3 概述
脑灌注血流显像介入试验是指利用介入因素，包括药物干预、器材干预、物理干预、生理负荷（冷、热、声、光）和各种治疗等，使脑的血流灌注和功能发生改变的诊断和研究方法。SPECT脑灌注显像介入试验须用2次静脉注射法，比较介入前和介入后的影像和局部脑血流。常用的药物负荷试验有：CO2试验、乙酰唑胺试验等，过度换气试验的作用原理与上述药物负荷类似，也是通过CO2分压来调节脑血管阻力。其他负荷试验还有通过体位急剧改变来观察血流反应性的直立负荷试验，颈动脉压迫试验和Wada试验等。通过药物激发引起癫痫发作，进行显像，确定癫痫病灶所在部位，可为手术提供定位信息，也是脑灌注显像介入试验在临床应用成功的范例。
4 原理
局部脑血流的调节是通过改变小动脉的阻力来实现的，诸多化学因素和神经体液因素均可通过引起脑内小动脉的收缩和舒张来调节小动脉阻力。机体通过各种机制维持脑血流的平衡，局部脑血流不但与血管阻力、压力差等因素有关，也与局部脑组织的代谢程度有关。通过外部各种因素的介入，引起相应脑局部的应答反应，并使局部脑血流发生改变以显示与其他部位之差异，这就是脑灌注显像介入试验的基本原理。
5 适应证
脑血流灌注显像介入试验适用于：
1.致痫灶定位，在癫痫发作间期和发作期显像，协助判断定位致痫灶的位置。
2.在醒觉期（棘波发放间期）和睡眠期（棘波发放期）显像，辅助诊断和鉴别诊断儿童良性癫痫。
4.早期诊断短暂脑缺血性发作（TIA），检测隐匿性脑缺血性病灶和小梗死灶。
5.判断脑部疾病的治疗效果和预后，包括脑血管病、Alzheimer病、Parkinson病等。
7.生理功能或神经心理学研究，在生理刺激或神经心理学各种作业负荷前后显像。
8.针刺治疗穴位选择或原理研究，观察针刺前和针刺中局部脑血流和脑神经细胞功能活动情况。
9.前后对照，用于不能短期内观察到对照性结果的检查和介入研究，如长期显效的药物介入治疗，体外反搏治疗和外科手术治疗前后等。
7 常用介入试验
（1）癫痫诱发试验
①过度换气诱发试验：深呼吸能使肺泡内二氧化化碳加速排出，血液中二氧化化碳浓度下降，出现血液酸碱度向碱性方面移动，反射性地引起血管收缩，循环速度减慢，使局部脑血流降低，以保持脑组织内的二氧化化碳含量不至太低，纠正偏碱的血液pH值。由于脑血管收缩，局部脑血流降低使脑组织处于缺氧状态，葡萄糖供应减少，这增加了脑皮质层细胞的兴奋性，病态的脑细胞就容易产生痫性放电或其他异常，继而导致痫灶局部脑血流增高和脑细胞功能活动亢进。此时，若弹丸样注射脑灌注显像剂，再进行SPECT显像，即可捕捉到致痫灶。
②剥夺睡眠诱发试验：剥夺睡眠诱发试验的原理尚不十分清楚，可能是剥夺睡眠后大脑应激性提高或降低了其抽搐阈的结果，诱发的阳性率为33%～56%，可诱发出阵发高波幅慢波节律发放或诱发出棘波、棘慢波等，若在检查时加用过度换气试验，阳性率会更高。
③睡眠诱发试验：睡眠诱发试验是通过自然睡眠或药物诱发睡眠，以引起脑细胞异常放电的一种方法，主要用于癫痫、不合作的儿童及精神异常的病人，尤其对夜间发作和精神运动性癫痫更为适用。据报道诱发出脑细胞异常放电的阳性率可达95%。
（2）CO2负荷试验：脑组织的局部化学环境是影响脑血管舒缩活动的重要因素，吸入高浓度的CO2引起动脉血中CO2分压升高，通过化学感受器的作用引起脑血管扩张，脑血流增加，在正常情况下，脑血流量增加的程度与CO2分压增加程度成正比，其作用机制主要是动脉血中CO2分压增加，CO2进入组织后与组织中的水分子结合生成碳酸，后者解离产生H＋，pH值降低，引起脑动脉阻力血管扩张。CO2负荷试验的作用是评价脑血管的反应性（脑循环储备功能）。
