张佳慧,徐运
临床上,部分急性缺血性卒中患者存在侧支循环开放,侧支循环好的患者再灌注比例较高[1]。评估患者的侧支开放状态,对患者的远期预后具有重要意义。VAGAL等[2]对95例缺血性卒中患者进行研究,分析发现入院时电子计算机断层扫描血管成像(computed tomography angiography,CTA)上显示侧支循环较好的患者梗死体积较小(P=0.007 8)。因此,缺血早期准确评估侧支循环开放状态,对患者梗死体积的大小及预后的好坏具有重要意义。
血脑屏障(blood brain barrier,BBB)是人体的一道天然的屏障系统,对物质进出大脑发挥着严格的选择性透过作用,从而维持脑组织和神经系统的正常生理活动[3]。BBB在急性缺血性卒中的病理生理机制中发挥着重要作用[4-5]。有研究表明,BBB破坏是急性卒中患者出现出血转化和恶性水肿的独立预测因子[6]。我们可以通过检测BBB的完整性来预测恶性大脑中动脉梗死性卒中的发生[7]。
本文就多模式计算机断层扫描成像(computed tomography,CT)对缺血性卒中患者侧支循环及BBB完整性的评估价值进行综述。
一个典型的多模式CT包括CT平扫、CTA、灌注成像(CT perfusion,CTP)3种影像学检查方法[8-10],这3种检查方法各有优缺点。CT平扫是目前使用最为广泛的CT成像方式,对脑出血、陈旧性缺血改变或其他卒中外的诊断价值较大,为目前诊断急性卒中的标准检查[11]。CTA可判断患者颅内血管堵塞部位,同时可快速评估患者侧支循环状态从而判断患者是否应该进行血管内治疗以及预后[12-13]。CTP能够迅速判断梗死核心的体积、组织缺血程度及可挽救的组织范围,并通过不同的参数来确定患者脑血流量(cerebral blood flow,CBF)、脑血容量(cerebral blood volume,CBV)、脑血流平均通过时间(mean transit time,MTT)、脑血流达峰时间(time to peak,TTP)等血流动力学信息[14-16],CTP表面通透性(permeability surface,PS)图还可评估卒中患者BBB渗透性。
2.1 卒中早期BBB受损与出血转化有着密切联系 有关BBB破坏可增加卒中后出血转化风险的研究已经很多。为探究急性缺血性卒中患者血管内治疗后BBB破坏的发生率、基线特性及临床预后,DESILLES等[17]进行了一项研究,该研究共纳入220例缺血性卒中后进行血管内治疗的患者,结果显示,BBB破坏见于128例患者[58.2%;95%可信区间(confidence interval,CI)51.4%~64.9%],与未出现BBB破坏的患者相比,出现BBB破坏的患者早期神经功能缺损的改善率较低(8.6%vs31.5%,P<0.001),发病后90 d的死亡率较高(34.4%vs144.6%,P=0.001),出血转化的发生率较高(42.2%vs8.7%,P<0.001)。因此,BBB的破坏对转归有着重要的预测作用,与血管内治疗后患者的死亡率独立相关。LEIGH等[18]研究表明,急性缺血性卒中患者BBB破坏程度与血管内治疗后颅内出血(intracranial hemorrhage,ICH)的风险和严重程度有关。该研究受试人员来源于国外一项大型研究[19],研究人员通过对100例发病时间在12 h内并接受血管内治疗的卒中患者磁共振成像分析发现,24例患者治疗后出现脑实质内血肿,且BBB破坏程度与血管内治疗后出血相关。此外,该研究还认为BBB破坏的位置与治疗后脑实质内血肿之间存在关联,因此,在理想情况下,治疗前检测BBB的破坏可用于指导治疗方案的制定,特别是BBB破坏严重或伴有发生脑实质内血肿高危风险的患者应排除血管内治疗。
2.2 CTP参数PS对评估BBB完整性具有重要价值 临床上可通过多模式CT成像,特别是PS对BBB完整性进行评估[18],其标志是PS的增加。对86例发病时间在6 h内的缺血性卒中患者进行多模式CT扫描的一项研究[20],分析这些患者的PS值与其卒中后发生出血转化是否具有相关性,随访中有31%的患者出现了出血转化,而梗死部位的PS值与出血转化显著相关(P=0.047),该研究认为PS>0.84 ml/(100 g·min)是出血转化的独立危险因素[比值比(odds ratio,OR)28,95%CI1.75~452.98,P=0.02]。而AVIV等[21]对PS判断是否出血转化的临界值得出了不同的结论,他们对41例发病时间在3 h内的卒中患者行CTP检查,计算出每例患者的PS值并进行定期随访,随访中有23例(56%)患者出现了出血转化。