缺血性腦卒中關(guān)鍵問題與影像學方法選擇

李棟學，王榮品

（貴州省人民醫(yī)院放射科 貴州省智能醫(yī)學影像分析與精準診斷重點實驗室 精準影像診療示范型國際科技合作基地，貴州 貴陽 550002）

腦卒中發(fā)病率逐年上升，根據(jù)臨床特征和影像表現(xiàn)分為出血性卒中和缺血性卒中（ischemic cerebral stroke，ICS），其致死、致殘及復發(fā)率極高［1］。ICS 是指腦供血動脈嚴重狹窄或閉塞，導致腦供血不足、腦組織缺血壞死的一類疾病，約占腦卒中的70%［2］。神經(jīng)元對缺血、缺氧損傷耐受性差，在ICS 發(fā)生后數(shù)分鐘內(nèi)可產(chǎn)生嚴重病變，且腦缺血時間及嚴重程度等對腦卒中預后均可產(chǎn)生不同影響。因此，明確ICS 的關(guān)鍵問題，選擇適當?shù)挠跋駥W檢查方法，監(jiān)測高危人群，評價危險度，對該病的治療及預后具有重要意義。本文就上述問題及研究進展綜述如下。

1 ICS 病因與分型

1.1 病因 ICS 是指各種原因引起腦供血動脈嚴重狹窄或閉塞，導致腦供血不足、腦組織缺血壞死的一類疾病。根據(jù)發(fā)病的腦血管可分為小動脈閉塞性腦梗死與大動脈閉塞性腦梗死，前者占20%～30%，后者占70%～80%［3］。

1.2 分型 ICS 的分型較多，可根據(jù)發(fā)病時間、影像表現(xiàn)、病變程度及病因分型。

1.2.1 根據(jù)缺血時間分型 ①短暫性腦缺血發(fā)作（transient ischemic attack，TIA）：癥狀、體征持續(xù)時間＜24 h［4］。②可逆性缺血性神經(jīng)功能損害（reversible ischemic neurological deficit，RIND）：神經(jīng)功能障礙持續(xù)時間>24 h，少數(shù)患者可達數(shù)天或數(shù)十天，最后逐漸完全恢復［5］。腦部可有小的梗死，大部分為可逆性病變。③完全性卒中（complete stroke，CS）：癥狀較TIA 和RIND 嚴重，不斷惡化，常有意識障礙。腦部出現(xiàn)明顯梗死［1］，神經(jīng)功能障礙長期不能恢復；根據(jù)臨床癥狀又可分為輕、中、重三型。

1.2.2 根據(jù)影像學表現(xiàn)分型 ①腔隙性梗死（lacunar infarcts，LI）：梗死灶直徑＜1.5 cm［6］。②小梗死：梗死灶直徑1.5～3.0 cm［2］。③大梗死：梗死灶直徑>3.0 cm［2］。

1.2.3 根據(jù)病變性質(zhì)與程度分型 ①TIA：與腦動脈硬化有關(guān)，是腦組織短暫性、缺血性、局灶性損害所致的可逆性功能障礙［7］。②腦血栓形成：多與動脈粥樣硬化、各種動脈炎、外傷及其他物理因素有關(guān)，腦血管病變及腦缺血逐漸加重。③腦栓塞：多種疾病產(chǎn)生的栓子進入血液，阻塞腦動脈誘發(fā)腦梗死，病變突然發(fā)生［4］。

1.2.4 根椐病因分型 分為以下5 種亞型。①大動脈粥樣硬化型：具有顱內(nèi)、顱外大動脈或其皮質(zhì)分支因粥樣硬化所致的明顯狹窄（約占50%），或有血管堵塞的臨床表現(xiàn)或影像學表現(xiàn)［8］。②心源性栓塞型：來源于心臟的栓子順血流栓塞腦大動脈［2］。③小動脈閉塞型：受累血管常為直徑100～400 μm 的小穿支動脈，此亞型在其他分型方法中被稱為LI［3］。④其他明確病因型：除外以上3 種明確的病因，由其他少見病因所致的腦卒中，如凝血障礙性疾病、血液成分改變（紅細胞增多癥）、各種原因引起的血管炎（結(jié)核、鉤體病、梅毒等）及血管畸形（動靜脈畸形、煙霧病等）等。臨床和影像學表現(xiàn)為急性ICS，輔助檢查可提示有關(guān)病因［2］。但應排除心源性栓塞型和大動脈粥樣硬化型。⑤不明原因型：經(jīng)全面檢查未發(fā)現(xiàn)病因者、輔助檢查不完全者、存在2 種或多種病因及不能確診者［2］。