（3）直立负荷试验：正常人因体位改变所造成的脑血流灌注降低往往是短暂性的，通过神经、体液的调节可很快恢复。在某些病理情况下，神经、体液调节因素不足以或无法在较短时间内调节脑血流至正常水平，可引起大脑局部脑血流低下，甚至昏厥。根据这一现象，分别在基础状态（卧位）和立体负荷状态时进行脑灌注显像，比较两次显像的结果，可用来诊断体位性脑血流灌注低下和隐匿性脑缺血。
（4）乙酰唑胺介入试验：乙酰唑胺为磺胺的衍生物，它对体内碳酸酐酶有抑制作用。碳酸酐酶存在于中枢神经系统、肾皮质和眼等组织中。它能促进二氧化化碳与水形成碳酸，也能促进碳酸分解成二氧化化碳和水。当碳酸酐酶被乙酰唑胺抑制时，任何需要大量及连续供应H＋和HCO3－的功能活动都将受到抑制，乙酰唑胺阻断脑内碳酸酐酶的作用，使碳酸脱氢氧化过程受到抑制，脑内pH急速下降。由于脑组织pH下降，正常情况下会反射性地使脑血管扩张，局部脑血流增加。但是病变部位血管反应不明显。一些潜在的缺血区，在SPECT影像上无放射性减低区，但是乙酰唑胺介入后，正常部位局部脑血流增高20%～30%，潜在的缺血区因反应不明显而出现相对放射性减低区。这种介入试验可提高SPECT脑灌注显像对缺血性脑血管病的检出率。
（5）尼莫地平介入试验：尼莫地平是一种钙通道拮抗剂，其药理特点是通过阻断动脉平滑肌细胞膜上的钙通道功能，抑制细胞外Ca2＋内流，降低细胞内游离钙水平，抑制血管平滑肌细胞膜上的依赖性钙通道，影响Ca2＋和钙调节蛋白，使动脉平滑肌松弛，管径扩大，血流量增加。脑动脉平滑肌对尼莫地平的作用更为敏感，所以脑灌注量明显增加。尼莫地平常常用于治疗缺血性脑血管病、偏头痛和蛛网膜下腔出血等疾病，治疗后脑循环和脑细胞功能多明显改善。所以这种药物介入试验也可看成是药物治疗后疗效判定的对照性检查。
8 临床应用价值
（1）隐匿性脑缺血病灶和小梗死灶的探测：许多脑血管疾病，包括动脉硬化性疾病，在疾病的初始阶段，病灶范围较小，侧支循环较为丰富，因此单纯作基础状态显像难以发现病变，只有当疾病进展到血管严重狭窄，血流明显受阻，侧支循环不能代偿时，才出现阳性结果，这就延误了治疗时间，而应用脑灌注显像介入试验，可早期发现隐匿性病灶及小梗死灶，提高诊断率。
（2）TLA的诊断：TLA发作时间短暂，进行脑灌注显像时多已处于发作后期，虽然常规脑灌注显像也有TLA发作后时间越短，脑血管病变阳性检出率越高的结论，但许多病灶仍难以发现。用脑灌注显像介入试验能明显提高TLA的阳性检出率，有报道显示，32例TLA患者，通过乙酰唑胺介入试验，其阳性检出率从59.37%提高到87.5%。
（3）评价脑血管储备能力：脑负荷显像是目前为数不多的测定脑侧支循环和脑血管储备能力的方法，其他影像检查均难以测定，也很难了解侧支循环状况。颅底Willis环将大脑前、中、后动脉的末端小动脉相吻合，提供了丰富的侧支循环。当某支脑血管发生闭塞等病变时，在脑灌注能力许可的情况下，通过吻合支对局部脑血流进行补偿，此时该部位的局部脑血流还不能体现脑血管闭塞程度，通过负荷试验则可了解侧支循环状况，评价脑灌注储备能力。
