CT与MRI在恶性大脑中动脉梗死中的应用进展

代兰兰，丁长青，李绍东

摘要： “恶性大脑中动脉梗死”为CT及MRI影像学上脑梗死范围>大脑中动脉供血区1/2或MRI的DWI序列图像提示脑梗死体积>145mL，形成明显的水肿、占位效应，导致神经功能的快速恶化，还可发生出血性转化及致命性脑疝，病死率极高。MMI临床表现重，可有多种高危因素，其影像学表现与其病理生理特征相关。CT与MRI目前已成为MMI诊断及预后评价的主要影像学诊断手段，可显示早期影像学特征征象并对其危险因素与疾病进展关系进行预测，对脑水肿及中线移位及出血性转化进行评价并对其预后进行预测及治疗后评价，影像学还可进行鉴别诊断。

关键词： 恶性大脑中动脉梗死;影像学征象;体层摄影术，X线计算机;磁共振成像

中图分类号：R445.2;R445.3文献标识码：BDOI：10？郾3969/j.issn.1001-0270.2022.01.02

Application Progress of CT and MRI in Malignant Middle Cerebral Artery Infarction

DAI Lan-lan1， DING Chang-qing（Corresponding author）1， LI Shao-dong2

（1. Department of Imaging， Fengxian Hospital Affiliated to Nantong University （Fengxian People's Hospital）， Jiangsu 221700， China; 2. Department of Imaging， Affiliated Hospital of Xuzhou Medical University， Jiangsu 221002， China）

Abstract： “Malignant middle cerebral artery infarction”（MMI） refers to the cerebral infarction area on CT and MRI imaging>1/2 of the blood supply area of  the middle cerebral artery or the volume of cerebral infarction is >145 mL on  MRI DWI sequence images. Obvious edema and space-occupying effect lead to rapid deterioration of nerve function， hemorrhagic transformation and fatal brain herniation， and the mortality rate is extremely high. The clinical manifestations of MMI are severe and may have a variety of high-risk factors， and its imaging manifestations are related to its pathophysiological characteristics. CT and MRI have become the main imaging diagnostic methods for MMI diagnosis and  prognostic evaluation. They can show early imaging characteristics and predict the relationship between risk factors and disease progression， and evaluate brain edema， midline shift， hemorrhagic transformation， prediction of prognosis and post-treatment evaluation， and they can also be used for differential diagnosis.

Key words： Malignant middle cerebral artery infarction; Imaging signs; Tomography， X-ray computer; Magnetic resonance imaging

Hacke等于1996年首次提出“惡性大脑中动脉梗死”（malignant middle cerebral artery infarction，MMI）这一概念。MMI为一种罕见但严重的神经中枢血管性疾病，系大脑中动脉（middle cerebral artery，MCA）闭塞所致[1]。影像学上脑梗死范围>大脑中动脉供血区1/2或MRI的DWI序列图像提示急性脑梗死体积>145mL，形成明显的水肿（即恶性脑水肿，Malignant brain edema，MBE）及占位效应，导致神经功能的快速恶化，还可发生出血性转化及致命性脑疝[2]。目前，CT与MRI已成为MMI诊断及预后评价的主要影像学手段。本文综述了CT与MRI在MMI中的最新应用进展。

1 临床表现

MMI以急性意识障碍起病，病情进展迅速，预后极差。按照国内专家共识，若MCA供血区梗死患者发病早期即出现神经功能缺失及意识障碍，并伴脑疝形成，称为MMI，其病死率高达78%。存活患者也会遗留严重神经功能残疾[3]。在存活的MMI患儿中，长期癫痫发作及发作持续时间均大大增加[4]。

2 病因及危险因素

文献报道，MMI除伴脑梗死常见的高血压、糖尿病、高脂血症等高危因素外，以下可能为主要病因：心源性栓塞、大动脉粥样硬化、动脉夹层、梅毒性脑动脉炎、Moyamoya病、Trousseau 综合征（肿瘤患者并发的各种血栓栓塞）、真性红细胞增多症、大脑中动脉瘤夹闭术或栓塞术后、颅脑外伤、PHACES 综合征（一种血管瘤合并其他脏器畸形的综合征）、颅内胶质母细胞瘤等恶性肿瘤等[5-11]。

