腦梗塞高信號血管征與腦血管狹窄及Willis環完整性的相關研究

邱雷雨，龔向陽

（1.浙江諸暨市人民醫院放射科，浙江 諸暨 311800；2.浙江省人民醫院放射科，浙江 杭州 310014）

腦梗塞高信號血管征與腦血管狹窄及Willis環完整性的相關研究

邱雷雨1，龔向陽2

（1.浙江諸暨市人民醫院放射科，浙江 諸暨 311800；2.浙江省人民醫院放射科，浙江 杭州 310014）

目的：探討磁共振FLAIR高信號血管征（HVS）在大腦中動脈供血區腦梗塞患者中的發生特點。方法：回顧性分析急性大腦中動脈供血區腦梗塞患者的影像學資料，按出現癥狀到行MRI檢查時間的不同分為3組，分析總體HVS發生率及各組發生率，比較組間HVS的發生率差異。采用χ2檢驗分析HVS的發生部位、分布范圍及級別與顱底血管狹窄情況及腦梗塞形態的相關性、統計分析不同Willis環類型患者發生HVS的差異。結果：HVS陽性率在≤24 h組為81.82%，2～4 d組為69.35%，5～7 d組為63.41%，HVS總體發生率隨時間延長呈下降趨勢，然各組間無明顯統計學差異。HVS發生隨血管狹窄程度增加而增高（P=0.000）。同時，M1段出現HVS時趨向為大片腦梗塞，而M4～5段出現HVS時趨向為散在腦梗塞。Willis環后循環不完整組較完整組出現HVS陽性率顯著增高（χ2=7.089，P=0.008）。結論：①HVS在急性大腦中動脈區腦梗塞早期具有較高陽性率，隨著時間延長而降低。②腦血管狹窄程度越嚴重其HVS分布越廣泛且級別越高。③M1段出現HVS趨向為大面積腦梗塞，M4～5段HVS趨向為散在小片腦梗塞。④Willis環缺損是腦梗塞形成的一個重要影響因素。Willis環后循環缺損患者HVS發生率顯著高于后循環完整者。

腦梗塞；磁共振成像

多模式MRI檢查在腦梗塞的早期檢出、腦血管狀態及缺血半暗帶評估方面起著十分重要作用[1-2]。液體抑制反轉恢復序列（FLAIR）抑制了腦脊液自由水的信號，極大提高了腦表及腦溝病變的檢出率。近年來有學者發現早期腦梗塞病人FLAIR序列中可出現腦溝內點狀、管狀或蛇紋狀的高信號灶，稱其為高信號血管征（Hyperintense vessel sign，HVS），Inatomi等[3]認為這一細微影像學征象有時可早于DWI顯示超急性腦梗塞，然至今其病理生理機制及臨床意義尚未完全明了。本文擬通過影像資料回顧性分析并結合臨床資料，探討HVS與腦梗塞的相關性，并進一步探討 HVS的發生及與顱底血管狹窄、Willis環完整性的關系及其形成機制和臨床意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2013年3月—2015年3月諸暨市人民醫院臨床診斷為腦梗塞的患者資料，共計356例。納入標準：①患者有完整的頭顱MRI資料，包括DWI、FLAIR和MRA序列；②腦梗塞類型為非腔隙性、大腦中動脈供血區新近梗塞（7 d以內）；③頸部CTA或頸部彩色多普勒顯示頸內動脈顱外段和頸總動脈無狹窄或狹窄＜50%。排除標準：①有明確房顫或心瓣膜等心源性疾病史，臨床診斷為血栓性腦梗塞者；②出血性腦梗塞；③圖像質量差影響觀察者。按納入及排除標準，剔除其中220例，共計136例納入本研究。

1.2 檢查方法

采用GE Signa EXCITE 1.5T MR掃描儀和多通道頭顱線圈。MRI檢查包括T1WI、T2WI、FLAIR、DWI和3D-TOF MRA序列。掃描參數：T1WI，TR/ TE=500 ms/30 ms，矩陣256×192，NEX 1次，FOV 24 cm×24 cm；T2WI，TR/TE=4 100 ms/120 ms，矩陣256×192，NEX 1，FOV 24 cm×24 cm；FLAIR軸位，TR/TE/TI=8 000 ms/120 ms/2 000 ms，矩陣320×224，NEX 1，FOV 24cm×24cm；DWI軸位，TR/TE=3000ms/ 130 ms，b值為0，1 000 s/mm2，矩陣128×128，FOV 24 cm×24 cm，以上各序列層厚5 mm，間距1.5 mm；3D-TOF MRA，TR/TE=20 ms/3.2 ms，層厚1.0 mm，FOV 24cm×24cm，矩陣128×128，NEX 3，FOV 24cm× 24 cm。

