腦小血管病神經(jīng)影像國際標(biāo)準(zhǔn)STRIVE-2解讀

劉城霞,朱虹全,朱文珍

腦小血管病的診斷主要依賴神經(jīng)影像信息。以往腦小血管病的各種影像征象名稱混雜、定義不清晰、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,極大地阻礙相關(guān)研究的廣泛開展。自2013年Lancet Neurology公布腦小血管病的國際影像標(biāo)準(zhǔn)(standards for reporting vascular changes on neuroimaging,STRIVE)至今已有十年。十年間,STRIVE標(biāo)準(zhǔn)受到腦小血管病領(lǐng)域研究人員的廣泛認(rèn)可,成為國際公認(rèn)的影像診斷及研究標(biāo)準(zhǔn)。十年后的2023年,由50位國際專家和4位外部顧問組成的工作組在Lancet Neurology上公布了腦小血管病神經(jīng)影像標(biāo)準(zhǔn)的更新版STRIVE-2。新發(fā)布的STRIVE-2在對(duì)腦小血管病的神經(jīng)影像征象進(jìn)行命名與定義時(shí),保持與STRIVE-1相同的原則與初衷,即描述各個(gè)影像特征時(shí)避免對(duì)潛在的發(fā)病機(jī)制或者病理生理改變進(jìn)行假設(shè)。由于STRIVE-2是在STRIVE-1基礎(chǔ)上的拓展和更新,因此應(yīng)該將STRIVE-2與STRIVE-1結(jié)合起來解讀與使用。

STRIVE-1定義的影像征象的更新

1.近期皮層下小梗死

近期皮層下小梗死是指近期(數(shù)周如3周以內(nèi))單支穿通動(dòng)脈供血區(qū)內(nèi)發(fā)生的梗死,伴有相應(yīng)的影像表現(xiàn)和臨床癥狀。單支穿通動(dòng)脈供血區(qū)通過梗死灶范圍來界定,一般橫軸面最大直徑不超過20 mm,這與STRIVE-1 保持一致。與STRIVE-1不同的是,STRIVE-2中此定義不再僅僅包括影像上表現(xiàn)為皮層下小梗死,而缺乏相應(yīng)的臨床癥狀的情況。新的定義強(qiáng)調(diào)近期皮層下小梗死的診斷必須伴有與梗死病灶一致的局灶性神經(jīng)功能損傷癥狀,使該征象更清晰明確。上述不伴有相應(yīng)臨床癥狀或臨床癥狀不典型的隱性病灶由于病理生理機(jī)制尚不明確,目前不適合作為腦小血管病的核心征象,但是可作為腦小血管病的潛在征象進(jìn)一步展開深入研究。

大部分的近期皮層下小梗死灶(約85%)是源于穿通動(dòng)脈內(nèi)病變,其它病變(約15%)包括穿通動(dòng)脈粥瘤、大腦中動(dòng)脈粥瘤、來自心臟或主動(dòng)脈的栓子等也可導(dǎo)致近期皮層下小梗死的發(fā)生。

2.(假定血管源性的)腔隙

(假定血管源性的)腔隙是指皮層下圓形或者橢圓形充滿腦脊液的腔,直徑一般3～15 mm。它可能是多種組織損傷的終末期表現(xiàn),包括近期皮層下小梗死、皮層下出血灶、偶發(fā)擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)陽性病灶、腦白質(zhì)高信號(hào)空腔化等。由于已有研究證明近期皮層下小梗死灶可演變?yōu)橹睆叫∮? mm的腔隙,且可能缺乏T2高信號(hào)環(huán),而血管周圍間隙直徑也可大于3 mm,所以STRIVE-2不再推薦完全依賴病灶直徑來區(qū)分腔隙和血管周圍間隙,推薦根據(jù)病灶形態(tài)、同部位的血管周圍間隙、周圍組織信號(hào)來綜合判斷。自STRIVE-1發(fā)布以來,研究者對(duì)(假定血管源性的)腔隙的接受度和使用情況并不理想,但是目前工作組尚未確定更合適的名稱和定義。

3.(假定血管源性的)腦白質(zhì)高信號(hào)

