急性缺血性卒中血管内治疗脑侧支循环影像评估的研究进展

张嘉楠 张 金

1）山西医科大学第一临床医学院，山西 太原 030001 2）山西医科大学第一医院，山西 太原030000

近年来一系列的大型随机对照试验证明了急性大血管闭塞性卒中血管内治疗的高再通率和功能独立率［1-5］。其中侧支循环良好的患者有较小的梗死核心、较大的缺血半暗带，故血管内治疗有较好的临床结果［6］。因此，对脑侧支循环进行准确快速的影像学评估，是进行血管内治疗的必要条件。本文将重点讲述急性大血管闭塞性卒中脑侧支循环的影像学评估，为血管内治疗术前评估及术中决策提供必要信息。

1 脑侧支循环概述

脑侧支循环是指由于脑的供血血管发生严重狭窄或闭塞时，原有侧支或新形成的吻合血管对狭窄或闭塞血管的供血区域的血流灌注代偿。脑侧支循环可分为3 级，一级主要指大脑动脉环代偿；二级主要指颈外动脉通过眼动脉向颅内代偿以及狭窄或闭塞血管附近的软脑膜侧支吻合代偿；三级代偿主要指缺血区边缘的新生血代偿，需要一定时间形成。

2 脑侧支循环的作用

脑侧支循环不仅可以指导急性缺血性卒中血管内治疗的病例筛选，还能预测血管内治疗的疗效。既往研究表明，急性缺血性卒中治疗关键在于尽可能早地开通堵塞血管、恢复脑组织再灌注、挽救缺血半暗带［7］。决定梗死面积和缺血半暗带的大小除了闭塞血管，还有脑侧支循环。JIANG 等［8］研究表明，良好的侧支循环有较小的梗死核心与较慢的梗死灶增长率，在无侧支循环的患者中，梗死灶增长率可达31.56 mL/log（min），反之梗死灶增长率可低至6.61 mL/log（min）。FLORES等［9］研究表明，侧支循环状态与不良结局密切相关，是恶性大脑中动脉梗死演变的唯一独立预测因子，特别是在未实现再通的患者中。侧支代偿会增加局部脑血流流量与微循环灌注，通过抵消体内水分平衡的失衡和较低的病变吸水率，从而减轻缺血性卒中脑水肿，改善转归［10］。SINGER等［11］研究表明，在近端大脑中动脉闭塞的患者中，经过血管内治疗，侧支循环丰富的患者有更高的血管再通率，更小的最终梗死面积与更好的临床预后。

3 脑侧支循环的影像评估

3.1 DSADSA 可以直接评估脑动脉期、毛细血管期、静脉期的血管影像，显示脑血管的解剖学和血流动力学，明确狭窄或闭塞部位，相较于其他影像检查具有最高的时间和空间分辨率，在急性缺血性血管内治疗中被认为是评价脑侧支循环的“金标准”。目前国际上大多数采用美国介入和治疗神经放射学会/介入放射学会（ASITN/SIR）制定的血流分级方法［12］对侧支循环进行分级。但是DSA 为有创检查，相较于CTA 等检查较费时，且侧支血管显示常常不完整，故需要在血管内治疗术前做进一步影像学评估。

3.2 CT

3.2.1 CTA：CTA是目前急性缺血性脑卒中血管内治疗术前最常用也是首选的评估脑侧支循环的方法，相比于DSA 检查，CTA 具有无创、操作简单、成像速度快等优点。MENON 等［13］使用来自一项大型随机对照试验IMS Ⅲ的数据，表明基线CT血管造影侧支循环是最终临床结果的一个强有力的决定因素，可用于选择血管内治疗的患者。

