大腦中動脈閉塞患者側支循環與腦灌注研究

湯文琴， 黎紅華， 陳信堅， 鄒佳妮

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大腦中動脈閉塞患者側支循環與腦灌注研究

湯文琴1， 黎紅華2， 陳信堅3， 鄒佳妮3

目的 探討大腦中動脈(MCA)閉塞患者腦側支循環建立情況及其對腦灌注的影響。方法 46例單側MCA閉塞患者，均行320排CT血管成像(CTA)聯合CT灌注成像(CTP)檢查，根據側支循環分布狀況分為側支循環豐富組和側支循環減少組，獲取雙側MCA供血區的各項腦灌注參數值，即局部腦血流量(cerebral blood volume，CBV)、局部腦血容量(cerebral blood flood，CBF)、達峰時間(time to peak,TTP)及平均通過時間(mean transit time,MTT),用Rcbv、Rcbf、Rttp、Rmtt表示患側與健側各灌注參數的比值。對比分析健患兩側的腦灌注差異及兩組患者腦灌注的不同。結果 相比健側，患側MCA供血區TTP明顯延長(P<0.05)，CBV、CBF略升高(P<0.05)，MTT略延長(P>0.05)。側支豐富組Rcbv、Rcbf均高于側支減少組(P<0.05)，Rmtt低于側支減少組(P<0.05)，Rttp高于側支減少組(P>0.05)。結論 豐富的腦側支循環可以有效地改善閉塞MCA遠端缺血區腦組織的血流灌注。

大腦中動脈； 側支循環； 腦灌注； CT血管成像； CT灌注成像

大腦中動脈(MCA)狹窄或閉塞是急性缺血性卒中的重要病理基礎。但并非所有MCA狹窄或閉塞患者均會發生急性缺血性卒中事件，即使發生了，不同患者的臨床表現及預后亦明顯不同，其中重要原因可能就在于不同患者存在不同的腦側支循環狀況。

腦血流灌注是評價腦組織有無缺血的最直接證據，相關腦灌注成像的研究提示，腦灌注狀況除受血管狹窄程度影響外，或許還受側支循環、腦血流自身儲備能力及灌注壓等多方面因素的影響。因此，本研究選取單側MCA閉塞患者作為研究對象，對比分析不同側支循環狀況下的腦灌注參數值，定量地探討側支循環對腦灌注的影響。

1 對象與方法

1.1 對象 46例2014年9月-2015年9月在廣州軍區武漢總醫院神經內科住院的患者，男35例，女11例，年齡20～82歲，平均年齡(56.59±13.31)歲，臨床表現包括頭暈、頭痛或不同程度的神經功能缺損癥狀，如言語障礙、偏側肢體乏力、偏身感覺障礙、認知功能減退等。頭部磁共振血管成像(MRA)或經顱多普勒(TCD)檢查提示單側MCA起始處或M1段閉塞。其中21例臨床診斷為病變側MCA供血區急性腦梗死，8例診斷短暫性腦缺血發作(TIA)，4例診斷腦梗死后遺癥，13例診斷腦供血不足。入院后均給予抗血小板聚集、改善循環、穩定斑塊等基本治療。按照TOAST缺血性卒中分型標準，21例腦梗死患者分型均為大動脈粥樣硬化型(Ⅰ型)。排除標準：(1)對側MCA或頸內動脈中度以上狹窄或閉塞患者；(2)大面積腦梗死患者；(3)心源性腦栓塞患者。所有患者均于入院后1 w內完成頭部320排CT血管成像(CTA)聯合CT灌注成像(CTP)檢查。