3 病理生理学特征

MMI病理生理学特征为迅速进展的内部大面积不可逆性严重缺血且半暗带小，细胞毒性水肿立即发生于大部分缺血区域。随后血脑屏障破坏及血管性脑水肿的破裂，导致恶性脑水肿（Malignant brain edema，MBE）、脑肿胀。渐进性血管性水肿在一至数天后达到最大值，并压迫周围组织、致中线移位和小脑幕切迹疝 （transtentorial herniation），终致脑干压迫和死亡[12]。

4 CT与MRI在MMI的早期诊断价值及主要征象

MMI可以通过相对高敏感性CT及MRI神经影像学进行早期预测[12]。早期MRI扩散（DWI）和灌注加权（PWI）的定量分析可以预测MMI，并有助于进一步的临床干预[13]。有研究应用动态对比增强灌注磁共振成像（dynamic contrast enhanced perfusion MR imaging，DCE pMRI），对MCA闭塞的大鼠良恶性充血及微血管变化进行观察，发现DCE MRI可以较好评价MCA与微血管损伤相关的缺血后充血[14]。对梗死体积的预测取决于MMI的生长动力学形状，近期有学者对MMI患者术前行三次头颅CT扫描，应用自适应神经模糊推理系统（Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System，ANFIS）模型，预测三次CT所测量的梗死的发生率和梗死体积，与实际情况相比无统计学差异，提示这种新型方法具有较高的应用价值[15]。

大脑中动脉高密度征（Hyperdense middle cerebral artery sign，HMCAS）见于患侧MCA的M1段，其密度高于周围脑组织及动静脉血管，也较对侧MCA增高，评价时需排除钙化、红细胞比积升高及造影剂滞留等所致的该区域CT密度增高[16]。FLAIR图像可见右侧大脑中动脉呈血管高信号征（hyperintense vessel sign，HVS）。有研究表明，HMCAS和MRI上磁敏感加权序列（susceptibility-weighted imaging）可见磁敏感血栓征（susceptibility vessel sign，SVS），在显示MCA近段血栓的灵敏度及特异性上较高，且两者具有良好的一致性[17]。部分MCA急性缺血性卒中患者的FLAIR序列可见血管高信号征（FLAIR vascular hyperintensity，FVH），此征的出现可能源于侧支循环形成及代偿血流逆流[18]。另有研究认为，糖尿病是影响急性MCA闭塞患者FVH形成的独立危险因素[19]。部分MMI患者SWI图像上可见到突出血管征（prominent vessel sign，PVS），PVS被定义为灌注减低区域内明显的低信号血管信号影。有学者使用脑卒中程序早期MR评分（the Stroke Program Early MR Score，SPEMRS）评价PVS的临床意义，结果显示，低SWI-SPEMRS值较低DWI-SPEMRS值能更好提示预后不良[20]。

有研究应用MRI 可在症状发作6小时内预测MMI，发现以下参数被确定为MMI的独立预测因素：DWI上病变显示为急性且体积较大，MCA 及颈内动脉（internal carotid artery，ICA）闭塞，以及美国国立卫生研究院卒中量表评分（National Institutes of Health Stroke Scale score，NIHSS）评估的入院时神经功能严重缺损。其中，DWI上的病变体积> 82mL作为阈值预测MMI的特异性、阴性预测值和阳性预测值均高，但敏感性较低。因而，入院时行MRI检查具有较高的阳性预测值和阴性预测值，可能有助于指导减压手术等治疗决策。因此，在一小部分初始DWI病变体积较小的患者中，需要随访复查以确定是否会进展为MMI[21]。对完全性MCA梗死（complete MCA infarction，CMCA）评分的预测因素包括：CT发现早期的低密度超过1/3，高密度MCA征象，脑水肿，美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）评分≥17分，入院前5天内卒中发展。其中，CMCA评分（utoff CMCA score）阈值为2分的敏感性为81.8%，特异性为70.5%[22]。

