腦血管側(cè)支循環(huán)評(píng)價(jià)方法

郝 寧， 王 妮綜述， 呂曉紅審校

腦血管側(cè)支循環(huán)評(píng)價(jià)方法

郝 寧， 王 妮綜述， 呂曉紅審校

目前腦卒中在全球致死病因中已成為第二大因素，具有高發(fā)病率、高致殘率、高復(fù)發(fā)率的特點(diǎn)。其中缺血性卒中在腦血管病中最為常見(jiàn)，占60%～80%[1]，嚴(yán)重危害人們的健康。近年研究發(fā)現(xiàn)良好的側(cè)支循環(huán)可以穩(wěn)定腦血流、減少腦梗死灶的容積，最大限度的挽救缺血半暗帶、改善預(yù)后、減低復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。因此側(cè)支循環(huán)越來(lái)越受到人們的重視，尋找準(zhǔn)確而完整的評(píng)價(jià)側(cè)支循環(huán)的方法對(duì)于缺血性卒中的個(gè)體化治療及預(yù)后，制定相應(yīng)的治療方案有著極其重要的意義。

1 數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiogrphy，DSA)

DSA被認(rèn)為是評(píng)估側(cè)支循環(huán)的金標(biāo)準(zhǔn)，基于DSA的評(píng)估方法多達(dá)數(shù)十種，最為常用的評(píng)估分級(jí)是美國(guó)神經(jīng)介入和治療神經(jīng)放射學(xué)會(huì)/介入放射學(xué)會(huì)(American Society of Interventional and Therapeutic Neuroradiology/Society of Interventional Radiology，ASITN/SIR)側(cè)支血流分級(jí)系統(tǒng)，此分級(jí)系統(tǒng)將側(cè)支循環(huán)血流分為5級(jí)，0級(jí)：沒(méi)有側(cè)支血流到缺血區(qū)域；1級(jí)：緩慢的側(cè)支血流到缺血周邊區(qū)域，伴持續(xù)的灌注缺陷；2級(jí)：快速的側(cè)支血流到缺血周邊區(qū)域，伴持續(xù)灌注缺陷，僅有部分到缺血區(qū)域；3級(jí)：靜脈晚期可見(jiàn)緩慢但是完全的血流到缺血區(qū)域；4級(jí)：通過(guò)逆行灌注血流快速而完全的灌注到整個(gè)缺血區(qū)域[2]。

DSA評(píng)估側(cè)支循環(huán)其優(yōu)點(diǎn)是空間分辨率高，能很好的顯示各種側(cè)支循環(huán)途徑，清楚的顯示腦缺血后側(cè)支循環(huán)的形態(tài)和功能。但也存在一定的缺陷：由于血管狹窄形狀與成像投影角度的關(guān)系，可以造成假陰性；插管和注射造影劑可能會(huì)引起血管痙攣，甚至血管損傷；動(dòng)脈嚴(yán)重狹窄和閉塞后，DSA不顯示血管遠(yuǎn)端情況；DSA是有創(chuàng)檢查，對(duì)操作者要求較高，并非能隨時(shí)進(jìn)行且價(jià)格昂貴，患者不易接受。

2 經(jīng)顱多普勒超聲(transcranial doppler，TCD)

