双能CT在评估急性脑梗死侧支循环的研究进展

闫景伟

【摘要】 急性脑梗死具有病发时间短、治疗效率较低、死亡率较高、后遗症强等典型特征，严重威胁中老年人生命健康。良好的侧支循环可以缩小梗死体积，降低脑梗死的复发风险、改善患者的预后。有效建立侧支循环不仅可以减少神经损伤的发生，还可以降低二次脑梗死发生风险。双能CT可以利用钙化分布图来区分颅内出血灶和钙化灶，可以辅助急性脑梗死血管内治疗后早期颅内出血的诊断。探讨双能CT评估急性脑梗死侧支循环对患者的临床决策以及预后具有重要意义，因此本文对双能CT在评估急性脑梗死侧支循环的研究进展进行综述。

【关键词】 双能CT 急性脑梗死 侧支循环

Research Progress of Dual-energy CT in Evaluating Collateral Circulation of Acute Cerebral Infarction/YAN Jingwei. //Medical Innovation of China， 2024， 21（04）： -179

[Abstract] Acute cerebral infarction has the typical characteristics of short onset time， low treatment efficiency， high mortality and strong sequelae， which seriously threatens the life and health of middle-aged and elderly people. Good collateral circulation can reduce the volume of infarction， reduce the risk of recurrence of cerebral infarction and improve the prognosis of patients. Effective establishment of collateral circulation can not only reduce the occurrence of nerve injury， but also reduce the risk of secondary cerebral infarction. Dual-energy CT can distinguish intracranial hemorrhage and calcification by calcification map， and can assist in the early diagnosis of intracranial hemorrhage after intravascular therapy of acute cerebral infarction. To explore the significance of dual-energy CT to evaluate collateral circulation in patients with acute cerebral infarction for clinical decision and prognosis， this article reviews the research progress of dual-energy CT in evaluating collateral circulation in acute cerebral infarction.

[Key words] Dual-energy CT Acute cerebral infarction Collateral circulation

急性脑梗死是由于大脑血液回流阻滞，以至于引起局部范围的脑部相关组织呈进行性缺血性软化或坏死。临床上，脑血管病中最多见的类型是脑梗死，占我国脑卒中的69.6%～70.8%。其基本病因有心源性栓塞、小动脉闭塞、大动脉粥样硬化等。因为致死率较高以及发病时间较急的缘故，对患者的生命健康具有威胁性[1-2]。大脑侧支循环是指血液通过侧支动脉血管到达缺血区域，以至于缺血组织重新得到血液灌注的代偿过程。研究表明，大概率会发生缺血的组织位置，脑部侧支循环可进行血液运输，代偿性地维持脑部器官的生理机能。良好的侧支循环可以缩小梗死体积，降低脑梗死复发风险、改善患者预后[3]。因此对急性脑梗死患者的侧支循环状态进行早期、精准的评估可以有效判断梗死灶扩大的风险。早期CT扫描时间分辨率较低，两次扫描的图像难以达到精准配准，直到2006年，双能CT（dual-energy computed tomography，DECT）系统出现了突破性的技术进展，在出血的基础上，由于碘X射线密度下的康普顿散射成分和光电之间的差异，其可以用于区分出血和碘对比剂[4]。DECT是利用物质基于能量幅度的差异性呈现X线衰减值的基本原则，采取电脑软件用多种颜色来区分来源不同的组织进行定性。双能CT可以检测出亚临床性的病变形成，对于病情发生发展可以进一步精确而全面的评估[5]。鉴于此，本文对双能CT在评估急性脑梗死侧支循环的研究进展进行综述。

1 侧支循环

1.1 侧支循环的定义

脑梗死逐渐向年轻化的趋势发展，具有起病急、发展快的特点，对患者的生命安全具有不良影响。急性脑梗死的治疗包括静脉溶栓、神经介入治疗以及其他治疗[6-7]。侧支循环，是指当大血管闭塞时血流通过侧支血管到达远端缺血区，进而让缺血组织得到灌注代偿的一个过程。根据解剖结构，大脑侧支循环可以分为一级侧支循环、二级侧支循环以及三级侧支循环，一级特指通过Willis环的血流代偿；二级侧支循环指通过眼动脉、软脑膜吻合动脉、颅外段侧支循环等较小的侧支与侧支间的吻合支的血流代偿；三级侧支循环屬于新生血管（即毛细血管），在缺血后一段时间才慢慢形成。Wills环是大脑底部连接大脑前循环和大脑后循环吻合动脉环，其提供侧支血流的能力取决于组成血管的大小及连续性。Willis环在人群中存在显著的形态变异，一些解剖学变异可能会影响血流的血流动力学，从而导致不同类型及程度的脑血管疾病。二级侧支循环一般在脑组织缺血数天后才能形成，主要包括大脑前动脉、大脑中动脉和大脑后动脉远端之间及大脑后动脉和小脑上动脉之间的颅内软脑膜吻合[8-9]。三级侧支循环指新生血管，三级侧支循环脑梗死患者的血流代偿程度较高，发生出血转化的概率较高，患者的预后较好。而一级、二级的侧支循环患者的血流代偿程度较低，因此在对于该类患者进行治疗时，其重点在于采取手术介入等方法，进而促进良好侧支循环的建立[10]。基于侧支循环的形成与开放对急性脑梗血管内治疗的预后有着重要影响。因此，有效评估急性脑梗死侧支循环已经成为临床医师开展研究的热点[11]。

