多模式CT在评估急性缺血性卒中脑侧支循环中的应用

陈雪梅

在卒中急性期，计算机断层扫描（computed tomography，CT）是应用最为广泛的影像学技术，特别是近年来，随着影像技术的飞速发展，多模式CT的应用更为广泛，已成为指导急性缺血性卒中溶栓治疗的重要方法[1-2]。多模式CT包括CT平扫（non-contrast CT，NCCT）、CT灌注成像（CT perfusion，CTP）、CT血管成像（CT angiography，CTA）。多模式CT可以从形态学及功能学方面全面评估缺血性卒中，包括急性缺血性卒中后脑组织灌注状态以及侧支循环建立情况，从而制定治疗策略。虽然脑血管的狭窄或闭塞是引起缺血性卒中发生的重要原因，但其预后与脑血管的自身调节储备功能及侧支循环开放与建立情况密切相关[3-4]。良好的侧支循环可缩小梗死灶，减轻神经功能缺损的严重程度，改善临床预后，所以明确侧支循环的情况至关重要[5-7]。而多模式CT具有方便、快捷、无创性、无磁共敏感伪影等特点，可以对侧支循环进行全面评估，在急性缺血性卒中的诊疗过程中发挥重要的作用。

1 急性缺血性卒中与多模式CT

一直以来，影像学都是指导急性缺血性卒中治疗的重要手段，一个典型的多模式CT检查包括NCCT、CTP、CTA。影像获取的特性根据仪器而有所差异，因此，得到的参数必须和当地的水平相适应，并参照特定的CT制造厂家的指南[8]。

最早的影像学技术是NCCT，可以识别出血、陈旧的缺血改变、类卒中发作如肿瘤、但NCCT没有提供缺血半暗带大小及血管闭塞情况，所以临床医师根据NCCT表现来制定治疗方案时有很多不确定性，很可能让没有半暗带的患者接受不必要的溶栓治疗，或者一过性脑缺血发作的患者接受过度治疗。

CTP使用的是标准的非离子增强剂，依靠现代的多排螺旋CT扫描仪器获取影像学数据，包括脑血容量（cerebral blood volume，CBV）、脑血流量（cerebral blood flow，CBF）、平均通过事件（mean transit time，MTT）、达峰时间（time to peak，TTP），可以评估灌注缺损的严重程度和范围[9]。通过计算出各部位CBF、CBV、MTT和TTP，可以进而区分缺血半暗带（ischemic penumbra，IP）及梗死核心区。其中IP的灌注特点是CBF灌注降低、CBV灌注正常或升高、MTT升高及TTP延长，即CBF与CBV不匹配提示IP；但梗死核心区则表现为MTT、TTP明显延长，CBV和CBF明显降低[10]。

CTA确定血管阻塞的部位和侧支循环的状态，获得的动态头颅CTA图像范围能够显示大部分的颅内血管，能从不同角度、各个方向显示颅内血管情况，还可观察造影剂流动充盈过程，在某种程度上具有数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）成像效果，可以直观显示相应的病变血管，并可排除动脉瘤、动静脉畸形等其他脑血管病变[11-12]。

2 多模式CT与磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）比较的优势

常规CT在准确识别颅内出血、营养不良性钙化及骨骼疾病方面有独特的优势。常规MRI在检测软组织异常方面更有优势。尽管使用增强剂能提高常规MRI和CT的敏感性和特异性，但是如肿瘤、炎症、感染和梗死在增强后仍然难以识别[13]。在急性缺血性卒中早期，MRI上的DWI序列能早期准确检测不可逆组织，然而，MRI的一个不足之处是有使用禁忌，比如有起搏器、耳蜗植入器和金属植入物的患者不能使用MRI。并且MR研究对于需要生命支持的患者而言是很困难的，包括急性卒中患者和术后状态患者。在急性卒中的病例中，尽管梯度回波对检测急性颅内出血（溶栓的重要并发症）有较高的敏感性，但是MRI较非增强头颅CT在排除新发的出血性卒中时，其特异性还是相对较差的[9]。