脑灌注显像正常且反应性良好，脑侧支循环正常、脑血管储备能力充足者，发生各种脑血管意外的几率非常低，这一点和心肌灌注显像提示心脏突发事件的意义一致，对血管反应低下，脑血管储备能力降低者是发生脑梗死的前期信号，因此可通过脑灌注介入显像来进行预测，以尽早采取措施。
（4）判断交叉失联络现象血管的反应性：大片脑梗死患者常伴有对侧小脑和/或同侧丘脑的血流和代谢降低，分别表现为交叉性小脑失联络症和同侧丘脑失联络症，常规脑灌注显像可发现对侧小脑或同侧丘脑血流量降低。目前对失联络现象的原因尚无一致意见，多数人倾向于为神经功能联系中断或选择性神经元损伤，局部代谢降低引起。用介入因素如使用血管扩张剂后，对侧小脑或同侧丘脑血流量增加至正常，证明“失联络”的小脑或丘脑的血管反应性并未受到损害。
（5）脑血管病治疗效果预后判断：根据介入试验结果，特别是脑血管储备功能，可对治疗效果的预后进行判断，一般而言，脑血管储备功能差者，预后较差，治疗往往难以奏效。脑血管储备功能较好者，预后较好，也较易产生理想的治疗效果。
（6）病程监测和手术后随访：在脑血管疾病过程中和手术前后，脑血管储备能力的改变，侧支循环状况的改善或恶化是疾病进展和手术成败的标志，脑血管储备功能的提高可以认为是治疗有效、手术成功、病情好转的客观指标，手术后缺血部位的血流改善的变化可能早于临床症状的改善。
（7）Alzheimer病和血管性痴呆的鉴别：用脑灌注介入试验观察局部脑血流改变是基于神经源性或是脑血管源性，从而可以区分Alzheimer病和血管性痴呆。Alzheimer病患者表现为中枢神经系统的退行性病变，而脑部血管的数量和结构仍处于基本正常范围。应用药物负荷介入后，病灶局部脑血流量可增加，显示正常或接近正常的脑血管储备功能。脑血管性疾病所引起的痴呆，多因脑动脉硬化、多发性脑梗死、颈内动脉闭塞或基底动脉硬化引起，在药物负荷下，往往显示脑血管储备功能低下。
（8）蛛网膜下腔出血的手术指征：介入脑灌注显像用以评价蛛网膜下腔出血后脑血管扩张能力、病变范围、有无脑血管痉挛、其发展程度和过程等，对决定手术时机与方式均有指导意义。
（9）烟雾病的诊断：烟雾病以颈内动脉远端及大脑前、中动脉，尤其是颅底血管网进行性狭窄或闭塞为特点，是一种慢性闭塞性脑血管疾病，病因尚不明确，以青少年多见。脑灌注介入试验能了解其病灶区域的血流储备能力，并对病程进行分级和随访。
（10）脑生理功能活动的研究：由于SPECT脑灌注影像所示的放射性分布是局部脑血流和脑细胞功能之和，所以同样可像PET那样用于各种生理负荷与局部功能的应答关系。如闪光刺激视网膜时，可见视觉中枢的放射性分布增高；听音乐时，听觉中枢放射性分布升高；一侧上下肢活动时，对侧脑中央前回和后回支配区放射性增高。
（11）神经心理学的研究：用SPECT研究局部脑功能和认知之间的关系，已经成为神经心理学研究的重要方法。语言作业、记忆作业、非再认识记忆作业、Boston命名试验和句子理解作业可使正常人脑区不同部位的局部脑血流和脑细胞功能产生不同的变化。
10 方法
10.1 1.显像剂
（1）123I-异丙基安非他明（IMP）用量111～222MBq（3～6mCi），弹丸式静脉注射或静脉注射。
（2）99mTc-双半胱乙酯（ECD）用量740～1110MBq（20～30mCi）/1～2ml，弹丸式静脉注射或静脉注射。
（3）99mTc-六甲基丙烯胺肟（HMPAO）用量740～1110MBq（20～30mCi）/1～2ml，弹丸式静脉注射或静脉注射。
