多模式CT在評估急性缺血性卒中腦側支循環中的應用

陳雪梅

在卒中急性期，計算機斷層掃描（computed tomography，CT）是應用最為廣泛的影像學技術，特別是近年來，隨著影像技術的飛速發展，多模式CT的應用更為廣泛，已成為指導急性缺血性卒中溶栓治療的重要方法[1-2]。多模式CT包括CT平掃（non-contrast CT，NCCT）、CT灌注成像（CT perfusion，CTP）、CT血管成像（CT angiography，CTA）。多模式CT可以從形態學及功能學方面全面評估缺血性卒中，包括急性缺血性卒中后腦組織灌注狀態以及側支循環建立情況，從而制定治療策略。雖然腦血管的狹窄或閉塞是引起缺血性卒中發生的重要原因，但其預后與腦血管的自身調節儲備功能及側支循環開放與建立情況密切相關[3-4]。良好的側支循環可縮小梗死灶，減輕神經功能缺損的嚴重程度，改善臨床預后，所以明確側支循環的情況至關重要[5-7]。而多模式CT具有方便、快捷、無創性、無磁共敏感偽影等特點，可以對側支循環進行全面評估，在急性缺血性卒中的診療過程中發揮重要的作用。

1 急性缺血性卒中與多模式CT

一直以來，影像學都是指導急性缺血性卒中治療的重要手段，一個典型的多模式CT檢查包括NCCT、CTP、CTA。影像獲取的特性根據儀器而有所差異，因此，得到的參數必須和當地的水平相適應，并參照特定的CT制造廠家的指南[8]。

最早的影像學技術是NCCT，可以識別出血、陳舊的缺血改變、類卒中發作如腫瘤、但NCCT沒有提供缺血半暗帶大小及血管閉塞情況，所以臨床醫師根據NCCT表現來制定治療方案時有很多不確定性，很可能讓沒有半暗帶的患者接受不必要的溶栓治療，或者一過性腦缺血發作的患者接受過度治療。

CTP使用的是標準的非離子增強劑，依靠現代的多排螺旋CT掃描儀器獲取影像學數據，包括腦血容量（cerebral blood volume，CBV）、腦血流量（cerebral blood flow，CBF）、平均通過事件（mean transit time，MTT）、達峰時間（time to peak，TTP），可以評估灌注缺損的嚴重程度和范圍[9]。通過計算出各部位CBF、CBV、MTT和TTP，可以進而區分缺血半暗帶（ischemic penumbra，IP）及梗死核心區。其中IP的灌注特點是CBF灌注降低、CBV灌注正常或升高、MTT升高及TTP延長，即CBF與CBV不匹配提示IP；但梗死核心區則表現為MTT、TTP明顯延長，CBV和CBF明顯降低[10]。

CTA確定血管阻塞的部位和側支循環的狀態，獲得的動態頭顱CTA圖像范圍能夠顯示大部分的顱內血管，能從不同角度、各個方向顯示顱內血管情況，還可觀察造影劑流動充盈過程，在某種程度上具有數字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）成像效果，可以直觀顯示相應的病變血管，并可排除動脈瘤、動靜脈畸形等其他腦血管病變[11-12]。

2 多模式CT與磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）比較的優勢

常規CT在準確識別顱內出血、營養不良性鈣化及骨骼疾病方面有獨特的優勢。常規MRI在檢測軟組織異常方面更有優勢。盡管使用增強劑能提高常規MRI和CT的敏感性和特異性，但是如腫瘤、炎癥、感染和梗死在增強后仍然難以識別[13]。在急性缺血性卒中早期，MRI上的DWI序列能早期準確檢測不可逆組織，然而，MRI的一個不足之處是有使用禁忌，比如有起搏器、耳蝸植入器和金屬植入物的患者不能使用MRI。并且MR研究對于需要生命支持的患者而言是很困難的，包括急性卒中患者和術后狀態患者。在急性卒中的病例中，盡管梯度回波對檢測急性顱內出血（溶栓的重要并發癥）有較高的敏感性，但是MRI較非增強頭顱CT在排除新發的出血性卒中時，其特異性還是相對較差的[9]。

CTP一個主要的優勢是花費較低，這對于在急診室內急性卒中患者的使用是一個很大的優勢。雖然CTP影像在掃描層面上相對有限，但隨著多模式CT軟件、硬件的快速發展，這種情形可能很快得到改善[9]。

