幕上分水岭脑灌注与ICA狭窄程度的相关性研究

裴禹淞 乔鑫鑫 王治国 张国旭

中国人民解放军北部战区总医院，辽宁 沈阳 110016

分水岭脑梗死（cerebral watershed infarction，CWSI）是指发生在颅内大血管分布交界区的局限性脑梗死，在临床上较常见。早期研究表明脑灌注下降是CWSI发生的重要原因［1］。最新研究表明，不同类型CWSI 的发病机制不同［2］。皮质分水岭梗死（cortical watershed infarction，CWI）主要由微栓子造成，脑血流灌注不会明显减少。内分水岭区对缺血敏感性高，侧支供应相对少，颅内外血管狭窄导致的血流动力学障碍（hemodynamic impairment，HDI）是内分水岭梗死（internal watershed infarction，IWI）最主要的原因［3-5］。当血管狭窄程度达50%以上时，供血远端的脑组织便会受到影响，最先在内分水岭区发生低灌注［6-7］，这为研究不同类型CWSI提供了影像学依据。相比常规CT 扫描手段，CT 灌注（computed tomography perfusion，CTP）成像可以直接反映CWSI患者的脑血流动力学改变，为其提供功能学信息，尤其是多参数的应用，能更加定量有效反映局部脑组织血流灌注的改变，以便临床医生能够量化脑组织灌注损伤的程度，以确定不同时期脑组织损伤状态和脑梗死发展进程［8-10］。目前大多数研究对已经发生CWSI患者分析，评估梗死区或其周围的脑灌注水平，却少有研究CTP 多参数量化ICA 不同程度狭窄时，不同分水岭区脑血流动力学改变的差异。所以我们基于CTP 技术研究ICA 狭窄程度不同时，幕上各分水岭区脑灌注的差异，有助于了解分水岭脑梗死的发生机制，对预防脑卒中发生及复发具有重要意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料回顾性收集2018-10—2020-12 在中国人民解放军北部战区总医院就诊患者134例，收集所有患者的一般临床资料。ICA 无狭窄或单侧狭窄＜50%为对照组，单侧ICA狭窄≥50%为狭窄组，狭窄部位为ICA近端，其中ICA狭窄50%～69%为中度狭窄组，70%及以上为重度狭窄组（包括闭塞）。

纳入标准：（1）狭窄组患者因不同程度神经系统症状就诊；（2）对照组无任何神经系统疾病；（3）均由DSA 判定狭窄程度；（4）所有患者入院后24 h 内行CT平扫及CTP检查。排除标准：（1）合并其他颅颈大血管狭窄程度＞50%；（2）全身低灌注因素者（脱水、发病前服用降压药等）或心源性栓塞者；（3）半年内有支架植入术、血管成形术和溶栓术者；（4）凝血功能障碍者。

1.2 检查设备及扫描参数所有患者均经GE 64排螺旋CT（GE Discovery CT750 HD，通用电气公司，美国）扫描仪扫描。以听眦线为基线，于右肘静脉放置高压注射留置针，连接高压注射器，行CT平扫及CTP扫描。灌注扫描时以5 mL/s的速度经肘静脉注入碘海醇（350 mg/L）40 mL及生理盐水20 mL。扫描参数如下：管电压120 kV，管电流250 mA，矩阵512×512，管球旋转时间≤l s，延迟5 s扫描，动态扫描50 s，获得420幅图像，重建层厚为10 mm，获得14层全脑灌注图像。

1.3 灌注图像处理采用NeroPerfusion 的软件包（Aquarius i Ntuition Edition Ver.4.4.6，泰锐影像公司，美国）对CTP 的原始图像进行后处理，选择基底动脉及上矢状窦作为输入动脉和输出静脉，生成参数伪彩图，包括达峰时间（time to peak，TTP）参数、平均通过时间（mean transit time，MTT）参数、脑血流量（cerebral blood flow，CBF）参 数 和 脑 血 容 量（cerebral blood volume，CBV）参数，手动勾画一侧脑组织的感兴趣区，灌注应用软件自动产生对侧镜像区，相应感兴趣区灌注参数各测量2 次，求平均值作为最终绝对参数值；以患侧与健侧的比值或右侧与左侧的比值分别作为狭窄组或对照组的相对参数值，即相对达峰时间（relative time to peak，rTTP）参数、相对平均通过时间（relative mean transit time，rMTT）参数、相对脑血流量（relative cerebral blood flow，rCBF）参数、相对脑血容量（relative cerebral blood volume，rCBV）参数［11-12］。

