影像學(xué)在動(dòng)脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血預(yù)后中的應(yīng)用進(jìn)展

余國(guó)清，姚聲濤，汪 峰，王小強(qiáng)

(1.遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院腦血管病科，貴州 遵義 563000； 2.遵義醫(yī)科大學(xué)，貴州 遵義 563000)

動(dòng)脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血(aneurysm subarachnoid hemorrhage，aSAH)是由于顱內(nèi)動(dòng)脈瘤破裂引起的出血，約占腦卒中的5%，具有較高的發(fā)病率和死亡率，最常見的是非創(chuàng)傷性蛛網(wǎng)膜下腔出血[1-2]。aSAH是一種嚴(yán)重的疾病，早期死亡率約為50%，死亡率為18%～67%[2-3]。盡管目前有最佳的治療條件及方案，但aSAH患者的臨床結(jié)局和預(yù)后均不同，aSAH后的相關(guān)并發(fā)癥是導(dǎo)致患者死亡、殘疾的主要原因，aSAH的多因素發(fā)病機(jī)制以及早期腦損傷和遲發(fā)性腦缺血(delayed cerebral ischemia，DCI)的機(jī)制尚未得到充分研究。因此，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)aSAH預(yù)后的方法至關(guān)重要。其中影像學(xué)在aSAH后的評(píng)估疾病發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后的整個(gè)過(guò)程中起核心作用，隨著神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在預(yù)測(cè)預(yù)后方面將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用?，F(xiàn)就影像學(xué)在aSAH后的早期腦損傷、預(yù)測(cè)并發(fā)癥及臨床預(yù)后中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 aSAH預(yù)后的早期評(píng)估

從第一次影像學(xué)評(píng)估可以推斷出血量與腦血管痙攣、DCI和不良結(jié)局的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。頭顱CT平掃檢查已作為臨床診斷aSAH的首選方式，CT在早期判斷預(yù)后方面有重要作用，從而衍生出相關(guān)評(píng)分量表，其中有Fisher評(píng)分[4]和改良Fisher評(píng)分[5]是廣泛使用的出血量與血管痙攣風(fēng)險(xiǎn)、DCI和臨床結(jié)果相關(guān)的量表[4-6]。Hijdra量表是一種更為復(fù)雜的量化腦池出血的方法[7-8]，已普遍作為預(yù)測(cè)腦血管痙攣、DCI和臨床預(yù)后的常用指標(biāo)[8-9]。CT還可以發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)血腫占位，并且對(duì)預(yù)后產(chǎn)生不良結(jié)果，尤其是在低評(píng)分的aSAH患者中[10]。早期影像學(xué)檢查還可發(fā)現(xiàn)aSAH后急性腦積水，其發(fā)生率約為20%[11]。合并腦室內(nèi)出血對(duì)神經(jīng)功能預(yù)后有不良影響。

總之，早期識(shí)別腦血管痙攣和DCI風(fēng)險(xiǎn)較高的患者具有重要的臨床意義，需要密切監(jiān)測(cè)，更需要積極的藥物治療和外科手術(shù)干預(yù)。

2 早期腦損傷

早期腦損傷的概念由Kusaka等[12]在2004年首次提出，并認(rèn)為是aSAH后72 h內(nèi)發(fā)生的全腦實(shí)質(zhì)損傷[13]，早期腦損傷認(rèn)為是aSAH后第1天死亡的主要原因[14]。研究發(fā)現(xiàn)早期腦損傷有多種病理生理機(jī)制，包括顱內(nèi)壓增高、全腦低灌注、自身調(diào)節(jié)功能受損、微血管收縮和血栓形成、血腦屏障損傷、皮質(zhì)擴(kuò)散去極化及細(xì)胞凋亡等[13]。其中一些早期病理生理變化可以在磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)研究中得到解釋，并揭示了急性缺血性病變、全腦水腫、白質(zhì)中血管源性水腫，MRI對(duì)aSAH具有潛在作用，可以發(fā)現(xiàn)CT遺漏的病灶[15-20]。

2.1超急性缺血性病變 目前aSAH后的超急性缺血性病變機(jī)制尚不完全清楚，可能與早期腦損傷的病理生理機(jī)制一致：aSAH后顱內(nèi)循環(huán)停止、血管源性水腫、微循環(huán)功能障礙、血腦屏障損害、血小板活化、皮質(zhì)擴(kuò)散去極化[16]。aSAH的超急性缺血性病變有多種類型，研究發(fā)現(xiàn)有75%的患者有點(diǎn)狀病變，也有局部和皮質(zhì)病變，并影響不同的血管區(qū)域，主要累及大腦前動(dòng)脈和大腦中動(dòng)脈[18,21-22]。研究認(rèn)為早期急性缺血程度與入院時(shí)的神經(jīng)功能狀況呈線性關(guān)系，在低評(píng)分aSAH患者中發(fā)生率高達(dá)86%[15-16]，還能預(yù)測(cè)aSAH后DCI的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[16-18]。

