缺血性脑血管病的影像学新进展

易婷玉， 张梅芳综述， 蔡若蔚审校

缺血性脑血管病的影像学新进展

易婷玉， 张梅芳综述， 蔡若蔚审校

脑血管病具有高发病率、高复发率及高致残率等特点，是我国的常见病及多发病，其中大部分为缺血性脑卒中。关于缺血性脑卒中的发病机制有众多说法，不少专家认为颅颈部动脉狭窄和闭塞可使血流动力学发生变化、斑块脱落而出现梗死或脑缺血的表现［1］。在亚洲，在所有缺血性脑血管患者中有8%～10%出现颅内动脉狭窄，但随着生活方式的改变、检测水平的提高、颈部动脉狭窄的发生率提高［2］。动脉狭窄在缺血性脑卒中具有重大意义，那么单纯的药物治疗能很好地预防缺血性脑卒中的发生吗?北美的NASCET(North American Symptomatic Caroid Endarterectomy Trial)报道显示症状性颈动脉重度狭窄在接受药物治疗情况下，2年后同侧脑卒中的发生率在药物组为26%［3］。亦有研究表明［4］颅内大动脉狭窄超过50%的缺血性脑卒中患者，其接下来1.8年再发缺血性脑血管病的比例高达19.0%，而新发卒中的73%发生在原狭窄血管供血区。因此，颅颈部动脉狭窄与缺血性脑卒中关系明确，如何正确评价颅内外血管，对脑梗死的预防及治疗决策起到了至关重要的作用。本文就对缺血性脑卒中血管评估的发展进行综述。

1 数字减影血管造影(digital substraction angiography DSA)与颅颈部血管评估

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一直以来，DSA是检测颅颈部血管病变的金标准，可以指导缺血性脑血管病血管支架介入放置及疗效评价。DSA可以显示从主动脉弓至颅内血管的整个血管树，能准确显示颅颈部各级血管及其分支的大小、位置、形态和变异情况，并动态观察到造影剂在血管中通过的全过程，是评价颅颈部血管狭窄及侧枝代偿建立的可靠方法。且随着技术及机器的改进，提高对血管病变的分辨，随着3D－DSA的出现，可以对病变血管进行立体构建，可以从多个角度观察病变血管，可以区分出是血管狭窄或血管转折，从而可以对血管狭窄程度进行更准确评估。随着社会的进步，神经影像学技术不断发展及完善，诞生了多种无创神经影像学，做为有创检查的DSA暴露出其缺点:(1)在动脉粥样硬化早期，由于血管重塑会使斑块向管壁外侧移位，导致DSA显示的管腔直径却正常，造成了漏诊;(2)DSA只能显示斑块的形态，不能对斑块的性质进行分析，因此不能正确评估血管狭窄斑块形成所带来的危害性;(3)当动脉粥样硬化影响整个动脉管腔，则会影响狭窄程度的评估;(4)DSA为有创性检查，可能造成0.3%～5.7%［5］的并发症，如血管内操作可能刺激血管导致血管痉挛、动脉斑块脱落导致脑梗死、颈动脉窦刺激可以反射性心率减慢、血压降低，严重者可能出现心源性猝死，此外造影剂可能会引起过敏反应、可能会引起急性肾功能不全。但随着技术的发展、操作技能的改变，神经系统的并发症将逐渐减少。

