缺血性脑血管病的非侵入性临床影像学诊断进展

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   【关键词】 缺血性脑血管病;非侵入性;影像学
   中图分类号:R743;R445   文献标志码:A   DOI:10.3969/j.issn.1003-1383.2019.06.015
   脑血管病发病率逐年升高,目前已成为国内居民死亡的重要因素。缺血性脑血管病是脑血管病最常见的类型,预防和治疗缺血性脑血管病对改善国人的总体健康至关重要。其中,影像学的不断发展给缺血性脑血管病的诊断带来了越来越多的手段,很多非侵入性的影像学检查手段安全、便捷,使患者能早诊断、早受益。本文将就临床常用的缺血性脑血管病影像学诊断技术作如下综述。
  1 超声检查
   颈动脉粥样硬化(carotid artery atherosclerosis,CAS)是缺血性脑卒中主要高危因素之一。在临床中,颈动脉内中膜厚度(intima-mediathickness,IMT)和颈动脉斑块是反映动脉粥样硬化的最早期指标[1]。而超声检测IMT是目前公认的评估颈动脉粥样硬化的重要手段之一[2],单纯颈动脉超声虽然可以直接显示血管内膜、粥样斑块、管腔狭窄程度等,但也存在如下的缺点:不能检测颅内血流、判断颅内血管狭窄或闭塞、侧支循环的建立,只能检查颈部血管病变。而经颅多普勒超声(TCD)检查可以无创地检测颅内动脉的血流速度,而血流速度是反映管腔大小最敏感的直接指标。根据血流速度增快和频谱上正常层流消失、涡流出现,结合双侧血流速度不对称,可以诊断出血管直径缩小>50%的颅内血管狭窄,并能对颅内血管进行较全面的检测和评价,较客观地反映脑内血流动力学改变。TCD联合颈动脉超声可以起到协同互补的作用,可以对颅内外动脉狭窄以及斑块的情况做详细的研究记录,并能了解脑血流动力学情况,可提高疾病诊断率[3],为临床选择实施治疗方法提供客观依据。当TCD检查结果提示血流速度减慢时,可见于狭窄前后的血管,也可见于探测角度不良、血管扩张等情况,此时就需要整体地检查颈部和颅内血管,寻找原因,才能判断血流速度减慢的意义。近年来,Markus等[4]研究发现,在有症状的颈动脉病变患者中,微栓塞信号可用于预测单纯脑卒中和合并短暂性脑缺血发作的患者。TCD也是传统成像技术在急性颅内大血管闭塞诊断和治疗中的有益辅助。Tsivgoulis等[5]发现,TCD可以准确识别大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)闭塞,灵敏度和特异度≥90%。TCD及颈动脉超声是诊断颅内外血管病变的可靠方法[6],两项检查联合应用不仅操作简便、重复性好,还可以对病人进行连续、长期的动态观察,对缺血性脑卒中患者能早期筛查患脑卒中的风险。
  2 CT检查
   常规CT扫描多用来排除颅内出血和显示急性脑梗死的早期征象。急性脑梗死早期征象主要包括动脉致密征、灰白质分界消失、岛带征、豆状核模糊,但在某些情况下这些征象并不能清楚显示,如动脉致密征仅在31%~67%的患者中存在,具有高特异性,但灵敏度(31%~79%)较低[7],因此为患者诊断提供的信息较少,需要进行无创性颅内血管成像[8~9]。
  2.1 头颅血管造影(CTA) CTA是一种常见的辅助手段,是常规数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)的替代方案。螺旋CT可以在5 s内实现从主动脉弓到Willis环的血管显影,并通过在不同平面上重建图像,如最大密度投影等,提供与DSA相同的信息。Josephson等[10]对81例頸动脉狭窄的患者行CTA和DSA检查,结果表明CTA对颈动脉狭窄的灵敏度高达100%。除此之外,CTA还能通过测量动脉粥样硬化斑块的CT值对斑块的性质进行判断,从而进一步评估斑块的稳定程度,鉴定其主要成分,并预测斑块可能造成的风险[11]。Wintermark等[12]研究发现,入组的8例患者颈动脉斑块的高分辨率CTA结果与病理结果的对照研究显示,两者对于斑块成分的判断有较高的一致性(72.6%)。因此,CTA不仅可以提供关于颅外颈动脉和椎动脉血管以及颅内动脉狭窄程度及阻塞部位的信息,还能评估溶栓治疗预后的信息。但也有学者提出急诊单相CTA对诊断颅内动脉闭塞具有很高的敏感性,但其识别颅内动脉闭塞的特异性降低,这可能会扰乱急性血管内卒中治疗的计划,并导致孤立性动脉闭塞患者被临床试验排除在外[13]。
