大腦中動脈M1段閉塞后側支循環狀態與DWI-SWI不匹配相關性研究

徐志華，寧清靈，林惠花，蔡曉楠，段 陽

大腦中動脈(middle cerebral artery,MCA)閉塞是前循環腦梗死常見的病因之一。側支循環是影響腦梗死臨床預后的重要因素，MCA M1段閉塞后主要通過同側大腦前動脈或大腦后動脈與軟腦膜動脈吻合建立側支循環，從而進行代償。磁共振成像研究顯示大腦后動脈偏利征象(prominent laterality posterior cerebral artery,PLPCA)、大腦前動脈偏利征象(prominent laterality anterior cerebral artery,PLACA)與T2Flair高信號血管征(hyperintense vessel sign，HVS)與動脈側支循環建立存在良好的相關性[1～3]。并且，PLPCA、PLACA、HVS對MCA M1段閉塞性腦梗死患者臨床預后評估和預測具有重要的臨床價值，對臨床治療具有重要的指導意義[4～6]。隨著磁敏感成像(susceptibility weighted imaging,SWI)技術的發展，卒中后顱內靜脈改變(如DWI-SWI不匹配)越來越受到臨床的關注[7～9]。近年來，研究認為DWI-SWI不匹配與超急性期腦缺血半暗帶相關[10]，是決定卒中患者臨床預后的重要因素。因此，研究DWI-SWI不匹配相關因素及其病理生理機制的探索具有重要的意義。側支循環建立與DWI-SWI不匹配均與MCA M1段閉塞性腦梗死臨床預后息息相關。但是，目前側支循環建立在DWI-SWI不匹配形成中扮演什么樣的角色尚缺乏深入的研究。為此，本研究通過分析MCA M1段閉塞后PLPCA、PLACA、HVS與DWI-SWI不匹配的相關性，探索側支循環建立在DWI-SWI不匹配形成中的價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析我院2016年1月-2017年8月56例臨床及影像檢查證實為大腦中動脈M1段閉塞急性腦梗死患者。入選標準: (1)入院后48 h內行MR檢查，包括彌散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)、T2Flair、SWI和三維時間飛躍法磁共振血管成像(3D TOF MRA)序列；(2)首次腦卒中發作。排除標準：(1)合并如腫瘤、腦出血、血管畸形等其他病變。

1.2 掃描方案及參數 所有患者入院48 h內行MR(GE Discovery MR 750 3.0T)掃描，包括常規掃描(T1WI、T2WI、DWI)、SWI及MRA，其相關參數如下：(1)DWI：射頻脈沖重復時間(TR)=3000 ms，回波時間(TE)=65.3 ms，b值=1000；(2)SWI：TR= 27 ms， TE=20 ms，翻轉角度(FA)= 15°， 層厚=2 mm， 層間距=0 mm，視野(FOV)=24×24 cm2，矩陣=256×256；(3)3D-TOF MRA：TR=Min； TE=2.3 ms； FA=20°； 層厚=0.6 mm，層間距=0 mm，FOV=24×24 cm2，矩陣=256×256；(4)T2Flair：TR=8800 ms， TE=94 ms，TI=2500 ms，層厚=5 mm，層間距=1 mm，FOV=24×24 cm2，矩陣=256×256。

1.3 圖像分析 所有圖像傳送至工作站(ADW4.6 GE)，由兩名神經放射科醫生解讀，如有異議，經商議后取得一致意見。首先，最大密度投影處理3D-TOF MRA圖像，觀察是否存在PLPCA、PLACA征象。PLPCA(PLACA)陽性定義為對比健側大腦后(前)動脈，MCA M1段閉塞側大腦后(前)動脈顯影增多一或更多節段(見圖1)。