1.2 方 法

1.2.1 影像學檢查方法 采用320排容積CT(Toshiba Aquilion ONE，日本東芝公司)掃描儀器，覆蓋范圍從頸1椎體下緣至顱頂共16 cm，單圈旋轉時間0.35 s，重建厚度0.5 mm，掃描管電壓80 kV，管電流150 mA。使用雙筒高注射器(Em-power 9900P型)經肘靜脈注射非離子型對比劑(碘氟醇，320 μg/μl)50 ml，速率5～6 μl/s。注射后7～55 s連續采集9～13(依照血管不同情況)個容積圖像。原始數據經減影后導入Vitrea Fx分析軟件進行后處理，由軟件自動生成頭部CT平掃、動態CTA、CT-DSA、CTP等圖像。CTP的輸入動脈選擇健側的大腦中動脈，由軟件自動選取輸出靜脈。分析軟件可自動計算TTP、CBV、MTT、CBF等腦灌注參數值，并根據灌注狀態自動形成偽彩色灌注圖像。

1.2.2 側支循環狀況評分及分組 于CTA系列圖像上觀察閉塞MCA遠端側支血管的建立情況，分別為CTA血管重建圖像、動態CT-DSA圖像(見圖1A、圖1B)。以健側MCA各級血管顯影為對照，對患側側支循環狀況進行評分[1]：(1)0%(側支缺乏)；(2)0%～49%；(3)50%～99%；(4)100%。定義側支血管≥50%為側支豐富組;側支血管<50%為側支減少組。

1.2.3 腦灌注參數采集 首先在CTP偽彩圖上觀察每1例患者左右腦灌注是否對稱，然后根據動脈和供血區的對應關系，在雙側基底節及放射冠等層面,選擇TTP對比顯著的MCA供血區皮質作為感興趣區(region of interest,ROI)，采用人工手動勾勒方法確定ROI大小，注意避開梗死區、大血管及鈣化灶，讀取患側與健側鏡像區的各項腦灌注參數值(CBV、CBF、MTT、TTP)，均取平均值(見圖1C～圖1F)，最后計算患健兩側各灌注參數比值(Rcbv、Rcbf、Rttp、Rmtt)分別為CBV、TTP、CBF、MTT灌注參數圖像。腦血管的成像質量及病變情況由2～3名有經驗醫師共同評價。

2 結 果

2.1 單側MCA閉塞患者患側與健側腦灌注狀態比較 相比健側鏡像區，患側MCA供血區TTP明顯延長，CBV、CBF略升高，差異均有統計學意義(P<0.05)，MTT略縮短，差異無統計學意義(P>0.05)(見表1)。

2.2 側支豐富組與側支減少組間健患兩側腦灌注差異比較 46例單側MCA閉塞患者，側支豐富組27例(58.7%)，側支減少組19例(41.3%)，兩組患者臨床診斷急性腦梗死者分別為10例和11例(40.6% vs 57.9%，P=0.16)。側支豐富組Rcbv、Rcbf高于側支減少組，Rmtt低于側支減少組，差異均有統計學意義(P<0.05)；側支豐富組Rttp高于側支減少組，差異無統計學意義(P>0.05)(見表2)。