2 超声与颅颈部血管评估

2.1 颈动脉彩色多普勒超声 连续多普勒血流频谱图及伴随的声频信号，不但能观察血管管径及内壁情况，并能观察血流动力学变化，成为目前诊断颈动脉硬化的首选方法。

2.1.1 颈动脉斑块的分析 罗俊［6］认为超声图像特征与病理学改变关系十分密切，他把斑块分为:(1)扁平斑:为少量类脂积沉积，其超声显示管壁内膜不光滑，局部增厚; (2)软斑:血管纤维组织增生、钙盐沉积、血栓形成或斑块内出血，超声局部显示不同强度的回声或均匀的弱回声;(3)硬斑:由于斑块内钙化或纤维化，超声表现局部回声强，后方伴声影或较明显的声衰减。华扬教授［7］据彩超检测到斑块的形状形态学，将斑块分为扁平型、不规则型、溃疡型，根据彩超检测到斑块回声特征，将斑块分为均质型、不均质型，同时她将均质型斑块分为等回声、低回声和强回声。在这些斑块分析中，华扬教授［7］认为溃疡型、低回声、不规则型斑块造成的危害较大，它们容易形成新的血栓，从而导致血栓脱落导致脑梗死，除外这些斑块易发现内出血，从而造成血管管腔迅速缩小，严重者致闭塞，造成血流动力学改变，从而发生脑梗死或短暂性脑缺血发作。何秀波等人［8］的研究发现缺血性脑卒中组有94.6%的病例颈动脉斑块均存在溃疡斑、斑块内出血及继发血栓形成的斑块复合病变。他认为动脉粥样斑块的复合病变具有不可低估的危害性，斑块表面破溃，粥样物质释放，成为引起脑栓塞栓子的重要来源［9］，同时粥样斑块底部出血引起斑块急性肿大，以及溃疡斑块表面继发血栓均可导致不同程度的血管狭窄甚至闭塞，颈动脉狭窄程度越重，其远段灌注压越低，从而导致了脑血管的低流速、低灌注状态，而这种脑血流状态的改变及脑动脉硬化可促使血栓形成，导致脑血管缺血阻塞［9］。因而利用彩色多普勒识别不稳定斑块对缺血性脑血管病的治疗策略起到指导作用。

2.1.2 颈动脉狭窄的检测 颈动脉狭窄的检测是通过用频谱多普勒测量各动脉的血流情况，包括收缩期峰流流速(peak of systolic velocity，PSV)、舒张期末流速(end of diastolic velocity，EDV)及颈总动脉(common carotid artery，CCA)流速。利用PSV、EDV指标对颈动脉狭窄进行评估。关于彩超对颈部血管狭窄的判断标准报道不一。Abu Rahma［10］等人的研究对颈动脉狭窄≥70%狭窄的标准为:(1)ICA的PSV≥195cm/s，敏感性为98%，特异性为75%，准确率87%;(2) EDV≥97.5cm/s，敏感性82%，特异性96%，准确率89%; (3)PSV 185cm/s，EDV 75cm/s，PSVica/PSVcca≥2.7，敏感性为82%，特异性为96%，准确率89%。华扬［7］认为应将各项指标与TCD结合，颈动脉≥70%狭窄诊断准确率为98.7%，其标准为PSV1/PSV2≥4:1，PSV＞170cm/s，EDV＞100cm/s。而首都医科大学宣武医院在2000年提出颈动脉狭窄判断标准如下［7］:I级(0%～49%):PSV＜155cm/s，EDV＜75cm/s，PSVica/PSVcca＜2.5;II级(50%～69%):155 cm/s＜PSV＜170cm/s，75cm/s＜EDV＜100cm/s，2.5＜PSVica/PSVcca＜4.0;III级(70%～99%):PSV＞170cm/s，EDV＞100cm/s，PSVica/PSVcca＞4.0;IV级:闭塞，无血流信号。颈动脉超声检查方便、无创、可重复性强，但也有其缺点，如超声图像的显示及判断与操作者的技术有关，其空间分辨率比CT及MRI差。