T2FLAIR觀察腦表面高信號血管征(hyperintense vessel sign,HVS)，反映LMC狀態，并應用0～3分進行半定量分析[2]。0分：未見明顯HVS；1分：外側裂可見HVS；2分：外側裂、顳枕葉可見HVS；3分：除外側裂、顳枕葉外，額頂葉也可見HVS(見圖2)。并且，將0～1分為陰性組(即LMC側支循環形成差)；2～3分為LMC陽性組(即LMC側支循環形成良好)進行對比分析。然后觀察DWI圖像，將大腦中動脈供血區域分為10個區域，包括M1、M2、M3、島葉、豆狀核、尾狀核、內囊后肢、M4、M5和M6。對梗死范圍進行Alberta卒中項目早期評分(DWI-ASPECT)，總共10分，梗死累及1個區域減1分；DWI-ASPECT 10分代表無梗死灶，0分代表大面積廣泛梗死。最后，觀察經最小密度投影處理后SWI圖像，定量分析顱內靜脈改變：顯著低信號血管征(prominent hypointensity vessel sign,PVS)。PVS定義為對比健側大腦中動脈供血區域，MCA M1段閉塞側區域靜脈數量增多或直徑增寬，表現為顯著血管樣低信號[11](見圖3)。如上所述，將大腦中動脈供血區域分為10個區域，采用SWI-ASPECT評分對PVS進行定量分析。由于丘腦紋狀體靜脈引流豆狀核、尾狀核、內囊后肢區域，如果丘腦紋狀體靜脈擴張，則減3分[11]。SWI-ASPECT 10分代表未見PVS征象，0分代表大腦半球可見靜脈彌漫性擴張，整個MCA供血區域氧攝血分數提高進行代償。

DWI-SWI不匹配定義為DWI-ASPECT評分減去SWI-ASPECT評分，其值為-10～10，-10分表示整個大腦半球大面積梗死，靜脈回流受阻或受壓，提高氧攝取分數代償失調；10分表示大腦半球未見明顯梗死灶，但整個大腦半球處于積極代償狀態，氧攝取分數增高。換而言之，DWI-SWI不匹配評分越趨近于10，越多腦組織處于灌注貧乏狀態，需要及時挽救；而DWI-SWI不匹配評分越趨近于-10，相應MCA供血腦組織基本處于不可逆梗死狀態。最后，對比分析PLPCA、PLACA及HVS陰性和陽性組間DWI-SWI不匹配差異是否具有統計學意義。

2 結 果

2.1 臨床與影像基本資料 共有56例MCA M1段閉塞腦梗死患者(36男、20女， 年齡：65.5±9.4歲)納入研究，其臨床基線資料(高血壓、糖尿病、吸煙史、房顫)及影像分析數據(見表1)。56例MCA M1段閉塞腦梗死患者中，3D-TOF MRA圖像分析示PLPCA陽性共31例，PLACA陽性共16例；T2FLAIR圖像分析示HVS良好共28例；DWI圖像示DWI-ASPECT評分為(5.1±2.1)；SWI圖像分析示DWI-ASPECT評分為(5.7±2.6)。

2.2 PLPCA、PLACA、HVS與DWI-SWI不匹配對比分析 PLACA陰性和陽性組DWI-SWI不匹配評分分別為(-1.3±3.3、1.3±3.0)，差異具有統計學意義，P=0.008。PLPCA陰性和陽性組DWI-SWI不匹配評分分別為(-1.5±3.5、0.3±3.2)，差異具有統計學意義，P=0.044。HVS陰性和陽性組間DWI-SWI不匹配評分分別為(-1.7±4.0、0.5±2.4)，差異具有統計學意義，P=0.014。PLPCA、PLACA及HVS陽性患者DWI-SWI不匹配DWI-SWI不匹配評分越趨近于10。

表1 56例大腦中動脈M1段閉塞患者臨床及影像基線資料

3 討 論

本研究顯示MCA M1段閉塞腦梗死患者中， PLPCA、PLACA及HVS陰性和陽性組DWI-SWI不匹配具有顯著差異，即側支循環建立狀態與DWI-SWI不匹配相關。隨著SWI 技術的成熟發展，SWI利用靜脈內脫氧血紅蛋白作為內源性對比劑，可在體清晰地顯示顱內靜脈，尤其是小靜脈。近年來，在缺血性腦血管疾病中，顱內靜脈改變備受臨床關注，可為缺血性腦血管疾病提供更多臨床信息，指導臨床治療。PVS是腦卒中后常見的靜脈改變征象之一，目前研究認為PVS可能由兩方面原因[12]引起：一是由于局部缺血狀態或趨勢導致血管擴張，從而引起血管容積增加；二是由于低灌注腦組織血氧供需失調，從而引起脫氧血紅蛋白量增加，氧化血紅蛋白量減少，造成血管內信號減低。

