陳 旺, 黃琦馨綜述, 胡文立審校
腦小血管病(cerebral small vessel disease, CSVD)涵蓋了由多種病因引發的,影響腦內小動脈(直徑100~400 μm)、微動脈(直徑40~100 μm)、毛細血管、微靜脈與小靜脈的臨床、影像和病理綜合征。當前,對腦小血管的定義不僅包括上述的血管,還進一步擴展至這些血管周圍2~5 mm 的腦實質和蛛網膜下腔內的血管結構[1]。
2013年,國際血管改變神經影像標準1(Standards for Reporting Vascular Changes on Neuroimaging 1,STRIVE-1)小組明確了CSVD的6種核心影像學特征,包括近期皮質下小梗死(recent small subcortical infarct,RSSI)、推測為血管源性的腔隙、推測為血管源性的腦白質高信號(white matter hyperintensity,WMH)、血管周圍間隙(perivascular space,PVS)、腦微出血(cerebral microbleed,CMB)和腦萎縮[2]。到2023年,基于STRIVE-1的基礎上,STRIVE-2對CSVD的影像學特征進行了更新和擴充。新的修訂不僅保留了原有的6 種核心特征,還新增了皮質表面鐵沉積(cortical superficial siderosis,CSS)和皮質微梗死這2 項核心影像學特征;此外,偶發彌散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)陽性病變被納入新的影像學特征[3]。
RSSI是指一條與神經功能缺失癥狀一致的穿通動脈分布區的近期小梗死。在T1WI 序列中這種病變呈現為低信號,而在T2WI和T2-FLAIR 序列中為高信號,軸位直徑不超過20 mm,但在冠狀或矢狀位可超出這一直徑。此病變有時也被稱為腔隙性梗死、腔隙性卒中或腔隙綜合征,但鑒于“腔隙”主要用于描述空腔狀改變,STRIVE-2 討論組推薦繼續使用RSSI作為規范描述。
“近期”通常指的是過去大約3 周內,包括超急性期、急性期以及部分亞急性期。RSSI 主要分布在內囊后肢、半卵圓中心、豆狀核、丘腦前外側以及腦干和小腦的幕下部位。在鑒別診斷時,需要與脈絡膜前動脈梗死進行區分,后者通常位于尾狀核頭部并呈逗號狀。而那些基底節區和內囊軸位直徑超過20 mm 的病灶,一般由多個穿通動脈閉塞導致,被稱為紋狀體內囊梗死,這類梗死與大腦中動脈粥樣硬化或頸動脈重度狹窄等明確病因相關,不歸類為RSSI[4]。
病理上,RSSI 的產生與內源性穿通動脈的硬化(指年齡和血管病危險因素相關的腦小血管病)有關[5]。需注意其他可能導致RSSI 的原因,例如心臟或顱外血栓栓塞,或大動脈與穿通動脈的粥樣硬化[6]。當多個動脈區域出現RSSI 時,可能是栓塞的原因,但在沒有可識別栓子源的嚴重CSVD 中也可能出現[2]。與穿通動脈起源點較近的長形RSSI可能與母動脈或穿支動脈的粥樣硬化有關[7]。
根據STRIVE-1的定義,RSSI重點在于影像學特征。但在STRIVE-2 中,基于是否存在神經功能缺失癥狀,被分類為RSSI和偶發DWI陽性病變。RSSI通常表現為急性發病的5 種經典癥狀:純感覺卒中、純運動偏癱、共濟失調輕偏癱、構音障礙手笨拙綜合征和感覺運動卒中[8]。當RSSI與非典型神經行為異常相關或沒有局灶性神經功能缺失時,STRIVE-2 描述其為新興的CSVD 特征,即偶發DWI 陽性病變,但這不被視為CSVD的核心特征。
RSSI可能的結局有多種,包括病變消失、直徑小于3 mm 的腔隙、周圍有含鐵血黃素的腔隙、僅留有一個小的含鐵血黃素斑點,或相鄰白質出現帽狀或軌跡狀的高信號。
在磁共振成像(MRI)上,腔隙表現為位于皮質下的圓形或卵圓形液體充滿的空腔,其信號與腦脊液相似。在T1WI 序列中,它呈現為低信號,而在T2WI 序列中為高信號。在T2-FLAIR 序列中,腔隙呈中心低信號,外圍則有一個高信號環。部分血管源性腔隙,T2-FLAIR序列可見未被抑制的中央高信號,但T1WI 和T2WI 序列上仍表現為腦脊液信號。腔隙的可能來源包括RSSI、皮質小出血、偶發的DWI 陽性病變或WMH的最終演變結果。
