脑分水岭梗死MRI、MRA特点及其发病机制的研究

李支援，张英，吕风亚

脑分水岭梗死MRI、MRA特点及其发病机制的研究

李支援a，张英b，吕风亚a

目的：探讨脑分水岭梗死（CWI）不同病变模式的MRI、MRA特点及其发病机制。方法：回顾性分析85例CWI患者，将梗死模式分为单纯性CWI、混合性CWI和多发性CWI。比较不同模式的CWI中大脑中动脉（MCA）、颈内动脉（ICA）病变情况。结果：85例CWI患者中，单纯性后分水岭梗死（PWI）6例，单纯性内分水岭梗死（IWI）11例，混合性前分水岭梗死（AWI）4例，混合性PWI 9例，混合性IWI 36例，多发性CWI 19例。MCA重度狭窄率明显高于ICA重度狭窄率（=0.00）。单纯性IWI、混合性IWI和多发性CWI MCA重度狭窄率明显高于ICA重度狭窄率（＜0.01）。单纯性IWI、混合性AWI、混合性IWI、多发性CWI的MCA重度狭窄率均明显高于单纯性PWI和混合性PW（I＜0.05）。结论：MCA重度狭窄较ICA重度狭窄更易导致CWI，尤其是导致IWI、混合性IWI和多发性CWI；MCA重度狭窄对于前循环（颈内动脉系统）供血区的CWI影响较大；MCA重度狭窄引起狭窄远端的血流动力学障碍和微栓子清除能力下降，可能是导致CWI以及CWI合并皮质区梗死（PI）和/或穿支动脉梗死（PAI）的机制之一。

脑分水岭梗死；磁共振成像；磁共振血管造影；发病机制

脑分水岭梗死（cerebral watershed infarction，CWI）是指发生在≥2条脑动脉及深穿支和深穿支供血区之间边缘带的梗死。CWI约占所有脑梗死的10%[1]。目前很多研究集中在单纯性CWI病变模式及其机制[2,3]，在临床实践过程中，许多CWI合并其他类型脑梗死。本研究对85例CWI患者进行回顾性分析，以探讨CWI不同病变模式的MRI、MRA特点及其发病机制。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取我院神经内科2012年1月至2013年6月的住院患者。入选标准：①发病＜1周；②结合头颅DWI及脑血管分布模板证实为CWI；③新发病灶位于颈内动脉（internal carotid artery，ICA）分布区、皮质前分水岭及皮质后分水岭；④大动脉粥样硬化性梗死。排除标准：存在全身低灌注因素；根据TOAST分型分类为心源性栓塞、小动脉闭塞、其他确定病因和病因不明的脑梗死[4]；后循环梗死；接受溶栓治疗。

1.2 方法

1.2.1 头颅及颈部MRI检查 采用我院GE 1.5THDe超导磁共振扫描仪，正交线圈，扫描序列为STIR-EPI脉冲序列，扫描参数：TR= 4 500 ms，TE=106 ms，TI=180 ms，矩阵128×128，层厚 0.7 mm，常规取横轴位多层扫描MRI+DWI+MRA（头颅及颈部），评估脑血管狭窄部位、程度。

1.2.2 一般资料及危险因素记录 记录患者的一般临床资料，包括年龄、性别、原发性高血压病、糖尿病、冠心病史、既往卒中史、吸烟史及饮酒史。原发性高血压病定义为收缩压≥140 mmHg（1 mmHg= 0.133 kPa）和/或舒张压≥90 mmHg；糖尿病定义为空腹血糖＞7.0 mmol/L或餐后2 h血糖＞11.1 mmol/L或有糖尿病史；高脂血症定义为既往有高脂血症史或入院检查血脂异常（符合以下项目之一：胆固醇＞5.72 mmol/L，甘油三酯＞1.7 mmol/L，低密度脂蛋白＞3.12 mmol/L）；吸烟史定义为每日吸烟＞10支，持续≥ 5年；饮酒史定义为每日饮酒精量＞50 g，持续≥5年。

