392旁中央小叶10－3068－3.95101小脑上蚓部-4－38-6－3.74116表1对照组与AD组比较各脑区脑血流灌注差异P<0.05,体素数>125图124例AD患者与21名正常老年人CBF图的VBA分析快速自旋回波（FSE）采集等3个方面着手进行优化。