3.2.1.1 单时相CTA：单时相CTA 可以显示侧支循环的分布和充盈信息，检查方便快捷，但由于只能显示对比增强峰值时期的一个时相结果，加之病人个体差异影响，导致扫描时间点很容易错过通过侧支循环供血区域的造影剂峰值时间，容易将侧支循环良好的患者归结为侧支循环不良，造成对侧支循环代偿的低估［14］。但SCHREGEL 等［15］在单时相CTA 和多时相CTA 上采用多种评分系统对102 例急性前循环大血管闭塞并接受多模态CT 检查和血管内治疗患者的侧支循环进行评估，结果表明所有单时相CTA 和多时相CTA 侧支评分与CTP 参数之间都有较强的相关性，单时相CTA 评估的侧支状态可能足以用于急性缺血性脑卒中患者的预后预测和决策。

3.2.1.2 多时相CTA：多时相CTA 成像迅速，后处理简单，不易受到病人运动的影响并可以时间分辨的方式形成动脉期、静脉期及静脉延迟期3 期血管影像，提供大脑侧支血管代偿的相关信息。一项前瞻性观察性研究［16］共纳入147 名急性缺血性卒中患者进行CT 平扫、单时相CTA、多时相CTA 以及CTP 检查，结果表明对于血管内治疗决策，单时相CTA与多时相CTA 符合率最高，其次为多时相CTA 与CTP 错配率＞3。多时相CTA预测临床结局的能力中等，但优于单时相CTA 与CTP（P＜0.05），是急性缺血性卒中影像选择的可靠工具。LU 等［17］对73 例发病时间在5～15 h或发病时间不明且大脑中动脉M1/M2段和（或）颅内颈内动脉段闭塞的急性缺血性卒中患者进行头部平扫CT 和CTP 检查，并且用CTP 的数据重建模拟单时相CTA及多时相CTA进行侧支循环评估比较，结果表明多时相CTA 对靶点失配和临床结果的预测能力均优于单时相CTA（P＜0.05）。单时相CTA与多时相CTA 相比，低估了侧支状态（P＜0.01）。BYRNE 等［18］研究表明，“延迟血管征”是前循环血管闭塞的重要征象，多时相CTA 相比于单时相CTA 在评估远端前循环血管闭塞和“延迟血管征”的灵敏度和总体置信度均有显著提高。KIM等［19］对54名发病6 h 内的急性大脑中动脉闭塞的患者进行多时相CTA与DSA检查，结果表明，多时相CTA侧支循环等级与DSA 侧支循环等级呈正相关（P＜0.001），多时相CTA可以准确预测急性缺血性卒中的软脑膜侧支循环。基于CTA 评价侧支循环的量表较多，包括区域软脑膜评分（rLMC）、Tan 评分、Miteff 评分、Alberta卒中项目早期CT 评分（ASPECTS）的各种改良侧支循环评分体系以及美国介入和治疗神经放射学会/介入放射学会（ASITN/SIR）侧支循环改良评分等。王国防等［20］对115例缺血性脑卒中患者分别采用rLMC评分、Miteff评分和Tan评分评估所有患者侧支循环，结果表明3 种评分均与ASITN／SIR 评分呈正相关，且均为急性缺血性脑卒中预后的独立预测因素，rLMC 评分的信度和效度相比于Miteff 评分和Tan 评分更高。

3.2.2 CTP：CTP 的基本原理是静脉注射造影剂，通过CT扫描记录其进入大脑的过程，并对其计算机重建，计算出一些如脑血流量（CBF）、脑血容量（CBV）、平均通过时间（MTT）等脑血流参数，进而定量评估脑血流动态灌注情况，区分核心肌梗死区及缺血半暗带区。大型随机对照试验SWIFT PRIME的事后研究表明［21］，相对脑血容量（rCBV）与低灌注指数比（HIR）是前循环急性缺血性卒中患者侧支循环的独立预测因素，较高的rCBV和较低的HIR与良好的侧支循环相关，且rCBV 与DSA 侧支呈正相关，rCBV 和HIR 可作为符合血管内治疗条件的AIS 患者侧支循环状态的标志物。GUENEGO 等［22］对98例急性缺血性脑卒中患者进行MRI 或者CTP 检查，并使用美国介入和治疗神经放射学会/介入放射学会（ASITN/SIR）量表对侧支血管进行血管内治疗前DSA 评估，结果HIR与DSA侧支呈负相关，HIR＜0.4最能预测良好的DSA 侧支，可作为符合血管内治疗条件的AIS患者侧支循环状态的标志物。陈聚惠等［23］对41例单侧大脑中动脉或颈内动脉闭塞患者发病6 h 内行头颅CT 平扫、CTP 以及常规头颈CTA 检查，并采用改良ASITN/SIR侧支循环评分法评估侧支循环，结果表明侧支循环良好组与不良组间rCBV、rCBF、Tmax 及HIR差异具有统计学意义，可反映侧支循环状态，且rCBV及HIR可优先提示急性缺血性脑卒中患者侧支循环状态。但相较于CTA，CTP 需要后处理复杂，并且受到患者运动的影响较大，尚需进一步研究其在侧支循环评估的作用。