1.2.3 确立CWI分型及模式 由课题组1名高年资影像科医师和1名高年资神经科医师分别独立读片，根据统一的脑血管分布模板及分型标准对CWI进行分型，最终意见如有分歧，经讨论得出结果。根据Bogousslavsky和Regl[5]提出的分型方法，将CWI分为3型：①皮质前型：即前分水岭梗死（anterior watershed infarction，AWI），梗死发生于大脑前动脉（anteriorcerebral artery，ACA）与大脑中动脉（middle erebral artery，MCA）皮质支的边缘带，相当于额中回，呈楔状，尖端朝向侧脑室底；②皮质后型：即后分水岭梗死（posterior watershed infarction，PWI），梗死位于 MCA与大脑后动脉（posterior cerebral artery，PCA）皮质支的边缘带，常于额顶枕交界处，呈楔状，尖端朝向侧脑室底；③皮质下型：即内分水岭梗死（internal watershed infarction，IWI），梗死发生于MCA皮质支与深穿支的边缘带，主要位于基底核和侧脑室旁。在临床实践中，许多CWI往往合并其他类型的梗死，包括皮质区梗死（pial infarct，PI）和穿支动脉梗死（perforating artery infarct，PAI）。PI主要为软脑膜动脉分支供血区梗死；PAI包括纹状体内囊梗死和穿支动脉供血区梗死。梗死模式分为3类：单纯性CWI：包括单纯性AWI、单纯性PWI和单纯性IWI；混合性CWI：单纯性CWI+PI和/或PAI；多发性CWI：≥2个CWI同时并存。

1.2.4 脑动脉狭窄程度的判断 对病灶侧MCA和ICA是否存在狭窄及狭窄程度进行判断。根据三维MRA血管重建成像图，从各方位旋转观察血管，根据血管形态、走形、血流信号改变及远端血管显示程度，评估和综合分析。血管狭窄程度的测量采用北美有症状颈内动脉内膜切除试 验 （NorthAmericanSymptomatic Carotid Endarterectomy Trial，NASCET）标准[6]；MCA狭窄程度测量采用华法林-阿司匹林症状性颅内动脉病变（Warfarin-Aspirin symptomatic intracranial disease，WASID）试验诊断标准[7]。采用以下公式计算动脉的狭窄率：狭窄率=（1-AS/AN）×100%。AS为狭窄段最窄处的管径，AN为选择同一动脉的正常血管的管径。MCA狭窄程度的判断：①轻度脑动脉狭窄：1或多支血管狭窄表现为局部血流信号减弱，远端血管显示正常，狭窄率≤30%；②中度脑动脉狭窄：1或多支血管狭窄，表现为局部血流信号明显减弱或消失，远端血流显示欠佳或减少，狭窄率为30%～70%；③重度脑动脉狭窄：1或多支血管狭窄，表现为局部血流信号中断，远端血流信号消失，狭窄率≥70%。ICA狭窄程度的判断：轻度狭窄：狭窄率为30%～49%；中度狭窄：狭窄率为50%～69%；重度狭窄或闭塞：狭窄率≥70%。

1.3 统计学处理

采用SPSS 11.0统计软件分析数据，计量资料采用（均数±标准差）表示，多组间比较采用检验；计数资料以百分率表示，组间差异采用x2检验或精确检验，＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 CWI模式

纳入CWI患者85例，其中单纯性PWI 6例（7.06%），单纯性IWI 11例（12.94%），混合性AWI 4例（4.71%），混合性PWI 9例（10.59%），混合性IWI 36例 （42.35%），多发 性 CWI 19例（22.35%）。无单纯性AWI，19例多发性CWI中，有 18例存在 IWI，1例为AWI+PWI。

2.2 不同模式CWI和危险因素特征

85例患者中，男53例，女32例；年龄36～84岁，平均（63.18±9.90）岁；原发性高血压病61例（71.76%），糖尿病14例（16.47%），高脂血症37例（43.53%），冠心病19例（22.35%），吸烟20例（23.53%），饮酒27例（31.76%），既往有卒中史19例（22.35%）。不同CWI模式之间上述人口统计学和危险因素比较无显著性差异，见表1。