1.2.5 國際分型 國際上使用較廣泛的ICS 分型方法是以原發(fā)腦卒中所致的最大神經(jīng)功能缺損時的臨床表現(xiàn)和體征為依據(jù)，其將急性ICS 分為4 種亞型［2］：完全前循環(huán)梗死型、部分前循環(huán)梗死型、后循環(huán)梗死和LI。該分型與影像學有較好的對應關(guān)系，為預測ICS 的梗死部位和大小提供參考，為評估ICS的預后提供幫助。

2 ICS 的分期

ICS 的范圍與供血動脈一致，其供血動脈稱責任血管，亦稱犯罪血管。ICS 按時間進展分為4 期［8］：①超急性，發(fā)病在6 h 內(nèi)。病理機制為細胞膜Na+-K+-ATP 酶功能障礙，細胞內(nèi)Na+潴留，細胞毒性水腫。②急性期，發(fā)病6 h～3 d。病理表現(xiàn)為神經(jīng)元壞死、血-腦脊液屏障破壞、細胞毒性水腫、血管源性水腫早期。③亞急性期，發(fā)病3 d～2 周。病理表現(xiàn)為血管源性水腫明顯，壞死組織吸收，吞噬細胞增多。④慢性期，發(fā)病2 周以上。表現(xiàn)為水腫吸收，軟化灶形成，為含液囊腔，周圍伴膠質(zhì)增生。

3 影像學評估的關(guān)鍵問題

ICS 影像學評估的關(guān)鍵問題有以下幾方面：①梗死核心（infarcted core，IC）（亦稱中心缺血區(qū)），供血腦組織血流中斷致神經(jīng)細胞壞死、功能喪失。②缺血半暗帶（ischemic penumbra，IP），正常腦組織與梗死灶中心移行區(qū)，血流再灌注可使神經(jīng)元功能恢復正常。③責任血管，ICS 梗死區(qū)域?qū)闹饕┭獎用}。④側(cè)支循環(huán)，責任血管狹窄或閉塞、腦梗死發(fā)生后，周圍側(cè)支血管代償性供血。如側(cè)支循環(huán)供血差，IP 范圍會逐漸擴大，不可逆的IC 區(qū)擴展。因此，影像學多模態(tài)檢查評估上述關(guān)鍵問題，對患者進一步治療及預后具有重要意義。

4 腦大動脈所致ICS 的評估方法選擇

腦大動脈閉塞所導致的ICS 臨床癥狀較重，常有偏癱、偏身感覺障礙、偏盲及意識障礙，是影像學評估的關(guān)鍵。CT、MRI 是最常用的影像檢查方法，急性重癥ICS 患者配合度差時，應選擇CT 一站式檢查，包括CT 平掃、CT 灌注成像（CT perfusion imaging，CTPI）及頭頸部CTA；對能配合檢查的ICS 患者，選擇MRI 多序列檢查可獲得更多信息。根據(jù)所要明確的關(guān)鍵問題選擇適當?shù)姆椒ńM合至關(guān)重要。