与未出现出血转化的患者相比,出血转化的患者美国国立卫生研究院卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale,NIHSS)评分更高(P=0.005),临床预后更差(P=0.001)。其中,出血转化的患者组平均PS远远高于未出血转化患者[0.49 ml/(100 g·min)vs0.09 ml/(100 g·min),P<0.001],该研究还提出PS=0.23 ml/(100 g·min)是判断卒中后患者是否会出现出血转化的一个临界值(敏感性77%,特异性94%),PS>0.23 ml/(100 g·min)的患者出现出血转化的风险更高。这两个研究均对PS评估BBB完整性的重要性进行了肯定,但在PS预测出血转化的阈值范围上有着不同的界定,这可能因样本量过少或纳入研究的患者发病时间的不同导致,因此,未来需要更多样本量的研究对PS阈值进行研究。
2.3 CTA评估BBB完整性 目前,尚无研究检测CTA是否可以用来评估BBB的完整性[20]。
3.1 CTA评估急性缺血性卒中患者侧支循环状态 CTA是目前评价软脑膜侧支循环最常用的一种无创性检查手段,有研究将DSA侧支循环分级标准应用于CTA后发现,两者对侧支循环评估的一致性很高。SILLANPÄÄ等[22]对105例前循环动脉闭塞的卒中患者进行研究,对CTA原始图像进行阿尔伯塔卒中项目早期CT评分(Alberta Stroke Program Early CT Score,ASPECTS),然后比较CTA原始图像阿尔伯塔卒中项目早期CT评分(CT angiographysource images Alberta Stroke Program Early CT Score,CTA-SI-ASPECTS)与侧支循环评分,结果表明,侧支循环较差的患者的CTA-SI-ASPECTS评分随之降低(P<0.001),CTA-SI-ASPECTS评分与侧支循环评分在评价患者侧支循环开放状态上差异无显著性(P=0.43)。KASCHKA等[23]对49例前循环梗死的卒中患者均进行CTA和4D-CTA扫描,发现CTA低估了患者侧支循环状态(P<0.001)。4D-CTA在评估侧支循环上更优于CTA,但4D-CTA在临床上目前还没有得到广泛应用。TAN等[16]对113例发病时间在48 h内且入院时均行CT头颅平扫(Non-contrast-enhanced CT,NCCT)、CTA、CTP检查的卒中患者进行研究发现,在探测血管狭窄或闭塞的位置上,CTA的敏感性和特异性均较高(敏感性95%,特异性100%),高于NCCT(敏感性52.9%,特异性95.3%)和CTP(精确度92.9%)。因此,CTA仍是临床上评估卒中患者侧支循环状态的一种有效的无创性检查手段。
3.2 CTP评估急性缺血性卒中患者侧支循环状态 为研究是否可通过CTP对急性前循环卒中患者的侧支循环进行评估,RUSANEN等[24]对58例急性前循环卒中患者进行各个参数图像(包括CBV、MTT)的ASPECTS评分,分析患者入院时的CBV ASPECTS评分、MTT ASPECTS评分、侧支循环评分及3个月后的改良Rankin量表(modified Rankin Scale,mRS)评分是否存在相关性,分析发现入院时有着更高CBV ASPECTS评分(OR2.11,95%CI1.33~3.34,P=0.001)和MTT ASPECTS评分(OR1.46,95%CI1.02~2.10,P=0.04)的患者有着更好的侧支循环评分,因此,该研究表明较高的CBV ASPECTS评分、MTT ASPECTS评分对预测患者卒中发生后是否可以形成良好的侧支循环有着重要的价值。该研究为我们提供了另一个评估侧支循环的方法,但CTP在评估侧支循环方面是否比CTA更具有优势,仍需大量的研究来验证。
综上所述,准确的评估急性缺血性卒中患者的侧支循环状态和BBB完整性对临床诊断及制定诊疗方案有着重要意义。因此,多模式CT在急性缺血性卒中的诊治过程中应得到广泛应用。
[1] BANG O Y,SAVER J L,KIM S J,et al. Collateral fl ow predicts response to endovascular therapy for acute ischemic stroke[J]. Stroke,2011,42(3):693-699.
[2] VAGAL A,MENON B K,FOSTER L D,et al.Association between CT angiogram collaterals and CT perfusion in the interventional management of StrokeⅢ Trial[J]. Stroke,2016,47(2):535-538.
