惡性大腦中動脈梗死影像學預測因素研究進展

徐格曼， 王宇梅， 李翰青綜述， 劉 猛審校

惡性大腦中動脈梗死(malignant middle cerebral artery infarction,mMCAI)是指由頸內動脈遠端或大腦中動脈近端閉塞引起的急性腦梗死，常伴有嚴重的神經功能障礙、致命性腦水腫甚至腦疝[1]。mMCAI即使經過積極的內科治療，死亡率仍高達80%，腦梗死后繼發占位性腦水腫導致顱內壓升高，中線移位，稱為惡性腦水腫(malignant cerebral edema,MCE)，是發生惡性病程的主要原因[2]。mMCAI患者在最初48 h內實施去骨瓣減壓術(decompressive hemicraniectomy,DHC)可以降低死亡率，改善功能預后，但DHC術后仍有較高的殘疾率，尤其是老年患者。因此早期識別mMCAI的進展指標尤為重要，有助于臨床進行積極干預，提高患者的生存率，降低致殘率。得益于影像學技術的發展，CT和MRI等技術在預測mMCAI中發揮著越來越重要的作用。本文擬對近年來mMCAI影像學預測指標的研究進展進行綜述。

1 凈水攝取率

腦組織梗死后由于攝取水分會導致CT的灰度值下降，凈水攝取率(net water uptake,NWU)是通過灰度值的改變判斷卒中后腦水腫嚴重程度的量化指標。Broocks等[3]使用多模CT對發病6 h內的急性大動脈閉塞患者NWU進行量化，發現惡性梗死組的NWU明顯高于非惡性梗死組，當NWU>12.7%能夠有效預測惡性腦梗死的發生。Xu等[4]通過勾畫常規頭部CT上病灶側基底節層面大腦中動脈供血范圍，和對側鏡像區進行比較，計算得出的NWU是腦梗死后MCE較好的預測指標。然而計算NWU需要通過多模CT技術和手動分割圖像獲得梗死區域，易受觀察者主觀因素的影響。有學者[5]提出基于圖像塊的凈水攝取率(IP-NWU)計算方法，以標準圖像為參考值，在平掃CT上選取大腦中動脈梗死側的圖像塊與對側相同區域進行比較，計算IP-NWU。發現發病后24 h內的平掃CT圖像上獲得的IP-NWU同樣能夠精確預測MCE。Shi等人[6]將Alberta 卒中項目早期CT評分(Alberta Stroke Program Early CT Score,ASPECTS)與NWU相結合，通過自動化軟件測量ASPECTS評分中的10個區域，將受缺血影響的區域與對側相應的鏡像區域進行比較，計算得出ASPECTS-NWU對MCE具有相同的預測效果。

2 顱內儲備容量

梗死體積與惡性病程密切相關，核磁共振彌散加權成像病變體積(diffusion-weighted high-intensity volume,DHV)被認為是對mMCAI最具預測價值的主要指標。發病6 h內DHV>82 ml和發病14 h內DHV>145 ml對于惡性病程具有良好的預測價值。Dohmen等[7]對發病12 h內超過50%大腦中動脈區域受累患者進行PET掃描發現，當不可逆神經元損傷體積>95 cm3時有助于預測惡性病程，具有較高的敏感性，但特異性不高。腦梗死后繼發腦水腫所產生的占位效應不僅取決于病變體積大小，還與顱內容量儲備密切相關。即使梗死體積相同，由于腦萎縮程度不同導致顱內代償空間存在差異，預后也不同。有學者[8]提出腦梗死系數的概念，即腦梗死體積與腦體積(brain volume,BV)的比值，用來標準化每個患者的腦體積差異，發現腦梗死系數比腦梗死體積對大面積腦梗死預后有更好的預測價值。Goto等[9]使用DHV/BV以期最大限度地減輕腦萎縮改變對DHV的影響，發現DHV/BV>7.8%對于mMCAI有良好的預測價值。尾狀核間距(inter-caudate distance,ICD)被認為是有效的腦萎縮標志物，為了減少腦水腫的影響，通常將半側尾狀核間距(hemi-ICD)定義為 T1加權圖像上透明隔水平健側尾狀核內側邊緣與中線之間所得的最短長度。有學者[10]對前循環大面積腦梗死患者的hemi-ICD與臨床結局進行分析發現hemi-ICD≥20 mm能夠顯著降低發展為mMCAI的風險。Beck等人[11]在DHV預測模型基礎上納入Hemi-ICD，發現在發病6 h內DHV>87 ml以及hemi-ICD≤9.4 mm能夠提高DHV對惡性病程的預測能力并且降低假陽性率。腦脊液體積能為增高的顱內壓提供一定的緩沖空間，Kauw等[12]認為腦脊液/顱內容量(CSF/ICV)更能夠反應顱內的代償空間，通過入院時薄層CT定量CSF/ICV比值，并將CSF/ICV值納入mMCAI風險預測模型中能夠顯著提高模型的預測能力，是mMCAI的獨立預測因素。腦脊液的變化早于中線移位(midline shift,MLS)，可能有助于闡明腦水腫早期動力學變化。Dhar等[13]利用圖像分析軟件量化入院時頭部CT和5 d內復查頭部CT腦脊液體積，計算其變化量(△CSF)，發現△CSF與MLS密切相關，且比MLS能更早、更敏感預測惡性腦水腫的發展。隨后在一個以發病6 h腦梗死患者為對象的大樣本多中心隊列研究中，Chen等[14]發現腦脊液減少大多發生于發病24 h內，且惡性病程組24 h內腦脊液減少的量更大，更迅速。進一步證實腦脊液體積減少可以作為惡性腦水腫的定量標記物。Foroushani[15]開發并驗證了一種基于神經網絡的圖像分割法，通過在動態CT掃描上自動測量腦脊液體積，較傳統的CT圖像閾值能夠有效衡量腦水腫的嚴重程度。研究結果也證實腦脊液體積減少與腦水腫引起的腦含水量增加直接相關，能夠幫助識別發生惡性病程的腦梗死患者。