4.1 IC 與IP 的評估 IC 是發(fā)生不可逆性損傷的腦組織，當局部腦血流量（cerebral blood flow，CBF）降至正常腦組織30%以下區(qū)域，CT 平掃顯示為低密度區(qū)［9］。IC 的大小與患者預后密切相關(guān)，IC 越小，預后良好的可能性越大。IP 是指圍繞IC 的周圍缺血性腦組織，其電活動中止，但保持正常的離子平衡和結(jié)構(gòu)上的完整［9］。隨著研究的進展，腦缺血演變的新模型也被提出，有學者［9］將腦缺血部位劃分為4 個區(qū)，即中心梗死區(qū)、彌散異常區(qū)、灌注異常區(qū)和最外層的良性水腫組織。評估IP 常用的方法是灌注成像聯(lián)合擴散成像。目前最常用的方法是CTPI 或DWI/PWI組合評價。

CTPI 可有效量化評估局部組織血流灌注量改變，對診斷超早期腦梗死具有重要意義，其主要定量參數(shù)包括：CBF、腦血容量（cerebral blood volume，CBV）、平均通過時間（mean transit time，MTT）、達峰時間（time to peak，TTP）、殘余功能達峰時間（time to maximum of the residual function，Tmax）［10］。在CTPI 參數(shù)中，IC 區(qū)CBV、CBF 均下降；IP 區(qū)域CBF下降，而相應的CBV 保持不變甚至增加，這是IP 區(qū)側(cè)支循環(huán)建立及血管代償性擴張的結(jié)果，而CBV 與CBF 不匹配的區(qū)域即為IP。目前應用CTPI 判定IP的方法中普遍認可的主要有對比法（患側(cè)CBF/健側(cè)CBF）和不匹配法（CBF 與CBV 不匹配），由于個體差異，理論上對比法較不匹配法對IP 的判定更準確。有研究［9］證明，當CBF 下降程度＜50%可認為該組織存在存活的可能性，下降>66%時，該部分組織死亡可能性增大；而當CBF 下降>80%時，該區(qū)域腦組織基本死亡，提示無可逆IP。有學者［11］提出，CTPI可準確反映IC，但存在高估“IC+IP”體積現(xiàn)象［10］。TTP及CBF 在確定梗死灶方面優(yōu)于MTT 圖像，MTT 與TTP 不匹配可提供急性腦梗死患者的側(cè)支循環(huán)血供量［11］。另有研究［12］指出，用Tmax設(shè)置IP 閾值可能更合適。總之，CTPI 診斷超早期腦梗死具有重要價值和作用，但提高特異度需對各參數(shù)閾值進一步研究。

DWI/PWI 組合可用于判定IP，DWI 診斷超急性期腦梗死的特異度和敏感度均較高，能敏感地反映急性期缺血腦組織損傷情況；PWI 借助對比劑進行體外團注首過成像，來反映腦組織血流灌注情況，能敏感地反映組織血流灌注情況。腦缺血發(fā)作后數(shù)小時內(nèi)，DWI 呈異常高信號、ADC 圖呈低信號。同CTPI一樣，通過定量CBF、CBV、MTT、TTP 等關(guān)鍵性指標評估腦血供狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)早期缺血較DWI 更敏感。根據(jù)彌散-灌注異常體積大小主要分為4 型［13］：1 型（DWI＜PWI），DWI 與PWI 不匹配區(qū)域為IP，對IP及時有效治療可使該區(qū)域血流灌注恢復；2 型（DWI≈PWI），多為缺血較晚期，提示IP 不存在；3 型（DWI>PWI），提示發(fā)生再灌注，有效微循環(huán)得到改善；4 型（異常DWI、灌注正常），與3 型類似，雖異常腦組織出現(xiàn)再灌注，但缺血區(qū)域已發(fā)生梗死。

4.2 責任血管的評估 明確ICS 責任血管閉塞或狹窄程度有利于臨床采取合理的治療方法。MRA 可直觀顯示血管是否狹窄、管壁是否光滑，可反映動脈狹窄程度、遠端分支血管狀態(tài)及側(cè)支循環(huán)情況，是腦血管疾病檢查的有效方法。但也存在對細小血管分支顯示不良及偽影等問題導致圖像質(zhì)量不高。CTA 一站式血管成像，成像速度快、圖像質(zhì)量高，彌補了MRA 的不足。因此，MRA 雖是缺血性腦血管病及高危人群篩查的首選檢查方法，但在責任血管或可疑血管不好明確是否狹窄或評估狹窄程度時，CTA 檢查可更好地補充。另外，更先進的4D-CTA［14］、4D-MRA［15］，均可顯示緩慢通過血栓的正向血流及血栓累及的具體部位，對指導個性化臨床治療方案具有重要意義。