2.1 TCD TCD是通過(guò)測(cè)定大動(dòng)脈血流速度、方向來(lái)評(píng)估腦血管側(cè)支循環(huán)的。其評(píng)價(jià)方法為[3，4]：如患者眼動(dòng)脈(ophthalmic artery，OA)檢測(cè)到與健側(cè)血流相反，伴低搏動(dòng)改變，或血流雙向，壓迫患側(cè)面動(dòng)脈和顳淺動(dòng)脈后流速下降，則判斷患者頸內(nèi)動(dòng)脈系統(tǒng)顱內(nèi)血供通過(guò)頸外動(dòng)脈代償；若檢測(cè)到患側(cè)大腦前動(dòng)脈(anterior cerebral artery，ACA)反向血流，對(duì)側(cè)ACA血流速度增快，壓迫對(duì)側(cè)頸總動(dòng)脈(common carotid artery，CCA)時(shí)患側(cè)大腦中動(dòng)脈(middle cerebral artery，MCA)或反向的ACA血流速度下降，則判斷為患側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈系統(tǒng)顱內(nèi)血供通過(guò)健側(cè)經(jīng)Willis環(huán)前交通動(dòng)脈(anterior communicating artery，ACoA)側(cè)支循環(huán)代償；若患側(cè)大腦后動(dòng)脈血流速度升高，高于健側(cè)PCA流速的50%伴有基底動(dòng)脈流速增快或壓迫患側(cè)CCA檢測(cè)到患側(cè)大腦后動(dòng)脈(posterior cerebral artery，PCA)的P1段、后交通動(dòng)脈(posterior communicating artery，PCoA)及基底動(dòng)脈血流速度增快，則判斷患側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈系統(tǒng)顱內(nèi)血供通過(guò)同側(cè)PCA經(jīng)Willis環(huán)PCoA側(cè)支循環(huán)代償；若MCA探測(cè)區(qū)域及探測(cè)角度相近的部位，探測(cè)到多個(gè)流速不同形態(tài)各異的血流信號(hào)，考慮為新生血管生成。

2.2 經(jīng)顱彩色多普勒超聲( transcranial color-coded duplex sonography，TCCD) TCCD是一種相對(duì)較新的顯示腦實(shí)質(zhì)和顱內(nèi)血管結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)情況的無(wú)創(chuàng)性技術(shù)。它可以顯示小動(dòng)脈分支和靜脈結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的TCD相比，能更準(zhǔn)確的顯示血管解剖結(jié)構(gòu)。而有些患者由于顱內(nèi)動(dòng)脈僅部分顯示或完全不顯示，不能獲得準(zhǔn)確的顱內(nèi)動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)資料，此時(shí)可以應(yīng)用彩色能量多普勒(color doppler energy，CDE)，CDE相對(duì)不受血流速度、方向和聲速的影響，提高了血管的顯示率。

2.3 超聲造影 超聲造影的檢查與其它造影檢查類似，也是通過(guò)靜脈注射造影劑，來(lái)觀察顱內(nèi)動(dòng)脈及測(cè)量血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，應(yīng)用超聲造影能克服常規(guī)超聲存在的顱骨穿透不良、低速血流等影響顯示率不足，能更好的對(duì)側(cè)支循環(huán)作出評(píng)價(jià)。

綜上所述，經(jīng)顱多普勒超聲可客觀的反應(yīng)顱底大動(dòng)脈的血流及血流動(dòng)力學(xué)改變，有助于了解Willis環(huán)側(cè)支循環(huán)的情況，其檢測(cè)前交通動(dòng)脈側(cè)支循環(huán)建立的敏感性為94%，檢測(cè)后交通動(dòng)脈的敏感性為86%～88%[5]，具有無(wú)創(chuàng)、操作安全、便捷、廉價(jià)，并有利于患者長(zhǎng)期檢測(cè)隨診。其局限性在于對(duì)小的血管如脈絡(luò)膜前動(dòng)脈等不能顯示，同時(shí)因患者顱骨肥厚導(dǎo)致穿透不良，而且檢查結(jié)果易受到操作者的主觀影響。