2.2全腦水腫 目前全腦水腫的直接機(jī)制仍不清楚，有研究認(rèn)為其機(jī)制可能是大腦自身調(diào)節(jié)受損、細(xì)胞代謝和炎癥過(guò)程的參與[23]。研究發(fā)現(xiàn)腦灌注的改變會(huì)導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)元凋亡，血腦屏障的破壞和細(xì)胞毒性水腫[24]。入院前aSAH患者全腦水腫的發(fā)生率約為8%，腦水腫還是患者預(yù)后不良的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子[23]。盡管存在這種風(fēng)險(xiǎn)，但由于缺乏可靠的放射影像表現(xiàn)，可能導(dǎo)致全腦水腫診斷不及時(shí)，目前在非對(duì)比CT掃描中可以觀察到定性變化，如半球溝消失。由于對(duì)全腦水腫的判斷存在局限性，限制了作為aSAH預(yù)后的預(yù)測(cè)因子[23,25-26]。Choi等[25]研究發(fā)現(xiàn)全腦水腫后顱內(nèi)壓增加可能導(dǎo)致平均選擇溝容積顯著減小，85%(23/27)的全腦水腫患者平均選擇溝容積<11 mL，每減少1 mL，不良結(jié)局的風(fēng)險(xiǎn)增加約5%。有研究發(fā)現(xiàn)，全腦水腫的患者更容易出現(xiàn)CT灌注成像不足，表現(xiàn)為局部腦血流流量減少或平均轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間增加，53%(10/19)的全腦水腫患者出現(xiàn)這些變化，而非全腦水腫患者僅為7%(2/26)[26]。因此，使用CT灌注成像和平均選擇溝容積可能有助于早期診斷全腦水腫，也是aSAH預(yù)后的一個(gè)重要決定因素。

3 血管痙攣與DCI

臨床血管痙攣是aSAH后繼發(fā)的動(dòng)脈狹窄導(dǎo)致的缺血性表現(xiàn)，與遲發(fā)性缺血性神經(jīng)功能缺損或遲發(fā)性腦梗死有關(guān)，血管痙攣的發(fā)生率為25%～30%，并可以經(jīng)顱多普勒超聲和CT血管造影等非侵入性方法或血管造影數(shù)字減影診斷[27]。

腦血管痙攣與動(dòng)脈瘤破裂有關(guān)，血管痙攣被認(rèn)為是腦內(nèi)動(dòng)脈直徑的減小[28]。傳統(tǒng)概念的血管痙攣通常在aSAH后72 h出現(xiàn)，6～8 d達(dá)到高峰，2～3周后消退[29]，其發(fā)生率高達(dá)70%[1,30]。而aSAH后48 h內(nèi)出現(xiàn)的血管痙攣稱為超早期血管痙攣，約10%的aSAH患者出現(xiàn)超早期血管痙攣[31]。Heit等[32]研究發(fā)現(xiàn)腦動(dòng)脈瘤破裂后體素內(nèi)非相干運(yùn)動(dòng)灌注分?jǐn)?shù)f和血流相關(guān)參數(shù)fd*的降低與DCI及近端動(dòng)脈痙攣的發(fā)生有關(guān)。

4 DCI的診斷與預(yù)測(cè)

2010年Vergouwen提出了臨床血管痙攣DCI的概念，在aSAH后第4天影像學(xué)研究中出現(xiàn)缺血性病變的“新”神經(jīng)功能缺損[28,33]。研究發(fā)現(xiàn)有20%～40%的患者發(fā)生DCI，且臨床和認(rèn)知預(yù)后較差[28-29]，DCI也是aSAH后患者發(fā)病和死亡的主要原因[2,34]。研究表明，DCI是由多種因素引起的，血管痙攣可能是導(dǎo)致DCI的一個(gè)因素，但并不是唯一的決定因素[34-35]。經(jīng)顱多普勒超聲和血管造影發(fā)現(xiàn)，血管痙攣與腦梗死的發(fā)生具有獨(dú)立相關(guān)性[34-35]，但血管造影發(fā)現(xiàn)血管痙攣與缺血和DCI無(wú)線性關(guān)系[34]。還有研究認(rèn)為，腦梗死可能出現(xiàn)在不受血管痙攣影響的區(qū)域[36-37]。

