后循环缺血的功能MRI 研究

夏晓娜 嵇 鸣* 叶春涛*

后循环缺血（posterior circulation ischemia，PCI）是指后循环的短暂性脑缺血发作（transient ischemic attack，TIA）和脑梗死，其同义词包括椎基底动脉系统缺血、后循环的TIA 与脑梗死、椎基底动脉疾病、椎基底动脉血栓栓塞性疾病[1]。 相对于前循环缺血（anterior circulation ischemia，ACI），PCI 症状更为严重，甚至危及生命。 但是PCI 临床表现不典型，并且常规影像检查伪影较重，不利于PCI 早期诊断和治疗。 而功能磁共振成像检查可以弥补以上不足，因此对PCI 的研究不断深入。

1 后循环的解剖和变异

前循环颈内动脉系统主要供应幕上大脑半球，而后循环又称椎基底动脉系统，由椎动脉、基底动脉和大脑后动脉及其分支组成， 主要供应脑干、小脑、丘脑、枕叶、部分颞叶及上段脊髓。 后循环动脉的变异较大，如胚胎型大脑后动脉、双侧椎动脉不对称、椎基底动脉延长扩张等。 其中，椎动脉变异种类最多，包括椎动脉的数目、起始部位、走形、长度、管径、分支等变异，尤以双侧椎动脉不对称最常见。椎动脉直径一般为3～5 mm，且大多数人的双侧椎动脉直径存在差异[2]。 当两侧椎动脉直径差异明显时即可形成一侧椎动脉优势，人群中50%以上的人存在椎动脉优势，其中以左侧优势者居多[3]。

2 后循环缺血的病因及临床表现

由于前后循环的血管解剖存在差异，故后循环缺血的病因及相应临床表现也不同于前循环。 引起PCI 的最重要原因是动脉粥样硬化， 其次为栓子脱落及锁骨下窃血综合征，其他少见的原因还有椎动脉夹层分离和椎基底动脉延长扩张症等。 PCI 的主要症状之一为发作性眩晕，其他临床表现还包括相应供血组织损害造成的神经系统症状， 如共济失调、辨距不良、偏盲或构音障碍等。 虽然PCI 仅占缺血性脑血管病的20%，但是后循环的侧支循环较前循环少， 对缺血更敏感， 且PCI 病死率显著高于ACI，因此PCI 引起了越来越多研究者的关注。

3 功能MRI 及其在后循环缺血中的价值

3.1 扩散加权成像 （DWI） DWI 的成像原理即水分子的布朗运动，是目前唯一可无创性检测活体中水分子扩散运动的方法。 在发现早期小的PCI 病灶方面，DWI 比常规T2WI 具有更高的敏感度和阳性率； 并且高b 值DWI 比常规b 值DWI 能更有效地发现发病6 h 以内超急性后循环梗死灶[4]。 目前，临床上多采用美国国立卫生研究院卒中量表（national institute of health stroke scale，NIHSS） 系统评估ACI性卒中严重性并指导溶栓治疗，但是该系统不能反映后循环卒中的某些相关症状（如眩晕、头痛等），因此在评估后循环卒中方面存在一定的局限性[5]，而DWI 为指导PCI 的临床治疗及评估脑梗死的预后提供了依据。 Lee 等[6]回顾分析118 例发病6 h 内超急性PCI 性卒中病人的资料，DWI 所示病灶的数目与疾病早晚期的神经功能状况相关，且病灶数目较多或体积较大者易发生早期神经功能恶化（early neurological deterioration，END），而病灶位于脑桥是发生END 的独立预测因子， 因此认为DWI 是评估超急性期的PCI 病变危险程度及预后的有效手段，并强调了DWI 检查在PCI 中的必要性。Nagel 等[7]对急性基底动脉闭塞病人进行DWI 病灶评分，研究发现后循环急性卒中预后早期CT 评分≥8 分者预后良好。尽管DWI 在发现PCI 病变方面具有较高敏感性，但是报道DWI 结果表现为假阴性的文献也不乏其数[8]。一项研究[9]发现，116 例急性缺血性卒中病人中有11 例病人（9.48%）DWI 呈假阴性表现，假阴性病灶位于后循环的比率（22.00%）明显高于前循环（6.38%）。 研究者分析认为缺乏足够的灌注改变是产生DWI 假阴性的主要原因，因此在卒中发生的最初几小时内，DWI 可表现为阴性； 其他可能原因还包括病灶较小、DWI 缺乏足够分辨力， 但是因DWI磁敏感伪影较重导致假阴性改变的证据不足。