3 核磁共振檢查

3.1 磁共振血管成像(magnetic resonance angiography，MRA) MRA是應(yīng)用磁共振技術(shù)對(duì)血管和血流的應(yīng)用描繪及其特征的顯示，主要側(cè)重通過(guò)血管形態(tài)學(xué)對(duì)血管功能作出診斷，相位對(duì)比血管成像(phase-contrast MRA，PC--MRA)和三維時(shí)間飛躍法(3D time of flight，3D-TOF)為最常用的序列。PC-MRA法可應(yīng)用評(píng)價(jià)Willis環(huán)，重點(diǎn)關(guān)注大腦前動(dòng)脈A1段和后交通動(dòng)脈，并根據(jù)大腦中動(dòng)脈和大腦后動(dòng)脈內(nèi)有無(wú)血流信號(hào)，判斷Willis環(huán)的血流方向和基本流速，可反映交通動(dòng)脈開(kāi)放及血流狀態(tài)等信息。3D-TOF-MRA則可顯示前、后交通動(dòng)脈的解剖結(jié)構(gòu)，應(yīng)用TOF法可進(jìn)行顱內(nèi)動(dòng)脈流速的測(cè)定，通過(guò)各部位動(dòng)脈血管流速信息推測(cè)側(cè)支循環(huán)的建立。因此MRA可顯示W(wǎng)illis環(huán)，包括MCA近段和基底動(dòng)脈遠(yuǎn)段，能直接準(zhǔn)確的顯示W(wǎng)illis環(huán)及側(cè)支血流代償情況[6]。MRA也能顯示軟腦膜吻合支，表現(xiàn)為吻合支的供血血管增粗，分支變多，阻塞的血管供血區(qū)出現(xiàn)逆行血管影(梗死病灶內(nèi)一般無(wú)血管影，因側(cè)支循環(huán)的建立，側(cè)支血流供應(yīng)，在梗死區(qū)域內(nèi)可出現(xiàn)血管影，即為逆行血管影)。MRA可在結(jié)構(gòu)和功能方面顯示側(cè)支途徑的代償作用，是一種無(wú)創(chuàng)的血管檢查技術(shù)。

3.2 磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging，SWI) SWI在腦血管病中有諸多應(yīng)用，不僅能夠監(jiān)測(cè)腦梗死后再灌注損傷所致的微量出血，還能清楚顯示參與腦梗死側(cè)支循環(huán)的軟腦膜血管[7]。機(jī)制是：急性腦梗死后，腦組織周圍血流低灌注、氧攝取分?jǐn)?shù)增加、血氧飽和度降低。使血液中的脫氧血紅蛋白與氧合血紅蛋白比例升高，組織間的磁敏感差異性增加，最終導(dǎo)致靜脈內(nèi)的脫氧血紅蛋白增多，脫氧血紅蛋白具有很強(qiáng)的順磁性，感效應(yīng)增強(qiáng)[8]；而當(dāng)急性腦梗死發(fā)生以后，腦梗死周圍側(cè)支循環(huán)可以很快建立。其中軟腦膜側(cè)支循環(huán)是重要的組成部分，軟腦膜側(cè)支循環(huán)為慢流速細(xì)小血管，其內(nèi)血氧飽和度較低，磁敏感效應(yīng)較強(qiáng)。SWI正是利用這種磁敏感效應(yīng)，使得梗死區(qū)周圍軟腦膜側(cè)支血管得以清晰顯示，閆海燕等[9]研究發(fā)現(xiàn)梗死區(qū)微血管數(shù)目較對(duì)側(cè)非梗死區(qū)明顯減少或消失而恢復(fù)期梗死區(qū)內(nèi)微血管數(shù)目增多，從而說(shuō)明梗死區(qū)域側(cè)支循環(huán)形成。

3.3 液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)系列(fluid attenuated inversion recovery，F(xiàn)LAIR) 近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)在急性卒中患者或慢性顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄或閉塞患者的FLAIR系列上發(fā)現(xiàn)一種微小、異常的點(diǎn)狀或線狀血管高信號(hào)影，通過(guò)腦血管造影證實(shí)為動(dòng)脈異常信號(hào)，遂被命名為FLAIR血管高信號(hào)征(FLAIR vascular hyperintensity，F(xiàn)VH)[6]。研究顯示在側(cè)支循環(huán)建立的患者中大多可以觀察到FVH的征象。Sanossian等[10]對(duì)74例急性卒中患者研究發(fā)現(xiàn)有53例出現(xiàn)FVH征象，DSA檢查發(fā)現(xiàn)有豐富的軟腦膜側(cè)支循環(huán)，Azizyan等[11]的研究同時(shí)也證實(shí)了FVH征象的出現(xiàn)與血管閉塞后側(cè)支循環(huán)形成，內(nèi)部血流緩慢有關(guān)。以上研究說(shuō)明FVH征象提示側(cè)支循環(huán)的形成，這為臨床提供了一種簡(jiǎn)單、便捷、經(jīng)濟(jì)的影像學(xué)方法來(lái)評(píng)估患者側(cè)支循環(huán)形成情況。

