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缺血性腦血管病的影像學新進展

2013-01-22 13:18:24易婷玉張梅芳綜述蔡若蔚審校
中風與神經疾病雜志 2013年6期

易婷玉, 張梅芳綜述, 蔡若蔚審校

缺血性腦血管病的影像學新進展

易婷玉, 張梅芳綜述, 蔡若蔚審校

腦血管病具有高發(fā)病率、高復發(fā)率及高致殘率等特點,是我國的常見病及多發(fā)病,其中大部分為缺血性腦卒中。關于缺血性腦卒中的發(fā)病機制有眾多說法,不少專家認為顱頸部動脈狹窄和閉塞可使血流動力學發(fā)生變化、斑塊脫落而出現(xiàn)梗死或腦缺血的表現(xiàn)[1]。在亞洲,在所有缺血性腦血管患者中有8%~10%出現(xiàn)顱內動脈狹窄,但隨著生活方式的改變、檢測水平的提高、頸部動脈狹窄的發(fā)生率提高[2]。動脈狹窄在缺血性腦卒中具有重大意義,那么單純的藥物治療能很好地預防缺血性腦卒中的發(fā)生嗎?北美的NASCET(North American Symptomatic Caroid Endarterectomy Trial)報道顯示癥狀性頸動脈重度狹窄在接受藥物治療情況下,2年后同側腦卒中的發(fā)生率在藥物組為26%[3]。亦有研究表明[4]顱內大動脈狹窄超過50%的缺血性腦卒中患者,其接下來1.8年再發(fā)缺血性腦血管病的比例高達19.0%,而新發(fā)卒中的73%發(fā)生在原狹窄血管供血區(qū)。因此,顱頸部動脈狹窄與缺血性腦卒中關系明確,如何正確評價顱內外血管,對腦梗死的預防及治療決策起到了至關重要的作用。本文就對缺血性腦卒中血管評估的發(fā)展進行綜述。

1 數(shù)字減影血管造影(digital substraction angiography DSA)與顱頸部血管評估

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一直以來,DSA是檢測顱頸部血管病變的金標準,可以指導缺血性腦血管病血管支架介入放置及療效評價。DSA可以顯示從主動脈弓至顱內血管的整個血管樹,能準確顯示顱頸部各級血管及其分支的大小、位置、形態(tài)和變異情況,并動態(tài)觀察到造影劑在血管中通過的全過程,是評價顱頸部血管狹窄及側枝代償建立的可靠方法。且隨著技術及機器的改進,提高對血管病變的分辨,隨著3D-DSA的出現(xiàn),可以對病變血管進行立體構建,可以從多個角度觀察病變血管,可以區(qū)分出是血管狹窄或血管轉折,從而可以對血管狹窄程度進行更準確評估。隨著社會的進步,神經影像學技術不斷發(fā)展及完善,誕生了多種無創(chuàng)神經影像學,做為有創(chuàng)檢查的DSA暴露出其缺點:(1)在動脈粥樣硬化早期,由于血管重塑會使斑塊向管壁外側移位,導致DSA顯示的管腔直徑卻正常,造成了漏診;(2)DSA只能顯示斑塊的形態(tài),不能對斑塊的性質進行分析,因此不能正確評估血管狹窄斑塊形成所帶來的危害性;(3)當動脈粥樣硬化影響整個動脈管腔,則會影響狹窄程度的評估;(4)DSA為有創(chuàng)性檢查,可能造成0.3%~5.7%[5]的并發(fā)癥,如血管內操作可能刺激血管導致血管痙攣、動脈斑塊脫落導致腦梗死、頸動脈竇刺激可以反射性心率減慢、血壓降低,嚴重者可能出現(xiàn)心源性猝死,此外造影劑可能會引起過敏反應、可能會引起急性腎功能不全。但隨著技術的發(fā)展、操作技能的改變,神經系統(tǒng)的并發(fā)癥將逐漸減少。

2 超聲與顱頸部血管評估

2.1 頸動脈彩色多普勒超聲 連續(xù)多普勒血流頻譜圖及伴隨的聲頻信號,不但能觀察血管管徑及內壁情況,并能觀察血流動力學變化,成為目前診斷頸動脈硬化的首選方法。

