恶性大脑中动脉梗死影像学预测因素研究进展

徐格曼， 王宇梅， 李翰青综述， 刘 猛审校

恶性大脑中动脉梗死(malignant middle cerebral artery infarction,mMCAI)是指由颈内动脉远端或大脑中动脉近端闭塞引起的急性脑梗死，常伴有严重的神经功能障碍、致命性脑水肿甚至脑疝[1]。mMCAI即使经过积极的内科治疗，死亡率仍高达80%，脑梗死后继发占位性脑水肿导致颅内压升高，中线移位，称为恶性脑水肿(malignant cerebral edema,MCE)，是发生恶性病程的主要原因[2]。mMCAI患者在最初48 h内实施去骨瓣减压术(decompressive hemicraniectomy,DHC)可以降低死亡率，改善功能预后，但DHC术后仍有较高的残疾率，尤其是老年患者。因此早期识别mMCAI的进展指标尤为重要，有助于临床进行积极干预，提高患者的生存率，降低致残率。得益于影像学技术的发展，CT和MRI等技术在预测mMCAI中发挥着越来越重要的作用。本文拟对近年来mMCAI影像学预测指标的研究进展进行综述。

1 净水摄取率

脑组织梗死后由于摄取水分会导致CT的灰度值下降，净水摄取率(net water uptake,NWU)是通过灰度值的改变判断卒中后脑水肿严重程度的量化指标。Broocks等[3]使用多模CT对发病6 h内的急性大动脉闭塞患者NWU进行量化，发现恶性梗死组的NWU明显高于非恶性梗死组，当NWU>12.7%能够有效预测恶性脑梗死的发生。Xu等[4]通过勾画常规头部CT上病灶侧基底节层面大脑中动脉供血范围，和对侧镜像区进行比较，计算得出的NWU是脑梗死后MCE较好的预测指标。然而计算NWU需要通过多模CT技术和手动分割图像获得梗死区域，易受观察者主观因素的影响。有学者[5]提出基于图像块的净水摄取率(IP-NWU)计算方法，以标准图像为参考值，在平扫CT上选取大脑中动脉梗死侧的图像块与对侧相同区域进行比较，计算IP-NWU。发现发病后24 h内的平扫CT图像上获得的IP-NWU同样能够精确预测MCE。Shi等人[6]将Alberta 卒中项目早期CT评分(Alberta Stroke Program Early CT Score,ASPECTS)与NWU相结合，通过自动化软件测量ASPECTS评分中的10个区域，将受缺血影响的区域与对侧相应的镜像区域进行比较，计算得出ASPECTS-NWU对MCE具有相同的预测效果。

2 颅内储备容量

梗死体积与恶性病程密切相关，核磁共振弥散加权成像病变体积(diffusion-weighted high-intensity volume,DHV)被认为是对mMCAI最具预测价值的主要指标。发病6 h内DHV>82 ml和发病14 h内DHV>145 ml对于恶性病程具有良好的预测价值。Dohmen等[7]对发病12 h内超过50%大脑中动脉区域受累患者进行PET扫描发现，当不可逆神经元损伤体积>95 cm3时有助于预测恶性病程，具有较高的敏感性，但特异性不高。脑梗死后继发脑水肿所产生的占位效应不仅取决于病变体积大小，还与颅内容量储备密切相关。即使梗死体积相同，由于脑萎缩程度不同导致颅内代偿空间存在差异，预后也不同。有学者[8]提出脑梗死系数的概念，即脑梗死体积与脑体积(brain volume,BV)的比值，用来标准化每个患者的脑体积差异，发现脑梗死系数比脑梗死体积对大面积脑梗死预后有更好的预测价值。Goto等[9]使用DHV/BV以期最大限度地减轻脑萎缩改变对DHV的影响，发现DHV/BV>7.8%对于mMCAI有良好的预测价值。尾状核间距(inter-caudate distance,ICD)被认为是有效的脑萎缩标志物，为了减少脑水肿的影响，通常将半侧尾状核间距(hemi-ICD)定义为 T1加权图像上透明隔水平健侧尾状核内侧边缘与中线之间所得的最短长度。有学者[10]对前循环大面积脑梗死患者的hemi-ICD与临床结局进行分析发现hemi-ICD≥20 mm能够显著降低发展为mMCAI的风险。Beck等人[11]在DHV预测模型基础上纳入Hemi-ICD，发现在发病6 h内DHV>87 ml以及hemi-ICD≤9.4 mm能够提高DHV对恶性病程的预测能力并且降低假阳性率。脑脊液体积能为增高的颅内压提供一定的缓冲空间，Kauw等[12]认为脑脊液/颅内容量(CSF/ICV)更能够反应颅内的代偿空间，通过入院时薄层CT定量CSF/ICV比值，并将CSF/ICV值纳入mMCAI风险预测模型中能够显著提高模型的预测能力，是mMCAI的独立预测因素。脑脊液的变化早于中线移位(midline shift,MLS)，可能有助于阐明脑水肿早期动力学变化。Dhar等[13]利用图像分析软件量化入院时头部CT和5 d内复查头部CT脑脊液体积，计算其变化量(△CSF)，发现△CSF与MLS密切相关，且比MLS能更早、更敏感预测恶性脑水肿的发展。随后在一个以发病6 h脑梗死患者为对象的大样本多中心队列研究中，Chen等[14]发现脑脊液减少大多发生于发病24 h内，且恶性病程组24 h内脑脊液减少的量更大，更迅速。进一步证实脑脊液体积减少可以作为恶性脑水肿的定量标记物。Foroushani[15]开发并验证了一种基于神经网络的图像分割法，通过在动态CT扫描上自动测量脑脊液体积，较传统的CT图像阈值能够有效衡量脑水肿的严重程度。研究结果也证实脑脊液体积减少与脑水肿引起的脑含水量增加直接相关，能够帮助识别发生恶性病程的脑梗死患者。