3 顱內壓

有創顱內壓監測手段為監測顱內壓的金標準，但有創監測可能對人體造成一定的損害，目前在臨床中已經開展非侵入性評估顱內壓的技術。基于超聲的視神經鞘直徑(optic nerve sheath diameter,ONSD)評估已被證明是能夠有效檢測顱內壓升高的非侵入性評估方法。視神經周圍蛛網膜下腔與顱內腦脊液間隙連續，顱內壓增高時視神經周圍蛛網膜下腔內壓力相應升高，腦脊液流向視神經周圍蛛網膜下腔，增加視神經周圍的壓力，導致ONSD增大。在一項單中心前瞻性觀察研究中，研究者[16]對大腦中動脈區域梗死患者發病后連續5 d行超聲監測ONSD，發現ONSD值與梗死體積具有相關性，且ONSD>5.6 mm對于mMCAI具有良好的預測價值，敏感性達100%，特異性為90%。Lee等[17]通過CT測量ONSD，同時為了消除個體眼球橫徑差異，提出了ONSD/眼球橫徑(eyeball transverse diameter,ETD)的概念，發現與初次CT檢查時相比，ONSD/ETD的變化率可以作為腦梗死惡性進展的預測指標。Albert等人[18]在頭部CT上測量ONSD和ONSD/ETD值發現，對于大腦中動脈區域梗死患者發生病情惡化時ONSD值及ONSD/ETD值較入院時均顯著升高，在DHC術后顱內壓下降時又明顯下降。入院時頭部CT上測量ONSD>5.25 mm、ONSD/ETD>0.232提示可能會發生惡性病程。Legros等[19]研究發現大腦中動脈區域梗死患者發病后首次MRI上測得的ONSD值同樣能夠提示發生惡性病程的風險。

4 側支循環

良好的側支循環能夠保證在梗阻動脈的缺血區維持一定血液供應，從而決定半暗帶的范圍，對梗死灶的進一步擴大、再灌注及血管再通都有重要的影響作用。研究[20]發現側支循環供血小于50%健側供血范圍是大腦中動脈主干急性閉塞后惡性腦水腫的獨立預測因素。Horsch等人[21]的研究也證實側支循環不良患者更易發生惡性腦水腫。CTA是評估側支循環最常用的無創方法，對識別mMCAI具有較高的特異性，但敏感性不強。Mehrkhani等[22]將ASPECTS評分與CTA檢查相結合，發現大腦中動脈M2段超過50%以上區域無側支血流且ASPECTS評分0～4分能顯著提高識別惡性腦梗死的敏感性。Flores等[23]采用多時相CTA方法研究發現，側支循環不良的大腦中動脈M1段或頸內動脈終末段急性閉塞患者發生惡性腦梗死的風險更高，是mMCAI的獨立預測因素。一項大樣本研究[24]表明，急性前循環大血管閉塞在接受血管內治療后，仍有部分患者進展為惡性腦梗死，側支循環差是主要的危險因素。在近端動脈閉塞的情況下，軟腦膜側支吻合口為下游微循環和相鄰靜脈回路提供血液，因此評估和量化缺血區下游區域的靜脈血流可反映側支循環狀況。近期的一項研究[25]對急性大腦中動脈閉塞患者的CTP圖像進行四維血管重建之后進行分析發現，病灶同側大腦中淺靜脈充盈缺失與中線移位相關，是中線移位敏感且特異的影像學標志物，能夠預測惡性病程的發生。

5 評分量表

mMCAI患者的NIHSS評分一般較高，早期出現惡心嘔吐、意識障礙、血糖水平升高及體溫升高等被認為與惡性腦梗死相關，但特異性不強。一項納入了226名大腦中動脈區域梗死患者的回顧性隊列研究[26]表明首次頭部CT-ASPECTS≤7分的患者發展為mMCAI的可能性大，具有較好的特異性(86%)，但敏感性較低(50%)。僅根據單個臨床或影像學指標預測患者發展為惡性梗死的風險往往準確性不高，因此有學者開發包含多個指標的風險預測評分系統來預測mMCAI。Ong等人[27]根據發病24 h內相關臨床和影像學指標構建EDEMA評分量表，包含有無基底池消失、中線移位、既往卒中史、有無干預措施(溶栓或取栓)和血糖水平等項目。當EDEMA評分≥7分對于mMCAI具有的良好預測價值，陽性率達到93%。Cheng等[28]發現在EDEMA評分項目基礎上引入NIHSS評分后，進一步提高了該評分量表對發生mMCAI的預測能力。Shimoyama等[29]設計的DASH評分能夠幫助有效判斷惡性病程的發生，由血糖水平、DWI序列ASPECTS評分以及磁共振T2序列M1段是否出現低密度征和大腦前動脈供血區域有無受累共4項構成，當分值3～4分時有96.8%的可能發展為mMCAI。韓國有學者[30]設計的MBE評分量表由NIHSS評分、側支循環評分和血管重建成敗與否來預測發生惡性腦水腫的風險，發現總分達到6分者均發展為惡性腦梗死。

綜上所述，惡性大腦中動梗死病情兇險，死亡率和致殘率均較高。多個影像學指標被證實對mMCAI發生和進展具有一定的預測價值，可以幫助臨床工作者早期識別有潛在惡性風險的患者，從而采取積極的干預措施，改善預后。這些指標在今后臨床工作中的應用尚需前瞻性、大樣本的隨機試驗進一步證實。