李曉波 陳蘭蘭 丁新生

丁新生 教授
分水嶺腦梗死(cerebral watershed infarction,CWI),也稱為邊緣帶腦梗死(border zone infarction),是由于相鄰的血管供血區交界處,即分水嶺區局部缺血所致,約占全部腦梗死的 10%[1]。CWI是一個不可忽視的腦梗死類型,提高對它的認識,作出正確的病因診斷,具有很大的臨床意義。
CWI主要分為2大類型:外分水嶺腦梗死(external watershed infarction,皮質型)和內分水嶺腦梗死(internal watershed infarction,皮質下型)[2]。內分水嶺腦梗死約占所有CWI的37.5%。隋邦森等于1994年提出CWI分為5型,較準確地表達了CWI在腦部的空間區域。新的分型區域包括大腦皮質分水嶺區、腦內分水嶺區和小腦分水嶺區。(1)皮質分水嶺區位于大腦前動脈和大腦中動脈,以及大腦中動脈和大腦后動脈的皮質支交界區,分為皮質前型和皮質后型分水嶺梗死。(2)腦內分水嶺區位于大腦前動脈、大腦中動脈和大腦后動脈與Heubner返動脈、豆紋動脈以及脈絡膜前動脈AchA供血的交界區,分為融合型和局灶型,融合型是指在半卵圓中心和放射冠沿側腦室外側走行的融合成片狀梗死,局灶型可表現為半卵圓中心或放射冠的線狀或玫瑰樣的單一病灶。(3)小腦分水嶺腦梗死:基本同傳統幕下性分水嶺腦梗死。
CWI的臨床表現取決于梗死部位及程度。(1)皮質前型臨床表現為以上肢為主的中樞性偏癱和偏身感覺障礙,可伴有額葉癥狀,優勢半球受累時還有運動性失語。(2)皮質后型以偏盲最常見,可有皮質感覺障礙、輕偏癱等,優勢半球受累還有感覺性失語,非優勢半球受累有體像障礙。(3)皮質下型可累及基底核、內囊及側腦室體部等,主要為偏癱及偏身感覺障礙。有報道稱CWI呈反復發作性癥狀,數次發作后加重[3]。
與局灶性腦梗死相比,CWI患者一般有短暫性腦缺血發作(transient ischemic attack,TIA)病史。同時,早期的癲禶發病率高于局灶性腦梗死[4]。內分水嶺梗死多見于大腦中動脈或頸內動脈狹窄或閉塞,而外分水嶺梗死更易伴發小的皮質梗死[5]。研究表明,CWI的首次發作可無臨床癥狀或僅表現為TIA;有臨床癥狀者多為輕度神經功能缺損,美國國立衛生研究院卒中量表(NIHSS)評分僅為(1.9±0.9)分,而再次發作臨床癥狀往往比第一次重,大多呈中等程度的神經系統功能缺損,NIHSS評分為(4.8±3.1)分,且臨床癥狀復雜多樣。
內分水嶺腦梗死和外分水嶺腦梗死發病時的臨床癥狀、體征及NIHSS評分并無明顯差異,但后者預后較好。外分水嶺梗死接近皮層,故更有機會建立來自軟腦膜或硬腦膜上的側支循環。然而,當外分水嶺梗死與內分水嶺梗死并存時,則很有可能存在腦低灌注損傷,其預后往往不良[6]。
內分水嶺腦梗死預后常較差,常伴有臨床癥狀的惡化,多留有不同程度的殘障。在內分水嶺腦梗死發生的數日內,極易再發新的腦卒中[7]。故內分水嶺腦梗死多被比喻為“冰山一角”,往往提示顱內存在嚴重的血管狹窄或血流動力學異常[8]。
神經影像學檢查有益于CWI的病因診斷,特別是對內分水嶺腦梗死的病因診斷具有重要的意義。內分水嶺腦梗死常伴有腦血流量下降、腦灌注不足、腦血管舒縮功能受損、氧攝取指數升高等變化。