CTP一个主要的优势是花费较低，这对于在急诊室内急性卒中患者的使用是一个很大的优势。虽然CTP影像在扫描层面上相对有限，但随着多模式CT软件、硬件的快速发展，这种情形可能很快得到改善[9]。

随着灌注影像的持续发展以及MR和CT技术的平行比较，MR与CTP的优劣势比较也越来越明显，如分辨率和对比-噪音率的潜在差异和敏感性、特异性方面，需要临床医生在实际情况下选择适合的检查手段。

3 脑侧支循环

脑侧支循环是指脑血管出现狭窄或闭塞时，脑内血流经潜在或新生的血管吻合进行代偿，使缺血组织得到不同程度的灌注代偿，这些血管吻合称为脑侧支循环[14]。侧支循环血管可分为原发性侧支循环（即Willis环）和继发性侧支循环（皮质软脑膜支吻合、脑外代偿等）[15]。

3.1 一级侧支循环代偿 脑侧支循环最主要的代偿途径是一级侧支循环，主要依靠Willis环迅速沟通两侧大脑半球、前循环以及后循环的血流。这一代偿途径在缺血早期发挥作用并作为主要的代偿途径。

3.2 二级侧支循环代偿 主要包括眼动脉和一系列软脑膜侧支[16-17]。当Willis环的代偿不能满足供血需求时，二级代偿通路开始发挥作用。KULENOVIĆ等[18]认为软脑膜吻合支是大脑中动脉M1段闭塞的主要代偿途径。

3.3 三级侧支循环代偿 即新生血管，是指通过血管发生和血管生成产生的新生供血血管，这也是目前研究侧支代偿指导临床治疗的关键和热点，新生血管形成较慢，一般在数天后建立。新生血管的建立有助于代偿脑组织缺血状态，改善其预后。

侧支循环是脑循环代偿机制之一，可增加卒中后缺血半暗带血供，保护脑组织，改善预后。侧支循环在评估急性缺血性卒中预后中扮演着重要角色，颅内动脉狭窄或闭塞患者的梗死面积及预后取决于侧支循环建立情况[14]。

4 多模式CT在评估急性缺血性卒中脑侧支循环中的应用

4.1 应用CTP成像IP指导溶栓治疗 目前溶栓指南基于严格的时间窗（＜3 h）。然而，使用严格的时间窗，而不是直接的影像作为溶栓的依据似乎有所欠缺[19-20]。根据指南进行溶栓，一些有类似卒中发作的患者将会纳入治疗，其他有卒中但是没有或可挽救组织很小的患者将会纳入治疗，有可挽救组织但是超过3 h时间窗的患者不会纳入治疗。现在，一些临床中心主要使用MRI去挑选6 h内的半暗带的患者，但这个方法还缺乏大样本研究的支持[8]。

大多数关于人体IP的信息是由正电子发射型计算机断层显像（position emission computed tomography，PET）提供的，早期轻微CBF的减少是由于血管自动调节导致血管扩张，增加CBV维持脑灌注。随着CBF减少进一步加剧，神经元功能紊乱，就会出现临床症状。在这个阶段，依靠有效的自我调节和侧支循环供应，CBV可能依旧会增高，或维持在正常范围内。接下来，一旦CBF下降更多，自动调节变得无效，缺血性组织的血容量急剧减少，就会出现CBV减少。但构成CBV下降的确切机制不是很明确，自动调节功能的紊乱、局部舒张血管的物质的改变、内皮功能紊乱可能都发挥了作用[8]。