4.1經(jīng)顱多普勒超聲預(yù)測(cè)DCI 多普勒超聲是一種廣泛使用的成像模式，可直觀觀察血管腔、血管壁及其鄰近組織狀況，并能通過(guò)彩色多普勒超聲評(píng)估血流狀態(tài)。經(jīng)顱多普勒超聲常用于腦血管痙攣的判斷，使用Lindgaard比率區(qū)分血流動(dòng)力學(xué)因素增加的速度和血管痙攣，研究認(rèn)為顱多普勒超聲具有較高的陰性預(yù)測(cè)值[38]。Carrera等[39]研究認(rèn)為經(jīng)顱多普勒超聲對(duì)近端大血管痙攣有效，但對(duì)遠(yuǎn)端血管痙攣不敏感。經(jīng)顱多普勒超聲對(duì)血管痙攣的陽(yáng)性預(yù)測(cè)值和靈敏度分別為67%[34]和63%[39]。因此，經(jīng)顱多普勒超聲不足以識(shí)別DCI的風(fēng)險(xiǎn)。

4.2腦灌注成像預(yù)測(cè)DCI 研究發(fā)現(xiàn)，aSAH急性期[40-41]和血管痙攣期[42-44]均影響腦血流的灌注。臨床上灌注成像已普遍用于DCI的診斷和預(yù)測(cè)，并能在aSAH早期預(yù)測(cè)DCI，且頭顱CT在發(fā)現(xiàn)腦血流灌注中有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。大多數(shù)學(xué)者研究認(rèn)為，血管痙攣會(huì)引起腦血流灌注不足，在CT灌注成像中表現(xiàn)為對(duì)比劑平均通過(guò)時(shí)間(mean transit time，MTT)增加和局部腦血流流量減少[42-45]。研究發(fā)現(xiàn)，腦灌注的減少與神經(jīng)癥狀明顯有關(guān)，DCI組有較高的MTT值和較低的局部腦血流流量值[46]。許多研究者得出診斷血管痙攣的閾值，MTT為5.0～6.4 s，局部腦血流流量為30.5～44.3 mL/(100 mg·min)，并且其特異性及敏感性較高[46-47]。還有研究表明，灌注成像有助于早期識(shí)別患者發(fā)生血管痙攣和DCI的風(fēng)險(xiǎn)[40-43,48-50]。aSAH后出現(xiàn)DCI的患者早期表現(xiàn)為全腦和局灶性局部腦血流流量值降低，腦血流容量降低，MTT值升高[51-53]。然而，CT灌注成像在預(yù)測(cè)DCI中的價(jià)值仍存在爭(zhēng)議。一項(xiàng)Meta分析表明，與CT灌注成像陰性的aSAH患者相比，CT灌注成像陽(yáng)性的aSAH患者發(fā)生DCI的風(fēng)險(xiǎn)高23倍，CT灌注成像在測(cè)定DCI時(shí)的匯總靈敏度和特異度的加權(quán)平均值和范圍分別為0.84(0.7～0.95)和0.77(0.66～0.82)[42]。另一項(xiàng)Meta分析認(rèn)為，CT灌注成像可用于DCI的診斷，但不能用于DCI的預(yù)測(cè)[48]。在急性期aSAH中使用MRI灌注的研究較少，Nelson等[54]使用動(dòng)脈自旋標(biāo)記研究腦灌注，認(rèn)為MRI灌注診斷和預(yù)測(cè)DCI的結(jié)果存在差異。