4.1 頭顱CT及 MRICT、MRI是CWI的主要檢查手段,具有特征性改變,包括梗死的部位及形態。頭顱MRI較CT的診斷價值更大,其中彌散加權像(DWI)對急性梗死最為敏感。
外分水嶺腦梗死常位于大腦前動脈、大腦中動脈以及大腦后動脈的皮質支交界區,常表現為楔形或卵圓形病灶[9]。然而,其病灶位置隨供血動脈的位置不同而變異較大,有時候很難根據頭顱 CT或MRI上梗死病灶的位置來判斷其是否為CWI。因皮層的邊緣帶解剖復雜,故個體間顱內大動脈支配區域亦存在顯著差異。近年來的研究顯示,孤立的外分水嶺腦梗死往往為栓塞所致,很少合并有血液動力學異常和腦低灌注[10]。內分水嶺腦梗死常表現為多發的串珠樣改變[11]。有報道,此類型的腦梗死多為≥3個的腦梗死病灶,每個病灶直徑≥3 mm,位于半卵圓中心或放射冠,平行于側腦室,呈線樣排列。內分水嶺腦梗死根據其病灶特點,分為融合或孤立的病灶[10]。孤立的病灶常較大,雪茄形狀,串珠樣平行于側腦室分布,發病過程多不關聯或進行性加重,預后相對較好。融合的病灶常伴有逐步加重的對側偏癱,預后相對較差[5](見圖 1)。小腦的分水嶺梗死常<2 cm,多位于小腦前下動脈、小腦上動脈、小腦后下動脈和它們的分支。梗死可為血管的重度狹窄或栓塞所致。栓子可來源于動脈粥樣硬化或椎基底動夾層或心臟。
利用頭顱 MRI的灌注像(PWI)及DWI有助于判斷CWI的發病機制[12]。主要分為3種類型:正常灌注(短暫低灌注)、局灶低灌注和廣泛低灌注。正常灌注像可見于低血壓所致的短暫灌注損傷患者,而不伴有大血管病變。與彌散像匹配的局灶性低灌注損傷多見于栓塞患者。與彌散像不匹配的嚴重低灌注損傷常涉及一根或多根血管的重度狹窄或閉塞,這類患者易形成CWI,且臨床癥狀多為進展性,預后不良。

圖1 內分水嶺腦梗死頭顱MRI DWI像
4.2 彩色多普勒血流圖(CDFI)、經顱多普勒(TCD)血流圖、頭顱CTA、MRA及 DSA CDFI是應用最廣泛的頸動脈粥樣硬化評價方法,除可判斷頸動脈狹窄程度,還可以對動脈內膜厚度、斑塊內部成分、表面形態結構以及血流動力學變化進行檢查和評價。將TCD聯合CDFI用于CWI的早期病因診斷,結果發現二者聯合檢查均提示有血管狹窄或閉塞者,急性期即可發現狹窄動脈叢,從而進行病因診斷。CTA、MRA或DSA判斷血管狹窄具有更高的敏感性和準確性。
4.3 單光子發射計算機斷層掃描術(SPECT)對腦灌注或血液動力學狀態分別進行基線檢測和乙酰唑胺及高碳酸血癥刺激后檢測,結果顯示:多數腦血管活性下降的患者伴有皮層血管的狹窄,且多為內分水嶺腦梗死[13]。
4.4 正電子發射計算機斷層掃描術(PET)PET可檢測出腦血流動力學異常所導致的氧攝取指數和腦血流這2個重要參數的異常改變。研究顯示,PET表現為低灌注的患者,易發生相應區域的腦梗死。放射冠或半卵圓中心多發性呈串珠樣分布的內分水嶺腦梗死,多伴相應區域的氧攝取指數升高,同時預示著更嚴重的腦低灌注損傷[14]。
依靠頭顱 CT/MRI和臨床表現,診斷CWI并不困難。根據影像學特征進行臨床分型,可確定為外分水嶺腦梗死或內分水嶺腦梗死。而病因診斷較為復雜,也更重要。目前大量研究表明CWI是腦低灌注和微栓塞共同作用的結果(見圖2)。血清學檢查包括血常規、血生化,必要時需進行血管炎性指標的檢查,結合心臟彩超、頸動脈彩超、TCD等檢查做出臨床診斷。

