3 概述
腦灌注血流顯像介入試驗是指利用介入因素，包括藥物干預、器材幹預、物理干預、生理負荷（冷、熱、聲、光）和各種治療等，使腦的血流灌注和功能發生改變的診斷和研究方法。SPECT腦灌注顯像介入試驗須用2次靜脈注射法，比較介入前和介入後的影像和局部腦血流。常用的藥物負荷試驗有：CO2試驗、乙酰唑胺試驗等，過度換氣試驗的作用原理與上述藥物負荷類似，也是通過CO2分壓來調節腦血管阻力。其他負荷試驗還有通過體位急劇改變來觀察血流反應性的直立負荷試驗，頸動脈壓迫試驗和Wada試驗等。通過藥物激發引起癲癇發作，進行顯像，確定癲癇病竈所在部位，可爲手術提供定位信息，也是腦灌注顯像介入試驗在臨牀應用成功的範例。
4 原理
局部腦血流的調節是通過改變小動脈的阻力來實現的，諸多化學因素和神經體液因素均可通過引起腦內小動脈的收縮和舒張來調節小動脈阻力。機體通過各種機制維持腦血流的平衡，局部腦血流不但與血管阻力、壓力差等因素有關，也與局部腦組織的代謝程度有關。通過外部各種因素的介入，引起相應腦局部的應答反應，並使局部腦血流發生改變以顯示與其他部位之差異，這就是腦灌注顯像介入試驗的基本原理。
5 適應證
腦血流灌注顯像介入試驗適用於：
1.致癇竈定位，在癲癇發作間期和發作期顯像，協助判斷定位致癇竈的位置。
2.在醒覺期（棘波發放間期）和睡眠期（棘波發放期）顯像，輔助診斷和鑑別診斷兒童良性癲癇。
4.早期診斷短暫腦缺血性發作（TIA），檢測隱匿性腦缺血性病竈和小梗死竈。
5.判斷腦部疾病的治療效果和預後，包括腦血管病、Alzheimer病、Parkinson病等。
7.生理功能或神經心理學研究，在生理刺激或神經心理學各種作業負荷前後顯像。
8.針刺治療穴位選擇或原理研究，觀察針刺前和針刺中局部腦血流和腦神經細胞功能活動情況。
9.前後對照，用於不能短期內觀察到對照性結果的檢查和介入研究，如長期顯效的藥物介入治療，體外反搏治療和外科手術治療前後等。
7 常用介入試驗
（1）癲癇誘發試驗
①過度換氣誘發試驗：深呼吸能使肺泡內二氧化化碳加速排出，血液中二氧化化碳濃度下降，出現血液酸鹼度向鹼性方面移動，反射性地引起血管收縮，循環速度減慢，使局部腦血流降低，以保持腦組織內的二氧化化碳含量不至太低，糾正偏鹼的血液pH值。由於腦血管收縮，局部腦血流降低使腦組織處於缺氧狀態，葡萄糖供應減少，這增加了腦皮質層細胞的興奮性，病態的腦細胞就容易產生癇性放電或其他異常，繼而導致癇竈局部腦血流增高和腦細胞功能活動亢進。此時，若彈丸樣注射腦灌注顯像劑，再進行SPECT顯像，即可捕捉到致癇竈。
②剝奪睡眠誘發試驗：剝奪睡眠誘發試驗的原理尚不十分清楚，可能是剝奪睡眠後大腦應激性提高或降低了其抽搐閾的結果，誘發的陽性率爲33%～56%，可誘發出陣發高波幅慢波節律發放或誘發出棘波、棘慢波等，若在檢查時加用過度換氣試驗，陽性率會更高。
③睡眠誘發試驗：睡眠誘發試驗是通過自然睡眠或藥物誘發睡眠，以引起腦細胞異常放電的一種方法，主要用於癲癇、不合作的兒童及精神異常的病人，尤其對夜間發作和精神運動性癲癇更爲適用。據報道誘發出腦細胞異常放電的陽性率可達95%。
（2）CO2負荷試驗：腦組織的局部化學環境是影響腦血管舒縮活動的重要因素，吸入高濃度的CO2引起動脈血中CO2分壓升高，通過化學感受器的作用引起腦血管擴張，腦血流增加，在正常情況下，腦血流量增加的程度與CO2分壓增加程度成正比，其作用機制主要是動脈血中CO2分壓增加，CO2進入組織後與組織中的水分子結合生成碳酸，後者解離產生H＋，pH值降低，引起腦動脈阻力血管擴張。CO2負荷試驗的作用是評價腦血管的反應性（腦循環儲備功能）。