  2.2 CT灌注扫描(CTP)检查 CTP最早是在1991年由Miles[14]提出,可以反映生理功能的变化,是一种功能性成像,近年来多用于急性缺血性脑血管病的诊断。参数包括平均通过时间(mean transit time,MTT)、达峰时间(time to peak,TTP)、脑血容量(cerebral blood volume,CBV)和脑血流量(cerebral blood flow,CBF)。近年来研究指出,MTT能及时对急性脑缺血做出反应,直观体现脑部的缺血区域,CBV和CBF用于鉴别不可逆缺血脑组织[15]。国外大宗急性脑缺血病例(130例患者)表明,对患者溶栓治疗前后的CTP及CTA影像学图像结果进行定量分析,结果发现累及脑组织区域的MTT>145%可用于判断缺血半暗带的存在,而CBV<2 mL/100 mg则是确定梗死区的最佳指标[16]。高艳等人[17]则对急性脑梗死患者的CTA和CTP影像学图像结果进行定性分析,发现脑组织CTP灌注的改变主要有两方面的原因:①与主要供血血管的狭窄程度有关。②与梗死组织周围侧支循环血管建立与否及多少均有关。血管侧支循环建立良好者,即使主要供血血管明显狭窄或闭塞,其相应区域脑组织的CBF和CBV值仍可表现正常或稍减低,或仅见TTP和MTT的延长。因此,脑缺血患者在急性期进行CTA检查的基础上增加CTP检查,可进一步弥补单纯CTA检查无法直接提供的脑组织血流动力学信息,两者联合应用,从而为缺血性脑血管病的早期诊断、早期及时再灌注治疗方案的选择提供一种新的一站式无创检查方法。   3 MRI检查
   MRI主要由弥散加权成像(diffusion weighted image,DWI)、T2液体衰减反转恢复序列(T2-fluid attenuated inversion recovery,T2-FLAIR)、磁共振血管造影(magentic resonance angiography,MRA)、磁共振血管壁成像(vessel wall-MRI,VW-MRI)、灌注成像(perfusion weighted imaging,PWI)及磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging,SWI)组成,在诊断急性脑梗死时,比CT更灵敏,更具体。DWI是反映梗死核心最敏感的序列;T2-FLAIR与DWI不匹配则可用于估计未知发作时间的卒中患者的病灶时期;MRA基本成像方法很多,包括常规MRA及需要向血管内注射造影剂的对比增强MRA;VW-MRI则在MRA的基础上,通过抑制来自相邻组织和血液的信号以突出颅内和颅外血管壁病变;PWI可以用于进一步区分梗死核心和缺血半暗带,为选择再灌注患者提供有效的信息;SWI对检测血管腔内血栓、脑组织微出血以及增多、突出静脉血管的敏感性明显优于其他序列。
  3.1 DWI DWI是对组织中水分子的随机扩散运动最敏感的MRI技术,在脑缺血急性期应用广泛。DWI对6 h内急性脑缺血的敏感性和特异性最高[18]。标准MRI序列和CT上不易發现的区域,包括小皮质、小脑、脑干等区域的病灶,DWI均可很好地显示。通常 DWI上的高信号区域描绘的是不可逆的受损脑组织,是确定梗死核心范围的良好标志,也是确定急性脑梗死患者可以进行治疗的关键特征。梗死核心体积大于70~100 mL时进行血管开通治疗,其临床预后结果仍然很差,出血概率也会大大增加[19],因此,DWI高信号范围较大的急性脑梗死患者应禁止行溶栓或血管内治疗,特别是超过治疗时间窗时(急性脑梗死发作>4.5 h)。
  3.2 MRA 常规MRA可以确定大血管阻塞的位置及狭窄程度,常规增强MRA则可进一步评估狭窄血管远端分支情况,帮助了解侧支血管代偿情况及血流动力学状态,但需注射对比剂。虽然4D MRA的初步使用也需要注射对比剂,但现在已经开发了非对比增强序列,如4D动脉自旋标记MRA和4D时间飞跃法MRA,从而避免了对比剂可能产生的潜在并发症[20]。Iryo等[21]研究发现,对比增强型和非对比增强型4D MRA均可以将侧支循环的程度量化到与被认为是金标准的DSA相当的程度。因此,4D MRA准确确定侧支循环血流量的能力可以帮助指导急性脑梗死的治疗。此外,4D MRA还被证明可以更好地检测血栓栓塞的程度和任何顺行流过的血栓栓塞,这两者均与给药后的血栓溶解后再通率增加有关[22]。