隨著灌注影像的持續發展以及MR和CT技術的平行比較，MR與CTP的優劣勢比較也越來越明顯，如分辨率和對比-噪音率的潛在差異和敏感性、特異性方面，需要臨床醫生在實際情況下選擇適合的檢查手段。

3 腦側支循環

腦側支循環是指腦血管出現狹窄或閉塞時，腦內血流經潛在或新生的血管吻合進行代償，使缺血組織得到不同程度的灌注代償，這些血管吻合稱為腦側支循環[14]。側支循環血管可分為原發性側支循環（即Willis環）和繼發性側支循環（皮質軟腦膜支吻合、腦外代償等）[15]。

3.1 一級側支循環代償 腦側支循環最主要的代償途徑是一級側支循環，主要依靠Willis環迅速溝通兩側大腦半球、前循環以及后循環的血流。這一代償途徑在缺血早期發揮作用并作為主要的代償途徑。

3.2 二級側支循環代償 主要包括眼動脈和一系列軟腦膜側支[16-17]。當Willis環的代償不能滿足供血需求時，二級代償通路開始發揮作用。KULENOVI?等[18]認為軟腦膜吻合支是大腦中動脈M1段閉塞的主要代償途徑。

3.3 三級側支循環代償 即新生血管，是指通過血管發生和血管生成產生的新生供血血管，這也是目前研究側支代償指導臨床治療的關鍵和熱點，新生血管形成較慢，一般在數天后建立。新生血管的建立有助于代償腦組織缺血狀態，改善其預后。

側支循環是腦循環代償機制之一，可增加卒中后缺血半暗帶血供，保護腦組織，改善預后。側支循環在評估急性缺血性卒中預后中扮演著重要角色，顱內動脈狹窄或閉塞患者的梗死面積及預后取決于側支循環建立情況[14]。

4 多模式CT在評估急性缺血性卒中腦側支循環中的應用

4.1 應用CTP成像IP指導溶栓治療 目前溶栓指南基于嚴格的時間窗（＜3 h）。然而，使用嚴格的時間窗，而不是直接的影像作為溶栓的依據似乎有所欠缺[19-20]。根據指南進行溶栓，一些有類似卒中發作的患者將會納入治療，其他有卒中但是沒有或可挽救組織很小的患者將會納入治療，有可挽救組織但是超過3 h時間窗的患者不會納入治療。現在，一些臨床中心主要使用MRI去挑選6 h內的半暗帶的患者，但這個方法還缺乏大樣本研究的支持[8]。

大多數關于人體IP的信息是由正電子發射型計算機斷層顯像（position emission computed tomography，PET）提供的，早期輕微CBF的減少是由于血管自動調節導致血管擴張，增加CBV維持腦灌注。隨著CBF減少進一步加劇，神經元功能紊亂，就會出現臨床癥狀。在這個階段，依靠有效的自我調節和側支循環供應，CBV可能依舊會增高，或維持在正常范圍內。接下來，一旦CBF下降更多，自動調節變得無效，缺血性組織的血容量急劇減少，就會出現CBV減少。但構成CBV下降的確切機制不是很明確，自動調節功能的紊亂、局部舒張血管的物質的改變、內皮功能紊亂可能都發揮了作用[8]。

研究發現，灌注缺損大的患者可能適合進行溶栓，這種灌注缺損主要由半暗帶組織組成。在MRI上灌注-彌散的不匹配可以評估半暗帶，和MR灌注-彌散不匹配相似的CT不匹配是在大的MTT（或TTP）缺損與小的CBV缺損之間。在這種情況下，MTT（或TTP）缺損指的是和正常大腦比較，有著延長對照劑通過的組織，CBV缺損指的是CBV減少的組織。但是TTP對良性血量減少的組織缺乏敏感性，所以MTT相較于TTP，更多的是去評估灌注缺損的范圍。需要注意的是，和正常腦組織比較，MTT的輕微延遲依然可以代表血量減少而不是半暗帶。因此，需要提供一個界限值去排除MTT輕微延遲的組織，以便提高識別半暗帶的特異性。使用CBV而不是灌注MR去識別梗死中心更加準確。如果CBV明顯減少，可以肯定地認為這個組織通過灌注不能被挽救。如果CBV加上的區域和MTT損傷相匹配，那么可以認為這不是溶栓的適應證。