1.3 影像學分析及統計學方法

1.3.1 病例資料分組

根據出現臨床癥狀到MRI檢查時間不同，分成3組。24 h內組，2～4 d組，5～7 d組。再按有無HVS分組結合其血管狹窄部位程度、HVS級別及部位、腦梗塞形態、Willis環類型進行比較分析。

1.3.2 HVS的判斷、分級標準及分段情況

HVS定義為FLAIR序列上超過1個軸向或冠狀層面上鄰近灰質表面蛛網膜下腔蛇紋狀、管狀或點狀的高信號影[4]。根據Liu等[5]提出的標準將大腦中動脈供血區HVS分布情況分為0～3級：0級，無HVS；1級，HVS局限于外側裂區；2級，HVS分布于外側裂及顳枕葉區域；3級，HVS分布在2級基礎上擴展到額頂葉腦溝內。按HVS分布位置不同：M1段出現HVS征象的標記為HVS M1，M2段出現HVS標記為HVS M2，M3段出現HVS標記為HVS M3，M4/5段出現HVS標記為HVS M4/5。

1.3.3 顱底血管狹窄分級及腦梗塞形態評判

根據顱內動脈管腔狹窄程度分4級[6]：0級，顱內動脈系統無異常；1級，動脈硬化，管壁不規則，呈串珠狀改變；2級，動脈狹窄，管腔節段狹窄，遠端分支減少，少數表現為該動脈血流中斷，但其遠端仍顯影；3級，動脈閉塞表現為MRA血流中斷和遠端不顯影。腦梗塞形態為著重反應梗塞面積且易于簡單分辨：分為散在與大片兩種類型，“散在”定義為單發或多發小點片狀DWI高信號，其最大面積＜5 cm，“大片”定義為連續面積≥5 cm或超過一個腦葉的DWI高信號。

1.3.4 Willis環類型分類標準

根據張致身等[7]對Willis環分型：Willis環Ⅰ型，前后交通動脈完整；Willis環Ⅱ型，前交通動脈完整，后交通動脈不完整；Willis環Ⅲ型，前循環不完整，后循環完整；Willis環Ⅳ型，前后循環均不完整（圖 1）。

圖1 Willis環分型示意圖。Figure 1.Willis circle type diagram.

以上影像學指標均由兩位副主任醫師共同閱片后詳細記錄，意見一致的結果作為最終統計學數據；若兩位醫師結果不一致時，則與主任醫師商討達成一致后，得出最終的結果并作好記錄。

1.3.5 統計學方法

采用列聯表χ2檢驗對不同梗塞發生時間發現HVS陽性的比例、不同HVS級別患者的血管狹窄部位及比例、不同血管狹窄情況與HVS發生比例與級別的關系、不同梗塞部位與HVS關系及HVS與梗塞分布形式的關系、不同Willis環類型的患者與發生HVS的關系等進行分析。采用SPSS 17.0軟件，P＜0.05認為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 HVS發生與腦梗塞發病時間及顱內血管狹窄部位、程度的相關性

本組136例中，HVS陽性率≤24 h組81.82%（27/33），2～4 d組69.35%（43/62），5～7 d組63.41%（26/41）。結果顯示HVS的出現率與腦梗塞發病的病程呈正相關關系，發病 24 h內出現率高達81.82%，隨著時間延遲，HVS出現率逐漸下降。

96例出現HVS征象（70.59%）。其中HVS 1級26例，HVS 2級33例，HVS 3級37例。統計發現，96例HVS陽性患者中有95例（99.0%）伴有頸內動脈顱內段或大腦中動脈不同節段狹窄。不同HVS級別患者其血管狹窄出現的部位及比例有統計學差異（P=0.003）（表 1）。分組比較發現，HVS 1級與HVS 3級患者血管狹窄出現的部位及比例有顯著統計學差異 （P=0.005），HVS 2級與HVS 3級患者血管狹窄出現的部位及比例有顯著統計學差異（P= 0.002）。結果顯示HVS 1級患者最常見于大腦中動脈M1段狹窄的患者；HVS 2級及3級最常見于頸內動脈及大腦中動脈M1段狹窄的患者。

表1 不同HVS級別患者的血管狹窄部位及比例

本組 136例患者中，血管狹窄 0級 2例，有50%（1/2）出現HVS；血管狹窄1級25例，有28%（7/25）出現HVS；血管狹窄2級 30例，有53.33%（16/30）出現HVS；血管狹窄3級79例，有89.87%（71/79）出現HVS。分組兩兩比較發現：血管狹窄程度1級、2級與3級的病例中HVS發生率存在明顯差異（P=0.000）。說明總體HVS發生隨血管狹窄程度增加而增高，血管閉塞時HVS發生率明顯升高。