（3）直立負荷試驗：正常人因體位改變所造成的腦血流灌注降低往往是短暫性的，通過神經、體液的調節可很快恢復。在某些病理情況下，神經、體液調節因素不足以或無法在較短時間內調節腦血流至正常水平，可引起大腦局部腦血流低下，甚至昏厥。根據這一現象，分別在基礎狀態（臥位）和立體負荷狀態時進行腦灌注顯像，比較兩次顯像的結果，可用來診斷體位性腦血流灌注低下和隱匿性腦缺血。
（4）乙酰唑胺介入試驗：乙酰唑胺爲磺胺的衍生物，它對體內碳酸酐酶有抑制作用。碳酸酐酶存在於中樞神經系統、腎皮質和眼等組織中。它能促進二氧化化碳與水形成碳酸，也能促進碳酸分解成二氧化化碳和水。當碳酸酐酶被乙酰唑胺抑制時，任何需要大量及連續供應H＋和HCO3－的功能活動都將受到抑制，乙酰唑胺阻斷腦內碳酸酐酶的作用，使碳酸脫氫氧化過程受到抑制，腦內pH急速下降。由於腦組織pH下降，正常情況下會反射性地使腦血管擴張，局部腦血流增加。但是病變部位血管反應不明顯。一些潛在的缺血區，在SPECT影像上無放射性減低區，但是乙酰唑胺介入後，正常部位局部腦血流增高20%～30%，潛在的缺血區因反應不明顯而出現相對放射性減低區。這種介入試驗可提高SPECT腦灌注顯像對缺血性腦血管病的檢出率。
（5）尼莫地平介入試驗：尼莫地平是一種鈣通道拮抗劑，其藥理特點是通過阻斷動脈平滑肌細胞膜上的鈣通道功能，抑制細胞外Ca2＋內流，降低細胞內遊離鈣水平，抑制血管平滑肌細胞膜上的依賴性鈣通道，影響Ca2＋和鈣調節蛋白，使動脈平滑肌鬆弛，管徑擴大，血流量增加。腦動脈平滑肌對尼莫地平的作用更爲敏感，所以腦灌注量明顯增加。尼莫地平常常用於治療缺血性腦血管病、偏頭痛和蛛網膜下腔出血等疾病，治療後腦循環和腦細胞功能多明顯改善。所以這種藥物介入試驗也可看成是藥物治療後療效判定的對照性檢查。
8 臨牀應用價值
（1）隱匿性腦缺血病竈和小梗死竈的探測：許多腦血管疾病，包括動脈硬化性疾病，在疾病的初始階段，病竈範圍較小，側支循環較爲豐富，因此單純作基礎狀態顯像難以發現病變，只有當疾病進展到血管嚴重狹窄，血流明顯受阻，側支循環不能代償時，纔出現陽性結果，這就延誤了治療時間，而應用腦灌注顯像介入試驗，可早期發現隱匿性病竈及小梗死竈，提高診斷率。
（2）TLA的診斷：TLA發作時間短暫，進行腦灌注顯像時多已處於發作後期，雖然常規腦灌注顯像也有TLA發作後時間越短，腦血管病變陽性檢出率越高的結論，但許多病竈仍難以發現。用腦灌注顯像介入試驗能明顯提高TLA的陽性檢出率，有報道顯示，32例TLA患者，通過乙酰唑胺介入試驗，其陽性檢出率從59.37%提高到87.5%。
（3）評價腦血管儲備能力：腦負荷顯像是目前爲數不多的測定腦側支循環和腦血管儲備能力的方法，其他影像檢查均難以測定，也很難了解側支循環狀況。顱底Willis環將大腦前、中、後動脈的末端小動脈相吻合，提供了豐富的側支循環。當某支腦血管發生閉塞等病變時，在腦灌注能力許可的情況下，通過吻合支對局部腦血流進行補償，此時該部位的局部腦血流還不能體現腦血管閉塞程度，通過負荷試驗則可瞭解側支循環狀況，評價腦灌注儲備能力。