（4）133Xe是一种中性脂溶性惰性气体，多为吸入，用量185～370MBq（5～10mCi）/1～2ml。
（5）显像剂要求使用99mTc标记化合物时，99mTc标记化合物放化纯度应＞90%，若低于此，则因游离99mTc和其他杂质量相对较多，使得头皮、颅骨、静脉窦、鼻腔及软组织内放射性浓集增高，易造成脑内放射性分布紊乱，甚至产生伪影。使用99mTc-HMPAO时，应在标记后30min内使用。
国内以使用99mTc-ECD为多。
10.2 2.操作程序
（1）使用123I-IMP时，要用复方碘溶液封闭甲状腺，一般在检查前2～3d开始服用，检查后仍须服用2～3d，即连续服用5～6d。不同年龄的用量见表1。
（2）使用99mTc-HMPAO或99mTc-ECD时，注射前30min～1h令受检者空腹口服过氯酸钾400mg，以封闭甲状腺、脉络丛和鼻黏膜，减少99mTcO4－的吸收和分泌。不同年龄的使用量见表1。
（3）视听封闭，令受检者闭目带黑色眼罩，用耳塞塞住外耳道口，5min后由静脉弹丸式注射或静脉注射显像剂。
（4）调节探头的旋转半径和检查床的高度，使其适于脑显像的要求。
（5）令受检者平卧于检查床上，头部枕于头托中，用胶带固定体位，保持体位不变直至检查完毕。
（6）若采用体外OM线显像时，调节头托使眼外眦和外耳道的连线与地面垂直。
（7）使用动态SPECT（D-SPECT）时，接通呼吸机，将呼吸面罩戴在口鼻上，适当加压确保密封性，以防止133Xe泄漏。
10.3 3.介入方法
脑血流灌注显像介入试验主要有五大类：
（1）药物介入试验，包括乙酰唑胺介入试验、贝美格（美解眠）药物诱发试验、尼莫地平介入试验、乙酰肉毒碱介入试验、抗胆碱药物介入试验、抗精神药物介入试验、双嘧达莫（潘生丁）介入试验、腺苷介入试验、CO2负荷试验等。
（2）人为干预介入试验，包括过度换气诱发试验、剥夺睡眠诱发试验、睡眠诱发试验、直立负荷试验、颈动脉压迫试验（Matas试验）、Wada试验等。
（3）生理刺激试验，包括肢体运动、视觉、听觉刺激试验、躯体感觉刺激试验等。
（4）认知作业试验，包括记忆试验、听觉语言学习试验、计算试验、思索试验等。
（5）物理性干预试验，包括磁场干预试验、低能激光照射试验、针刺激发试验等。
10.4 4.操作程序
（1）连续双次显像：指在同体位下介入试验前和在介入试验中或后，间隔25～30min进行两次SPECT显像。介入试验前显像弹丸注射99mTc-ECD444MBq（12mCi），小儿按14.8kBq（0.4mCi）/kg给药，注射后5min显像。在介入试验中或完成后时，再次静脉注射666MBq（18mCi），小儿按22.2kBq（0.6mCi）/kg给药，5min后再次显像。
（2）双次显像：适于不能在同体位进行介入试验的显像，如癫痫发作间期和发作期、药品治疗前后、手术治疗前后、认知作业等。两次显像的体位尽可能一致。99mTc-ECD注射量参照第一节，但介入试验后的注射量应为介入试验前的1.4～1.6倍。
（3）仪器条件：
①SPECT探头配置低能高分辨型、通用型或扇型准直器。
②探头旋转半径以12～14Cm。
③采集矩阵128×128，旋转360°，5.6°～6.0°/帧，共采集64帧影像。
④采集时间123I标记物40～60s/帧，99mTc标记物15～20s/帧。