2.1.1 頸動脈斑塊的分析 羅俊[6]認為超聲圖像特征與病理學改變關系十分密切,他把斑塊分為:(1)扁平斑:為少量類脂積沉積,其超聲顯示管壁內膜不光滑,局部增厚; (2)軟斑:血管纖維組織增生、鈣鹽沉積、血栓形成或斑塊內出血,超聲局部顯示不同強度的回聲或均勻的弱回聲;(3)硬斑:由于斑塊內鈣化或纖維化,超聲表現(xiàn)局部回聲強,后方伴聲影或較明顯的聲衰減。華揚教授[7]據(jù)彩超檢測到斑塊的形狀形態(tài)學,將斑塊分為扁平型、不規(guī)則型、潰瘍型,根據(jù)彩超檢測到斑塊回聲特征,將斑塊分為均質型、不均質型,同時她將均質型斑塊分為等回聲、低回聲和強回聲。在這些斑塊分析中,華揚教授[7]認為潰瘍型、低回聲、不規(guī)則型斑塊造成的危害較大,它們容易形成新的血栓,從而導致血栓脫落導致腦梗死,除外這些斑塊易發(fā)現(xiàn)內出血,從而造成血管管腔迅速縮小,嚴重者致閉塞,造成血流動力學改變,從而發(fā)生腦梗死或短暫性腦缺血發(fā)作。何秀波等人[8]的研究發(fā)現(xiàn)缺血性腦卒中組有94.6%的病例頸動脈斑塊均存在潰瘍斑、斑塊內出血及繼發(fā)血栓形成的斑塊復合病變。他認為動脈粥樣斑塊的復合病變具有不可低估的危害性,斑塊表面破潰,粥樣物質釋放,成為引起腦栓塞栓子的重要來源[9],同時粥樣斑塊底部出血引起斑塊急性腫大,以及潰瘍斑塊表面繼發(fā)血栓均可導致不同程度的血管狹窄甚至閉塞,頸動脈狹窄程度越重,其遠段灌注壓越低,從而導致了腦血管的低流速、低灌注狀態(tài),而這種腦血流狀態(tài)的改變及腦動脈硬化可促使血栓形成,導致腦血管缺血阻塞[9]。因而利用彩色多普勒識別不穩(wěn)定斑塊對缺血性腦血管病的治療策略起到指導作用。

2.1.2 頸動脈狹窄的檢測 頸動脈狹窄的檢測是通過用頻譜多普勒測量各動脈的血流情況,包括收縮期峰流流速(peak of systolic velocity,PSV)、舒張期末流速(end of diastolic velocity,EDV)及頸總動脈(common carotid artery,CCA)流速。利用PSV、EDV指標對頸動脈狹窄進行評估。關于彩超對頸部血管狹窄的判斷標準報道不一。Abu Rahma[10]等人的研究對頸動脈狹窄≥70%狹窄的標準為:(1)ICA的PSV≥195cm/s,敏感性為98%,特異性為75%,準確率87%;(2) EDV≥97.5cm/s,敏感性82%,特異性96%,準確率89%; (3)PSV 185cm/s,EDV 75cm/s,PSVica/PSVcca≥2.7,敏感性為82%,特異性為96%,準確率89%。華揚[7]認為應將各項指標與TCD結合,頸動脈≥70%狹窄診斷準確率為98.7%,其標準為PSV1/PSV2≥4:1,PSV>170cm/s,EDV>100cm/s。而首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院在2000年提出頸動脈狹窄判斷標準如下[7]:I級(0%~49%):PSV<155cm/s,EDV<75cm/s,PSVica/PSVcca<2.5;II級(50%~69%):155 cm/s<PSV<170cm/s,75cm/s<EDV<100cm/s,2.5<PSVica/PSVcca<4.0;III級(70%~99%):PSV>170cm/s,EDV>100cm/s,PSVica/PSVcca>4.0;IV級:閉塞,無血流信號。頸動脈超聲檢查方便、無創(chuàng)、可重復性強,但也有其缺點,如超聲圖像的顯示及判斷與操作者的技術有關,其空間分辨率比CT及MRI差。