由STRIVE-1提出的(假定血管源性的)腦白質(zhì)高信號(hào)征象被研究者廣泛接受和使用。它是指磁共振T2加權(quán)圖像上雙側(cè)大腦半球?qū)ΨQ性的高信號(hào),提示該區(qū)域的組織損傷,同時(shí)可以擴(kuò)展到周圍看似正常的腦組織中。橫斷面研究顯示它與腦血管反應(yīng)性受損、血腦屏障通透性增加、血管搏動(dòng)增加、靜脈膠原病、靜息狀態(tài)下腦血流減低有關(guān),但是尚缺乏相關(guān)縱向研究證據(jù)。

目前,腦白質(zhì)高信號(hào)定量和半定量分析方法較多,相關(guān)深度學(xué)習(xí)的算法也在開發(fā)中,但是其可重復(fù)性和可對(duì)比性尚不清晰。因此,STRIVE-1及歐盟神經(jīng)退行性疾病聯(lián)合組織提出的關(guān)于統(tǒng)一血管性病變對(duì)神經(jīng)退行性疾病的影像評(píng)估方法的倡議(HARNESS)推薦的視覺評(píng)分因經(jīng)過良好的驗(yàn)證仍然適用。

4.血管周圍間隙

血管周圍間隙是伴隨小穿通動(dòng)脈走行于白質(zhì)或者深部灰質(zhì)的、充滿液體的圓形或者線狀空隙,在磁共振各序列上信號(hào)特點(diǎn)同腦脊液。血管周圍間隙通常橫軸面直徑小于3 mm,最常見于基底節(jié)及半卵圓中心。已證實(shí)T2加權(quán)圖像、磁敏感序列和7T磁共振上所示的血管周圍間隙主要為小動(dòng)脈周圍間隙。

血管周圍間隙的數(shù)量隨著年齡、血管危險(xiǎn)因素的增加而增長,且相關(guān)性與病灶的部位有關(guān),這提示不同部位的血管周圍間隙可能有不同的病理生理機(jī)制。不同年齡段可能有少量的血管周圍間隙,但是大量的血管周圍間隙病灶與多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病有關(guān),包括卒中、腦血管淀粉樣變、阿爾茨海默氏癥等。

5.腦微出血

腦微出血是指磁共振T2*或者磁敏感序列上直徑2～5 mm的低信號(hào)病灶。腦血管淀粉樣變中,腦微出血病灶主要發(fā)生在皮層灰質(zhì)和近皮層的白質(zhì)內(nèi);動(dòng)脈粥樣硬化中,腦微出血主要出現(xiàn)在深部結(jié)構(gòu)中,包括深部灰質(zhì)、白質(zhì)和腦干。老年人(年齡超過65歲)中腦葉分布為主的腦微出血灶提示腦血管淀粉樣變,而腦葉-深部混合分布的微出血多提示動(dòng)脈粥樣硬化性。

6.腦皮質(zhì)表面鐵沉積

腦皮質(zhì)表面鐵沉積在STRIVE-1中被列入其他出血性病灶中,在STRIVE-2中則提升為腦小血管病核心影像征象進(jìn)行了詳細(xì)描述。它是大腦皮層表面的慢性出血產(chǎn)物,常見于大腦凸面蛛網(wǎng)膜下腔出血、血管畸形所致皮層表面出血、腦梗死的出血轉(zhuǎn)化、外傷等。其中老年人群中腦皮質(zhì)表面鐵沉積主要來自大腦凸面蛛網(wǎng)膜下腔出血。它在T2*梯度回波或者其它血液敏感序列上表現(xiàn)為大腦皮層表面的線狀低信號(hào)。和小腦表面鐵沉積一樣,腦皮質(zhì)表面鐵沉積是診斷腦血管淀粉樣變的重要影像征象,預(yù)示后期出現(xiàn)顱內(nèi)出血、認(rèn)知功能損害甚至癡呆的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。

7.顱內(nèi)出血和其他出血性征象

約85%的顱內(nèi)出血由腦小血管病引起。STRIVE-1建議使用假定源于小血管病的自發(fā)性顱內(nèi)出血來替代自發(fā)性顱內(nèi)出血。小血管病導(dǎo)致的顱內(nèi)出血包括穿通動(dòng)脈病變(如動(dòng)脈粥樣硬化)和腦血管淀粉樣變。