研究发现，灌注缺损大的患者可能适合进行溶栓，这种灌注缺损主要由半暗带组织组成。在MRI上灌注-弥散的不匹配可以评估半暗带，和MR灌注-弥散不匹配相似的CT不匹配是在大的MTT（或TTP）缺损与小的CBV缺损之间。在这种情况下，MTT（或TTP）缺损指的是和正常大脑比较，有着延长对照剂通过的组织，CBV缺损指的是CBV减少的组织。但是TTP对良性血量减少的组织缺乏敏感性，所以MTT相较于TTP，更多的是去评估灌注缺损的范围。需要注意的是，和正常脑组织比较，MTT的轻微延迟依然可以代表血量减少而不是半暗带。因此，需要提供一个界限值去排除MTT轻微延迟的组织，以便提高识别半暗带的特异性。使用CBV而不是灌注MR去识别梗死中心更加准确。如果CBV明显减少，可以肯定地认为这个组织通过灌注不能被挽救。如果CBV加上的区域和MTT损伤相匹配，那么可以认为这不是溶栓的适应证。

还有一些更多的关于半暗带影像和选择溶栓的问题：半暗带大小和梗死中心之间的关系中分界点在哪里？例如，小的梗死中心和大的半暗带对于溶栓成功的可能性更大（即使超过卒中后3 h），不考虑卒中发作时间的话，一个大的梗死中心且没有半暗带将会预测对溶栓治疗的成功率最低。然而，一个小的梗死中心和小的半暗带呢？或者中等大小的梗死中心合并大的半暗带呢？小和大的体积界限是什么？事实上，绝对的损伤体积可能不是评估治疗反应的很好指标，因为挽救小一点的皮层下区域，在对患者预后的影响上，可能和大一点的皮层区域一样重要。由此可见，为CTP提供一个区域性评分系统可能是有必要的[21]。

4.2 CTA评估脑侧支循环 和CTA相比，CTP能更准确识别梗死中心，并且CTP在评估可逆缺血组织的范围方面更有优势[21]。但CTA可能在评估血管阻塞的部位方面比常规MRA更准确，常规MRA对低血流不敏感。

在CTP上有半暗带，但在CTA上没有血管阻塞的患者是否适合溶栓，这个问题还不明确。例如，一个阻塞不在大脑中动脉（middle cerebral artery，MCA）分支的M2段在CTA上是看不到的，在这种情况下，CTP上出现局部的皮层灌注的缺损可能表明是一个外周的阻塞，并且如果损伤是半暗带，这意味着具有潜在的治疗获益。另一方面，灌注缺损越大表明外周MCA阻塞越多，但是如果没有CTA显示的血管阻塞，可能表明自发的血管再通从治疗中获益较少。在这种情况下，灌注缺损的严重程度可能相对较轻[8]。

目前，有大量的研究证实，在缺血性卒中的急性期，可以使用CTA评估脑侧支循环。SUNDARAM等[22]的研究显示，使用CTA评估侧支循环是预测颈内动脉狭窄患者3个月预后的重要手段。在这类患者中二级侧支循环（软脑膜侧支循环和眼动脉），较Willis环的血流在决定预后方面影响更大。ELIJOVICH等[23]发现，血管内治疗的患者，如果CTA的侧支循环评分较好，可以预测小的梗死面积和更好地临床预后；差的侧支循环评分（Collateral Circulation Score，CCS）可以认为是一个血管内治疗的排除标准，因为差的CCS尽管进行了血管重建，患者的临床预后还是很差。FLORES等[24]发现，在再灌注治疗后出现持久阻塞的患者中，CTA评估的侧支循环可以独立预测恶性MCA梗死进展，差的侧支循环可能有助于早期不良MCA阻塞的监测和管理。有研究还发现，动态CTA比单时相常规CTA评估的侧支循环能更好地预测3个月的临床结局[25]。怀疑急性缺血性卒中的患者进行CTA和CTP检查，其参数是预后不良的预测因子，可以预测长期的临床预后，然而它们附加的预后价值相对于患者本身的特征和NCCT是有限的[26]。CTA评估的侧支循环状态在缺血性卒中患者进行血管内治疗时是强的预测因子，并且CTP在预后预测上似乎更优于CTA的侧支循环评估[27]。