2.2 經顱多普勒(transcranial doppler,TCD)1982年Rune Aaslid及其同事將能檢測到顱內動脈血流速度的經顱多普勒超聲儀TCD應用于臨床,由監(jiān)測蛛網膜下腔出血后腦動脈痙攣,到診斷腦供血動脈狹窄、判斷側支循環(huán)建立和判斷急性顱內壓增高、腦循環(huán)停止,TCD與神經內科結下不解之緣。對頸動脈顱外段閉塞的檢測,Babikian[11]等人研究提示TCD對頸動脈顱外段的狹窄及閉塞具有較高的診出率,對虹吸部的閉塞的診斷敏感性為86%;特異性為100%。Babikian[11]等人采用PSV>150cm/s或MV>90cm/s、PSV>120cm/s分別作為MCA以和VA狹窄的診斷標準,具有較高的特異性。劉俊艷[12]等人認為TCD診斷血管狹窄的最佳速度值為140cm/s,以此速度值診斷MCA狹窄的相應特異性和敏感性分別為82.7%、91.4%。而流速140cm/s和180cm/s為區(qū)分MCA不同程度狹窄的最佳速度分界值。黃一寧[13]等人在《閉塞性腦血管病經顱多譜勒超聲和腦血管造影的比較》中采用TCD診斷顱外血管狹窄的標準為:(1)峰值血流速度大于120cm/s;(2)頸內動脈/頸總動脈峰值血流速度比大于1.8;(3)可有顱內側支循環(huán)形成。TCD診斷顱內動脈狹窄的標準為:(1)平均血流速度大于120cm/s;(2)低頻成分增加;(3)有渦流和血管雜音,可有側支循環(huán)形成。診斷顱內血管閉塞的標準:(1)主要血管(MCA、ICA或CCA)信號消失,附近血管信號存在;(2)血管遠端血流減慢,脈動指數(shù)降低,波形圓鈍;(3)一定有側支循環(huán)形成。但TCD也有局限性,會造成誤診,黃一寧等人[13]認為TCD誤診的主要原因有:(1)定位不準;(2)主要動脈閉塞(如ICA和MCA)后,側支循環(huán)使顱內血流動力學改變,有些血管代償性出現(xiàn)高速血流,給TCD診斷帶來困難;(3)血管狹窄程度較輕或者多部位狹窄時,TCD容易漏診。劉俊艷[12]認為TCD診斷很大程度上取決于操作者的技能和臨床知識。這給TCD的臨床正確應用帶來局限性。

3 CT血管造影(computed tomography angiography,CTA)與顱頸部血管評估

隨著多層螺旋CT的出現(xiàn),隨著掃描速度、空間分辨率及后處理技術的進步,頭頸聯(lián)合CT血管造影相繼問世,其原理是經周圍靜脈(通常為橈靜脈)快速團注一次對比劑,用螺旋CT進行快速容積數(shù)據(jù)采集,后期進行圖像處理及重建,獲得高質量的圖像,可以同時顯示頭頸部動脈,對顱內外血管進行正確的評估。

與DSA比較,對頸動脈狹窄病變CTA具有良好的分辨能力,一項Metal分析表明,對于70%~99%的重度頸動脈狹窄,CTA檢出的敏感性、特異性分別為85%、93%,對于頸動脈閉塞,其檢出的敏感性、特異性分別為97%、99%[14]。同時CTA由于其空間分辨力較增強MRA高,對顱內外動脈狹窄情況的判斷更加可靠[15]。有研究表明[16],對于顱內大動脈閉塞CTA檢出的敏感性、特異性均為100%;而大于50%血管狹窄,其檢出敏感性、特異性分別為 97.1%、99.5%。此外CTA可以根據(jù)斑塊表面形態(tài)及其CT值,對斑塊的性質進行分析,進一步鑒別軟斑及硬斑,對斑塊所帶來的風險進行有準備的評估[17]。

但CTA也有不足之處,楊斌認為[18]其缺點:(1)吞咽動作、呼吸動作可能產生偽影;(2)金屬假牙會干擾成像;(3)由于聯(lián)合頭頸部血管成像,其覆蓋范圍很長,所需掃描時間較長,采集過程中可能會采集到頸內靜脈,而靜脈顯影會影響頸動脈疾病的診斷。

4 頭部核磁共振血管成像與顱頸部血管評估

MRA成像原理是利用流動血液的MR信號與周圍靜止組織的MR信號差異而建立圖像對比度的一種技術。MRA的基本方法很多,它包括時間飛越法(TOF)和相位對比法(PCA)及血管內注射對比劑的三維對比劑增強磁共振成像(3D-CE-MRA)。其優(yōu)點是無創(chuàng)、無射線損傷,可以同時觀察到兩側頸動脈及顱內動脈,尤其是3D-CE-MRA能顯示主動脈弓至顱內動脈整個血管數(shù),能同時了解顱內外動脈的病變情況及側支循環(huán)建立情況。此外MRI進行血管評估的時候,可能同時行MRI、DWI(diffusion weighted Imaging,DWI)、PWI (perfusion weighted imaging,PWI)等系列,可以顯示腦梗死病灶,兩者聯(lián)合可以對缺血性腦卒中進行分型、指導缺血性腦卒中的治療(如動靜脈溶栓的選擇、抗血小板聚集或抗凝的選擇等),是腦梗死治療方案選擇的重要依據(jù)。