4.3腦自身調(diào)節(jié)預(yù)測(cè)DCI 大腦的自身調(diào)節(jié)功能障礙易誘發(fā)DCI，并因血管痙攣的發(fā)生而加重[51-53]。研究表明，大腦自動(dòng)調(diào)節(jié)功能紊亂可能在DCI的發(fā)展中起一定作用，并導(dǎo)致不良結(jié)果，當(dāng)自身調(diào)節(jié)機(jī)制受損時(shí)，痙攣血管遠(yuǎn)端灌注壓的代償能力可能會(huì)降低，表明檢測(cè)自身調(diào)節(jié)失調(diào)可識(shí)別有DCI風(fēng)險(xiǎn)的患者[55-58]。aSAH期間監(jiān)測(cè)大腦自動(dòng)調(diào)節(jié)功能是可行的，可以使用經(jīng)顱多普勒超聲衍生指數(shù)(如平均速度指數(shù))，該指數(shù)與血管痙攣和結(jié)果相關(guān)[59]，或者通過(guò)近紅外光譜直接測(cè)量血氧合指數(shù)，連續(xù)監(jiān)測(cè)腦血流，這是一種無(wú)創(chuàng)和持續(xù)監(jiān)測(cè)方法[60-62]。在頸動(dòng)脈內(nèi)膜切除術(shù)中，監(jiān)測(cè)局部腦血流流量的有效性已被證實(shí)，并且已被應(yīng)用于監(jiān)測(cè)自動(dòng)調(diào)節(jié)[60，63]。一項(xiàng)研究顯示，DCI的患者具有獨(dú)特的自動(dòng)調(diào)節(jié)特征[64]。在一項(xiàng)使用灌注加權(quán)MRI的研究中，發(fā)現(xiàn)aSAH患者的基底節(jié)局部腦血流流量和腦血流容量降低，即使沒有血管痙攣，也說(shuō)明該區(qū)域的血管自動(dòng)調(diào)節(jié)功能失調(diào)[65]。

4.4血腦屏障障礙與DCI 在通透性研究中，血腦屏障功能障礙的分析是評(píng)估aSAH后內(nèi)皮功能障礙與血管痙攣或DCI關(guān)系的一種尚未開發(fā)的方法。在aSAH后，早期微血管功能障礙和炎癥反應(yīng)致血腦屏障障礙，其與血管痙攣和DCI風(fēng)險(xiǎn)成正比[66-67]。關(guān)于aSAH后滲透性的研究較少[68]。通過(guò)CT或MRI灌注成像技術(shù)可以測(cè)量通透性，有研究發(fā)現(xiàn)血腦屏障通透性增加與血管痙攣有關(guān)[69]，但與DCI預(yù)后無(wú)關(guān)[51]。也有研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI滲透率成像可以識(shí)別aSAH后早期細(xì)微的血腦屏障變化，并預(yù)測(cè)DCI的風(fēng)險(xiǎn)[70-71]。Russin等[72]研究發(fā)現(xiàn)血腦屏障通透性的高分辨率成像可以作為aSAH后DCI的新預(yù)測(cè)因子。

5 aSAH的臨床預(yù)后

近年來(lái)，盡管aSAH死亡率有所下降，但預(yù)后仍較差。在幸存的患者中，約有50%有不同程度的認(rèn)知障礙，由于患者的記憶力、注意力、執(zhí)行力的缺陷，以及出血后的情緒障礙和焦慮而無(wú)法恢復(fù)正常生活[73-75]。在aSAH后的長(zhǎng)期隨訪中，影像學(xué)檢查越來(lái)越重要，尤其是非增強(qiáng)CT顯得尤為重要。

5.1腦MRI預(yù)測(cè)臨床預(yù)后 在aSAH的急性期或血管痙攣期，缺血性病變是預(yù)后的一個(gè)重要指標(biāo)。急性缺血還是近期和長(zhǎng)期臨床結(jié)果惡化的標(biāo)志[76-77]。無(wú)癥狀的缺血性病變也會(huì)導(dǎo)致患者生存率下降和預(yù)后不佳，預(yù)測(cè)殘疾程度和死亡的敏感性和特異性均較高[18,78]。在aSAH的外科治療后相關(guān)的梗死也影響臨床結(jié)果[79]，并且梗死部位對(duì)預(yù)后也有影響，尤其是發(fā)生在皮質(zhì)和深部的梗死與認(rèn)知功能預(yù)后不良有關(guān)[25,80]。全腦水腫是早期腦損傷的標(biāo)志，可以通過(guò)MRI發(fā)現(xiàn)，被認(rèn)為是死亡和不良臨床預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素[20,81]。利用MRI液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列可顯示發(fā)病前存在于大腦白質(zhì)的病變與較差的臨床結(jié)果有關(guān)，慢性白質(zhì)損傷的體積越大，預(yù)后越差[17]。研究還發(fā)現(xiàn)，腦萎縮也與長(zhǎng)期功能預(yù)后結(jié)果不良相關(guān)[82-83]。彌散張量成像也用于評(píng)估aSAH患者的預(yù)后，彌散張量成像可以定量分析白質(zhì)束的微觀結(jié)構(gòu)完整性，理論上可以提高檢測(cè)實(shí)質(zhì)病變的靈敏度。彌散張量成像作為預(yù)后預(yù)測(cè)指標(biāo)的效用已在創(chuàng)傷性腦損傷中得到證實(shí)[84-85]。近年來(lái)有研究提出，各向異性分?jǐn)?shù)和表觀彌散系數(shù)值可作為DCI和3個(gè)月臨床結(jié)果的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子[86-87]。Sener等[85]在aSAH后第12天測(cè)量了彌散張量成像參數(shù)，發(fā)現(xiàn)各向異性分?jǐn)?shù)和白質(zhì)束的減少與6個(gè)月死亡率之間存在關(guān)聯(lián)。