5 总结与展望

多模式CT是近年来兴起的一项脑血流功能、脑血管造影成像技术，可在一次检查中完成多项指标，具有简单方便，快速、准确，且经济适用的特点[28]。多模式CT提高了急性缺血性卒中的诊断准确性，CTP可以评估可挽救和不能挽救缺血性组织的范围，评估脑血管疾病患者的血流灌注状态，判断脑组织损害程度及是否存在侧支循环；动态CTA可以观察颅内血管有无狭窄或闭塞，有无侧支循环形成，进一步明确脑血管疾病的病因诊断、病变程度，指导临床诊疗[12]。因此，多模式CT是一个临床强有力的检查手段，可以评估超急性卒中患者是否需要进行溶栓治疗。

但我们应该意识到，影像学改变只是脑缺血病理改变的一个方面，而缺血对具体患者的影响究竟有多大，会受很多因素的影响，包括梗死的部位、侧支建立与否、患者全身状况及耐受情况等。现在一些研究中心已经将美国国立卫生研究院卒中量表（National Institutes of Health Stroke Scale，NIHSS）评分和影像评分一起进行综合评分，可以显著提高其评分效能，能更加准确地评估患者的预后[28]。

在未来的研究中，期望建立以多模式CT为基础的综合标准的评估体系，对卒中后侧支循环进行全面、准确地评估，指导诊疗，使患者临床获益更多。

[1] OBACH V，OLEAGA L，URRA X，et al.Multimodal CT-assisted thrombolysis in patients with acute stroke：a cohort study[J]. Stroke，2011，42（4）：1129-1131.

[2] PEXMAN J H，BARBER P A，HILL M D，et al.Use of the Alberta Stroke Program Early CT Score（ASPECTS） for assessing CT scans in patients with acute stroke[J]. AJNR Am J Neuroradiol，2001，22（8）：1534-1542.

[3] VERNIERI F，PASQUALETTI P，MATTEIS M，et al. Effect of collateral blood fl ow and cerebral vasomotor reactivity on the outcome of carotid artery occlusion[J]. Stroke，2001，32（7）：1552-1558.

[4] 程晓青，田建明，左长京，等. CT灌注联合血管成像分析单侧大脑中动脉狭窄或闭塞患者脑血流代偿机制[J]. 中国医学影像术，2009，25（11）：1988-1991.

[5] CHUANG Y M，CHAN L，LAI Y J，et al.Con fi guration of the circle of Willis is associated with less symptomatic intracerebral hemorrhage in ischemic stroke patients treated with intravenous thrombolysis[J]. J Crit Care，2013，28（2）：166-172.

[6] LIEBESKIND D S，COTSONIS G A，SAVER J L，et al. Collaterals dramatically alter stroke risk in intracranial therosclerosis[J]. Ann Neurol，2011，69（6）：963-974.

[7] WANG H J，FAN C Q，GUO X H，et al. Correlation analysis of collateral circulation and clinical locations in patients with ischemic stroke[J].Zhonghua Yi Xue Za Zhi，2010，90（47）：3365-3367.

[8] PARSONS M W. Perfusion CT：is it clinically useful?[J]. Int J Stroke，2008，3（1）：41-50.

[9] LEV M H，NICHOLS S J. Computed tomographic angiography and computed tomographic perfusion imaging of hyperacute stroke[J]. Top Magn Reson Imaging，2000，11（5）：273-287.

[10] BIVARD A，LEVI C，SPRATT N，et al. Perfusion CT in acute stroke：a comprehensive analysis of infarct and penumbra[J]. Radiology，2013，267（2）：543-550.