表1 單側MCA閉塞患者患側與健側腦灌注狀態比較

與健側比較差異有統計學意義*P<0.05

表2 側支豐富組與側支減少組間健患兩側腦灌注差異比較

與側支減少組比較差異有統計學意義#P<0.05

3 討 論

大腦中動脈(MCA)狹窄或閉塞是急性缺血性卒中的重要病理基礎。然而，不同患者的臨床表現及預后常存在明顯的個體差異。研究表明[2]，腦血管嚴重狹窄或閉塞后其供應的腦組織仍可以通過側支循環得到足夠的血液供應從而避免急性缺血性卒中的發生。側支循環的存在，特別是軟腦膜側支循環，是影響缺血性卒中患者預后的重要獨立因素[3,4]。按照先后級別，腦側支循環分3級[4]：1級側支即Willis環；2級側支包括軟腦膜側支、眼動脈側支等；3級側支則指1、2級側支循環無法代償的情況下新生出的血管。腦血管重度狹窄或閉塞后，先天存在的側支循環(native collaterals)首先開放，并通過動脈重構(arteriogenesis)不斷得以豐富，當其仍無法代償缺血區腦組織的血流供應時，血管再生(angiogenesis)則啟動[5]。本研究納入46例MCA閉塞患者，其中27例(58.7%)可見豐富的側支血管，19例(41.3%)表現為側支血管稀少，尚未見1例側支血管評分=0者，提示MCA閉塞后，絕大多數患者可建立不同程度的側支循環。兩組患者中臨床診斷急性卒中者分別為10例和11例(40.6% vs 57.9%，P=0.16)，提示豐富的側支循環不一定能降低卒中的風險，卒中的發生機制復雜多樣。另發現，MCA閉塞后，由于不受Willis環的影響，患側MCA供血區的腦血流主要靠2、3級側支循環代償供應，而部分患者進一步行腦血管造影(DSA)后亦證實這種側支血管主要是源自大腦前動脈(ACA)或大腦后動脈(PCA)的軟腦膜側支。

腦灌注成像能直觀地反映腦血流動力學變化，是評價腦組織有無缺血的最直接證據。腦血管狹窄會導致血流動力學改變，但由于受到狹窄程度、側支循環、腦血流自身調節等多方面因素的影響，并非所有患者均會出現腦低灌注表現[6]。Campbell等學者[7]提出，腦血管狹窄程度和側支循環狀況均為影響血流動力學的關鍵因素。為較準確評估側支循環對腦灌注的影響，本研究僅選取MCA閉塞患者作為研究對象。近年來，隨著醫學影像技術的發展，腦灌注成像方面的研究相繼涌現，但目前腦灌注各項參數的準確性仍存在爭議，各個參數亦沒有公認的閾值，這可能與不同的研究單位、器械、分析軟件、患者治療方案等多項因素有關[8]。以往關于側支循環對腦灌注影響的研究較少，且大多是先行DSA檢查觀察側支血管情況，然后行腦灌注成像檢查。但腦血管病變時，特別是急性腦缺血后，腦血流動力學變化是動態的過程，兩項檢查間存在的時間差異可能對研究結果產生一定影響。且DSA為有創檢查，費用高，又有引起血管痙攣、斑塊脫落等并發癥的風險。320排CTA及CTP檢查能同步完成，打破了這樣的時間局限，并且具有分辨率高、檢查時間短、風險小的優勢[9]，因而較易被患者接受。

本研究結果顯示， 無論側支循環狀況如何，患側MCA供血區TTP均較健側明顯延長，提示TTP為反映腦缺血最敏感的指標，這與以往腦灌注相關研究結果一致[10～13]。而CBV、CBF較健側略升高(P<0.05)，MTT略縮短(P>0.05)，后兩者與以往一些灌注研究結果存在一定差異[11,13]。CBV指單位體積腦組織的血管床體積(包括毛細血管和大血管在內)；CBF指單位時間流經一定腦組織血管結構的血流量；MTT則指血液流經一定腦組織血管結構的平均時間。高培毅[9]等學者認為，腦梗死前期缺血區腦血管出現代償性擴張，因而CBV常保持不變甚至代償性升高。觀察后發現，既往相關研究多以急性腦梗死患者為研究對象，320排CT檢查的時間常選擇在發病12 h或24 h內。而本研究選擇MCA閉塞者為研究對象，且行CTA聯合CTP檢查的平均時間為入院后的第3天，這期間的抗血小板聚集、調控血壓、穩定斑塊等治療以及患者自身啟動的血管調節能力，均可能有效提高患側的灌注壓，增加患側的血流，因而使血液通過ROI的平均時間(即MTT)縮短。而根據CT灌注成像的中心容積定理[13]：CBF=CBV/MTT，當CBV不變或者升高，MTT縮短時，CBF則表現為升高。 側支豐富組Rcbv、Rcbf高于側支減少組，Rmtt稍低于側支減少組，且均有統計學意義，提示豐富的側支循環能有效代償MCA閉塞后缺血區域腦組織的血流灌注。正是這種代償血供，限制了腦梗死的范圍，維持了部分腦組織的正常功能，為后續積極的救治提供了重要基礎[14]。而側支良好組與側支減少組比較，Rttp未見統計學差異，提示側支循環對TTP影響小，或者說TTP在反映側支循環狀況方面特異度低。TTP指感興趣區對比劑從開始注射至濃度達到峰值的時間,反映血液到達ROI的通路，MCA閉塞后，血液只能經遠端的側支路徑到達MCA各供血區，TTP自然延長,但側支血管越豐富，ROI區對比劑濃度達到峰值的時間可能越少，因而，相比側支循環減少者，側支循環豐富者TTP可能延長不明顯。側支循環對腦血流灌注的代償作用舉例(見圖1)。