[3] HAWKINS B T,DAVIS T P. The blood-brain barrier/neurovascular unit in health and disease[J]. Pharmacol Rev,2005,57(2):173-185.
[4] SCALZO F,ALGER J R,HU X,et al. Multi-center prediction of hemorrhagic transformation in acute ischemic stroke using permeability imaging features[J].Magn Reson Imaging,2013,31(6):961-969.
[5] ISRAELI D,TANNE D,DANIELS D,et al. The application of MRI for depiction of subtle blood brain barrier disruption in stroke[J]. Int J Biol Sci,2010,7(1):1-8.
[6] ROSENBERG G A,YANG Y. Vasogenic edema due to tight junction disruption by matrix metalloproteinases in cerebral ischemia[J]. Neurosurg Focus,2007,22(5):E4.
[7] BEKTAS H,WU T C,KASAM M,et al. Increased blood-brain barrier permeability on perfusion CT might predict malignant middle cerebral artery infarction[J]. Stroke,2010,41(11):2539-2544.
[8] SILLANPÄÄ N. Role of perfusion imaging in acute stroke[J]. Panminerva Med,2013,55(1):29-41.
[9] JAUCH E C,SAVER J L,ADAMS H P J R,et al.Guidelines for the early management of patients with acute ischemic stroke:a guideline for healthcare professionals from the American Heart Association/American Stroke Association[J]. Stroke,2013,44(3):870-947.
[10] LÖVBLAD K O,ALTRICHTER S,VIALLON M,et al. Neuro-imaging of cerebral ischemic stroke[J]. J Neuroradiol,2008,35(4):197-209.
[11] KASSNER A,MERALI Z. Assessment of blood-brain barrier disruption in stroke[J]. Stroke,2015,46(11):3310-3315.
[12] RAJANI R,MIRZA F,TEOH Y,et al. Entrapment:thrombus within a patent foramen ovale[J]. J Cardiovasc Med(Hagerstown),2009,10(7):576-577.
[13] ELIJOVICH L,GOYAL N,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.
[14] SALLUSTIO F,MOTTA C,PIZZUTO S,et al.CT angiography-based collateral fl ow and time to reperfusion are strong predictors of outcome in endovascular treatment of patients with stroke[J]. J Neruointerv Surg,2016. pii:neurintsurg-2016-012628.
[15] PARSONS M W,PEPPER E M,BATEMAN G A,et al. Identification of penumbra and infarct core on hyperacute noncontrast and perfusion CT[J].Neurology,2007,68(10):730-736.
[16] TAN J C,DILLON W P,LIU S,et al. Systematic comparison of perfusion-CT and CT-angiography in acute stroke patients[J]. Ann Neurol,2007,61(6):533-543.
[17] DESILLES J P,ROUCHAUD A,LABREUCHE J,et al. Blood-brain barrier disruption is associated with increased mortality after endovascular therapy[J].Neurology,2013,80(9):844-851.
[18] LEIGH R,CHRISTENSEN S,CAMPBELL B C,et al.Pretreatment blood-brain barrier disruption and postendovascular intracranial hemorrhage[J]. Neurology,2016,87(3):263-269.
[19] LANSBERG M G,STRAKA M,KEMP S,et al. MRI profile and response to endovascular reperfusion after stroke (DEFUSE 2):a prospective cohort study[J].Lancet Neurol,2012,11(10):860-867.
[20] OZKUL-WERMESTER O,GUEGANMASSARDIER E,TRIQUENOT A,et al. Increased blood-brain barrier permeability on perfusion computed tomography predicts hemorrhagic transformation in acute ischemic stroke[J]. Eur Neurol,2014,72(1-2):45-53.
[21] AVIV R I,D'ESTERRE C D,MURPHY B D,et al. Hemorrhagic transformation of ischemic stroke:prediction with CT perfusion[J]. Radiology,2009,250(3):867-877.
[22] SILLANPÄÄ N,SAARINEN J T,RUSANEN H.Computed tomography angiography source images closely re fl ect the integrity of collateral circulation[J].J Neuroradiol,2015,42(5):261-268.
[23] KASCHKA I N,KLOSKA S P,STRUFFERT T,et al. Clot burden and collaterals in anterior circulation stroke:differences between single-phase CTA and multi-phase 4D-CTA[J]. Clin Neruoradiol,2016,26(3):309-315.
[24] RUSANEN H,SAARINEN J T,SILLANPÄÄ N.Collateral circulation predicts the size of the infarct core and the proportion of salvageable penumbra in hyperacute ischemic stroke patients treated with intravenous thrombolysis[J]. Cerebrovasc Dis,2015,40(3-4):182-190.