表1 不同CWI模式患者的一般资料和危险因素

2.3 不同模式CWI与MCA、ICA病变的关系

85例患者中，MCA重度狭窄62例（72.94%），ICA重度狭窄10例（11.76%），前者明显高于后者（x2=65.147，=0.00）。单纯性IWI、混合性IWI和多发性CWI的MCA重度狭窄率明显高于ICA重度狭窄率（＜0.01）；单纯性PWI、混合性AWI和混合性PWI的MCA重度狭窄率与ICA重度狭窄率差异无统计学意义（＞0.05），见表2。

2.4 不同模式CWI患者的MCA狭窄程度

不同模式CWI的MCA不同狭窄情况（轻度狭窄、中度狭窄、重度狭窄）构成比比较差异有统计学意义（x2=30.924，=0.001），见图1、表2。单纯性PWI的MCA重度狭窄率低于单纯性IWI、混合性AWI、混合性IWI、多发性CWI；混合性PWI的MCA重度狭窄率低于单纯性IWI、混合性AWI、混合性IWI、多发性CWI。单纯性PWI的MCA重度狭窄率与混合性PWI的MCA重度狭窄率差异无统计学意义；单纯性IWI与混合性AWI、混合性IWI、多发性CWI的MCA重度狭窄率差异无统计学意义（＞0.05）；混合性AWI与混合性IWI、多发性CWI的MCA重度狭窄率差异无统计学意义（＞0.05）；混合性 IWI与多发性 CWI的MCA重度狭窄率差异无统计学意义（＞0.05），见表2。

表2 不同模式CWI患者的MCA和ICA狭窄程度比较（n，%）

2.5 不同模式CWI患者的ICA狭窄程度

不同模式CWI的ICA不同狭窄情况（轻度狭窄、中度狭窄、重度狭窄）构成比比较差异无统计学意义（x2=10.589，=0.390），且不同模式CWI两两之间ICA重度狭窄率的比较差异均无统计学意义（＞0.05），见表2。

3 讨论

既往研究发现，CWI经常合并其他梗死模式，单一模式的CWI并不常见，如合并PI和/或PAI极为常见[8,9]。本研究85例CWI患者中，单纯性CWI仅17例（20%），合并PI和/或PAI的CWI 49例（57.65%），其中IWI合并PI和/或PAI最多见，占36例（42.35%），与国内徐盎然等[10]研究较为一致。有研究表明，MCA严重狭窄或闭塞导致血流动力学障碍，使微栓子清除能力下降，动脉粥样硬化性MCA病变栓子栓塞皮质分支或深穿支，从而导致CWI合并PI和/或PAI[11]。本研究中不同CWI模式患者的性别、年龄和危险因素构成比较差异无统计学意义（＞0.05），与既往研究[10,12]一致。

图1 左侧大脑中动脉闭塞致左侧内分水岭梗死

本研究发现，所有85例CWI患者，MCA重度狭窄率明显高于ICA重度狭窄率（=0.00），提示MCA重度狭窄较ICA重度狭窄更易导致CWI。分析其原因可能为：由于颅内动脉严重狭窄或闭塞是一个缓慢的病理过程，使颅底动脉环各交通动脉充分开放及侧枝循环形成，一侧颅外段颈内动脉严重狭窄造成其远端的缺血足以被各交通动脉充分开放以及侧枝循环形成所代偿；再者，由于分水岭区为颅内主要动脉供血区的交界部位，处于供血系统的末端，颅内各主要动脉的严重狭窄或闭塞不易被各交通动脉开放以及侧枝循环形成所代偿，故更容易引起狭窄远端的血流动力学障碍（局部低灌注）。进一步对不同模式CWI与MCA、ICA病变的关系研究表明，单纯性IWI、混合性IWI和多发性CWI MCA重度狭窄率明显高于ICA重度狭窄率（＜0.01），说明MCA重度狭窄较ICA重度狭窄更易导致单纯性IWI、混合性IWI和多发性CWI。19例多发性CWI中18例存在IWI，表明较ICA重度狭窄而言，MCA重度狭窄与IWI的梗死模式关系更密切，推测这是由于皮质下分水岭区系MCA皮质支与深穿支的边缘带，故MCA严重狭窄或闭塞更易于累及此区域。这些结果与国内外一些研究相一致，如：Lee等[13]发现CWI联合PI和（或）PAI的梗死模式与MCA严重狭窄或闭塞相关，与ICA严重狭窄无关；Kim等[14]发现MCA狭窄和（或）闭塞对IWI的影响要大于ICA狭窄和 (或)闭塞；文佳媚等[12]研究发现，IWI的MCA病变率高于非IWI组，ICA病变率低于非IWI组，提示IWI多存在MCA严重狭窄或闭塞，多不合并ICA严重狭窄或闭塞。