5.2腦灌注成像與臨床預(yù)后預(yù)測(cè) CT灌注成像也是預(yù)測(cè)臨床預(yù)后的一種檢查方法。研究發(fā)現(xiàn)灌注改變發(fā)生越早，DCI患者出現(xiàn)不良結(jié)果的可能性越大[88]。在所有灌注參數(shù)中，MTT是最重要的預(yù)測(cè)指標(biāo)。Lagares等[89]報(bào)道，在蛛網(wǎng)膜下腔出血患者中，當(dāng)平均MTT增加超過(guò)5.9 s時(shí)，預(yù)后不良的風(fēng)險(xiǎn)增加20倍(95%CI2.1～182)，此值對(duì)DCI的陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為100%，對(duì)不良結(jié)局的陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為90%。Etminan等[49]報(bào)道早期MTT升高與6周的臨床預(yù)后不良有關(guān)。Mathys等[90]報(bào)道，MTT閾值>4 s可預(yù)測(cè)動(dòng)脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血患者遠(yuǎn)期23個(gè)月的不良預(yù)后。Tateyama等[41]將MTT描述為預(yù)后差的獨(dú)立預(yù)測(cè)指標(biāo)，但與CT灌注值作為預(yù)后指標(biāo)的報(bào)道存在矛盾[51]，研究未發(fā)現(xiàn)早期MTT或局部腦血流流量改變與長(zhǎng)期結(jié)果之間的聯(lián)系[51]。

6 影像學(xué)與神經(jīng)認(rèn)知功能

盡管臨床中各種神經(jīng)學(xué)評(píng)估量表的應(yīng)用以及治療技術(shù)的提高有利于預(yù)測(cè)患者的臨床結(jié)局，但仍有超過(guò)50%的aSAH患者存在神經(jīng)心理障礙，并影響患者日常生活[77]。aSAH后認(rèn)知功能障礙的原因尚不清楚，但研究發(fā)現(xiàn)合并血管痙攣或DCI的患者神經(jīng)功能預(yù)后更差[91]。也有研究表明入院時(shí)Fisher分級(jí)較高、急性腦積水、腦萎縮、全腦水腫與認(rèn)知損害有關(guān)[92-93]。而MRI在顯示aSAH后腦組織的結(jié)構(gòu)變化方面有獨(dú)特作用，可使臨床醫(yī)師更好地理解結(jié)構(gòu)病變對(duì)認(rèn)知結(jié)果的影響。Wostrack等[94]研究認(rèn)為，海馬體積減小與手術(shù)治療的aSAH患者的情緒障礙發(fā)生率增加有關(guān)。既往對(duì)aSAH后的功能磁共振成像研究較少。Ellmore等[95]研究結(jié)果顯示，aSAH后記憶障礙患者的血氧水平依賴性活性存在差異。因此，功能磁共振成像可以作為預(yù)測(cè)aSAH后細(xì)微神經(jīng)認(rèn)知變化的一種檢查手段。

7 小 結(jié)

神經(jīng)影像學(xué)研究在自發(fā)性蛛網(wǎng)膜下腔出血的診斷中至關(guān)重要，是更好地識(shí)別幾種并發(fā)癥和了解患者預(yù)后的輔助方法，也是預(yù)測(cè)DCI發(fā)生和臨床預(yù)后有希望的工具。第1次CT上的出血量是預(yù)測(cè)患者預(yù)后的重要因素之一。隨著MRI研究在aSAH患者中的應(yīng)用日益增多，彌散張量成像和腦容量測(cè)量等方法在aSAH急性期或后期的預(yù)后預(yù)測(cè)中可能發(fā)揮更大作用。腦灌注在aSAH的早期和血管痙攣期都會(huì)受到影響，CT灌注研究可以對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。也有研究認(rèn)為，連續(xù)腦電圖監(jiān)測(cè)、肱踝指數(shù)等方法可以預(yù)測(cè)DCI[96]。未來(lái)，隨著影像技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)aSAH影像學(xué)的積極研究，將有助于更好地理解這種復(fù)雜疾病的病理生理學(xué)，有助于更準(zhǔn)確地判斷其預(yù)后。