圖1A、B顯示:該患者左側MCA自起始段閉塞，但遠端血管顯影良好，屬側支循環豐富組;圖1C～F分別顯示:與健側鏡像區比較，該患者左側顳葉TTP延長(21.8 vs 15.7)，CBV稍下降(1.6 vs 1.8)，CBF升高(42.2 vs 26.7)，MTT縮短(2.4 vs 4.7)，即閉塞MCA遠端供血區灌注時間延遲，血容量基本不變，血流量明顯代償性升高，提示側支循環對腦血流灌注的代償作用

圖1 側支循環豐富組某患者的CTA聯合CTP圖像

總之，良好的側支循環能有效改善MCA閉塞患者缺血區腦組織的血流灌注，進一步深入研究側支循環建立的具體機制及其與腦血流灌注的相關性將為診治這一類患者提供新的方向。

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Studies of collateral circulation and cerebral blood perfusion in patients with middle cerebral artery occlusion

TANG Wenqin,LI Honghua,CHEN Xinjian,et al.

(The Southern Medical University,Guangzhou 510515,China)

Objective To explore collateral circulation in patients with middle cerebral artery (MCA) occlusion and its effects on cerebral blood perfusion.Methods 320 row CT angiography (CTA) combined with CT perfusion imaging (CTP) were performed in 46 patients with unilateral MCA occlusion.According to the distribution of collateral circulation,46 patients were divided into abundant collateral circulation group or collateral circulation reduced group.Each perfusion parameters’ value at the supply area of MCA,including regional cerebral blood volume (CBV),cerebral blood flood (CBF),time to peak (TTP) and mean transit time (MTT),were then achieved.Calculate each parameter ratios of side-to-side aaccording to the hypofusion areas while haven’t didn’t developed to infarct (Rcbv,Rcbf,Rttp,Rmtt).Compared and analyzedsis the blood perfusion (BP) on either side of braian and the difference of BP between two groups.Results TTP at the hypofusion areas extended obviously,CBV and CBF increased slightly compared with the contralateral areas,all with statistically significant difference (P<0.05),while MTT extended slightly(P>0.05).Abundant collateral circulation group had higher Rcbv and Rcbf (P<0.05),shorter Rmtt (P<0.05) and longer Rttp (P>0.05) than that of collateral circulation reduced group.Conclusion Abundant cerebral collateral circulation can effectively improve the blood perfusion of ischemic brain tissue where MCA is occluded.

Middle cerebral artery； Collateral circulation； Cerebral perfusion； CT angiography； CT perfusion imaging

1003-2754(2016)06-0517-04

2016-02-12；

2016-05-28

(1.南方醫科大學，廣東 廣州 510515；2.南方醫科大學附屬廣州軍區武漢總醫院神經內科,湖北 武漢 430070； 3.南方醫科大學附屬廣州軍區武漢總醫院影像科，湖北 武漢 430070)

黎紅華，E-mail：Lihonghua567@aliyun.com

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