圖2 分水嶺區多發急性腦梗死病灶MRI
5.1 腦低灌注
5.1.1 低血壓:所有患者都應注意檢測血壓,必要時行24 h動態血壓檢測。積極尋找低血壓的原因,如液體攝入不足或排泄過多、嘔吐腹瀉病史、過多攝入降壓藥、不恰當的使用利尿劑、休克、血液透析后等。5.1.2 心源性低血容量:心功能不全、心律失常、心臟瓣膜病等器質性心臟病可能發生心臟收縮或舒張功能異常,導致心臟泵血能力下降。心臟檢查主要包括心電圖、心臟超聲檢查等。部分患者有心電圖的異常表現,如冠狀動脈供血不足、左室肥厚、房室傳導阻滯、心肌梗死、陣發性心動過速、心房纖顫等。
5.1.3 顱內外大動脈狹窄或閉塞:頸內動脈或大腦中動脈的狹窄均有可能導致CWI,可能與嚴重狹窄伴隨血液動力學障礙或炎性斑塊繼發微栓塞有關,梗死發生在狹窄或閉塞血管同側。頸動脈彩超、TCD為最基本的血管篩查,必要時需選擇頭顱CTA或MRA或DSA進一步明確診斷。
5.2 微栓塞 為多個微栓子同時脫落所致。(1)心源性栓子:包括心臟瓣膜病、心律失常等。(2)血管源性栓子:主要為血管壁的不穩定斑塊。(3)結締組織病導致的廣泛的血管炎等病變:對年齡相對較輕的患者,特別是女性患者,在缺乏心源性栓子和血管源性栓子的證據時,需考慮此病變。完善相關血清學檢查,包括自身抗體、抗中性粒細胞抗體、抗心磷脂抗體、類風濕因子等。
5.3 其他少見原因 (1)偏頭痛:偏頭痛為腦卒中發病的一個危險因素。有報道偏頭痛數次發作后,可合并CWI。多見于青年女性,特別是妊娠后,提示可能與激素水平有關。其機制不明,可能為可逆性節段性腦動脈收縮(segmental cerebral arterial narrowing,SCAN)所致。血管收縮可持續1 h至2周,但在偏頭痛發作期間或發作后,腦血管造影均可能顯示陰性[15]。(2)特發性嗜酸性粒細胞增多癥:多發性急性腦梗死為嗜酸性粒細胞增多癥罕見并發癥,可能是由于該病本身或者寄生蟲感染(絲蟲病、旋毛蟲病或血吸蟲病)所致。梗死部位可位于皮質或皮質下。梗死可能是由于心內膜纖維化或嗜酸性粒細胞對血管內皮毒性作用導致的栓塞所致[16-17]。(3)血管畸形:有報道CWI還可見于煙霧病[18]。這可能與煙霧病導致的多血管病變而使顱內多處血供受累有關。(4)缺血缺氧性腦病:圍產期新生兒因缺氧引起的腦部病變,主要由宮內窘迫、新生兒窒息缺氧引起,可出現 CWI[19]。
5.4 不明原因 少部分患者經詳盡的檢查仍未找到病因,應屬于不明原因的缺血性腦卒中。
6.1 腦出血 多在活動時或情緒激動時發病,多數有高血壓病史而且血壓波動較大,起病急,頭痛、嘔吐、意識障礙較多見,腦CT掃描可見高密度出血灶。
6.2 腦腫瘤 緩慢進展型腦梗死應注意與腦腫瘤鑒別,原發腦腫瘤發病緩慢,腦轉移腫瘤發病有時與急性腦血管病相似,應及時做腦CT或MRI檢查,以明確診斷。
6.3 與其他類型腦梗死鑒別 內分水嶺腦梗死需與表淺穿支動脈梗死相鑒別,后者具有類似的影像學特點。表淺穿支動脈梗死是由于軟腦膜的髓質動脈閉塞所致,其病灶更小、更表淺,分布散在;臨床癥狀較輕,且預后較好[20]。
[1]Torvik A.The pathogenesis of watershed infarctsin the brain[J].Stroke,1984,15(2):221-223.