8.腦萎縮

STRIVE-1定義腦萎縮為非特定的局灶性損傷(如外傷或梗死)所致的腦容積減少。理論上,腦萎縮應(yīng)該是單個(gè)個(gè)體多次評(píng)估之間的腦容積減低。實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)橫斷面研究建議采用合適參照指標(biāo)(如顱內(nèi)容積)、經(jīng)驗(yàn)證的量表、局部或全腦定量標(biāo)準(zhǔn)等輔助定量評(píng)估腦萎縮。

腦小血管病可導(dǎo)致皮層下萎縮(如腦室容積增加)和皮層萎縮(如皮層變薄、腦溝增寬),潛在機(jī)制包括繼發(fā)性局灶性皮層及纖維束丟失、小病灶(如大腦皮層微梗死)的累積等。腦萎縮不是腦小血管病的特征性影像標(biāo)志,許多神經(jīng)退行性疾病都與腦萎縮相關(guān)。腦小血管病中局灶性腦萎縮(包括海馬萎縮)與其它神經(jīng)退行性疾病(包括阿爾茨海默氏癥)重疊,因此,需要評(píng)價(jià)腦小血管病相關(guān)腦萎縮時(shí),需要同時(shí)評(píng)估潛在其它疾病的影響。雖然自動(dòng)化的腦萎縮定量評(píng)估方法日益增多,但是傳統(tǒng)的視覺評(píng)估量表仍然適用。大腦皮層厚度由于受影響因素多,不推薦作為腦萎縮定量評(píng)估指標(biāo)。

STRIVE-1之后出現(xiàn)的影像名稱和影像征象

1.小血管病綜合評(píng)分

STRIVE-1試圖尋找合適的影像量表來綜合評(píng)價(jià)腦小血管病病灶負(fù)荷,以輔助臨床研究中病例篩選和分級(jí)、預(yù)測(cè)遠(yuǎn)期預(yù)后等。小血管病綜合評(píng)分是目前使用最廣泛的視覺評(píng)分量表,具有較好的有效性。它包括腦白質(zhì)高信號(hào)、腔隙、血管周圍間隙、微出血等病灶的視覺評(píng)估。工作組提倡將來納入新的影像標(biāo)志或方法,包括上述病灶的自動(dòng)化測(cè)量方法,但是需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

2.皮層腦微梗死

皮層腦微梗死最先是指大體病理學(xué)中肉眼不易發(fā)現(xiàn)的皮層小缺血梗死灶。它是老年人群中最常見的梗死形式在16%～42%的自然或高齡相關(guān)死亡的尸檢中檢出。常規(guī)磁共振,包括3D-T1加權(quán)序列和FLAIR序列可顯示較大的(0.5～4.0 mm)皮層腦微梗死灶;如果發(fā)生在數(shù)周以內(nèi)還可在DWI上表現(xiàn)為高信號(hào)。高場(chǎng)磁共振對(duì)皮層腦微梗死病灶有更高的敏感性,可檢出更小的梗死灶,但是檢出率仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于病理檢查。

潛在的腦小血管病影像征象

偶發(fā)擴(kuò)散加權(quán)陽性病變近年來逐漸受到重視。它是指不伴有局灶性神經(jīng)功能損害,僅磁共振圖像上表現(xiàn)為DWI呈高信號(hào)、ADC呈低信號(hào)、橫軸面直徑為20 mm或更大的病變。病灶在FLAIR或T2加權(quán)圖像上可表現(xiàn)為高信號(hào),在T1加權(quán)圖像上可表現(xiàn)為低信號(hào)。“偶發(fā)”一詞強(qiáng)調(diào)的是僅僅存在磁共振信號(hào)異常,但不伴有相應(yīng)的局灶性神經(jīng)功能損害,或者病灶的部位與數(shù)周以內(nèi)的臨床癥狀不相符。