4.3 側(cè)支循環(huán)的評估 包括側(cè)支血管的顯示和側(cè)支血流量的計算。

4.3.1 側(cè)支血管的顯示 ①DSA 法：是顯示側(cè)支血管的金標準，可直觀、動態(tài)顯示側(cè)支血管狀況，但為有創(chuàng)性檢查。②CTA 法：多期CTA 是最常用的方法，在對比劑達到腦動脈峰值時行腦動脈CTA，后依次行腦動脈晚期、腦靜脈期、腦靜脈晚期掃描，利用后3期行MIP 可直觀顯示腦側(cè)支血管情況，側(cè)支血管愈豐富，側(cè)支循環(huán)量也愈多［14］。③MRA 法：如利用流入增強的TOF-MRA、利用流動引起相位變化的PC-MRA及基于動脈自旋標記（arterial spin labeling，ASL）技術(shù)的零回波時間MRA（zTE-MRA）。這些MRA 的共同特點是基于不同成像方式來反映活體狀態(tài)下的血管狀況，從而反映血流信息。這與DSA、CTA 及對比增強MRA（CE-MRA）有本質(zhì)不同。利用外源性對比劑的血管成像反映血管的解剖路徑，而TOF-MRA、PC-MRA 及zTE-MRA 反映的是活體狀態(tài)下的血流信息。當血管壁斑塊形成，管腔血流改變可能不明顯，但斑塊致管壁粗糙使得血流狀態(tài)可能會有很明顯的改變。另外，目前常用的TOF-MRA 存在夸大狹窄、對細小病變顯示不足等問題，而zTE-MRA 不僅可明確血管狹窄及狹窄程度，還可最大化降低磁敏感效應影響（零TE 時間），這對評估支架治療后療效具有明顯的優(yōu)勢。

4.3.2 側(cè)支血流量的計算 CT 平掃阿爾伯塔腦卒中早期CT 評分有助于評價大腦中動脈梗死后病變的嚴重程度，最高為10 分，評分越低，梗死越重；但 其評價側(cè)支血流存在較大爭議［16］。有學者［17］采用DWI 聯(lián)合該評分對急性卒中患者進行評分，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合評分與側(cè)支循環(huán)評分呈正相關(guān)，并有助于評估預后。

采用多個標記后延遲時間（post labeling delay，PLD）的三維動脈自旋標記法（3D-arterial spin labeling，3D-ASL）聯(lián)合DWI 不僅可判斷IC 及IP，還可通過多個PLD 反映側(cè)支血流儲備。短的PLD（如1.5 s）更多反映的是灌注行為和快速側(cè)支循環(huán)（由Willis 環(huán)完成）的代償能力；長的PLD（如2.5 s）反映的是灌注結(jié)果和血流儲備；兩者相減可反映側(cè)支血流量［18］。之前將ASL 圖像上類似血管迂曲走行的高信號稱為動脈到達偽影，這種現(xiàn)象是血液流速慢未能如期擴散到組織中而停留在血管內(nèi)所致。目前認為動脈到達偽影表示側(cè)支循環(huán)、動靜脈短路的分流血管，提示側(cè)支循環(huán)豐富、預后較好。另外，ASL 的2 期灌注增高提示側(cè)支循環(huán)代償良好，預后較好［18］，但高灌注應警惕出血風險，需加行SWI 序列明確有無再灌注后出血。近來，也有學者［19］應用MRI 體素內(nèi)不相干運動來計算超急性期側(cè)支血流量。