3.3 TCDTCD 是一种对颅内血管常用的超声检查，通过频谱波形对脑血流动力学信息进行监测，相比于DSA与CTA，具有价格低廉、操作简单、无创、实时监测等优点。HENDRIKSE 等［24］通过DSA 与TCD对Wills 环侧支血流进行评估，结果表明，相比于DSA，TCD 对Wills 环前部侧支血流的灵敏性和特异性分别为82%和79%，准确度为80%，对Wills 环后部的灵敏性和特异性分别为33%和68%，准确度为47%。张泽进［25］对120 例缺血性脑血管病进行DSA与TCD检查，结果表明相比于DSA，TCD对颈内动脉以及椎基底动脉颅外段的侧支循环能有效评估，但对于椎基底动脉颅内段评估效果较差。由于TCD对三级侧支循环的评估有限，且受操作者技术与患者骨窗厚度等因素的影响，故仅作为急性缺血性脑卒中侧支循环的初步影像学筛查，仍需CTA 或DSA 进一步检查。

3.4 MRIMR 序列的扫描所需时间及后处理时间长，且对颅脑血管的吻合处识别不敏感，且基于MR 对于侧支循环的评估研究较少，限制了其在急性缺血性脑卒中血管内治疗中的应用。但随着多种新型MR 序列的相继出现，为时间窗内急性缺血性脑卒中患者获取及时有效的侧支血管信息成为可能。

3.4.1 MRA：核磁血管成像对于侧支循环的评价包括时间飞跃MRA（TOF-MRA）和对比剂增强MRA（CE-MRA）等。TOF-MRA 利用血液的流入增强效应，不需要对比剂即可对人体内血管成像［26］，是一种常用的评估脑侧支循环结构的无创方法，在临床上主要用于颅内外大血管和颅内近端的血管成像。HENDRIKSE 等［24］通过DSA 与TOF-MRA 对Wills 环侧支血流进行评估，结果表明，相比于DSA，TOFMRA 对Wills 环前部侧支血流的灵敏性和特异性分别为83%和77%，准确度为80%，对Wills 环后部的灵敏性和特异性分别为33%和88%，准确度为47%。但对低流速的血流用TOF-MRA成像信号易丢失，故对二级及三级侧支不敏感，尤其是当远端分支动脉闭塞时对软脑膜侧支评估的准确性大大降低。对比剂增强MRA（CE-MRA）通过静脉注射顺磁性对比剂使血液T1值缩短，采用快速、高权重的T1WI序列进行成像。由于血液与周围组织T1值存在差异而形成对比，具有高信噪比，对慢血流的敏感性高，可以提供随时间变化的血流动力学数据，但CE-MRA 图像空间分辨率相比DSA 较低，可能会过度评估血管的狭窄程度［27］。且CE-MRA 检查需要注射对比剂，故对其过敏及肾功能不全患者禁用。策略性采集的梯度回波序列所衍生的STAGE 磁共振血管成像（STAGE-MRA）采用交错的再相/去相方案，能够减去静止的背景组织，从而更好地突出小动脉的信号。TANG等［28］研究表明，相比于TOF-MRA，STAGE-MRA有更高的图像定性评分与对比度噪声比（CNRs），并在健康志愿者和颅内动脉粥样硬化疾病患者中显示更多数量的软脑膜侧支。