3.4 動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin labeling，ASL)灌注成像技術(shù) ASL技術(shù)是利用射頻脈沖將血液中的水分子進(jìn)行反轉(zhuǎn)，到達(dá)目標(biāo)層面后進(jìn)行信號(hào)采集，再對(duì)未加視頻脈沖的同一層面進(jìn)行信號(hào)采集，2次采集的圖像進(jìn)行剪影，就可得到腦血流圖像。而在ASL上通常存在動(dòng)脈內(nèi)穿行偽影(arterial transit artifact，ATA)這一特殊現(xiàn)象，是由于動(dòng)脈內(nèi)血流速度減慢，被標(biāo)記的血液滯留在血管內(nèi)，經(jīng)采集后出現(xiàn)在腦表面的高信號(hào)。有學(xué)者對(duì)ATA進(jìn)行研究并根據(jù)患者隨訪結(jié)果推斷ATA的出現(xiàn)可能與軟腦膜動(dòng)脈吻合形成的側(cè)支循環(huán)有關(guān)。Zaharchuk等[12]發(fā)現(xiàn)ATA出現(xiàn)的強(qiáng)度在判斷側(cè)支循環(huán)的有無(wú)及出現(xiàn)的程度上與DSA具有中度一致性。

供血區(qū)動(dòng)脈自旋標(biāo)記(territorial arterial spin labeling，TASL)，也稱血管標(biāo)記動(dòng)脈自旋標(biāo)記(vessel-encoded arterial spin labeling，VE-ASL)是以ASL原理為基礎(chǔ)但只對(duì)單根血管進(jìn)行標(biāo)記。這種方法可以直接觀察到每根供血?jiǎng)用}的供血范圍，對(duì)動(dòng)脈交通支的開(kāi)放及二級(jí)側(cè)支循環(huán)是否建立能較為明確的顯現(xiàn)[13]。

3.5 動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI(dynamic contrast enhancement MRI，DCE MRI) DCE-MRI的理論基礎(chǔ)是側(cè)支循環(huán)形成時(shí)，新生腦膜吻合支發(fā)育不成熟，毛細(xì)血管網(wǎng)的血腦屏障不完善，使得低分子量的對(duì)比劑從血管中漏出，導(dǎo)致縱向弛豫率升高，在T1序列中信號(hào)強(qiáng)度升高。研究發(fā)現(xiàn)在對(duì)側(cè)支循環(huán)進(jìn)行評(píng)分時(shí)滲透性的增高程度與DSA具有良好的一致性。

3.6 動(dòng)態(tài)磁敏感灌注加權(quán)成像(dynamic susceptibility contrast-enhanced perfusion-weighted imaging，DSC-PWI) PWI有4個(gè)常用的參數(shù)分別為腦血容量(cerebral blood volume，CBV)、腦血流量(Ccerebral blood flow，CBF)、平均通過(guò)時(shí)間(mean transition time，MTT)、達(dá)峰時(shí)間(time to peak，TTP)。其中CBV代表單位體積腦組織的血管床容積；CBF表示單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)一定腦組織血管結(jié)構(gòu)的血流量；MTT表示血液流經(jīng)感興趣區(qū)域血管結(jié)構(gòu)的時(shí)間；TTP表示感興趣區(qū)域從開(kāi)始注射對(duì)比劑到濃度達(dá)到峰值的時(shí)間。有研究表明在顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄或閉塞的患者中，側(cè)支循環(huán)良好建立表現(xiàn)為MTT及TTP延長(zhǎng)，CBV增加，CBF正常。其中MTT和TTP的延長(zhǎng)主要因?yàn)槿毖獱顟B(tài)下側(cè)支循環(huán)形成，使腦血流需要更長(zhǎng)的時(shí)間到達(dá)病灶處。相反CBV及CVF明顯下降則表明側(cè)支代償不足或無(wú)側(cè)支循環(huán)形成[6]。kim等[14]對(duì)PWI原始圖像后處理后建立了側(cè)支血流圖，其側(cè)支血流圖評(píng)級(jí)與DSA評(píng)分具有良好的一致性。在PWI若CBF降低，CBV增高，MTT延長(zhǎng)者則提示半暗帶存在。側(cè)支循環(huán)可明顯改善缺血半暗帶的轉(zhuǎn)歸，因此對(duì)缺血半暗帶的評(píng)價(jià)可以間接反映局部側(cè)支循環(huán)形成情況。