CWSl分型［13］包括：（1）皮层前型：大脑前动脉与大脑中动脉皮层支的分界区，即额顶区；（2）皮层后型：大脑中动脉与大脑后动脉皮层支的分界区，即顶颞枕区；（3）皮层下型：包括发生在双侧脑室消失前的最后一个层面的放射冠区和双侧脑室消失后的第一个层面的半卵圆中心。根据此分型选择感兴趣区［5］；同时对前、后角的灰质、白质进一步细分。所有感兴趣区的选择和CTP结果均由两名高级影像医生独立判定，两人对血管狭窄程度不知情，当意见不一时对图像审查，均经讨论建立共识。手动选取的感兴趣区（避开钙化、血管及坏死）为直径平均约1 cm的圆形，判定灰、白质区时不可重叠。

1.4 狭窄判定及分组基于NASCET 标准［14-15］，本研究将患者分为3 组：ICA无狭窄（或狭窄＜50%）为对照组；单侧ICA 狭窄为50%～69%作为中度狭窄组；单侧ICA 狭窄≥70%作为重度狭窄组（包括闭塞）。见图1。

图1 ICA血管狭窄程度评估图例Figure 1 Legend of ICA vascular stenosis assessment

1.5 统计学方法配对t 检验分析狭窄组相同分水岭区患健侧绝对灌注参数；单因素方差分析及最小显著差异t检验（LSD-t检验）分析不同狭窄组相对灌注参数；计量资料用均数±标准差（±s）表示，计数资料用频数［n（%）］表示。所有数据均使用SPSS 24.0统计软件进行分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床资料比较（1）对照组37 例，其中存在单侧＜50% 15例；（2）中度狭窄组36例，其中存在对侧＜50% 7 例；（3）重度狭窄组61 例，其中存在对侧＜50% 11例。单因素分析中，性别、高血脂在3组间差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 不同狭窄组间患者的一般临床资料分析Table 1 General clinical data analysis of patients in different stenosis groups

2.2 狭窄组感兴趣区患侧和健侧绝对灌注参数比较患侧半卵圆中心TTP、MTT 较健侧均延长，CBF降低，差异有统计学意义（P＜0.05），CBV 未见明显变化；前白质和后角白质的CBV 增加差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 狭窄组各分水岭区患、健侧绝对灌注参数比较Table 2 Comparison of absolute perfusion parameters of affected and unaffected sides in each watershed area of stenosis group

2.3 狭窄程度不同组间各感兴趣区相对灌注参数比较单因素方差分析结果显示，半卵圆中心rCBF、rTTP、rMTT 在不同狭窄组间差异有统计学意义（P=0.000，P=0.000，P=0.000），放射冠rTTP、rMTT在不同狭窄组间差异有统计学意义（P=0.000，P=0.002），前角白质rTTP在不同狭窄组间差异有统计学意义（P=0.010）。两两比较分析结果显示，与对照组相比，中度狭窄组、重度狭窄组半卵圆中心rTTP、rMTT 均延长，差异均有统计学意义（P＜0.05），rCBF下降，仅在重度狭窄组差异有统计学意义（P=0.000）；放射冠rMTT、rTTP 延长，差异有统计学意义（P＜0.05）。前角白质和后角白质rTTP、rMTT 均延长，差异有统计学意义（P＜0.05）。与中度狭窄组相比，在重度狭窄组半卵圆中心rTTP、rMTT 及rCBF 差异有统计学意义（P＜0.05）。见表3及图2。

