脑出血血肿周围组织血流动力学CT灌注成像的研究进展

张微晗，王振松综述 甘 洁，贺 燕审校

（1.山东省聊城市东昌府人民医院，山东 聊城252000；2.山东省中西医结合医院，山东 济南250001）

1 关于半暗带

缺血半暗带为脑血肿周围存在的功能受损、但仍有可能挽救成功的缺血脑组织，此部分组织具有高度动态变化性。研究［1］表明，在溶栓治疗后的3 h内，这部分脑组织功能可得到挽救。如血流再通超过一定时限，则损伤进一步加重，即再灌注损伤。1993年，Mendel ow 等［2］通过自体血脑出血（intracerebral hemorr hage，ICH）模型试验发现ICH 后血肿周围存在着缺血性损伤，这种损伤部分是可逆的，与脑梗死后的半暗带表现一致。Ding等［3］的研究结果表明，许多ICH血肿周围存在缺血半暗带，ICH血肿周围脑组织血流量减少，至少持续14 d。这与很 多 学 者［4－7］的 观 点 相 近。Diedler等［8］认 为ICH时脑血管自动调节功能出现障碍，继而使脑血流量下降。Letourneur等［9］的研究结果显示，在急性高血压性脑出血早期，患者收缩压的降低可能会限制半暗带进一步扩大。

Qureshi等［10］自基底节注入自体血7.5 ml制成犬的较大量的ICH模型，发现颅内压（ICP）在5 h明显增高，平均动脉压在发病后2 h明显升高，但5 h时恢复正常，测量局部脑血流量（reginal cerebral blood flow，r CBF），未发现血肿周围存在缺血半暗带。Schellinger等［11］认为血肿周围确实存在神经损伤，但不是缺血所致，可能是血流成分、基质金属蛋白酶的毒性作用和细胞凋亡所致。Butcher等［12］发现血肿周围存在的水肿是血浆渗出的结果，与缺血无关。孙祥荣等［13］提出，ICH后血肿周围可能存在类似于脑梗死后的缺血半暗带，但这种缺血损伤并不呈连续环状分布，而是不规则散在分布于坏死和正常组织之间，且与血肿大小、受压程度有关，似乎与时间无关，这可能是ICH和脑梗死“半暗带”的不同之处。第2年，孙祥荣等［14］又提出了新观点，ICH血肿周围也存在着可恢复的特殊 “半暗带”，此“半暗带”是一种动态过程。

ICH的病理生理机制非常复杂，血肿的机械压迫可引起血肿周围组织血管床容积减少，造成微循环障碍，从而使脑血流量下降［15］。另外，血肿连同凝血酶、血液成分毒性作用和炎性细胞浸润等互相交织，作用于基底膜，从而促进血脑屏障（BBB）的破坏，加重脑水肿、渗出、出血［16］。即使ICH后血肿周围局部存在缺血性损伤，其表现形式是否与单纯缺血损伤一致尚不清楚。因此，ICH周围组织是否存在缺血半暗带尚无定论。