根據STRIVE-1 的定義,腔隙的軸位直徑范圍是3~15 mm。但在STRIVE-2 中,僅規定了其最大直徑為15 mm,并未設定3 mm 的最小直徑限制。這是因為RSSI 可以演變為直徑小于3 mm 的腔隙[9]。腔隙與直徑≥3 mm 的PVS 的主要鑒別在于,根據切片方向的不同,PVS 可能呈圓形、卵圓形或線性,且在T2WI或T2-FLAIR序列上無明顯的高信號環[10]。
WMH 在T2WI和T2-FLAIR 序列中表現為腦白質區域的高信號,而在T1WI 序列中為等或低信號。初期,WMH 病變常呈小帽狀,主要分布在額葉或枕角;隨著病情的進展,這些病變會逐漸延伸,并可能與皮質下白質區域相融合。除非特別說明,皮質下灰質和腦干的白質高信號改變通常不包含在該特征分型中。除血管源性WMH 外,多種其他因素如遺傳、自身免疫反應、代謝疾病、中毒、腫瘤和感染也可導致白質病變,并在影像上呈白質高信號[11]。針對這些病變的鑒別診斷可以通過結合病史、臨床癥狀、影像學分析以及基因檢測來進行。
對于WMH 的定量評估,現有的自動分割技術能夠更精確、快速地評估WMH 的負荷及其進展。盡管當前已有多種半自動和全自動方法用于評估白質高信號,但它們在可重復性和比較性方面仍需進一步驗證[12]。與此同時,基于深度學習的算法正在被研發和優化,但其有效性仍在探索中[13]。當前,已有的Fazekas 視覺評分量表及其改良版已經經過驗證,被廣泛應用于臨床實踐中[14]。
PVS 在影像學上呈現為圍繞并沿著血管走行的間隙,平行于血管時為線狀,垂直于血管時為圓形或橢圓形,信號與腦脊液相似。在T1WI和T2-FLAIR 序列中呈低信號,而在T2WI 序列中呈高信號。其直徑通常小于3 mm;當直徑超過15 mm 時,被稱為巨大或瘤樣PVS。PVS 常見于基底核(Ⅰ型)、皮質下(Ⅱ型)和腦干(Ⅲ型),而小腦較為罕見。除非PVS位于WMH 中,其邊緣通常不會呈現高信號環,這一點與腔隙病變不同,腔隙的邊緣會出現高信號環。
特別是在基底節核和半卵圓中心,PVS 最為顯著;此時,需要與基底節區的正常血管發育凹陷進行鑒別。盡管Potter 等[15]于2015 年為臨床實踐提出了PVS 的視覺評分法,該方法在敏感性上存在一定的局限。最近,Paradise[16]提出了一個新的PVS 視覺評分法。目前,有一些基于圖像后處理的計算方法可用于量化PVS 的數量、體積及單個PVS 的長度和寬度。
CMB是由于腦小動脈、小靜脈、毛細血管的破裂所致,表現為腦實質內出血。其在T2*加權梯度回波(gradient-recalled echo,GRE)和磁敏感加權成像(susceptibility weighted imaging,SWI)序列上由于血液中含鐵血黃素的順磁性特性,呈現為清晰、均質的小圓形或橢圓形低信號灶,而在其他常規序列如T2-FLAIR、T1WI和T2WI中通常不可見。
對于CMB 的直徑,一般認為其范圍在2~5 mm之間,但在某些情況下其可達10 mm,這一上限有助于與較大的腦出血進行鑒別[17]。CMB 可以分布在多個腦區,包括皮質、皮質下、深部灰質和白質。在SWI 和T2*-GRE 序列中,需注意鈣化、空氣和腦血管畸形也可能呈低信號,但這些可通過CT、T2WI、T2-FLAIR及MRA進行鑒別。
不同的CMB 分布有助于判斷其病因,如腦葉的CMB 傾向于指示CAA,而深部的CMB 則更可能與高血壓性小血管病相關。常用于CMB 定量評分的方法包括微出血解剖評分量表(Microbleed Anatomical Rating Scale,MARS)和觀察者腦微出血評分量表(Brain Observer Microbleed Scale,BOMBS)[18,19]。
腦萎縮的特點是腦體積的全面減少,這與由腦外傷和腦梗死引起的局部體積縮小不同。在頭部的CT 或MRI 上,腦萎縮的特征表現為腦體積縮小、腦室明顯擴大和腦溝腦回增寬。隨著影像技術的進步,我們現在可以更加精確地量化腦萎縮的程度。