[11] 丁娟，孙钢，李国英，等. 320排CT头颅一站式扫描——全脑动态容积成像初步探讨[J]. 临床放射学杂志，2010，29（1）：102-106.

[12] 王武华. 多模式CT评估缺血性卒中侧支循环对脑灌注状态的影[D]. 福州：福建医科大学，2015.

[13] LEV M H，ROSEN B R. Clinical applications of intracranial perfusion MR imaging[J]. Neuroimaging Clin N Am，1999，9（2）：309-331.

[14] 杜娟，赵红如. 脑侧枝循环与缺血性卒中[J]. 中风与神经疾病杂志，2012，29（8）：760-762.

[15] UEMURA A，O'UCHI T，KIKUCHI Y，et al.Prominent laterality of the posterior cerebral artery at three-dimensional time-of- fl ight MR angiography in M1-segment middle cerebral artery occlusion[J].AJNR Am J Neuroradiol，2004，25（1）：88-91.

[16] LIEBESKIND D S. Collateral circulation[J]. Stroke，2003，34（9）：2279-2284.

[17] 高山. 经颅多普勒超声对颅内外动脉狭窄及侧支循环的评估价值[J]. 中国卒中杂志，2008，3（1）：32-38.

[18] KULENOVIĆ A，DILBEROVIĆ F. Signi fi cance of establishing collateral circulation by leptomeningeal anastomoses in the occlusion of arteriae cerebri mediae[J]. Bosn J Basic Med Sci，2004，4（2）：59-62.

[19] HACKE W，DONNAN G，FIESCHI C，et al.Association of outcome with early stroke treatment：pooled analysis of ATLANTIS，ECASS，and NINDS rt-PA stroke trials[J]. Lancet，2004，363（9411）：768-774.

[20] DAVIS S M，DONNAN G A，BUTCHER K S，et al.Selection of thrombolytic therapy beyond 3 h using magnetic resonance imaging[J]. Curr Opin Neurol，2005，18（1）：47-52.

[21] PARSONS M W，PEPPER E M，CHAN V，et al.Perfusion computed tomography：prediction of fi nal infarct extent and stroke outcome[J]. Ann Neurol，2005，58（5）：672-679.

[22] SUNDARAM S，KANNOTH S，THOMAS B，et al. Collateral assessment by CT angiography as a predictor of outcome in symptomatic cervical internal carotid artery occlusion[J]. AJNR Am J Neuroradiol，2017，38（1）：52-57.

[23] ELIJOVICH L，GOYAL H，MAINALI S，et al.CTA collateral score predicts infarct volume and clinical outcome after endovascular therapy for acute ischemic stroke：a retrospective chart review[J]. J Neurointerv Surg，2016，8（6）：559-562.

[24] FLORES A，RUBIERA M，RIBÓ M，et al. Poor collateral circulation assessed by multiphase computed tomographic angiography predicts malignant middle cerebral artery evolution after reperfusion therapies[J]. Stroke，2015，46（11）：3149-3153.

[25] VAN DEN WIJNGAARD I R，BOITEN J，HOLSWILDER G，et al. Impact of collateral status evaluated by dynamic computed tomographic angiography on clinical outcome in patients with ischemic stroke[J]. Stroke，2015，46（12）：3398-3404.

[26] VAN SEETERS T，BIESSELS G J，KAPPELLE L J，et al. The prognostic value of CT angiography and CT perfusion in acute ischemic stroke[J].Cerebrovasc Dis，2015，40（5-6）：258-269.

[27] GERBER1 J C，PETROVA M，KRUKOWSKI1 P，et al. Collateral state and the effect of endovascular reperfusion therapy on clinical outcome in ischemic stroke patients[J]. Brain Behav，2016，6（9）：e00513.

[28] 王效春，高培毅，薛静，等. 建立急性缺血性卒中的临床/多模式CT预后评分系统[J]. 中国卒中杂志，2012，7（3）：178-184.