4.1 MRI彌散成像 DWI的成像原理同利用分子的布朗運動,所謂的布朗運動是由熱引起的所有分子隨機轉換運動。在缺血性腦卒中,缺血壞死的腦組織由于細胞外的水進入細胞內,導致細胞內水分子布朗運動減少,而此現(xiàn)象早期在DWI表現(xiàn)為高信號。因此DWI對腦梗死的檢出率的敏感性及特異性相當高,有研究表明,DIW對腦梗死的檢出率的敏感性、特異性分別為94%、96.6%[19]。DWI不僅可以敏感檢測出梗死灶,還能確定是不是處于急性期。早期認為DWI顯示出的腦梗死病灶為不可逆,但近年來研究[20]提示DWI具有可逆性,如果早期使缺血性腦組織的動脈再通,則DWI上病灶出現(xiàn)縮小,相反,如果持續(xù)梗死區(qū)動脈無再通,則DWI上病灶范圍會出現(xiàn)擴大[21]。DWI的可逆性改變,給缺血性腦卒中的溶栓治療又帶來了一絲曙光。

4.2 MR灌注成像 MR灌注成像的原理是在靜脈注射對比劑的同時,對選定的層面進行連續(xù)掃描,獲得該層面內每一像素密度隨強化時間而變化的曲線,即時間一密度曲線(time-density curve,TDC)。根據(jù)該曲線,可以計算腦血流量(cerebral blood flow,CBF)、腦血容量(cerebral blood volume,CBV)、對比劑的平均通過時間(mean transit time,MTT)、對比劑峰值時間(peak transit time,TTP)等參數(shù),再加工后得到CBF、CBV、MTT和血管表面通透性等圖像,以此來評價缺血腦組織的灌注狀態(tài),進而區(qū)分梗死核心及缺血半暗帶。

MR的PWI的出現(xiàn)又進一步推動缺血性腦卒中治療的發(fā)展[22]。研究者[23]比較了PWI不同參數(shù)對腦卒中的檢出率的敏感性及特異性,此研究表明CBV對卒中檢出敏感性和特異性為84%、100%;CBF為84%、96%;MTT為84%和96%。此研究表明CBF和MTT可以較好地檢測到灌注異常,但其值與梗死面積無明顯相關性,DWI和CBV可以較好預測到梗死面積,如DWI和CBV存在不匹配,最終梗死面積以CBV為主,因此當DWI與CBV存在不匹配提示存在可挽救的缺血半暗帶區(qū),這給溶栓治療帶來了新的亮點。許多研究[24]采用多模式磁共振檢查對溶栓時間進行了探索。研究表明[25]PWI與DWI病灶容積不匹配標志著缺血性腦組織存在半暗帶區(qū),存在可以挽救的腦組織。

4.3 三維時間飛逝法(time-of-flight magnetic resonance angiography 3D-TOF-MRA) 3D-TOF-MRA與高速度編碼(velocity-encoding,Venc)的三維而相位對比法(3D-PC)相比,3D-TOF-MRA是顯示腦動脈的較佳MRA技術。許多研究表明3D-TOF-MRA與高Venc的3D-PC-MRA顯示的腦動脈分支級數(shù)是相等的[26]。但3D-PC-MRA較3D-TOF-MRA的缺點如下:(1)技術成像時間較長。同樣的成像范圍,成像時間比3D-TOF-MRA多2~3倍;(2)3D-PC-MRA圖像質量不如3D-TOF-MRA。3D-PC-MRA圖像中動脈信號強度較3D-TOF-MRA低,不均勻,動脈邊緣也沒有3D-TOF那么銳利。

眾多文獻[27]表明MRA只能顯示腦動脈的3級分支,較DSA少2~3個級別,但隨著技術的發(fā)展,3D-TOF-MRA顯示的腦動脈分支越多,在張玉忠[26]等人的研究中表明3D-TOFMRA技術對動脈的顯示能力只比DSA減少1個級別左右。在動脈狹窄診斷上,3D-TOF-MRA也有較高的準確率,Lanh EH[28]等研究表明 MRA對嚴重頸動脈狹窄評估準確率達98%~100%;輕度狹窄準確率為60% ~80%。我國尚文鵬[29]研究中指出MRA對輕度狹窄診斷的吻合率為54.5%;對重度狹窄診斷的吻合率為91.7%。