對于評估腦萎縮程度,目前主要有4 種方法:線性測量法、面積法、目測法和容積測量法。其中,線性測量和目測法操作簡便,適合用于腦萎縮的初步篩查。面積法則主要適用于有腦室擴大或胼胝體明顯變化的患者,而容積測量法則能提供更為精確的評估結果[20]。
CSS 是指軟腦膜和淺表皮質的線性含鐵血黃素沉積。這種沉積可能由凸面蛛網膜下腔出血、血管畸形、梗死的出血性轉化或創傷引起。在老年人中,這種沉積主要是由于腦淀粉樣血管病導致的凸面蛛網膜下腔出血,有時還可能引起繼發性皮質缺血性損傷。在影像學上,T2*-GRE 或SWI 序列顯示為皮質表面的線性低信號。根據涉及的范圍,可以將其分類為局灶型(涉及少于3 個腦溝)和彌漫型(涉及4個或更多腦溝)[21]。CSS是預測腦淀粉樣血管病未來臨床狀況的關鍵指標,如再出血風險、功能減退和出血后癡呆。
皮質微梗死是指位于大腦皮質內、最大直徑不超過4 mm 的梗死灶。這是衰老過程中最常見的梗死類型,其在尸檢中的發現率為16%~42%[22]。雖然與小血管病相關,但心源性或動脈源性微栓塞也可能是其原因。
常規MRI 能夠檢測到較大的皮質微梗死,即那些直徑在0.5~4.0 mm 之間的梗死灶。通常包括使用三維(3D)T1WI 和T2-FLAIR 序列檢測,以及通過DWI 序列檢測到的近期內產生的超敏感病變[22,23]。雖然超高場MRI 提升了對微小病變的靈敏度,但仍然只能觀察到在病理層面上能夠觀察到的小部分病變。
皮質微梗死在T1WI 序列中呈現為低信號,在T2和T2-FLAIR 序列中呈現為高信號,在T2*-GRE 序列中呈現為等信號,常呈楔形[24]。
偶發DWI 陽性病變是指在MRI 上偶然發現的軸向直徑不超過20 mm 的DWI 高信號病變,且這些病變與近幾周神經系統局灶性缺失癥狀無關。與RSSI類似,這些病變可由內源性小血管硬化導致;也可能由心源性或動脈栓塞,或是血流動力學的變化,如血壓下降引起。
在DWI 圖像上,小的高信號病變會在ADC 圖像上對應為低信號或等信號。值得關注的是,在T2-FLAIR 或T2WI 中這些病變也可以呈現為高信號,在T1WI 上則呈現為低信號。當DWI 陽性病變伴隨T1WI 上的高信號時,表明這些病變具有出血成分,這可能是梗死出血轉化或原發性出血的表現。
偶發DWI 陽性病變可能演變為WMH、腔隙、CMB,或者可能完全消失。
在常規檢查中,首選3T-MRI。隨著技術的進步, 3D 或容積MRI 在臨床實踐中的應用也越來越多。常用的CSVD 核心影像采集方案包括T1WI、T2WI、T2-FLAIR、DWI、T2*-GRE和SWI。
在高級功能成像方面,彌散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)在WMH 的診斷和評估方面尤為重要。通過DTI 分析建立的連接組學可以更為精確地定位WMH 引發的功能障礙區域和功能連接性[25,26]。動態對比增強MRI 技術(dynamic contrast enhanced-magnetic resonance imaging,DCE-MRI)可以有效評估血腦屏障的完整性[27]。相較于3T-MRI,7T-MRI 能更精確地描繪皮質微梗死。而PET 更多用于量化腦代謝的變化,在區分血管性和退行性認知障礙中具有重要意義。
在未來的研究中,有幾個重要方向值得關注:(1)研究由CSVD 導致的自發性腦出血遠隔部位DWI 陽性病變是否應被認定為一種新的影像特征[28];(2)深入研究如何更準確地區分由CSVD 本身引起的RSSI 與由其他非CSVD 因素引起的RSSI[3];(3)確定導致RSSI 和偶發DWI 陽性病變的具體CSVD 病因[3]。通過發展更先進、更精確的影像技術和算法,我們能夠深化對CSVD 病理生理的理解,發掘更具代表性的預測指標,提高早期診斷和干預的可能性,從而有助于延緩疾病的進展。
利益沖突聲明:所有作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻聲明:陳旺、黃琦馨負責文獻收集及撰寫論文;胡文立負責擬定寫作思路、指導撰寫文章并最后定稿。