MR側(cè)支循環(huán)的成像方法有很多，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一，其中廣泛應(yīng)用臨床的主要是灌注成像。其中ASL是目前側(cè)支循環(huán)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。但成像方法的多樣性則帶來(lái)了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一。MR在評(píng)價(jià)側(cè)支循環(huán)評(píng)價(jià)中缺乏金標(biāo)準(zhǔn)，許多研究?jī)H僅是方法學(xué)之間一致性的研究。

4 CT檢查

4.1 CT血管造影(computed tomography angiography，CTA) CTA是通過(guò)靜脈注射碘化造影劑后，經(jīng)螺旋CT掃描進(jìn)行血管重建成像，CTA在評(píng)估Willis環(huán)的解剖變異時(shí)準(zhǔn)確性較高，但在描述發(fā)育不良的結(jié)構(gòu)時(shí)存在一定局限性。而臨床上CTA常常用于對(duì)軟腦膜側(cè)支循環(huán)的評(píng)估。包括區(qū)域軟腦膜評(píng)分(regional Leptomeningeal Score，rLMC)[15]和軟腦膜側(cè)支評(píng)分[16](pial collateral score)。rLMC評(píng)分基于對(duì)軟腦膜動(dòng)脈和豆紋動(dòng)脈的分級(jí)(0分：無(wú)；1分：較少；2分：等于或多于對(duì)側(cè)相應(yīng)區(qū)域)，評(píng)估的區(qū)域即為Alberta卒中項(xiàng)目早期CT評(píng)分(Alberta Stroke Program Early CT Score，ASPECTS)中的10個(gè)區(qū)域包括核團(tuán)層面的M1-M6及島葉、豆?fàn)詈?、尾狀核和?nèi)囊后肢。外側(cè)溝的軟腦膜評(píng)分為0、2或4。軟腦膜側(cè)支評(píng)分是基于在延遲血管造影圖像上閉塞動(dòng)脈支配區(qū)內(nèi)血管的逆行對(duì)比模糊效應(yīng)，分級(jí)為：1分：閉塞血管的遠(yuǎn)端部分有側(cè)支循環(huán)重建(例如：若大腦中動(dòng)脈M1段閉塞，則M1閉塞遠(yuǎn)端的部分被重建)；2分：側(cè)支重建血管出現(xiàn)在與閉塞血管相鄰的近端部分(例如：若大腦中動(dòng)脈M1段閉塞，血流重建出現(xiàn)在M2近端)；3分：側(cè)支重建血管出現(xiàn)在與閉塞血管相鄰的遠(yuǎn)端部分(例如：如果大腦中動(dòng)脈M1段閉塞，重建血管與M2段遠(yuǎn)端相連)；4分：側(cè)支重建血管出現(xiàn)在閉塞血管兩段遠(yuǎn)端(例如：如果大腦中動(dòng)脈M1段閉塞，側(cè)支重建血管與M3段的分支相連)；5分：閉塞血管支配區(qū)無(wú)或僅有較少的側(cè)支血管重建。常規(guī)CTA側(cè)支血流強(qiáng)弱的評(píng)估很大程度上取決于采集時(shí)間和速度，往往易丟失腦血流動(dòng)力學(xué)重要信息。4D-CTA是以CT灌注數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，依據(jù)時(shí)間密度曲線，融合動(dòng)、靜脈期時(shí)相做最大密度投影獲得，生成的4D-CTA能反應(yīng)對(duì)比劑自動(dòng)脈流入至靜脈流出的全過(guò)程，可顯示常規(guī)CTA未能顯示的側(cè)支循環(huán)[17]。有研究發(fā)現(xiàn)非時(shí)變CTA血管成像技術(shù)(time-invariant computed tomography angiography，TI-CTA)能更好的評(píng)估側(cè)支循環(huán)的真實(shí)水平，不受延遲對(duì)比影響，在血管輪廓、中小動(dòng)脈的能見(jiàn)度及整體成像質(zhì)量方面優(yōu)于其他成像方法[18]。