但3D-TOF-MRA亦有不足。由于3D-TOF-MRA受血流狀態(tài)影響較大,如血管狹窄部位或其遠端復雜血流引起的信號丟失和飽和作用的影響,對慢血流不敏感,像素內血流速度不同引起失相位也會導致信號丟失,因此3D-TOF-MRA對血管狹窄的判斷存在一定程度的高估性,與DSA相比,其診斷的假陽性率為14.3%,過度診斷率為57.1%,而CTA分別為2.7%和29.7%[30]。

4.4 血管內注射對比劑的三維對比劑增強磁共振成像(contrast-enhanced magnetic resonance angiography,3D-CEMRA)3D-CE-MRA是經周圍靜脈(通常為橈靜脈)快速團注一次對比劑Gd-DTPA,智能跟蹤對比劑,利用順磁性造影劑Gd-DTPA迅速縮短血液T1弛豫時間,利用短TR與短TE的快速梯度回波序列掃描,有效地抑制周圍背景組織的信號,同時對目標血管進行空間數(shù)據(jù)采集,經MIP、MPR技術重建,獲得可從任何角度觀察的3D血管圖像。它以同時顯示主動脈弓至顱內血管整個血管樹,對顱內外血管進行正確的評估,有研究表明此技術對主動脈及分支血管的診斷正確性相當高[31]。

3D-CE-MRA對血管狹窄的診斷的正確性相當高。Ralf Wutke[32]研究中表明,與DSA對比,在顱外血管狹窄,3D-CEMRA對血管閉塞檢出敏感性100%,特異性100%;對70%~99%血管狹窄其檢出的敏感性100%、特異性99.3%。因此他們得出結論,對于主動脈弓以上的大動脈狹窄閉塞上,CE-MRA可以取代DSA,同時此研究表明3D-CE-MRA對于Willis環(huán)血管的診斷價值需要進一步學研究。Gough MJ[33]研究表明,CE-MRA對于70%~99%的頸動脈狹窄疾病其檢出的敏感性為94%,特異性為93%。陸建平等人[30]研究中顯示,對頸動脈狹窄3D-CE-MRA的診斷敏感性為95.7%、特異性97.8%、準確度97.6%。王向日[34]等人報道,對于頸動脈顱外段,與DSA相比,3D-CE-MRA的血管狹窄檢出敏感性為100%、特異性97.8%~99%、準確度97.9%~98.5%;對于頸動脈虹吸段其檢出敏感性為100%、特異性92.5%、準確度93.5%。3D-CE-MRA對血管狹窄的檢出敏感性、特異性及準備度與DSA較符合。此外,MR能結合黑血與亮血技術,更好地顯示斑塊形態(tài)及成分,能識別不穩(wěn)定斑塊的纖維帽、壞死核斑塊內出血,進一步預測斑塊所帶來的危害[35]。

與其它神經影像學比較,3D-CE-MRA具有其優(yōu)點,首先它無創(chuàng)、安全、簡單、快速,患者配合度高,無X線輻射,其造影劑無腎毒性,且病變不受顱骨影響,且它能結合其它系列,如DWI、PWI及斑塊分析等,給缺血性腦卒中的治療提供了佐證。但3D-CE-MRA亦有不足之處,(1)由于受采集時間的限制,頭部3D-CE-MRA掃描的矩陣僅為508×508,而DSA的是1024×1024矩陣,因而對顱內小動脈的顯示清晰性、對病變的某些細節(jié)顯示不如DSA;(2)顱內靜脈顯影干擾動脈狹窄的判斷;(3)對于顱內血管的狹窄不易分辨;(4)它的影像是靜態(tài),不能反映血流動力學的改變,不能反映血管代償?shù)那闆r。

綜上所述,在急性腦梗死的檢查中,因3D-CE-MRA無創(chuàng)、安全、簡單、快速、患者易配合,且和MRI的DWI系統(tǒng)結合可同時檢出腦實質梗死灶,有利于判斷腦梗死的病因及發(fā)病機制的判斷,有利于治療方案的制定,從而成為急性腦梗死患者的首選檢查。但它對于早期動脈硬化分辯力、對斑塊性質的判斷、腦血流動力學改變等存在一定的局限性,因此必要時可輔以彩色多普勒、DSA檢查以全面評估血管情況。

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1003-2754(2013)06-0564-04

R743.3

2013-02-28;

2013-03-30

(福建醫(yī)科大學附屬漳州市醫(yī)院神經內科,福建 漳州363000)

張梅芳,E-mail:zhangmeifang@126.com

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