近年來研究認為在缺血性腦血管病中，PVS與顱內灌注異常具有顯著的相關性[9,13～15]。 多項研究通過對比分析SWI-ASPECT與MTT-ASPECT具有良好的相關性[16]，基于DWI-MTT灌注不匹配觀點，從而認為DWI-SWI不匹配可用于預測超急性期腦缺血半暗帶，指導臨床卒中再通治療。基于超急性期腦梗死DWI-SWI不匹配與缺血半暗帶的研究[17]，DWI-SWI不匹配區域可以認為是“灌注貧乏區”(misery perfusion)，表現為低灌注，高氧攝取分數；此區域為腦組織損傷為可逆性，經適當的臨床干預可預防可逆性損傷發生。側支循環的建立是改善預后的重要因素。但是，目前關于DWI-SWI不匹配與側支循環的建立關系尚不清楚。

MCA M1段閉塞后，不能通過Wills環進行代償，Wills環平面以上主要通過同側大腦前動脈或大腦后動脈與軟腦膜動脈吻合建立側支循環。本研究顯示MCA M1段閉塞后，PLPCA、PLACA及HVS與DWI-SWI不匹配相關。因此，我們假設側支循環建立在形成DWI-SWI不匹配中扮演重要角色。當MCA M1段閉塞后，MCA供血區域腦實質腦血流量下降，同側大腦后(前)動脈血管擴張、血流加速，并與軟腦膜動脈吻合，建立豐富側支循環進行代償。與此同時，為了更好的代償，腦血管內氧攝取分數增加，從而引起脫氧血紅蛋白堆積，表現為PVS。通過兩種代償機制互補，提高腦組織血氧水平，保護或減少腦組織損傷。但是，DWI-SWI不匹配區域屬于“灌注貧乏區”，隨著時間的延長，微循環可發生改變，可以使建立的側支循環崩潰[18]。如果不及時干預，側支循環建立不可保證能持續整個腦梗死急性期，所以我們要盡早干預，挽回可逆損傷的腦組織，改善預后。

雖然本研究有一定的發現，但是本研究為回顧性研究，難免存在一定不足。第一，本研究通過PLPCA、PLACA、HVS間接反映側支循環建立情況，未能行血管數字剪影進一步研究；第二，本研究未能行灌注成像，結合灌注成像數據也許可以更好的詮釋側支循環與DWI-SWI不匹配間的關系；最后，未能動態觀察PLPCA、PLACA、HVS與DWI-SWI不匹配的關系；這些不足均有待于后續進一步研究。總之，側支循環的建立與DWI-SWI不匹配相關，我們認為側支循環在DWI-SWI不匹配中扮演重要角色。

圖1 大腦前、后動脈偏利征象(PLACA，PLPCA)典型示例。A：PLPCA陽性，左側大腦中動脈M1段閉塞，左側大腦后增粗，顯影至P4段，右側大腦后動脈顯影至P3段;B：PLACA陽性，左側大腦中動脈M1段閉塞，左側大腦前動脈顯影較右側大腦前動脈遠端顯影明顯

圖2 顯著低信號血管征(PVS)典型示例。右側大腦中動脈供血區域(M1、M2、M3、島葉、M4、M5 和M6)靜脈增多、增粗及丘腦紋狀體靜脈增粗，SWI-ASPECT評分為0分

圖3 T2FLAIR高信號血管征(HVS)分級示例。A～C圖為頭部磁共振T2FLAIR軸位圖像，如圖放大部分腦溝內可見血管樣高信號，稱為HVS， A：1級，外側裂可見HVS；B：2級，外側裂、顳枕葉可見HVS；C：3級，除外側裂、顳枕葉外，額頂葉也可見HVS