4.2 CT灌注成像(CT perfusion imaging，CTP) CTP原理同PWI類似，包括CBV、CBF、TTP、MTT4個(gè)重要的參數(shù)，而其參數(shù)的判讀及評(píng)估側(cè)支循環(huán)的方法也與PWI相同，即MTT及TTP延長(zhǎng)，CBV增加，CBF正常表明側(cè)支循環(huán)建立良好；若CBV及CVF明顯下降則表明側(cè)支代償不足或無(wú)側(cè)支循環(huán)形成；若CBF降低，CBV增高，MTT延長(zhǎng)者則提示半暗帶存在。

通過(guò)血流灌注情況評(píng)價(jià)側(cè)支循環(huán)情況還包括：氙增強(qiáng)CT( Xenon-enhanced computed tomography，Xe-CT )、單光子發(fā)射CT(single-photon emission computed tomography，SPECT)、正電子發(fā)射斷層成像術(shù)(positron emission tomography，PET)等，這些評(píng)估方法各有優(yōu)勢(shì)及不足，分別從不同角度反映側(cè)支循環(huán)情況。

5 球囊閉塞試驗(yàn)(ballon occlusion test，BOT)

BOT是一種經(jīng)皮經(jīng)血管用球囊閉塞頸內(nèi)動(dòng)脈，以評(píng)估腦血管代償供血能力的技術(shù)，由Serbinenko于1974年首次報(bào)道，由于其定位明確、操作簡(jiǎn)便、測(cè)量直觀、結(jié)果可靠，被廣泛用于評(píng)價(jià)顱內(nèi)側(cè)支循環(huán)?；痉椒╗19]是在腦血管造影過(guò)程中利用不可脫球囊在一段時(shí)間內(nèi)臨時(shí)阻斷目標(biāo)動(dòng)脈，通過(guò)對(duì)患者臨床癥狀和數(shù)字減影血管造影術(shù)(DSA)影像分析，評(píng)估該動(dòng)脈閉塞后患者可能出現(xiàn)的相應(yīng)血液動(dòng)力學(xué)改變。由于其具有有創(chuàng)性一般只用于頸內(nèi)動(dòng)脈自身病變，頸內(nèi)動(dòng)脈走行區(qū)域鄰近病變，需要將其結(jié)扎犧牲或長(zhǎng)時(shí)間阻斷的術(shù)前評(píng)估。

綜上所述，隨著檢查技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，腦血管側(cè)支循環(huán)的檢查方法也越來(lái)越多，大體分為了直接法和間接法，直接法包括：DSA、MRA、CTA、TCD，間接方法包括：CT灌注、MR灌注、FLAIR、SWI、PET、SPECT、Xe-CT等。但是每種檢查技術(shù)均存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)，均不能用單一的方法準(zhǔn)確而完整的評(píng)價(jià)側(cè)支循環(huán)的形成情況，也就不能更好的指導(dǎo)臨床治療和及時(shí)判斷患者預(yù)后情況，給臨床醫(yī)生及患者諸多不便。因此，我們寄希望有一種更好的方法在給患者帶來(lái)最小的痛苦及費(fèi)用的前提下能全面而系統(tǒng)的對(duì)腦血管側(cè)支循環(huán)做出評(píng)估。但在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，則可以通過(guò)2種或多種技術(shù)聯(lián)合以達(dá)到理想的結(jié)果。

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1003-2754(2017)09-0849-03

R743

2017-05-10；

2017-08-21

(吉林大學(xué)白求恩第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科和神經(jīng)科學(xué)中心，吉林長(zhǎng)春 130021)

呂曉紅，E-mail：lvxiaohong. student@sina. com