2 脑出血灌注成像研究进展

2.1 血肿周围组织灌注下降程度随时间变化的趋势 20世纪90年代，Mayer等［4］的急性期ICH的SPECT研究显示，ICH发生后血肿周围局部r CBF在出血后24 h最低，并在随后的2～3 d逐渐恢复正常。Fainardi等［17］对89例急性期ICH患者进行CT灌注成像（CT perf usion，CTP）研究，发现在发病24 h内，血肿周围依然可见明显的低灌注梯度。很多学者提出了不同的观点：日本学者通过动物实验发现在血肿形成后4 h，同侧半球和部分对侧半球一些区域的r CBF明显下降，24 h时同侧额叶和基底节区的r CBF回升、甚至可恢复至基线水平，但此后，这些区域的血流再次下降，直至出血后30 d时仍保持较低水平［18］；持有相似观点的还有周剑等［19］。董强等［20］提出了第3种观点：在急性ICH早期血肿周边即存在r CBF的降低，与对侧相比下降21%，在出血后第13天，血肿周边的r CBF减低情况并未改善，说明在高血压性ICH发生后，血肿周边的r CBF减低现象持续时间较长，并非短暂或一过性的，在发病14 d内有进一步下降的趋势。第4种观点是2008年孙祥荣等［13］提出的，其将幕上ICH患者按发病时间分为5组（≤12 h，12～24 h，24～48 h，48～72 h，72 h～2周），对5组血肿周围水肿带行CTP，计算各时间段r CBF值，得出各时间段r CBF值均处于缺血半暗带范围（10～20 ml·100 g－1·min－1）内，但不同时间段r CBF值差异无统计学意义（P＞0.05）。但是，2009年孙祥荣等［14］推翻了自己的结论：同样的时间分段法对41例幕上ICH患者于发病后5 h～14 d行CTP检查，结果显示血肿周围水肿带内r CBF1在6 h降至最低，于9 h恢复，于24 h再次下降，恢复后于60～70 h再次下降，并保持降低的水平；水肿带外r CBF2也出现同样的变化趋势；皮质区r CBF3于6 h后开始恢复，24 h再次下降后恢复到较高水平，未再出现明显的波动，认为在脑出血急性期内，凝血机制激活和24 h开始的炎性反应均可引起全脑血管收缩；随着出血停止，脑血管的自动调节机制发挥作用：全脑血管逐渐扩张以改善远端的供血不足，部分患者皮质区域出现高灌注现象，10 h左右，由于血液的凝固收缩，血肿周围水肿带内外血流量出现了一定的回升；24 h后，红细胞开始破裂，血红蛋白释放，渗入组织的血浆蛋白的高渗效应、血液成分、凝血酶对神经细胞的毒性作用以及随后炎性细胞浸润致微循环阻塞，导致r CBF再次下降。2010年，孙祥荣等［21］又用非去卷积中斜率法对27例发病5 h～2周的ICH行CTP，选用上矢状窦为参照血管，结果显示，无峰值的灌注缺损面积介于血肿面积和血肿与水肿面积的和之间，说明血肿周围存在着缺血性损伤，这种损伤在血肿的前后侧比内外侧明显，且多数在某一方向上更为显著，认为ICH出血发生时高压机械损伤是ICH后继发缺血的重要机制。同时孙祥荣提出血肿内部无灌注影像存在，可能为较缓慢的持续ICH；有灌注存在，可能为多发ICH或多次ICH出血。

关于亚急性期及慢性期ICH患者灌注的研究，周剑等［22］通过对12例亚急性期或慢性期ICH患者行CT常规及CTP，发现ICH亚急性期和慢性期血肿周围r CBF降低、平均通过时间（mean transitti me，MTT）和达峰时间（ti me to peak，TTP）延长，血肿周围r CBF与症状出现至行CTP间期无明显相关性，提示在ICH亚急性期和慢性期，血肿周围低灌注梯度的产生机制可能与急性期有所不同，随着血肿形成、血凝块回缩及血肿裂解产物的产生，血液成分本身的毒性作用及相关的炎症反应可能在随后的脑组织损伤中发挥着主导作用。受损脑组织代谢需求下降可能导致了血肿周围组织低灌注的持续存在。

2.2 血肿体积对周围组织灌注的影响 周剑等［22］对12例基底节区脑出血亚急性及慢性期血肿患者行CT常规及CTP，发现血肿周围r CBF与血肿体积具有明显相关性，血肿体积越大占位效应越明显，血肿占位效应的持续存在将使脑血流自身调节中的血管代偿性扩张受到影响。孙祥荣等于2008年［13］、2009年［14］、2010年［21］的3次研究中，均发现血肿周围水肿带内r CBF的下降程度与血肿体积、血肿周围水肿范围呈直线负相关关系，血肿周围灌注损伤范围与血肿体积、血肿周围水肿范围呈直线正相关关系。Fainar di等［17］对89例脑出血患者行CTP研究，发现在小血肿（≤20 ml）周围组织的CBF、CBV 平均值高于大血肿（＞20 ml）。Zhou等［23］通过对12例亚急性期出血与慢性期出血患者研究发现，r CBV数值的降低与血肿体积相关，r CBF、r CBV、MTT、TTP与从症状出现到行CTP的时间间隔无相关性。