3.2 MR 灌注成像（PWI） MR 灌注成像主要包括：动态磁敏感对比增强MRI （dynamic susceptibility contrast-enhanced MR imaging，DSC-MRI）、 动态对比增强MRI （dynamic contrast-enhanced MRI，DCEMRI） 和 动 脉 自 旋 标 记 灌 注 成 像 （artery spin labelling，ASL）。 其中，DSC-MRI 是目前应用最广泛的MR 灌注成像技术。

3.2.1 DSC-MRI DSC-MRI 利用对比剂首次通过局部脑组织所引起的信号强度变化来计算脑灌注的各项参数。 在缺血超早期，脑血流动力学的改变先于细胞损伤， 因此PWI 的异常改变早于DWI，可发现DWI 表现阴性的缺血灶。 Simonsen 等[10]研究发现，43 例DWI 表现为阴性的卒中病人中，33 例的PWI 表现为灌注减低，PWI 和DWI 的联合应用可将诊断缺血性卒中的敏感度由92%提高至97.5%。Forster 等[11]对48 h 内的脑桥卒中病人进行DSCMRI、DWI 及MR 血管成像（MRA）检查，认为DSCMRI 能够显示早期脑桥卒中的低灌注区，尤其有助于发现MRA 表现阴性的小血管阻塞引起的缺血灶。 Kim 等[12]应用DSC-MRI、DWI 及MRA 3 种MRI技术对延髓梗死进行研究， 表明DSC-MRI 不仅可以用来评估后循环的灌注情况，而且可以用于延髓梗死的预后评估。 在缺血超急性期，PWI 显示的灌注异常区大于DWI 的异常信号区， 因此PWI/DWI的不匹配可以用来评估缺血半暗带，进而为临床指导溶栓提供依据。 Kohrmann 等[13]对2 例小脑缺血病人进行MRI 检查， 结果显示病变区PWI/DWI 不匹配，因此2 例病人均进行了静脉内溶栓治疗且术后恢复良好。 基于PWI/DWI 不匹配，Deprez 等[14]对1例多发PCI 病人进行溶栓治疗，结果表明后循环卒中的溶栓时间窗远长于ACI。 交叉性小脑神经机能联系不能（crossed cerebellar diaschisis，CCD）是近年来的一个研究热点，Förster 等[15]应用DSC-MRI 技术发现23.1%的急性丘脑梗死病人可发生CCD， 且缺血病灶的大小可能与CCD 的发生相关。 虽然DSCMRI 操作简单、无放射性，且具有相对较高的空间和时间分辨力，但仍具有耗时长、对比剂可能对病人产生伤害、 不能用于肾功能不全病人等不足，因此对于急性缺血性卒中病人，在溶栓治疗前并不推荐常规进行PWI[16]。 有研究者[10]认为PWI 应该用于DWI 阴性或超过溶栓时间窗的卒中病人以及科研工作中。

3.2.2 ASL ASL 通过利用动脉血中的水分子作为内在自由扩散标志物，将标记前后的影像进行减影得到灌注影像[17]。 相对于DSC-MRI，ASL 目前大多只能得到相对脑血流量（relative cerebral blood flow，rCBF）参数，在ASL 图上通过伪彩技术判断灌注的高低[18]。娄等[19]对12 名健康人在两台相同的MRI 设备上分别进行3D ASL 检查， 结果显示2 台MR 设备的3D ASL 测量重复性好，可用于多中心研究，且标记延长时间较长时后循环脑区的脑血流量测量重复性更好。 Hendrikse 等[20]使用ASL 技术探讨了Willis 环的血管解剖变异对相应灌注区域的影响并以此解释了丘脑血流分布变异较大的原因， 认为ASL 技术还有助于研究丘脑的血管供应。 尽管ASL技术不需要注射外源性对比剂， 具有安全无创、简便经济、易重复等优点，但仍存在信噪比不够高、分辨力有限、颅底等处磁敏感伪影较重等不足。