[2]Mangla R,Kolar B,Almast J,et al.Border zone infarcts:pathophy-siologic and imaging characteristics[J].Radiographics,2011,31(5):1201-1214.
[3]Kleinschmidt G,Read S,Henderson R.Watershed infarction presenting as a head injury with fluctuating neurological signs[J].J Clin Neurosci,2009,16(11):1514-1546.
[4]Denier C,Masnou P,Mapoure Y,et al.Watershed infarctions are more prone than other cortical infarcts to cause early-onset seizures[J].Arch Neurol,2010,67(10):1219-1223.
[5]Yong SW,Bang OY,Lee PH,et al.Internal and cortical border-zone infarction:clinical and diffusion-weighted imaging features[J].Stroke,2006,37(3):841-846.
[6]Moriwaki H, MatsumotoM, Hashikawa K,et al.Hemodynamic aspect of cerebral watershed infarction:assessment of perfusion reserve using iodine-123-iodoamphetamine SPECT[J].J Nucl Med,1997,38(10):1556-1562.
[7]Krapf H, Widder B, Skalej M.Small rosarylike infarctions in the centrum ovale suggest hemodynamic failure[J].AJNR Am J Neuroradiol,1998,19(8):1479-1484.
[8]Bang OY,Lee PH,Heo KG,et al.Specific DWI lesion patterns predict prognosis after acute ischaemic stroke within the MCA territory[J].J Neurol Neurosurg Psychiatry,2005,76(9):1222-1228.
[9]van der Zwan A,Hillen B.Review of the variability of the territories of the majorcerebralarteries[J].Stroke,1991,22(8):1078-1084.
[10]Momjian-Mayor I,Baron JC.The pathophysiology of watershed infarction in internal carotid artery disease:review of cerebral perfusion studies[J].Stroke,2005,36(3):567-577.
[11]Derdeyn CP,Khosla A,Videen TO,et al.Severe hemodynamic impairment and border zone-region infarction[J].Radiology,2001,220(1):195-201.
[12]Chaves CJ,Silver B,Schlaug G,et al.Diffusion-and perfusion-weighted MRI patterns in borderzone infarcts[J]. Stroke, 2000,31(5):1090-1096.
[13]Ozgur HT,Kent Walsh T,Masaryk A,et al.Correlation of cerebrovascular reserve as measured by acetazolamidechallenged SPECT with angiographic flow patterns and intra-or extracranial arterial stenosis[J].AJNR Am J Neuroradiol,2001,22(5):928-936.
[14]Yamauchi H,Fukuyama H,Nagahama Y,et al.Significance of increased oxygen extraction fraction in five-year prognosis of major cerebral arterial occlusive diseases[J].J Nucl Med,1999,40(12):1992-1998.
[15]Jackson M,Lennox G,Jaspan T,et al.Migraine angiitis precipitated by sex headache and leading to watershed infarction [J]. Cephalalgia,1993,13(6):427-430.
[16]Sarazin M,Caumes E,Cohen A,et al.Multiple microembolic borderzone brain infarctions and endomyocardial fibrosis in idiopathic hypereosinophilic syndrome and in Schistosoma mansoni infestation[J].J Neurol Neurosurg Psychiatry,2004,75(2):305-307.
[17]鐘利群,賈茜,慎宰瑩,等.嗜酸性粒細胞綜合征伴發腦分水嶺梗死一例[J].中國腦血管病雜志,2013,10(6):322-324.
[18]陳玉輝,王戈鷹,聶志余.成人Moyamoya病導致皮質下型腦分水嶺梗死[J].中國卒中雜志,2006,1(4):295-297.
[19]van der Aa NE1,DeBode S,van Diessen E,et al.Cortical reorganisation in a preterm born child with unilateral watershed infarction[J].Eur J Paediatr Neurol,2011,15(6):554-557.
[20]Lee PH,Bang OY,Oh SH,et al.Subcorticalwhite matterinfarcts:comparison of superficial perforating artery and internal border-zone infarcts using diffusion-weighted magnetic resonance imaging[J].Stroke,2003,34(11):2630-2635.