腦灌注顯像正常且反應性良好，腦側支循環正常、腦血管儲備能力充足者，發生各種腦血管意外的機率非常低，這一點和心肌灌注顯像提示心臟突發事件的意義一致，對血管反應低下，腦血管儲備能力降低者是發生腦梗死的前期信號，因此可通過腦灌注介入顯像來進行預測，以儘早採取措施。
（4）判斷交叉失聯絡現象血管的反應性：大片腦梗死患者常伴有對側小腦和/或同側丘腦的血流和代謝降低，分別表現爲交叉性小腦失聯絡症和同側丘腦失聯絡症，常規腦灌注顯像可發現對側小腦或同側丘腦血流量降低。目前對失聯絡現象的原因尚無一致意見，多數人傾向於爲神經功能聯繫中斷或選擇性神經元損傷，局部代謝降低引起。用介入因素如使用血管擴張劑後，對側小腦或同側丘腦血流量增加至正常，證明“失聯絡”的小腦或丘腦的血管反應性並未受到損害。
（5）腦血管病治療效果預後判斷：根據介入試驗結果，特別是腦血管儲備功能，可對治療效果的預後進行判斷，一般而言，腦血管儲備功能差者，預後較差，治療往往難以奏效。腦血管儲備功能較好者，預後較好，也較易產生理想的治療效果。
（6）病程監測和手術後隨訪：在腦血管疾病過程中和手術前後，腦血管儲備能力的改變，側支循環狀況的改善或惡化是疾病進展和手術成敗的標誌，腦血管儲備功能的提高可以認爲是治療有效、手術成功、病情好轉的客觀指標，手術後缺血部位的血流改善的變化可能早於臨牀症狀的改善。
（7）Alzheimer病和血管性癡呆的鑑別：用腦灌注介入試驗觀察局部腦血流改變是基於神經源性或是腦血管源性，從而可以區分Alzheimer病和血管性癡呆。Alzheimer病患者表現爲中樞神經系統的退行性病變，而腦部血管的數量和結構仍處於基本正常範圍。應用藥物負荷介入後，病竈局部腦血流量可增加，顯示正常或接近正常的腦血管儲備功能。腦血管性疾病所引起的癡呆，多因腦動脈硬化、多發性腦梗死、頸內動脈閉塞或基底動脈硬化引起，在藥物負荷下，往往顯示腦血管儲備功能低下。
（8）蛛網膜下腔出血的手術指徵：介入腦灌注顯像用以評價蛛網膜下腔出血後腦血管擴張能力、病變範圍、有無腦血管痙攣、其發展程度和過程等，對決定手術時機與方式均有指導意義。
（9）煙霧病的診斷：煙霧病以頸內動脈遠端及大腦前、中動脈，尤其是顱底血管網進行性狹窄或閉塞爲特點，是一種慢性閉塞性腦血管疾病，病因尚不明確，以青少年多見。腦灌注介入試驗能瞭解其病竈區域的血流儲備能力，並對病程進行分級和隨訪。
（10）腦生理功能活動的研究：由於SPECT腦灌注影像所示的放射性分佈是局部腦血流和腦細胞功能之和，所以同樣可像PET那樣用於各種生理負荷與局部功能的應答關係。如閃光刺激視網膜時，可見視覺中樞的放射性分佈增高；聽音樂時，聽覺中樞放射性分佈升高；一側上下肢活動時，對側腦中央前回和後回支配區放射性增高。
（11）神經心理學的研究：用SPECT研究局部腦功能和認知之間的關係，已經成爲神經心理學研究的重要方法。語言作業、記憶作業、非再認識記憶作業、Boston命名試驗和句子理解作業可使正常人腦區不同部位的局部腦血流和腦細胞功能產生不同的變化。
10 方法
10.1 1.顯像劑
（1）123I-異丙基安非他明（IMP）用量111～222MBq（3～6mCi），彈丸式靜脈注射或靜脈注射。
（2）99mTc-雙半胱乙酯（ECD）用量740～1110MBq（20～30mCi）/1～2ml，彈丸式靜脈注射或靜脈注射。
（3）99mTc-六甲基丙烯胺肟（HMPAO）用量740～1110MBq（20～30mCi）/1～2ml，彈丸式靜脈注射或靜脈注射。