3.4.2 动脉自旋标记（ASL）：ASL是一种通过标记血液内活跃流动的水分子作为示踪剂来测量脑血流量的技术。相比于DSC-MRI、CTP 等其他灌注成像，ASL无需静脉注射造影剂，也无辐射暴露的危险，是一种完全无创的技术。LEE 等［29］研究表明ASL MR与数字减影血管造影在侧支血管分级和吻合口通畅度方面的一致性为中到好。虽然ASL可通过分析脑血流量参数，得出脑微循环血流灌注情况，但由于动脉通过时间的延迟，可能会低估狭窄或闭塞血管的脑血流量［30］。且由于ASL成像速度慢，信噪比较差，对复杂的侧支循环评估精准度及可靠性欠佳［31］，限制其在急性缺血性脑卒中血管内治疗影像评估的应用，仍需进一步研究。

3.4.3 动态磁敏感对比增强灌注成像（DSC-PWI）：DSC-PWI 通过静脉注射顺磁性造影剂，测量造影剂通过毛细血管床时的弛豫或磁敏感效应引起的信号改变来得到与CTP 相似的灌注参数，进而在功能上评估侧支循环状态［32］。GALINOVIC 等［33］对35 例大血管闭塞性急性缺血性脑卒中患者进行DSC-PWI检查，通过计算CBF体积与基于Tmax的灌注不足之间的比率，表明CBF/Tmax 体积比和不良侧支状态与最终梗死面积显著相关。KIM等［34］通过DSC-PWI元数据生成用于评估侧支的专用MRI 序列，并进行了基于侧支流图的侧支分级，与基于DSA 的分级进行了比较，结果表明基于MRI 和基于DSA 的侧支分级之间存在良好的相关性，DSC-PWI 可为急性缺血性卒中患者侧支循环提供参考。但DSC-PWI需要注射外源性造影剂，且扫描时间长，图像后处理复杂，费用较高，限制了其在急性缺血性卒中血管内治疗侧支循环评估中的应用。

3.4.4 液体反转恢复序列（FLAIR）：FLAIR序列通过抑制T2WI 序列上脑脊液的高信号，从而突出蛛网膜下腔和脑组织内病灶。FLAIR 序列高信号血管征（HVS）是指大脑中动脉近端点状或条状（近端HVS），外侧裂远端线形或蛇形的高信号影（远端HVS）［35］。HAUSSEN 等［36］研究表明近端HVS形成与血管狭窄和闭塞后缓慢的顺向血流相关，而远端HVS形成与脑组织低灌注后侧支循环的建立及软脑膜吻合支内血液逆流有关。HVS可作为颅内大血管狭窄或闭塞的标志物，且提示患者存在良好的脑侧支循环。LEGRAND等［37］研究表明，HVS-DWI不匹配与PWI-DWI 不匹配具有高度一致性，可为缺血半暗带的判断提供依据，能筛选出血管内治疗中获益的缺血性卒中患者。但也有学者持相反意见，LI 等［38］对282 例前循环大血管闭塞的急性缺血性脑卒中患者进行研究，其中235名（83.33%）的AIS患者中观察到HVS，HVS 组有更高的临床功能损害以及较差的临床预后。

4 小结

血管内治疗是急性大血管闭塞性卒中的重要治疗方法，拥有良好侧支循环的患者有更小核心梗死、更大的缺血半暗带，血管内治疗后有更好的临床结果及更低的出血转化率，故对急性大血管闭塞性卒中脑侧支循环进行术前及术中影像学评估是极为必要的。DSA 是脑侧支循环评估的金标准，CTA 是急性缺血性卒中术前侧支循环评估最常用的方法，CTP、PWI 可提供组织灌注信息，从功能层面上反映侧支循环情况。各种影像学方法都有其优缺点，需结合具体情况选择，期待对急性缺血性卒中脑侧支循环的影像学进一步临床研究。