2.2 腦梗塞形態與HVS發生、級別、部位的相關性

136例腦梗塞患者中，散在65例，大片71例，梗塞散在分布患者中，HVS陽性率為78.46%（51/ 65），略高于梗塞大片分布患者63.38%（45/71），且梗塞散在分布患者中出現HVS 3級的比例要顯著高于梗塞大片分布的患者（40.00 vs 15.49，P＜0.05）。

將96例有HVS陽性征象者納入進一步研究，經統計發現，當M1段出現HVS征象時，其梗塞的形態極少出現散在梗塞，更趨向于出現大片梗塞（圖2）；當M4/5段出現HVS征象時，其梗塞形態極少出現大片梗塞，更趨向于出現散在梗塞（圖3）。而M2及M3段出現HVS征象時，其梗塞形態無明顯統計學差異（表2）。

表2 HVS陽性血管與梗塞分布形態的關系

2.3 不同Willis環類型與HVS發生及級別的相關性

本組136例患者中，Willis環Ⅰ型患者10例，占7.4%（10/136）、Willis環Ⅱ型79例，占58.09%（79/136）、Willis環Ⅲ型 4例， 占 2.94%（4/136）、Willis環Ⅳ型43例，占31.62%（43/136）。分組統計分析顯示Willis環4種類型與HVS的發生及級別間無明顯統計學意義（χ2=10.954，P=0.279）。

圖2 男，78歲。圖2a：FLAIR序列連續層面示右大腦中動脈出現M1段、M2段HVS（箭）。圖2b：DWI示右大腦中動脈供血區大片新鮮腦梗塞。圖2c：MRA示右側大腦中動脈M1段閉塞，Willis環分型為Ⅱ型。 圖3男，62歲。圖3a：FLAIR序列示左大腦中動脈M2～4段HVS（箭）。圖3b：DWI示左額頂葉散在小片腦梗塞。圖3c：MRA示左側頸內動脈終末段狹窄2級，Willis環分型為Ⅱ型。Figure 2.Male,78 years old.Figure 2a:FLAIR HVS appeared in M1,M2 segment of right middle cerebral artery(arrow)in continuous slices.Figure 2b:DWI.A large fresh cerebral infarction in blood supply zone of right middle cerebral artery.Figure 2c: MRA.Occlusion in M1 of the right middle cerebral artery.Willis circle typeⅡ.Figure 3.Male,62 yearsold.Figure 3a: FLAIR HVS in M2～4 segment of left middlecerebral artery(arrow).Figure 3b:DWI.A small piece of cerebral infarction in left frontal and parietal.Figure 3c:MRA.Stenosis in terminal segment of the left internal carotid artery stands for grade two,Willis circle typeⅡ.

2.4 按Willis環后循環是否缺損分組比較HVS發生及級別的相關性

136例梗塞患者中，Willis環后循環完整者 （Ⅰ型及Ⅲ型）占10.29%（14/136），其中42.86%（6/14）患者中沒有發現HVS陽性征象。而Willis環后循環不完整者（Ⅱ型及Ⅳ型）占89.71%（122/136），其中72.13%（88/122）出現HVS。組間有顯著統計學差異（Kappa：7.089，P=0.008）。結果顯示，對于Willis環后循環缺如者，其出現HVS的概率要顯著高于后循環完整者，但伴有何種HVS級別無顯著統計學差異。

3 討論

目前HVS作為一種重要的神經影像學征象受到廣泛關注，其頻繁出現于早期腦梗塞患者FLAIR序列中。雖然其病理生理機制存在較多爭議，但多數學者普遍認為HVS為一過性征象，可能的形成機制為顱內外血管狹窄或閉塞造成的局部血流動力學異常及側支血管形成，對腦梗塞的進展、預后判斷及指導溶栓治療方面具有重要作用[7-8]。本研究選取大腦中動脈供血區非腔梗的新近梗塞患者進一步深入分析HVS的實際臨床意義，結果顯示HVS總體發生率70.59%，與Huang等[9]報道相類似，且外側裂段具有最高出現率80.21%，HVS發生率隨時間逐步下降。有研究表明顱底血管狹窄與HVS形成密切相關[10]，本組資料96例HVS陽性患者有95例（99%）出現了顱內血管某一節段狹窄，利用HVS預測血管嚴重狹窄或閉塞正確率達90.62%，再次證實了血管狹窄是HVS形成的一個重要影響因素。同時狹窄血管越靠近Willis環、狹窄程度級別越高，傾向HVS的發生率越高且其級別越高。