2.2 经颅多普勒(transcranial doppler，TCD)1982年Rune Aaslid及其同事将能检测到颅内动脉血流速度的经颅多普勒超声仪TCD应用于临床，由监测蛛网膜下腔出血后脑动脉痉挛，到诊断脑供血动脉狭窄、判断侧支循环建立和判断急性颅内压增高、脑循环停止，TCD与神经内科结下不解之缘。对颈动脉颅外段闭塞的检测，Babikian［11］等人研究提示TCD对颈动脉颅外段的狭窄及闭塞具有较高的诊出率，对虹吸部的闭塞的诊断敏感性为86%;特异性为100%。Babikian［11］等人采用PSV＞150cm/s或MV＞90cm/s、PSV＞120cm/s分别作为MCA以和VA狭窄的诊断标准，具有较高的特异性。刘俊艳［12］等人认为TCD诊断血管狭窄的最佳速度值为140cm/s，以此速度值诊断MCA狭窄的相应特异性和敏感性分别为82.7%、91.4%。而流速140cm/s和180cm/s为区分MCA不同程度狭窄的最佳速度分界值。黄一宁［13］等人在《闭塞性脑血管病经颅多谱勒超声和脑血管造影的比较》中采用TCD诊断颅外血管狭窄的标准为:(1)峰值血流速度大于120cm/s;(2)颈内动脉/颈总动脉峰值血流速度比大于1.8;(3)可有颅内侧支循环形成。TCD诊断颅内动脉狭窄的标准为:(1)平均血流速度大于120cm/s;(2)低频成分增加;(3)有涡流和血管杂音，可有侧支循环形成。诊断颅内血管闭塞的标准:(1)主要血管(MCA、ICA或CCA)信号消失，附近血管信号存在;(2)血管远端血流减慢，脉动指数降低，波形圆钝;(3)一定有侧支循环形成。但TCD也有局限性，会造成误诊，黄一宁等人［13］认为TCD误诊的主要原因有:(1)定位不准;(2)主要动脉闭塞(如ICA和MCA)后，侧支循环使颅内血流动力学改变，有些血管代偿性出现高速血流，给TCD诊断带来困难;(3)血管狭窄程度较轻或者多部位狭窄时，TCD容易漏诊。刘俊艳［12］认为TCD诊断很大程度上取决于操作者的技能和临床知识。这给TCD的临床正确应用带来局限性。

3 CT血管造影(computed tomography angiography，CTA)与颅颈部血管评估

随着多层螺旋CT的出现，随着扫描速度、空间分辨率及后处理技术的进步，头颈联合CT血管造影相继问世，其原理是经周围静脉(通常为桡静脉)快速团注一次对比剂，用螺旋CT进行快速容积数据采集，后期进行图像处理及重建，获得高质量的图像，可以同时显示头颈部动脉，对颅内外血管进行正确的评估。

与DSA比较，对颈动脉狭窄病变CTA具有良好的分辨能力，一项Metal分析表明，对于70%～99%的重度颈动脉狭窄，CTA检出的敏感性、特异性分别为85%、93%，对于颈动脉闭塞，其检出的敏感性、特异性分别为97%、99%［14］。同时CTA由于其空间分辨力较增强MRA高，对颅内外动脉狭窄情况的判断更加可靠［15］。有研究表明［16］，对于颅内大动脉闭塞CTA检出的敏感性、特异性均为100%;而大于50%血管狭窄，其检出敏感性、特异性分别为 97.1%、99.5%。此外CTA可以根据斑块表面形态及其CT值，对斑块的性质进行分析，进一步鉴别软斑及硬斑，对斑块所带来的风险进行有准备的评估［17］。

但CTA也有不足之处，杨斌认为［18］其缺点:(1)吞咽动作、呼吸动作可能产生伪影;(2)金属假牙会干扰成像;(3)由于联合头颈部血管成像，其覆盖范围很长，所需扫描时间较长，采集过程中可能会采集到颈内静脉，而静脉显影会影响颈动脉疾病的诊断。

4 头部核磁共振血管成像与颅颈部血管评估

MRA成像原理是利用流动血液的MR信号与周围静止组织的MR信号差异而建立图像对比度的一种技术。MRA的基本方法很多，它包括时间飞越法(TOF)和相位对比法(PCA)及血管内注射对比剂的三维对比剂增强磁共振成像(3D－CE－MRA)。其优点是无创、无射线损伤，可以同时观察到两侧颈动脉及颅内动脉，尤其是3D－CE－MRA能显示主动脉弓至颅内动脉整个血管数，能同时了解颅内外动脉的病变情况及侧支循环建立情况。此外MRI进行血管评估的时候，可能同时行MRI、DWI(diffusion weighted Imaging，DWI)、PWI (perfusion weighted imaging，PWI)等系列，可以显示脑梗死病灶，两者联合可以对缺血性脑卒中进行分型、指导缺血性脑卒中的治疗(如动静脉溶栓的选择、抗血小板聚集或抗凝的选择等)，是脑梗死治疗方案选择的重要依据。