通过对不同模式CWI患者的MCA狭窄程度比较研究发现，单纯性IWI、混合性AWI、混合性IWI、多发性CWI MCA重度狭窄率均明显高于单纯性PWI和混合性PW（I＜0.05），说明MCA严重狭窄对于前循环（颈内动脉系统）供血区的CWI影响较大，对于后循环（椎基底动脉系统）供血区参与的CWI影响较小。由于笔者未对后循环血管病变进行研究，故推测后循环血管病变可能在PWI起一定作用。有研究表明当存在椎基底系统病变或胚胎型PCA时，容易引起PWI[15]。本研究对不同模式CWI患者的ICA狭窄程度进行比较，发现不同模式CWI的ICA不同狭窄情况构成（轻度狭窄、中度狭窄、重度狭窄）无差别（=0.390）；不同模式CWI两两之间ICA重度狭窄率也无差别（＞0.05），提示颅外段颈内动脉病变对不同CWI模式影响不大。

本研究中也存在一些不足，观察病例数相对较少，致使某些模式的CWI病例数太少，可能会导致某些差异未能体现；评价血管仅是采用MRA，会产生一定的偏差。本研究发现，MCA重度狭窄较ICA重度狭窄更易导致CWI，尤其是导致IWI、混合性IWI和多发性CWI；MCA重度狭窄对于前循环（颈内动脉系统）供血区的CWI影响较大；MCA重度狭窄引起狭窄远端的血流动力学障碍和微栓子清除能力下降，可能是导致CWI以及CWI合并PI和/或PAI的机制之一。

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Characteristics of MRI and MRA in Patients with Cerebral Watershed Infarction

Objective:To investigate the features of MRI and MRA in detecting different cerebral watershed infarction(CWI)patterns.Methods:Eighty-five CWI patients were retrospectively divided into three types including simple CWI,mixed CWI and multiple CWI.The middle cerebral artery(MCA)and internal carotid artery(ICA) stenosis were evaluated in different CWI patterns.Results:There were 6 patients with simple posterior watershed infarction(PWI),11 patients with simple internal watershed infarction(IWI),4 patients with mixed anterior watershed infarction (AWI),19 patients with mixed PWI,36 patients with mixed IWI and 19 patients with multiple CWI.Of the 85 patients,the ratio of severe stenosis of MCA was significantly higher than that of ICA(=0.00). The ratio of severe stenosis of MCA was significantly higher than that of ICA in patients with simple IWI,mixed IWI and multiple CWI(＜0.01).The ratio of severe stenosis of MCA in patients with simple IWI,mixed AWI, mixed IWI and multiple CWI was significantly higher than that in the patients with simple PWI and mixed PWI (＜0.05).Conclusion:Severe stenosis of MCA is more likely to lead CWI than severe stenosis of ICA,especially in patients with IWI,mixed IWI and multiple CWI.Severe stenosis of MAC has a greater effect on CWI of anterior circulation (ICA system).Hemodynamic abnormality of the far side in patients with severe stenosis of MCA and the declined ability to eliminate micro-embolus may be of important mechanism.

cerebral watershed infarction;magnetic resonance imaging;magnetic resonance angiography; mechanism

R741;R741.04

A DOI 10.3870/sjsscj.2014.03.014

山东省菏泽市立医院a.神经内科 b.影像科山东 菏泽274000

2013-10-15

李支援zhiyuanl188@sohu. com