图2 低灌注图例Figure 2 Legend of low perfusion

表3 狭窄程度不同组各分水岭区相对灌注参数比较Table 3 Comparison of relative perfusion parameters in each watershed area in different groups of stenosis

3 讨论

ICA狭窄发生率较高，传统观点认为血管严重狭窄或闭塞会产生反复的低血压，进而造成血流动力学受损。在这种情况下，边界区内低灌注增加了对缺血的易感性，从而导致梗死［16-17］。目前研究表明，ICA狭窄时限制流向大脑的血液流动，进而导致脑灌注不足，影响认知功能［18-19］，尤其在侧支稀疏的分水岭区，血流动力不足，代偿不及时很容易导致脑梗死［20］。超过80%的患者ICA 狭窄与同侧脑灌注明显减少有关［21］，且与CWSI 发现相关［22］。ICA 狭窄同侧大脑半球灌注减低的患者比灌注正常的患者发生梗死的风险增加［23-25］。

CWSI作为缺血性脑卒中的一种特殊亚型，与ICA狭窄所致的血流动力学障碍有关，尤其是IWI［26-27］。本研究认为CTP成像能对ICA狭窄患者分水岭区脑微循环状态进行定性定量分析，有助于症状性颈动脉狭窄患者的风险分层及治疗方案的选择，在计划血管重建之前，正确识别异常灌注区域尤为重要。

WEILL 等［28］在研究中根据患者有无CWSI 进行分组，发现CWSI的发生与同侧粥样硬化性ICA狭窄有关。DONG 等［29］在研究中发现同侧ICA 狭窄是IWI的独立脑血管危险因素，但其未进一步分析各梗死亚型。本研究对内分水岭区及皮质分水岭区进一步细分，发现单侧ICA狭窄程度≥70%时，半卵圆中心表现为脑灌注减低，即MTT、TTP明显延长，CBF明显下降。而放射冠及皮质分水岭各区脑血流灌注并无明显减低，这与早期的SPECT研究结果一致［30-32］，ICA 严重狭窄可作为半卵圆中心脑梗死发生的警示性标志。

相比皮质分水岭区，内分水岭区血供主要来源于大脑前动脉的浅表穿支和大脑中动脉豆纹动脉的深穿支，浅表穿支为ICA的最远端且灌注压最低，深穿支缺乏侧支循环［4］。因此IWI，尤其是发生在半卵圆中心的脑梗死与低灌注引起的HDI 关系更密切，常常由TOAST I型（大动脉粥样硬化型）造成。根据Spencer 曲线理论［33］，血管轻度狭窄（＜50%）不会引起脑血流动力学发生变化，中度狭窄（50%～69%）对脑灌注的影响尚未明确，重度狭窄（＞70%）时，脑灌注压很难维持稳定，因此对于粥样硬化性血管狭窄的患者，治疗前应及时评估脑灌注状态。

不论ICA 狭窄程度如何，皮质分水岭区脑血流动力学变化不大，仅表现为TTP、MTT 延长，rCBF 正常或轻度下降，rCBV 正常或升高，此时机体处于循环储备期，脑血流尚能维持相对稳定［34-35］。SORGUN等［36］研究认为这是因为皮质区软脑膜侧支血管丰富，对脑缺血的耐受性较强。然而现在更多的观点认为，TOAST II 型（心源性栓塞）对CWI 的意义更为重大［37-38］，当心壁收缩性受损或心脏血栓为不稳定的溃疡性斑块时，导致栓塞CWI，并影响后续溶栓治疗效果［39］。

早期识别CWSI，需要对半卵圆中心和放射冠的低灌注高度重视，灌注减低发生机制不仅是小动脉闭塞，可能还提示同侧大血管狭窄。因此对于存在大血管狭窄患者，临床应同时关注狭窄程度及脑灌注状态。

本研究存在以下不足：（1）感兴趣区基于手动选取，对参数值的测量存在主观性；（2）对于皮质分水岭区出现的轻微灌注异常，现有研究认为是栓塞所致，本研究未对ICA狭窄患者行斑块分析，后续将进一步展开研究；（3）本研究属于回顾性研究，样本量少，会存在选择偏倚。