2.3 血肿对侧镜像病理区域各CT灌注的特点Yang等［24］通过对大鼠ICH的研究发现：在ICH后1 h出血侧CBF下降至对照组的50%，而对侧为73%，随着时间的推进，ICH对侧的r CBF没有出现明显变化。Kobari等［25］在猫基底节区注入自体血的模型中发现，血肿形成后5 min两侧大脑半球的r CBF和r CBV均明显下降，r CBV在出血半球侧下降得更多，而r CBF在两侧半球的下降没有明显差异。在活体ICH的研究中，由于很难得到ICH患者出血前的脑血流情况，从而无法进行ICH前后健侧血流量的比较以及判断血肿对健侧r CBF的影响程度，因此，对血肿镜像区的r CBF变化未见单独报道，大多报道均作为对血肿区r CBF的参照。如董强等［20］对基底节区出血的5例患者于36 h及13 d行氙－CT检查，测定血肿中心区和周边水肿区及各自镜像区的r CBF，发现脑出血后血肿周边存在血流减低现象，且持续时间较长，在发病14 d内有进一步下降的趋势。

2.4 关于脑组织含水量的变化规律 脑组织含水量变化规律，迄今为止仍局限在动物试验方面。李红玲等［26］通过对大鼠大脑尾状核注血试验研究后发现，手术组大鼠术后6 h开始出现脑水肿，不仅出血侧脑组织水肿，病变对侧脑组织同样出现水肿，尤其在术后24～72 h。手术组大鼠的脑组织含水量明显高于对照组，但7 d时基本恢复正常。

3 ICH检查的比较影像学

在ICH的影像研究中，常用的有SPECT、f MRI、MRS分析、PET、CTP等。SPECT对ROI脑组织在固定层面进行扫描，了解局部血流动力学改变，其优点是设备应用较为普遍，检查费用较低，并能在一定程度上反映r CBF的变化；不足之处是只能定性或半定量推断r CBF。f MRI包括DWI和PWI。DWI是观察微观的水分子流动扩散现象，用ADC来表示。PWI以Gd－DTPA等为示踪剂，观察局部脑灌注情况，从而测得r CBF、MTT、局部r CBV等指标。MRS是利用MR设备获得活体内有关生物化学物质乳酸和ATP等的含量，以了解神经元的存活情况。f MRI与MRS同步联合应用能将r CBF与代谢状况相结合，是研究缺血半暗带较有价值的方法，但费用较高，且耗时。PET是应用正电子发射体11C、13N、15O 等与邻近的电子发生碰撞产生 γ光子，被γ闪烁探头采集信号，经计算机处理成图像信号，用正电子核素标记不同的物质测定r CBV、r CBF和局部代谢情况。PET能将CBF、葡萄糖和氧代谢等结合起来判断缺血区脑组织是否存活。这对于准确判断缺血半暗带的存在具有重要意义；缺点是设备应用不够普及，且费用昂贵，操作耗时。有学者通过比较发现，脑缺血早期CTP检测值（CBF等）较PWI更精确，可在早期诊断及康复治疗等方面提供更多信息。同时，CTP操作简单快捷，费用也相对较低，是一种比较有发展前景的成像技术。

4 问题与展望

CTP虽具有多种优点，但在实际应用过程中仍存在许多问题：①测量的精确性，即输入动脉与输出静脉的选择。②检查范围仍然有限，即使是MSCT，一旦所选择的ROI层面离梗死灶较远而没有扫到时，将会出现假阴性的结果。但随着新技术不断更新发展，这一局面将会改善。③脑CTP模型计算的假设前提是血脑屏障未被破坏，但在实际情况中这种假设往往不能够完全成立。④关于辐射剂量，由于灌注需要在同层面连续长时间扫描，患者所接受的辐射剂量将会明显增加，但有关文献［27］报道CTP的辐射剂量是安全的，行1次CTP扫描所承受的辐射剂量约等于在波士顿生活的人1年承受的总辐射量。

总之，脑CTP将脑组织形态学与功能学信息很好地结合起来，作为一种无创、便捷、有效的新技术，在颅脑疾病诊断中有广阔的应用前景。随着CT技术的完善及MSCT的普及，CTP必将在临床诊断工作中起到更重要的作用。

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