3 颅内压

有创颅内压监测手段为监测颅内压的金标准，但有创监测可能对人体造成一定的损害，目前在临床中已经开展非侵入性评估颅内压的技术。基于超声的视神经鞘直径(optic nerve sheath diameter,ONSD)评估已被证明是能够有效检测颅内压升高的非侵入性评估方法。视神经周围蛛网膜下腔与颅内脑脊液间隙连续，颅内压增高时视神经周围蛛网膜下腔内压力相应升高，脑脊液流向视神经周围蛛网膜下腔，增加视神经周围的压力，导致ONSD增大。在一项单中心前瞻性观察研究中，研究者[16]对大脑中动脉区域梗死患者发病后连续5 d行超声监测ONSD，发现ONSD值与梗死体积具有相关性，且ONSD>5.6 mm对于mMCAI具有良好的预测价值，敏感性达100%，特异性为90%。Lee等[17]通过CT测量ONSD，同时为了消除个体眼球横径差异，提出了ONSD/眼球横径(eyeball transverse diameter,ETD)的概念，发现与初次CT检查时相比，ONSD/ETD的变化率可以作为脑梗死恶性进展的预测指标。Albert等人[18]在头部CT上测量ONSD和ONSD/ETD值发现，对于大脑中动脉区域梗死患者发生病情恶化时ONSD值及ONSD/ETD值较入院时均显著升高，在DHC术后颅内压下降时又明显下降。入院时头部CT上测量ONSD>5.25 mm、ONSD/ETD>0.232提示可能会发生恶性病程。Legros等[19]研究发现大脑中动脉区域梗死患者发病后首次MRI上测得的ONSD值同样能够提示发生恶性病程的风险。

4 侧支循环

良好的侧支循环能够保证在梗阻动脉的缺血区维持一定血液供应，从而决定半暗带的范围，对梗死灶的进一步扩大、再灌注及血管再通都有重要的影响作用。研究[20]发现侧支循环供血小于50%健侧供血范围是大脑中动脉主干急性闭塞后恶性脑水肿的独立预测因素。Horsch等人[21]的研究也证实侧支循环不良患者更易发生恶性脑水肿。CTA是评估侧支循环最常用的无创方法，对识别mMCAI具有较高的特异性，但敏感性不强。Mehrkhani等[22]将ASPECTS评分与CTA检查相结合，发现大脑中动脉M2段超过50%以上区域无侧支血流且ASPECTS评分0～4分能显著提高识别恶性脑梗死的敏感性。Flores等[23]采用多时相CTA方法研究发现，侧支循环不良的大脑中动脉M1段或颈内动脉终末段急性闭塞患者发生恶性脑梗死的风险更高，是mMCAI的独立预测因素。一项大样本研究[24]表明，急性前循环大血管闭塞在接受血管内治疗后，仍有部分患者进展为恶性脑梗死，侧支循环差是主要的危险因素。在近端动脉闭塞的情况下，软脑膜侧支吻合口为下游微循环和相邻静脉回路提供血液，因此评估和量化缺血区下游区域的静脉血流可反映侧支循环状况。近期的一项研究[25]对急性大脑中动脉闭塞患者的CTP图像进行四维血管重建之后进行分析发现，病灶同侧大脑中浅静脉充盈缺失与中线移位相关，是中线移位敏感且特异的影像学标志物，能够预测恶性病程的发生。

5 评分量表

mMCAI患者的NIHSS评分一般较高，早期出现恶心呕吐、意识障碍、血糖水平升高及体温升高等被认为与恶性脑梗死相关，但特异性不强。一项纳入了226名大脑中动脉区域梗死患者的回顾性队列研究[26]表明首次头部CT-ASPECTS≤7分的患者发展为mMCAI的可能性大，具有较好的特异性(86%)，但敏感性较低(50%)。仅根据单个临床或影像学指标预测患者发展为恶性梗死的风险往往准确性不高，因此有学者开发包含多个指标的风险预测评分系统来预测mMCAI。Ong等人[27]根据发病24 h内相关临床和影像学指标构建EDEMA评分量表，包含有无基底池消失、中线移位、既往卒中史、有无干预措施(溶栓或取栓)和血糖水平等项目。当EDEMA评分≥7分对于mMCAI具有的良好预测价值，阳性率达到93%。Cheng等[28]发现在EDEMA评分项目基础上引入NIHSS评分后，进一步提高了该评分量表对发生mMCAI的预测能力。Shimoyama等[29]设计的DASH评分能够帮助有效判断恶性病程的发生，由血糖水平、DWI序列ASPECTS评分以及磁共振T2序列M1段是否出现低密度征和大脑前动脉供血区域有无受累共4项构成，当分值3～4分时有96.8%的可能发展为mMCAI。韩国有学者[30]设计的MBE评分量表由NIHSS评分、侧支循环评分和血管重建成败与否来预测发生恶性脑水肿的风险，发现总分达到6分者均发展为恶性脑梗死。

综上所述，恶性大脑中动梗死病情凶险，死亡率和致残率均较高。多个影像学指标被证实对mMCAI发生和进展具有一定的预测价值，可以帮助临床工作者早期识别有潜在恶性风险的患者，从而采取积极的干预措施，改善预后。这些指标在今后临床工作中的应用尚需前瞻性、大样本的随机试验进一步证实。