5 CT对MMI脑水肿及中线移位的评价

对MMI致命的脑水肿早期诊断及积极干预，可能会有更好的临床结局。有CT灌注研究提示，1.7mL/100g脑血流量对于MBE所致的早期中线移位预测具有最高的灵敏度和特异度[23]。脑水肿可致颅内压（intracranial pressure，ICP）增高。有研究表明，经眼眶超声测量视神经鞘直径（optic nerve sheath diameter，ONSD）对诊断妊娠期高血压等所致的ICP增高具有较高的价值[24]。有研究回顾了接受去骨瓣減压术（decom-pressive hemicraniectomy，DHC）MMI患者CT的ONSD、眼球横径（eyeball transverse diameter，ETD）、ONSD/ETD比率、中线移位（midline shift，MLS）并对梗死体积进行量化。结果显示，超过5.25mm的ONSD和初始CT上ONSD/ETD比率超过0.232的多发生在MMI患者中[25]。有学者应用螺旋CT容积数据，测量包括DHC尺寸指数（根据头部大小的变化进行调整）、MLS、脑外疝（transcalvarial）以及侧脑室中央区直径，该方法根据头部尺寸的变化调整切割面积，有效补偿头部大小变异所致的测量不一致，可对DHC中线脑移位程度进行精准测量[26]。

6 CT、MRI对MMI伴发的出血转化的危险因素及影像学评价

MMI伴发的出血可分为出血性脑梗死（hemorrhagic infarction stroke，HI）和脑实质血肿（parenchymal hematoma，PH）两型。大面积脑梗死、累及皮质、年龄、入院时NIHSS评分是HT的独立危险因素，HT亚型的独立危险因素存在差异[27]。张晓峰（2017）[28]研究认为，高血压、糖尿病、高脂血症及心房颤动等病史，以及大面积梗死、溶栓治疗和抗凝治疗是中老年急性脑梗死患者出血性转化的危险因素，临床应针对上述危险因素采用相应干预措施。

MMI可伴脑微出血（cerebral microbleeds，CMBs），CMBs系脑内微小血管病变所致、以血管周围含铁血红素沉着为主要特征的一种脑实质亚临床损害。CMBs 诊断标准如下：①SWI上圆形或卵圆形的低密度信号缺失灶、界清、直径2-10mm、病灶1/2以上被脑实质环绕;②T1WI及T2WI 均较难显示;③除外弥漫性轴索损伤所致;④除外钙化、海绵状血管瘤、小血管流空影等类似影像学表现的情况。有研究应用DWI阿尔伯塔卒中项目早期CT 评分（Alberta Stroke Program Early CT Score on diffusion-weighted imaging，DWI-ASPECTS）对急性MCA供血区脑梗死患者新发CMBs进行预测，结果发现，ASPECTS 评分≤5分预测新发CMBs的敏感性及特异性分别为87.7%、88.3%，提示DWI-ASPECTS 可有效预测急性MCA供血区脑梗死患者新发CMBs 风险[29]。有学者应用MRI的SWI及三维的准连续式动脉自旋标记技术（three dimensional pseudo continuous arterial spin labeling，3D-PCASL），在评价急性脑梗死后HT方面取得较好效果[30]。一项研究认为，DWI-ASPECTS预测HT的最佳分割点为≤7，其敏感度及特异性分别为92.9%、78.3%[31]。