4.1 MRI弥散成像 DWI的成像原理同利用分子的布朗运动，所谓的布朗运动是由热引起的所有分子随机转换运动。在缺血性脑卒中，缺血坏死的脑组织由于细胞外的水进入细胞内，导致细胞内水分子布朗运动减少，而此现象早期在DWI表现为高信号。因此DWI对脑梗死的检出率的敏感性及特异性相当高，有研究表明，DIW对脑梗死的检出率的敏感性、特异性分别为94%、96.6%［19］。DWI不仅可以敏感检测出梗死灶，还能确定是不是处于急性期。早期认为DWI显示出的脑梗死病灶为不可逆，但近年来研究［20］提示DWI具有可逆性，如果早期使缺血性脑组织的动脉再通，则DWI上病灶出现缩小，相反，如果持续梗死区动脉无再通，则DWI上病灶范围会出现扩大［21］。DWI的可逆性改变，给缺血性脑卒中的溶栓治疗又带来了一丝曙光。

4.2 MR灌注成像 MR灌注成像的原理是在静脉注射对比剂的同时，对选定的层面进行连续扫描，获得该层面内每一像素密度随强化时间而变化的曲线，即时间一密度曲线(time－density curve，TDC)。根据该曲线，可以计算脑血流量(cerebral blood flow，CBF)、脑血容量(cerebral blood volume，CBV)、对比剂的平均通过时间(mean transit time，MTT)、对比剂峰值时间(peak transit time，TTP)等参数，再加工后得到CBF、CBV、MTT和血管表面通透性等图像，以此来评价缺血脑组织的灌注状态，进而区分梗死核心及缺血半暗带。

MR的PWI的出现又进一步推动缺血性脑卒中治疗的发展［22］。研究者［23］比较了PWI不同参数对脑卒中的检出率的敏感性及特异性，此研究表明CBV对卒中检出敏感性和特异性为84%、100%;CBF为84%、96%;MTT为84%和96%。此研究表明CBF和MTT可以较好地检测到灌注异常，但其值与梗死面积无明显相关性，DWI和CBV可以较好预测到梗死面积，如DWI和CBV存在不匹配，最终梗死面积以CBV为主，因此当DWI与CBV存在不匹配提示存在可挽救的缺血半暗带区，这给溶栓治疗带来了新的亮点。许多研究［24］采用多模式磁共振检查对溶栓时间进行了探索。研究表明［25］PWI与DWI病灶容积不匹配标志着缺血性脑组织存在半暗带区，存在可以挽救的脑组织。

4.3 三维时间飞逝法(time－of－flight magnetic resonance angiography 3D－TOF－MRA) 3D－TOF－MRA与高速度编码(velocity－encoding，Venc)的三维而相位对比法(3D－PC)相比，3D－TOF－MRA是显示脑动脉的较佳MRA技术。许多研究表明3D－TOF－MRA与高Venc的3D－PC－MRA显示的脑动脉分支级数是相等的［26］。但3D－PC－MRA较3D－TOF－MRA的缺点如下:(1)技术成像时间较长。同样的成像范围，成像时间比3D－TOF－MRA多2～3倍;(2)3D－PC－MRA图像质量不如3D－TOF－MRA。3D－PC－MRA图像中动脉信号强度较3D－TOF－MRA低，不均匀，动脉边缘也没有3D－TOF那么锐利。

众多文献［27］表明MRA只能显示脑动脉的3级分支，较DSA少2～3个级别，但随着技术的发展，3D－TOF－MRA显示的脑动脉分支越多，在张玉忠［26］等人的研究中表明3D－TOFMRA技术对动脉的显示能力只比DSA减少1个级别左右。在动脉狭窄诊断上，3D－TOF－MRA也有较高的准确率，Lanh EH［28］等研究表明 MRA对严重颈动脉狭窄评估准确率达98%～100%;轻度狭窄准确率为60% ～80%。我国尚文鹏［29］研究中指出MRA对轻度狭窄诊断的吻合率为54.5%;对重度狭窄诊断的吻合率为91.7%。