（4）133Xe是一種中性脂溶性惰性氣體，多爲吸入，用量185～370MBq（5～10mCi）/1～2ml。
（5）顯像劑要求使用99mTc標記化合物時，99mTc標記化合物放化純度應＞90%，若低於此，則因遊離99mTc和其他雜質量相對較多，使得頭皮、顱骨、靜脈竇、鼻腔及軟組織內放射性濃集增高，易造成腦內放射性分佈紊亂，甚至產生僞影。使用99mTc-HMPAO時，應在標記後30min內使用。
國內以使用99mTc-ECD爲多。
10.2 2.操作程序
（1）使用123I-IMP時，要用複方碘溶液封閉甲狀腺，一般在檢查前2～3d開始服用，檢查後仍須服用2～3d，即連續服用5～6d。不同年齡的用量見表1。
（2）使用99mTc-HMPAO或99mTc-ECD時，注射前30min～1h令受檢者空腹口服過氯酸鉀400mg，以封閉甲狀腺、脈絡叢和鼻黏膜，減少99mTcO4－的吸收和分泌。不同年齡的使用量見表1。
（3）視聽封閉，令受檢者閉目帶黑色眼罩，用耳塞塞住外耳道口，5min後由靜脈彈丸式注射或靜脈注射顯像劑。
（4）調節探頭的旋轉半徑和檢查牀的高度，使其適於腦顯像的要求。
（5）令受檢者平臥於檢查牀上，頭部枕於頭託中，用膠帶固定體位，保持體位不變直至檢查完畢。
（6）若採用體外OM線顯像時，調節頭託使眼外眥和外耳道的連線與地面垂直。
（7）使用動態SPECT（D-SPECT）時，接通呼吸機，將呼吸面罩戴在口鼻上，適當加壓確保密封性，以防止133Xe泄漏。
10.3 3.介入方法
腦血流灌注顯像介入試驗主要有五大類：
（1）藥物介入試驗，包括乙酰唑胺介入試驗、貝美格（美解眠）藥物誘發試驗、尼莫地平介入試驗、乙酰肉毒鹼介入試驗、抗膽鹼藥物介入試驗、抗精神藥物介入試驗、雙嘧達莫（潘生丁）介入試驗、腺苷介入試驗、CO2負荷試驗等。
（2）人爲干預介入試驗，包括過度換氣誘發試驗、剝奪睡眠誘發試驗、睡眠誘發試驗、直立負荷試驗、頸動脈壓迫試驗（Matas試驗）、Wada試驗等。
（3）生理刺激試驗，包括肢體運動、視覺、聽覺刺激試驗、軀體感覺刺激試驗等。
（4）認知作業試驗，包括記憶試驗、聽覺語言學習試驗、計算試驗、思索試驗等。
（5）物理性干預試驗，包括磁場干預試驗、低能激光照射試驗、針刺激發試驗等。
10.4 4.操作程序
（1）連續雙次顯像：指在同體位下介入試驗前和在介入試驗中或後，間隔25～30min進行兩次SPECT顯像。介入試驗前顯像彈丸注射99mTc-ECD444MBq（12mCi），小兒按14.8kBq（0.4mCi）/kg給藥，注射後5min顯像。在介入試驗中或完成後時，再次靜脈注射666MBq（18mCi），小兒按22.2kBq（0.6mCi）/kg給藥，5min後再次顯像。
（2）雙次顯像：適於不能在同體位進行介入試驗的顯像，如癲癇發作間期和發作期、藥品治療前後、手術治療前後、認知作業等。兩次顯像的體位儘可能一致。99mTc-ECD注射量參照第一節，但介入試驗後的注射量應爲介入試驗前的1.4～1.6倍。
（3）儀器條件：
①SPECT探頭配置低能高分辨型、通用型或扇型準直器。
②探頭旋轉半徑以12～14Cm。
③採集矩陣128×128，旋轉360°，5.6°～6.0°/幀，共採集64幀影像。
④採集時間123I標記物40～60s/幀，99mTc標記物15～20s/幀。