7 CT与MRI对MMI预后预测及治疗后评价

有研究应用MRI DWI图像测量高信号的病灶体积（Diffusion-weighted high-intensity volume，DHV）和受累脑容积（infarcted brain volume，BV），结果显示，在MMI组DHV值较大及DHV/BV值也较高（P<0.001），预测MMI的DHV阈值为102cm3（灵敏度85%，特异性91%，P<0.01），DHV/BV阈值为7.8%（敏感性86%，特异性87%，P<0.01），提示DHV和DHV/BV可为MMI预测提供可靠的信息[32]。一项应用阿尔伯塔卒中计划早期CT评分（Alberta Stroke Program Early CT Score，ASPECTS）评价MMI的研究，结果提示MCA梗死患者脑部初始ASPECTS值≤7分与恶性MCA梗死的发生相关，建议密切监测和早期考虑对ASPECTS≤7的急性中风患者进行半脑减压切除术（Decompressive hemicraniectomy，DHC）治疗[33]。在急性大脑中动脉闭塞患者中，HVS组DWI序列的梗死体积、入院及出院时的NIHSS评分、出院30d的改良Rankin评分均优于HVS阴性组[34]。HVS作为间接反映急性大血管闭塞的一种特殊影像表现，代表脑缺血区软脑膜侧支循环的形成，目前多认为急性MCA闭塞所致梗死患者的HVS评分越高，侧支代偿越丰富，提示血管内治疗效果相对更好[35]。在由急性大血管闭塞引起的缺血性中风中，白质比灰质不易受局部缺血的影响。急性MCA闭塞后，WM梗死通常晚于灰质梗塞。因此，成功的再通甚至可以在症状发作数小时后挽救许多处于危险中的白质。白质的完好与更好的神经恢复、预防恶性肿胀及降低死亡率相关。MRI可较好评估白质损伤[36]。有学者基于MMI患者的临床信息、平扫CT及ASPECTS、CT血管造影（computed tomography angiography，CTA），建立一个放射组学特征的模型，从126位患者每个平扫CT图像中总共提取了396个纹理特征，研究结果提示，该模型可以成为预测MMI风险的工具[37]。一项对减压术后MMI的预测指标研究，结果显示，DWI梗死体积和血栓切除时间可作为MMI的独立预测因子，基于这两个因素的决策树能够以高特异性和敏感性预测恶性演变[38]。

有学者使用CT对70例接受减压术的MMI患者，进行术前和术后中线移位测量，发现术后中线移位减少的患者，在起病后6个月更可能存活[39]。有研究以格拉斯哥预后量表 （Glasgow Outcome Scale）为对照，应用CT对恶性MCA梗死颅脑减压切除术评价，发现术前和术后MLS、术前和术后受影响和对侧半球直径之间的比值（the ratio between the diameter of the affected and contralateral hemisphere，HD ratio）可作为预测恶性MCA梗死手术疗效的指标[40]。有学者对27例进行DC治疗MMI患者应用术前和术后24小时内CT灌注研究，评估灌注CT血流动力学参数（hemodynamic parameters）、平均通过时间（mean transit time）及脑血流量和脑血容量（cerebral blood flow，and cerebral blood volume）。结果发现，DHC后脑血流动力学有改善的趋势;术前和术后绝对平均通过时间与6个月时的死亡率相关，结局良好的患者术后和术前脑血流量比率明显高于不利預后患者（脑卒中后48小时接受手术的患者，中线脑移位>10mm者， >55岁者，灌注CT参数无明显改善）。提示DC改善MMI患者的脑血流动力学，改善程度与预后有关，灌注CT可能在缺血性中风后进行DHC的患者中起到预测工具的作用[41]。

8 鉴别诊断

主要鉴别诊断：①伴明显水肿的慢性早期脑出血，CT上呈略低密度，结合病史及MRI T1WI及T2WI高信号可诊断;②急性大面积脑炎，有明显的中枢神经系统感染的表现，小儿多见，双侧半球受累常见，非血管性分布[42];③伴大面积水肿的静脉窦血栓形成，多有口服避孕药、中耳乳突炎病史、产褥期、外伤等高危因素，影像学表现为非常规分布的脑梗死及多发皮层下出血[43]。MR动脉自旋标记灌注成像（arterial spin-labeling perfusion-weighted image，ASL-PWI）呈现的静脉窦明亮表现（bright sinus appearance）对静脉窦血栓的诊断较磁敏感血管征（susceptibility vessel sign）、空三角征（empty delta sign）和非典型动脉区域分布（atypical distribution against arterial territory）更为敏感[44];④伴明显水肿的恶性脑肿瘤，临床症状多迁延，增强多有强化，水肿无强化;⑤伴致死性脑水肿Dravet综合征，主要见于儿童，以癫痫为主要表现[45]。

總之，CT及MRI影像学检查在MMI明确诊断及随访中具有重要价值。

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