偶發(fā)DWI陽性病變主要包括不伴局灶性神經(jīng)功能損傷的皮層下小病變和皮層微小病變。其中,偶發(fā)皮層下DWI陽性病變與近期皮層下小梗死存在部分重疊,而發(fā)生在數(shù)周以內(nèi)且直徑小于5 mm的皮層DWI陽性病變又與皮層腦微小梗死存在部分重疊。由于偶發(fā)的DWI陽性皮層下小病變和皮層微小病變可消失或進(jìn)展為腦白質(zhì)高信號(hào)、腔隙或陳舊的皮層腦微梗死,所以可部分解釋為腦小血管病的病變進(jìn)展。它們主要發(fā)生在嚴(yán)重的腦小血管病[如伴皮質(zhì)下梗死和白質(zhì)腦病的常染色體顯性遺傳性腦動(dòng)脈病(CADASIL)和顱內(nèi)出血],提示其主要源于小血管內(nèi)病變。但是,與近期皮層下小梗死相似的是,皮層下小病變和皮層微小病變也可源于心臟和動(dòng)脈栓子或者劇烈的血流動(dòng)力學(xué)改變。目前偶發(fā)DWI陽性病變相關(guān)研究非?；钴S,但是具體的病因和病理生理改變還不完全清楚,將來有望成為腦小血管病的核心征象之一。

腦結(jié)構(gòu)和功能的定量影像技術(shù)

腦結(jié)構(gòu)影像技術(shù)方面,經(jīng)典DWI模型用于檢測(cè)急性缺血性病變,多方向DWI序列結(jié)合高級(jí)擴(kuò)散模型可用于檢測(cè)組織微結(jié)構(gòu)損傷。同時(shí),新的后處理技術(shù)能提供更多信息,如基于骨架化平均擴(kuò)散率峰值寬度(peak width of skeletonized mean diffusivity,PSMD)和游離水分?jǐn)?shù)(free water fraction,FWF)與腦小血管病臨床癥狀的關(guān)聯(lián)顯著高于傳統(tǒng)影像指標(biāo)。纖維束追蹤和結(jié)構(gòu)連接技術(shù)為提供進(jìn)一步深入研究腦小血管病臨床功能損害提供依據(jù)。組織磁性的改變反映鐵或其它金屬物質(zhì)沉積,可見于多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病,如血管病變和阿爾茨海默氏癥。T2*加權(quán)和磁敏感加權(quán)成像是半定量技術(shù),而定量技術(shù)如R2*弛豫測(cè)量和定量磁化率成像更有潛力。

多種先進(jìn)的腦功能影像技術(shù)可為揭示腦小血管病的病理生理過程提供豐富信息。腦血管反應(yīng)性揭示腦血流灌注對(duì)特定干擾或刺激的反應(yīng)性。動(dòng)態(tài)磁敏感成像使用外源性對(duì)比劑評(píng)估靜態(tài)組織灌注情況。動(dòng)態(tài)對(duì)比劑增強(qiáng)掃描可顯示血腦屏障功能。動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin labelling,ASL)可無創(chuàng)性評(píng)估靜態(tài)組織灌注情況。相位對(duì)比磁共振成像(phase contrast magnetic resonance imaging,PC-MRI)可測(cè)量顱內(nèi)大動(dòng)脈和靜脈竇的血流速度和搏動(dòng)性,揭示全腦血流供應(yīng)和腦血流改變。

腦小血管病圖像采集和分析標(biāo)準(zhǔn)

圖像采集方面,磁共振掃描方式優(yōu)于CT掃描,而3T磁共振應(yīng)代替1.5T磁共振。腦小血管病掃描方案應(yīng)當(dāng)包括T1加權(quán)、T2加權(quán)、FLAIR序列、擴(kuò)散序列和磁敏感序列。其中,3D或容積磁共振掃描技術(shù)已經(jīng)在研究工作中廣泛應(yīng)用,在臨床工作中也逐漸推廣。結(jié)構(gòu)成像時(shí)采用各向同性的、1 mm體素的空間分辨率對(duì)后期定量分析至關(guān)重要。

目前,已經(jīng)出現(xiàn)多種針對(duì)腦小血管病核心征象的定量分析技術(shù)。但是一些半定量和自動(dòng)化圖像分析方法在單中心研究中顯示良好穩(wěn)定性,在多中心研究或不同掃描方案中結(jié)果穩(wěn)定性較差。

不斷出現(xiàn)的影像征象和影像技術(shù)極大地推動(dòng)了腦小血管病與其它疾病的鑒別,也有助于定量評(píng)估與其它疾病共存時(shí)腦小血管病的負(fù)荷量。但是,腦小血管病中還有許多問題函待解決。STRIVE工作組提出的國際影像標(biāo)準(zhǔn)將有助于揭示腦小血管病的發(fā)病機(jī)制,并進(jìn)一步將最新研究進(jìn)展轉(zhuǎn)化為臨床實(shí)踐。