⑤倍数放大，圆形探头（Φ400mm）Zoom1.00，矩型探头（500×370mm）Zoom1.6～1.78。
⑥能峰140keV，窗宽20%。
⑦脑组织的净计数率40～80k/帧或者3～5k/s。
⑧133Xe动态SPECT显像探头配置扇束准直器，能峰80keV，窗宽20%；其他条件同上述。
10.5 5.影像重建条件
（1）前滤波，先用Butterworth低通滤波器滤波，123I标记物推荐使用截止频率（fc）＝0.5，陡度因子（n）＝12，99mTc标记物推荐使用fc＝0.35～4.0，n＝12～20。各单位应参照所用厂家仪器介绍推荐值或本实验室参考值。
（2）反向投影重建，用Ramp函数滤波反投影重建原始横断层影像，推荐层厚2～6mm。
（3）衰减校正，Sorenson法和Chang法是常用的衰减校正法，使用123I标记物时，推荐μ＝0.11Cm-1，使用99mTc标记物时，推荐μ＝0.12cm-1。
（4）冠状和矢状断层影像制作，层厚2～6mm。
（6）影像组合显示：将介入试验前和介入试验中或后断层影像归一化后在同一屏幕上组合显示，使其位置、大小和色调一致，并摄片。摄片条件同脑血流灌注显像。
（7）数字减影技术：
①一般减影，以介入试验中或介入试验后的投影数据或断层影像为被减像，以介入试验前投影数据或断层影像为减像，得到实际介入试验投影数据或断层影像。投影数据按第一节方法重建断层影像。然后，再行影像组合显示和摄片。
②匹配减影，非同体位双次显像时，两次显像的体位很难一致，匹配两次横断层影像的X轴、Y轴和Z轴后再进行减影。
③差值减影，用上述方法获得介入试验前、中或后的断层影像，可继续作为被减像，以介入试验前影像作为减像，得到差值像，更直观地显示脑局部血流灌注和功能的变化。
（8）定量分析法：除可采用第一节的方法外，还可以在介入试验前、中或后的断层影像某区域和镜像部位提取计数，计算变化率，评价介入试验对脑局部血流灌注和功能的影响程度。
11 注意事项
1.介入试验特别是药物介入试验，可能会产生一些不同程度的不良反应。在进行介入试验前必须熟知所实施介入试验的原理、方法、注意事项和可能出现的不良反应及相应的危险，要针对介入试验可能出现的问题，准备必要拮抗药品和抢救措施，防治发生意外。
2.在进行癫痫诱发介入试验时，如果有条件最好使用脑电图仪监测，当典型癫痫波出现或出现临床发作，应立即注射脑灌注显像剂，同时终止诱发。
3.剥夺睡眠诱发试验虽然简便，但难度较大，有时很难坚持不睡眠，故在试验前一定要向受检者交待清楚本试验的意义求得配合；对于儿童患者要嘱家长积极配合，确实做到不睡眠达18～24h以上。
4.数字减影技术难度较大，其关键点在于头部固定、层与层的一致和像素的匹配。如果在位置，层与层不一致或像素不匹配的情况下做减影处理，势必造成假性脑内结构的错乱，影像模糊，分辨率下降。
5.其他注意事项
（1）数据采集时患者头部位置变动，会严重影响影像质量，重建的断层影像见脑内各结构紊乱。为防止头部移位，要用胶带强制固定。对神经或精神症状明显、小儿和不能合作的患者，预先应给予镇静剂。
（2）封闭不够，使用99mTc标记化合物时即便放化纯度＞90%，但若未使用过氯酸钾封闭脉络丛、鼻黏膜或封闭不够时，有时可见静脉窦轻度显影，特别是鼻黏膜内放射性浓集明显，影响影像的清晰度，在进行3DSD显示时可见鼻腔显影，严重干扰影像。
（3）有条件者可应用PET进行脑血流灌注显像。