3.3 扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）DTI 是利用组织中水分子扩散运动的各向异性来探测组织微观结构的一种无创性功能成像方法[21]。 在DTI 基础上发展而来的纤维束示踪技术（diffusion tensor tractography，DTT），是目前唯一无创性地显示活体神经纤维束轨迹的技术，能够精确地显示白质纤维束的解剖及其与病灶的空间关系， 有助于PCI的预后评估。 Liang 等[22]对14 例脑桥梗死病人在发病后第1、4 及12 周分别进行DTI 检查， 研究中发现脑桥梗死灶同侧近、远端锥体束纤维及双侧小脑中脚神经纤维的各向异性分数（fractional anisotropy，FA）值在上述3 个时间点逐渐减小，代表脑桥梗死后锥体束发生渐进性变性，这种改变可能延缓病人神经功能的恢复。 Puig 等[23]通过进一步对皮质脊髓束（corticospinal tract ，CST）的各向异性分数比值（ratios of fractional anisotropy，rFA）研究发现，梗死后第30 天的rFA 值是脑卒中后的长期运动功能恢复状况的独立预测因子。针对DTT 显示CST 是否完整，Rong 等[24]对3 例延髓梗死病人进行了研究，结果显示CST 的退化及梗死灶周围CST 的代偿是影响后期运动功能恢复的重要因素。 近年来，多位研究者[25-26]应用DTI 技术对除CST 外的其他多种白质纤维束（如视辐射、上行网状激活系统等）在脑缺血病变中的变化也进行了深入研究。 多项研究发现DTT 技术有助于判断病人的预后，进而制定相应的治疗方案，利于病人的功能恢复。 虽然DTI 能够清楚地显示神经纤维束的走行， 但仍存在以下不足：涡流引起配准不良， 水肿等因素影响纤维束走形，磁场不均匀导致图像扭曲，部分容积效应引起分辨力过低，目前缺乏纤维束示踪的金标准等。

3.4 MR 波谱 （MRS） MRS 利用MR 现象和化学位移作用对特定化合物的组成成分及其含量进行定量分析， 可以无创性地观察活体细胞代谢变化。由于病理状态下细胞代谢变化往往早于组织的形态变化，因此MRS 可以对脑梗死进行超早期诊断并判断梗死区神经组织的功能状态。 申等[27]应用MRS对华勒变性进行研究， 发现卒中组第8 周梗死灶NAA/Cr 降低，且大脑脚NAA/Cho 低于健康组，因此推断MRS 能够从分子水平早期发现缺血性脑卒中病人梗死灶远端脑组织的继发性改变。 海马主要由大脑后动脉供血，但一项研究探讨了大脑中动脉闭塞（middle cerebral artery occlusion，MCAO）脑梗死恢复期海马代谢改变，发现病变同侧海马区NAA/Cr显著降低，由此推断MCAO 可继发同侧海马损伤，并认为这种损害可以导致认知损害[28]。但是由于MRS 精确性较低，不同疾病波谱间存在重叠，因此MRS 不能严格用于诊断，仅能作为临床诊断的一种补充手段。

3.5 磁敏感加权成像 （susceptibility weighted imaging，SWI） SWI 通过相位改变增强不同磁化率属性组织之间的对比度，从而提高各种具有磁敏感效应物质（如静脉、各种血液代谢物质、钙化等）的检出率[29]。 Park 等[30]对于磁敏感血管征象在检出颅内后循环动脉血栓方面的价值进行了探讨，结果发现SWI 对探查颅内动脉血栓具有较高的敏感性，并且优于MRA 和CT。 另一项研究[31]发现急性缺血性卒中病人多发性颅内血栓的形成可提示预后不良。当PCI 伴发微出血存在时， 缺血-再灌注时更易发生出血[32]，因此脑梗死灶内微出血灶的检出对出血性脑梗死及溶栓后出血性转化的预测具有重要意义。 此外，DWI/SWI 或SWI/PWI 不匹配也可以评估缺血半暗带范围，进而指导溶栓治疗[33-34]。 类似于ASL，SWI 同样存在颅底等处磁敏感伪影较重、影像分辨力有限等不足。

4 总结与展望

PCI 的预后取决于发病机制、 受累血管的病变程度以及临床干预时间等。 发病机制越明确、诊断时间越早、治疗干预越及时，PCI 预后越好。 不同的功能MRI 技术各有自己的优缺点，临床医生要根据实际情况，以价格-效益比为基础，正确选择合适的功能MRI 技术，相互配合、取长补短，从而早期、快速、准确、简便地对PCI 做出诊断。 随着影像检查技术的进一步发展，功能MRI 技术将在PCI 的早期诊断、病情检测、指导治疗、评价疗效、评估预后等方面发挥越来越重要的作用。 但相对于ACI，目前PCI的报道较少，仍需大样本实验的进一步研究。

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