  3.3 T2-FLAIR序列 T2-FLAIR成像结合了重T2加权和脑脊液抑制技术,在检测缺血性病变方面明显优于传统T2加权成像。在急性脑梗死的超急性期内,血管源性水肿和细胞毒性水肿不是同时存在的,DWI可在发作后的数分钟内就能检测到细胞毒性水肿,而血管源性水肿增加缓慢,这就导致T2信号逐渐升高,与症状发作的时间显著相关。事实上,T2-FLAIR对亚急性缺血性脑卒中的检测更敏感,通常不用于急性脑梗死超急性期的检测,对6 h以内的急性脑梗死患者研究发现,在T2-FLAIR图像上无高信号病变,但在DWI上存在高信号病变,而且>90%的病灶可在症状发作后的前3 h内显示,认为可以使用DWI/T2-FLAIR不匹配来估计未知发作时间的卒中患者的病灶时期,并识别可能受益于静脉或动脉内再灌注治疗的患者[23]。除此之外,研究还发现,T2-FLAIR上患侧大脑半球脑沟、脑裂内存在迂曲走行的高信号血管,将其命名为高信号的血管征,并认为高信号的血管征形成的主要机制与血管内血栓的形成有关[24]。Román等[25]研究也发现高信号的血管征与侧支血流有关,常提示急性脑梗死患者预后良好,且有助于临床医师选择适合血管内治疗的患者。
  3.4 VW-MRI VW-MRI可以实现颅外和颅内血管系统的高分辨率成像,帮助识别先前隐匿的病变或可能预示病情进一步恶化的病变特征。该成像方案包括MRA和多个增强MRI序列,可以抑制来自相邻组织和血液的信号以突出颅内和颅外血管的VW病变,提供大量MRA序列和其他管腔成像技术无法实现的新信息。VW-MRI开始主要用于颅外颈动脉分叉处斑块的成像,并且在检测不稳定斑块的特征方面,如斑块内出血(intraplaque hemorrhage,IPH)已经取得了极大的成功[26](在病理学上已被证实)。在VW-MRI上,IPH和富含脂质的坏死核心(lipid-rich necrotic core,LRNC)在T1加权成像上均为高信号,所以在T1加权成像上难以区分这两种成分,但IPH在时间飞跃法MRA图像上是高信号,而LRNC在时间飞跃法MRA图像上却是等信号,而且脂肪饱和序列也可以用于饱和LRNC信号,因此可以区分两者[27]。随着技术发展,研究人员又开发了3D磁化准备快速采集梯度回波(magnetization ready to quickly acquire gradient echoes,MPRAGE)序列,进一步提高了IPH检测的敏感性和特异性[28]。由于MPRAGE序列易受运动和血液流动相关伪影的影响,研究者开发了电影MPRAGE和径向采集MPRAGE,可以容易地将IPH与伪影相区分[29]。研究表明,IPH是短暂性脑缺血发作或非重度狭窄卒中的独立危险因素[30]。在颅外颈动脉研究趋于成熟后,VW-MRI开始用于颅内血管。颅内动脉粥样硬化斑块来源的卒中经常被低估,但随着VW-MRI在颅内血管的应用,识别病变变得更加容易。Natori等[31]对18例MCA型急性脑梗死患者行VW-MRI,发现其中17例(94.4%)患者的管壁增厚,提示MCA存在斑块,而在这些患者的MRA中仅有1例(5.9%)显示出>50%的狭窄。Havenon等[32]还经VW-MRI上发现了一个在常规MRI、MRA、CTA和DSA均未发现的症状性非狭窄性颅内动脉粥样硬化斑块。所以,VW-MRI成像的普及将更有利于急性脑梗死患者的病因诊断。   综上所述,尽管DSA仍然是脑血管病诊断的影像学金标准,但毕竟是侵入性操作,临床实际工作中,DSA往往因舒适度、经济性、时间等方面而不易为患者接受。目前临床上开展的如上述非侵入性影像学检查能够部分或接近取代DSA,從而使缺血性脑血管病的早期筛查和早期防治变得越来越普及。相信影像学技术和相关仪器的发展,将使越来越多的缺血性脑血管病患者获益。
  参 考 文 献
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  (收稿日期:2019-02-26 修回日期:2019-03-05)
  (編辑:潘明志)
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