5 腦小動脈所致ICS 的評估方法選擇

腦小動脈閉塞所導致的ICS 常表現(xiàn)為LI，是由高血壓和腦動脈硬化等原因引起的腦深部穿支小動脈閉塞導致的局部組織的缺血性壞死（直徑2～15 mm）［3］。好發(fā)部位為基底節(jié)區(qū)、丘腦及腦干。臨床表現(xiàn)與梗死部位有關(guān)。多發(fā)LI 可導致認知功能障礙、多腦區(qū)腦梗死發(fā)生［6］。目前LI 的診斷主要依據(jù)CT、MRI 等影像學方法及臨床表現(xiàn)［20］。CT 平掃可顯示直徑>5 mm 的梗死灶，多表現(xiàn)為小片狀或類圓形密度減低影，邊界欠清。與CT 平掃相比，對直徑＜5 mm 的梗死灶，常規(guī)MRI 檢出率更高。LI 有新舊之分，T2FLAIR 序列上低信號周圍環(huán)繞稍高信號膠質(zhì)增生可認為是陳舊性腔梗（也稱為腔隙性軟化灶）；新鮮病灶T2FLAIR 序列上呈稍高信號。DWI 診斷新鮮LI 敏感度及特異度最高，急性期病灶因ADC 降低而呈高信號，表現(xiàn)為擴散受限。SWI 可作為常規(guī)序列及DWI 的補充，可直觀顯示直徑2～5 mm 腦微出血病灶，對明確梗死灶是否伴腦微出血灶及周圍責任血管、評估腦出血風險預測及預后評價有重要意義。腦小動脈閉塞也可伴腦灌注不足。如前所述，MRI 灌注成像、3D-ASL 或CTPI 均可顯示腦的血流灌注信息，從而指導臨床治療。

6 高危人群影像學檢查方法

動脈粥樣硬化和短暫性腦缺血發(fā)作（transient ischemic attack，TIA）是ICS 的高危人群。明確動脈粥樣硬化發(fā)生的部位、斑塊是否穩(wěn)定、血管狹窄程度及腦血流灌注情況是評估的關(guān)健。顱內(nèi)動脈粥樣硬化增加了ICS 的發(fā)病風險，是導致ICS 的主要原因［2］。TIA 是腦梗死的先兆事件，早期干預TIA、改善缺血狀況可降低腦血管事件的發(fā)生率［4］。目前，MRI 管壁定量技術(shù)、灌注成像技術(shù)在顯示AS 斑塊、評估TIA腦血流灌注方面具有較高的準確率。

高分辨力MRI 顱內(nèi)動脈血管壁成像技術(shù)可在早期亞臨床階段檢測顱內(nèi)動脈斑塊，對預測卒中發(fā)病有重要意義。MRI 管壁成像主要基于自旋回波的多對比黑血序列，能較好顯示管腔-血液和管壁-腦膜的邊界，從而更好地顯示血管壁和相關(guān)疾病［21］。高分辨力MRI 具有亞毫米級的空間分辨率，能清楚顯示顱內(nèi)主要動脈血管壁特征，最終識別ICS 的責任血管，尤其對無明顯管腔狹窄患者優(yōu)勢巨大［22］。另外，ICS 患者的責任血管在MRI 顱內(nèi)動脈血管壁成像上一般具有斑塊強化程度變化［23］、血管重構(gòu)［24］、斑塊特定分布等特點［25］。高分辨力MRI 評估責任血管斑塊的易損性、斑塊強化程度、正性重構(gòu)及斑塊分布對預測近期卒中發(fā)生有很強的提示意義。此外，多因素評估責任血管斑塊的易損性較單因素評估有更好的穩(wěn)定性及準確性［26］。

綜上所述，對ICS 患者除需明確病因、分型、分期外，急性及超急性ICS 應明確IP、責任血管、側(cè)支循環(huán)情況，慢性ICS 應明確腦灌注、腦血管狀況和側(cè)支循環(huán)情況，高危患者應明確頸腦動脈斑塊性質(zhì)和腦灌注情況。選擇恰當?shù)亩嗄B(tài)影像學組合方法檢查，對挽救IP、選擇個性化治療方案、評估并監(jiān)測高危患者具有重要意義。