但3D－TOF－MRA亦有不足。由于3D－TOF－MRA受血流状态影响较大，如血管狭窄部位或其远端复杂血流引起的信号丢失和饱和作用的影响，对慢血流不敏感，像素内血流速度不同引起失相位也会导致信号丢失，因此3D－TOF－MRA对血管狭窄的判断存在一定程度的高估性，与DSA相比，其诊断的假阳性率为14.3%，过度诊断率为57.1%，而CTA分别为2.7%和29.7%［30］。

4.4 血管内注射对比剂的三维对比剂增强磁共振成像(contrast－enhanced magnetic resonance angiography，3D－CEMRA)3D－CE－MRA是经周围静脉(通常为桡静脉)快速团注一次对比剂Gd－DTPA，智能跟踪对比剂，利用顺磁性造影剂Gd－DTPA迅速缩短血液T1弛豫时间，利用短TR与短TE的快速梯度回波序列扫描，有效地抑制周围背景组织的信号，同时对目标血管进行空间数据采集，经MIP、MPR技术重建，获得可从任何角度观察的3D血管图像。它以同时显示主动脉弓至颅内血管整个血管树，对颅内外血管进行正确的评估，有研究表明此技术对主动脉及分支血管的诊断正确性相当高［31］。

3D－CE－MRA对血管狭窄的诊断的正确性相当高。Ralf Wutke［32］研究中表明，与DSA对比，在颅外血管狭窄，3D－CEMRA对血管闭塞检出敏感性100%，特异性100%;对70%～99%血管狭窄其检出的敏感性100%、特异性99.3%。因此他们得出结论，对于主动脉弓以上的大动脉狭窄闭塞上，CE－MRA可以取代DSA，同时此研究表明3D－CE－MRA对于Willis环血管的诊断价值需要进一步学研究。Gough MJ［33］研究表明，CE－MRA对于70%～99%的颈动脉狭窄疾病其检出的敏感性为94%，特异性为93%。陆建平等人［30］研究中显示，对颈动脉狭窄3D－CE－MRA的诊断敏感性为95.7%、特异性97.8%、准确度97.6%。王向日［34］等人报道，对于颈动脉颅外段，与DSA相比，3D－CE－MRA的血管狭窄检出敏感性为100%、特异性97.8%～99%、准确度97.9%～98.5%;对于颈动脉虹吸段其检出敏感性为100%、特异性92.5%、准确度93.5%。3D－CE－MRA对血管狭窄的检出敏感性、特异性及准备度与DSA较符合。此外，MR能结合黑血与亮血技术，更好地显示斑块形态及成分，能识别不稳定斑块的纤维帽、坏死核斑块内出血，进一步预测斑块所带来的危害［35］。

与其它神经影像学比较，3D－CE－MRA具有其优点，首先它无创、安全、简单、快速，患者配合度高，无X线辐射，其造影剂无肾毒性，且病变不受颅骨影响，且它能结合其它系列，如DWI、PWI及斑块分析等，给缺血性脑卒中的治疗提供了佐证。但3D－CE－MRA亦有不足之处，(1)由于受采集时间的限制，头部3D－CE－MRA扫描的矩阵仅为508×508，而DSA的是1024×1024矩阵，因而对颅内小动脉的显示清晰性、对病变的某些细节显示不如DSA;(2)颅内静脉显影干扰动脉狭窄的判断;(3)对于颅内血管的狭窄不易分辨;(4)它的影像是静态，不能反映血流动力学的改变，不能反映血管代偿的情况。

综上所述，在急性脑梗死的检查中，因3D－CE－MRA无创、安全、简单、快速、患者易配合，且和MRI的DWI系统结合可同时检出脑实质梗死灶，有利于判断脑梗死的病因及发病机制的判断，有利于治疗方案的制定，从而成为急性脑梗死患者的首选检查。但它对于早期动脉硬化分辩力、对斑块性质的判断、脑血流动力学改变等存在一定的局限性，因此必要时可辅以彩色多普勒、DSA检查以全面评估血管情况。

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1003－2754(2013)06－0564－04

R743.3

2013－02－28;

2013－03－30

(福建医科大学附属漳州市医院神经内科，福建 漳州363000)

张梅芳，E－mail:zhangmeifang@126.com