與以往文獻把HVS分為遠段及近段HVS不同，本組資料以大腦中動脈走行分段標注為M1～5段HVS。除了能更加精確標識HVS分布位置外，我們發現部分病例僅有M1或僅有M2段HVS，其腦梗塞形態明顯不同，故按血管分段標識更有利于對腦梗塞形態及臨床預后判斷。研究顯示M1段HVS更趨向于出現大片梗塞，M4、5段HVS更趨向于出現散在梗塞。說明HVS不同分布部位代表的臨床意義不同：M1段HVS可能反映狹窄血管近段內血栓形成，代表了腦組織的嚴重缺血，間接提示臨床癥狀嚴重及較差預后；M4、5段HVS反映的是來自軟腦膜的側支血流，其在一定程度緩沖保護著大腦中動脈供血區皮質部分血液供應，存在更大的缺血半暗帶，能為臨床治療提供更長時間窗[9]。

目前國內外文獻對于Willis環與腦梗塞相關性方面做了較多研究，然尚缺乏Willis環與HVS相關性分析文獻報道。本組病例中Willis環完整者僅占7.4%，而不完整的Willis環Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型分別為58.09%、2.9%、31.61%，與正常人群中Willis環類型分布[11]具有明顯差異，說明Willis不完整性是發生腦梗塞的重要危險因素之一。本組資料對不同Willis環類型按后循環是否完整行分組統計分析，發現后循環不完整組中HVS的發生率明顯高于完整組，具有統計學意義，由此可見Willis環后循環的不完整是形成HVS的重要影響因素。推測其影響機制可能后循環不完整一定程度造成了來自Willis環的初級側支代償不足，只能動員來自大腦后動脈的軟腦膜側支代償，易造成局部腦供血不足，血流的淤滯與流空消失有關。

綜上所述，HVS在腦梗塞早期有較高陽性率，但隨著時間的延長逐漸消失。腦血管狹窄是HVS產生的明確病因之一，且顱底血管的狹窄程度與HVS的發生率及級別呈顯著正相關關系。HVS的分布與腦梗塞形態程度存在相關性，M1段出現HVS趨向為大片腦梗塞，M4、5出現HVS則多為散在小片腦梗塞。Willis環缺損是腦梗塞的一個重要影響因素，Willis環后循環缺損患者HVS發生率顯著高于后循環完整者。

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The correlation study between high-intense vessel sign in cerebral infarction cerebrovascular stenosis and Willis circle integrity

QIU Lei-yu1,GONG Xiang-yang2
(1.Department of Radiology,Zhuji People’s Hospital,Zhuji Zhejiang 311800,China; 2.Department of Radiology,Zhejiang Province People’s Hospital,Hangzhou 310014,China)

Objective:To evaluate the characteristics of high-intense vessel sign(HVS)on FLAIR in patients with cerebral infarction in middle cerebral artery(MCA).Methods:Patients with acute cerebral infarction in MCA were retrospectively analyzed and were divided into three groups according to time which occurred symptoms to MRI examination.The overall and each group incidence of HVS were analyzed and compared.The correlation between location distribution grade of HVS and vascular stenosis,cerebral infarction form were analyzed by Chi-square test.The differences among three groups were compared.Results:The positive rate of HVS was 81.82%(≤24 hours),69.35%(2～4 days)and 63.41%(5～7 days)respectively.The incidence rate was descending accompanying the time prolonging.There was no significant difference among three groups.While the incidence rate of HVS was ascending accompanying the vascular stenosis degree arising(P=0.000).HVS appeared in M1 segment trended large part of cerebral infarction,and HVS appeared in the M4～5 segment trended for dispersive cerebral infarction.High positive rate of HVS was occurred more in intermitted group than that in integrity group(χ2=7.089,P=0.008).Conclusion:①A high positive rate occurred more in acute MCA infarction area in the early stage and that reduced by following time.②The worse vascular stenosis degree was occurred,the widen distribution and the higher grade of HVS were happened.③HVS appeared in M1 segment trended large part of cerebral infarction,and HVS appeared in the M4～5 segment trended for dispersive cerebral infarction.④The entire of Willis circle is one of the most important factor of cerebral infarction.The incidence rate of HVS intermitted group was obviously higher than that in integrity group.

Brain infarction;Magnetic resonance imaging

R743；R445.2

A

1008-1062（2016）03-0153-04

2015-07-17；

2015-09-06

邱雷雨（1976-），男，浙江諸暨人，副主任醫師。E-mail：zj_qly@163.com

邱雷雨，浙江省諸暨市人民醫院放射科，311800。E-mail：zj_qly@163.com