⑤倍數放大，圓形探頭（Φ400mm）Zoom1.00，矩型探頭（500×370mm）Zoom1.6～1.78。
⑥能峯140keV，窗寬20%。
⑦腦組織的淨計數率40～80k/幀或者3～5k/s。
⑧133Xe動態SPECT顯像探頭配置扇束準直器，能峯80keV，窗寬20%；其他條件同上述。
10.5 5.影像重建條件
（1）前濾波，先用Butterworth低通濾波器濾波，123I標記物推薦使用截止頻率（fc）＝0.5，陡度因子（n）＝12，99mTc標記物推薦使用fc＝0.35～4.0，n＝12～20。各單位應參照所用廠家儀器介紹推薦值或本實驗室參考值。
（2）反向投影重建，用Ramp函數濾波反投影重建原始橫斷層影像，推薦層厚2～6mm。
（3）衰減校正，Sorenson法和Chang法是常用的衰減校正法，使用123I標記物時，推薦μ＝0.11Cm-1，使用99mTc標記物時，推薦μ＝0.12cm-1。
（4）冠狀和矢狀斷層影像製作，層厚2～6mm。
（6）影像組合顯示：將介入試驗前和介入試驗中或後斷層影像歸一化後在同一屏幕上組合顯示，使其位置、大小和色調一致，並攝片。攝片條件同腦血流灌注顯像。
（7）數字減影技術：
①一般減影，以介入試驗中或介入試驗後的投影數據或斷層影像爲被減像，以介入試驗前投影數據或斷層影像爲減像，得到實際介入試驗投影數據或斷層影像。投影數據按第一節方法重建斷層影像。然後，再行影像組合顯示和攝片。
②匹配減影，非同體位雙次顯像時，兩次顯像的體位很難一致，匹配兩次橫斷層影像的X軸、Y軸和Z軸後再進行減影。
③差值減影，用上述方法獲得介入試驗前、中或後的斷層影像，可繼續作爲被減像，以介入試驗前影像作爲減像，得到差值像，更直觀地顯示腦局部血流灌注和功能的變化。
（8）定量分析法：除可採用第一節的方法外，還可以在介入試驗前、中或後的斷層影像某區域和鏡像部位提取計數，計算變化率，評價介入試驗對腦局部血流灌注和功能的影響程度。
11 注意事項
1.介入試驗特別是藥物介入試驗，可能會產生一些不同程度的不良反應。在進行介入試驗前必須熟知所實施介入試驗的原理、方法、注意事項和可能出現的不良反應及相應的危險，要針對介入試驗可能出現的問題，準備必要拮抗藥品和搶救措施，防治發生意外。
2.在進行癲癇誘發介入試驗時，如果有條件最好使用腦電圖儀監測，當典型癲癇波出現或出現臨牀發作，應立即注射腦灌注顯像劑，同時終止誘發。
3.剝奪睡眠誘發試驗雖然簡便，但難度較大，有時很難堅持不睡眠，故在試驗前一定要向受檢者交待清楚本試驗的意義求得配合；對於兒童患者要囑家長積極配合，確實做到不睡眠達18～24h以上。
4.數字減影技術難度較大，其關鍵點在於頭部固定、層與層的一致和像素的匹配。如果在位置，層與層不一致或像素不匹配的情況下做減影處理，勢必造成假性腦內結構的錯亂，影像模糊，分辨率下降。
5.其他注意事項
（1）數據採集時患者頭部位置變動，會嚴重影響影像質量，重建的斷層影像見腦內各結構紊亂。爲防止頭部移位，要用膠帶強制固定。對神經或精神症狀明顯、小兒和不能合作的患者，預先應給予鎮靜劑。
（2）封閉不夠，使用99mTc標記化合物時即便放化純度＞90%，但若未使用過氯酸鉀封閉脈絡叢、鼻黏膜或封閉不夠時，有時可見靜脈竇輕度顯影，特別是鼻黏膜內放射性濃集明顯，影響影像的清晰度，在進行3DSD顯示時可見鼻腔顯影，嚴重干擾影像。
（3）有條件者可應用PET進行腦血流灌注顯像。