還有一些更多的關于半暗帶影像和選擇溶栓的問題：半暗帶大小和梗死中心之間的關系中分界點在哪里？例如，小的梗死中心和大的半暗帶對于溶栓成功的可能性更大（即使超過卒中后3 h），不考慮卒中發作時間的話，一個大的梗死中心且沒有半暗帶將會預測對溶栓治療的成功率最低。然而，一個小的梗死中心和小的半暗帶呢？或者中等大小的梗死中心合并大的半暗帶呢？小和大的體積界限是什么？事實上，絕對的損傷體積可能不是評估治療反應的很好指標，因為挽救小一點的皮層下區域，在對患者預后的影響上，可能和大一點的皮層區域一樣重要。由此可見，為CTP提供一個區域性評分系統可能是有必要的[21]。

4.2 CTA評估腦側支循環 和CTA相比，CTP能更準確識別梗死中心，并且CTP在評估可逆缺血組織的范圍方面更有優勢[21]。但CTA可能在評估血管阻塞的部位方面比常規MRA更準確，常規MRA對低血流不敏感。

在CTP上有半暗帶，但在CTA上沒有血管阻塞的患者是否適合溶栓，這個問題還不明確。例如，一個阻塞不在大腦中動脈（middle cerebral artery，MCA）分支的M2段在CTA上是看不到的，在這種情況下，CTP上出現局部的皮層灌注的缺損可能表明是一個外周的阻塞，并且如果損傷是半暗帶，這意味著具有潛在的治療獲益。另一方面，灌注缺損越大表明外周MCA阻塞越多，但是如果沒有CTA顯示的血管阻塞，可能表明自發的血管再通從治療中獲益較少。在這種情況下，灌注缺損的嚴重程度可能相對較輕[8]。

目前，有大量的研究證實，在缺血性卒中的急性期，可以使用CTA評估腦側支循環。SUNDARAM等[22]的研究顯示，使用CTA評估側支循環是預測頸內動脈狹窄患者3個月預后的重要手段。在這類患者中二級側支循環（軟腦膜側支循環和眼動脈），較Willis環的血流在決定預后方面影響更大。ELIJOVICH等[23]發現，血管內治療的患者，如果CTA的側支循環評分較好，可以預測小的梗死面積和更好地臨床預后；差的側支循環評分（Collateral Circulation Score，CCS）可以認為是一個血管內治療的排除標準，因為差的CCS盡管進行了血管重建，患者的臨床預后還是很差。FLORES等[24]發現，在再灌注治療后出現持久阻塞的患者中，CTA評估的側支循環可以獨立預測惡性MCA梗死進展，差的側支循環可能有助于早期不良MCA阻塞的監測和管理。有研究還發現，動態CTA比單時相常規CTA評估的側支循環能更好地預測3個月的臨床結局[25]。懷疑急性缺血性卒中的患者進行CTA和CTP檢查，其參數是預后不良的預測因子，可以預測長期的臨床預后，然而它們附加的預后價值相對于患者本身的特征和NCCT是有限的[26]。CTA評估的側支循環狀態在缺血性卒中患者進行血管內治療時是強的預測因子，并且CTP在預后預測上似乎更優于CTA的側支循環評估[27]。

5 總結與展望

多模式CT是近年來興起的一項腦血流功能、腦血管造影成像技術，可在一次檢查中完成多項指標，具有簡單方便，快速、準確，且經濟適用的特點[28]。多模式CT提高了急性缺血性卒中的診斷準確性，CTP可以評估可挽救和不能挽救缺血性組織的范圍，評估腦血管疾病患者的血流灌注狀態，判斷腦組織損害程度及是否存在側支循環；動態CTA可以觀察顱內血管有無狹窄或閉塞，有無側支循環形成，進一步明確腦血管疾病的病因診斷、病變程度，指導臨床診療[12]。因此，多模式CT是一個臨床強有力的檢查手段，可以評估超急性卒中患者是否需要進行溶栓治療。

但我們應該意識到，影像學改變只是腦缺血病理改變的一個方面，而缺血對具體患者的影響究竟有多大，會受很多因素的影響，包括梗死的部位、側支建立與否、患者全身狀況及耐受情況等。現在一些研究中心已經將美國國立衛生研究院卒中量表（National Institutes of Health Stroke Scale，NIHSS）評分和影像評分一起進行綜合評分，可以顯著提高其評分效能，能更加準確地評估患者的預后[28]。

在未來的研究中，期望建立以多模式CT為基礎的綜合標準的評估體系，對卒中后側支循環進行全面、準確地評估，指導診療，使患者臨床獲益更多。

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