1.2 侧支循环的临床意义

脑梗死容易导致缺血性半暗带的形成，也就是梗死灶的周围可以伴有脑组织的水肿。改善脑循环、建立侧支循环，对拯救缺血半暗带、降低死亡率具有重要意义[12]。侧支循环在其病理生理过程中具有重要意义，由于脑梗死的发病过程存在脑动脉侧支循环开放和建立，而侧支循环主要指的是大血管闭塞或者是大血管出现严重狭窄，从旁边或者是其他部位生成小的毛细血管，供给大血管所支配的区域，使得大血管所供给区域功能正常，以减轻脑损伤。因此有效建立侧支循环不仅可以减少神经损伤的发生，还可以降低二次脑梗死发生风险[13-15]。脑侧支循环会增加卒中后缺血半暗带血供，其对于脑梗死预后具有重要作用。若想改善患者病情，则需要良好的脑侧支循环[16]。Muehlen等[17]研究表明，侧支循环形成可以提高脑梗死患者血管再通的成功率，对患者的远期预后具有重要意义。于成超等[18]研究表明，脑梗死患者的侧支循环越差，其预后不良的风险越高。而樊琪等[19]亦表明，良好的侧支循环可以改善急性脑梗死患者的局部脑组织灌注，而较少脑梗死灶的容积，对患者的预后具有积极作用，且可以降低梗死的复发风险。以上研究均表明了侧支循环对该患者的预后具有重要等预测价值。

2 DECT

影像学检查可较直观地显示腦梗死的范围、有无出血、陈旧脑梗等，帮助临床判断组织缺血后是否可逆、血流动力学以及血管状况的改变。头颅CT是脑梗死常用的医学影像检查方法。随着技术的发展，DECT已经成为改善急诊神经成像的有效工具，利用它可以为患者带来多种益处，DECT是CT发展的重要趋势。与传统CT比较，DECT能展现出更多的成像优势以及潜在价值[20-21]。DECT通过使用两个独立的能谱采集数据，改进了传统的非对比头部CT，从而提高了CT成像，提高了对比分辨率，减少了图像噪声和射束硬化伪影，并在同等剂量下实现了成分材料的光谱分离[22]。在缺血期间，由于血脑屏障的破坏，内皮细胞受损，使得造影剂渗漏到脑间质中。传统的CT对于这种单纯造影剂渗漏以及出血情况难以区分。现如今，已有研究表明，DECT可以有效区分造影剂渗漏和出血转化[23]。DECT通过在图像采集中使用不同的能量水平，使碘和血液在行为和密度上有所不同，从而将对比剂残留与急性出血区分开来。DECT核心思想是利用不同物质在不同射线能量下衰减系数变化不同的特性进行成像[24]。它利用两种互异的能谱信息进行图像重建，以获得较高的探测精度，所以它要求在进行检测时，采用不同能量的X射线分别穿透被检物体，并采集其在两个互异能谱下的衰减信息。因此，双能CT成像系统中含有两组具有能量响应差异的采集设备[25-26]。目前临床上可使用3种不同类型的DECT：（1）双源DECT，即在2个探测器上投射2个不同kV设置的X射线管；（2）单源DECT，即在1个探测器上快速切换2 kV设置；（3）双层探测器CT，即1个源和1个双层探测器，可区分高、低能量水平[27]。

3 DECT评估脑梗死侧支循环

神经功能缺失加重及恢复与缺血半暗带具有关联性，而脑梗死治疗的目的在于挽救缺血半暗带，其治疗重点为早期开通闭塞血管、保护和开放侧支循环和保护缺血神经组织等。所以术前评估侧支循环分级对患者术后出血风险具有重要意义。DECT在检测血栓持久性或早期再血栓形成方面很有价值，DECT可以利用不同球管电压下碘剂所导致的X线衰弱差异，以此识别碘剂所致密度增高。可能可对出血与外渗的对比剂进行准确判断[28]。Byrne等[29]在血栓切除术后1 h内进行的双能CT检查中，发现了与绝对最大碘浓度相比，造影剂染色的脑实质内相对碘浓度（与上矢状窦内相比）是更可靠的脑出血预测因子。Li等[30]研究表明，DECT的三个定量参数和临床预测因子在识别血管内治疗后脑实质脑梗死患者的脑出血并发症方面显示出很好的预测性能，这可能有助于更好的临床决策。黎冠峰[31]研究表明，DECT可以有效鉴别急性脑梗死血管内治疗术后碘对比剂外渗以及早期脑出血并指导临床治疗。Chen等[32]研究表明，在急性缺血性卒中血管内血栓切除术后，DECT显示出极好的准确性和特异性来区分脑出血和造影剂外渗。有研究认为DECT是鉴别对比剂外渗和术后出血的金标准，其可以利用钙化分布图来区分颅内出血灶和钙化灶，可以辅助对急性脑梗死血管内治疗后早期颅内出血的诊断，且其具有较高的准确性[33-36]。

4 小结

术前评估侧支循环分级对急性脑梗死患者术后出血风险具有重要意义。DECT是改善急诊神经成像的有效工具，其为CT发展的重要趋势。其可以利用两种互异的能谱信息进行图像重建，以获得较高的探测精度。其可以利用钙化分布图来区分颅内出血灶和钙化灶，可以辅助对急性脑梗死血管内治疗后早期颅内出血的诊断。鉴于由于目前针对DECT双能CT在评估急性脑梗死侧支循环的研究数量有限，因此需大样本的深入研究，以将其推广至临床应用。

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