急慢性颈内动脉闭塞(internalcarotidarteryocclusion,ICAO)是卒中的主要原因之一。明确ICAO的病因对于卒中的早期诊治至关重要。动脉粥样硬化、动脉夹层和血管炎等多种疾病均可导致急慢性ICAO。近年来,新近出现的高分辨率MRI(high-resolutionMRI,HR-MRI)技术可以清晰显示动脉管壁及腔内成分,在ICAO的病因学评估方面展现出了独特优势。多项研究表明,ICAO后侧支循环的建立至关重要,多种影像学手段可用于侧支循环的定性及定量评价,笔者紧密围绕ICAO闭塞血管及侧支循环的影像学评价方法进行系统总结。
1.ICAO形成病理特征及脑血流动力学变化机制
ICAO致卒中的病理学机制包括:
(1)动脉粥样硬化易损斑块脱落或ICAO后残端血栓导致的动脉-动脉栓塞;(2)脑灌注压下降致远段脑血管供血不足,继之发生脑梗死。
侧支循环形成机制:为维持脑氧代谢水平,机体通过侧支循环进行代偿,通常分为三级:
一级为Willis动脉环,正常时处于无功能状态,闭塞后前后交通动脉开放,使血液重新分配,这对缺血区的血液供应起着决定性作用;二级主要通过颅内外交通血管,主要指眼动脉、软脑膜吻合支;三级为新生血管,包括原有侧支小血管内腔扩大和毛细血管增殖、迁移形成管腔等。
微观层面的侧支循环通过脑组织灌注功能变化反应,分为三个阶段:
(1)循环储备期,当侧支循环不足导致脑灌注压轻度下降时,阻力血管扩张,局部脑血容量增加,而维持脑血流量不变;(2)代谢储备期,随着脑灌注压进一步减低,阻力血管扩张已不能满足氧耗需求,脑血流量下降,进而以氧摄取分数增加来代偿,为机体代偿的终末阶段;(3)组织坏死期,此时神经细胞不可逆坏死致卒中。
2.闭塞段血管病变影像学评估
对闭塞病变血管快速准确地检出有助于患者的初步筛选,是后续治疗的基础,通过对闭塞段管壁及腔内成分的识别有助于判断病因,指导治疗并进行预后评估,传统影像学方法超声、CT血管成像(CTA)、MR血管成像(MRA)和DSA侧重于显示管腔改变,闭塞后病因诊断效能有限,而HR-MRI作为目前唯一直接无创性显示管壁的影像技术,可反映不同疾病特征性的管壁改变,动脉闭塞后也可很好显示闭塞段腔内结构及近端管壁形态,是评估闭塞病变血管的重要方法。
2.1超声
ICAO时管腔远端充满低回声,无血流信号及多普勒频谱。Barlinn等以DSA为参考标准评估超声对颈内动脉狭窄程度的准确性,结果显示,超声将4例闭塞误诊为重度狭窄,2例重度狭窄视为闭塞,诊断闭塞的敏感度为75.0%,特异度为97.4%。动脉粥样硬化时,闭塞近端内中膜局限性不规则增厚,可见偏心性斑块。夹层在超声上表现为“双腔征”,由内膜瓣分隔真假腔,存在壁内血肿时,可探及偏心回声成分。
巨细胞动脉炎累及颈内动脉时,水肿的管壁表现为均匀、光滑、环周状的低回声,管腔狭窄或闭塞,若同时累及颞动脉,探及颞动脉横截面时,彩腔周围可见光环状的外观,炎性增厚的动脉壁在施加压力后仍可显示,称为不可压缩的“晕征”,为巨细胞动脉炎的典型表现。在一项Meta分析中,以临床诊断为标准,“晕征”的综合敏感度和特异度分别为77%和96%。使用对比剂可提高超声诊断能力,特别是在血管炎时,含微气泡的对比剂在微循环中易被检测到,因此充血水肿的管壁显示较好。
2.2MRA
包括相位对比法、时间飞跃法和对比增强法。相位对比法通过改变梯度的幅值和间期,使某种速度的血流产生的相位差最大,则该速度的血流在图像上信号最高,从而使正常血管和闭塞血管形成对比。时间飞跃法是使用流动血液作为内源性对比剂成像,在管腔严重狭窄或闭塞时,血液信号强度降低或消失,以此作为诊断依据。对比增强法采用静脉注射钆对比剂,在动脉首过期成像,可获得最佳图像对比。时间飞跃法较为常用,但准确性不如对比增强法,易将重度狭窄显示为闭塞。
MRA对夹层非特异性征象不规则或节段性狭窄、锥形闭塞等显示程度较高,而对直接征象内膜瓣、“双腔征”的显示欠佳。血管炎累及颈内动脉时,MRA上可显示管腔狭窄、闭塞、扩张的改变。
2.3CTA
CTA通过快速团注碘对比剂后进行成像,具有较好的空间分辨率及对比度,判断狭窄程度具有较高的准确性。CTA最大优势在于能清楚显示斑块内的钙化病变,研究表明,点状钙化数量与新发非腔隙性梗死相关。夹层在CTA上最常见的发现是管腔不规则或节段性狭窄,其次是壁内血肿,内膜瓣较少见。Hanning等比较了层双源CT或CTA与MRI或MRA对夹层征象的显示程度,对29条颈内动脉夹层血管的观察发现,全部血管有管腔不规则或狭窄且被两种方法识别,MRI发现89.7%的动脉可见壁内血肿,而CT发现了82.8%,二者均仅在13.8%的动脉中发现了内膜瓣,此外MRI将一重度狭窄误诊为闭塞。巨细胞动脉炎在CTA上表现为管腔狭窄、闭塞或动脉瘤性改变,Lariviere等以临床诊断为参考标准,发现CTA诊断巨细胞动脉炎的敏感度为73.3%,特异度为77.8%。
2.4DSA
DSA对判断闭塞程度、长度、位置、闭塞残端形态、远端反流情况等有明显优势,同时还可以进行血管内介入治疗。动脉粥样硬化斑块表现为局限性偏心性的管腔狭窄,易损斑块表面多不规整。夹层在DSA上可显示直接征象“内膜瓣”及“双腔征”,但仅在约10%的患者中显示,DSA上最常见的发现是管腔的明显变细,称为“线样征”,闭塞时表现为“火焰征”或“鼠尾征”,这些常见征象虽然具有一定特征性,但其他病因也可以出现。在大血管炎后期,DSA可以清晰显示受累动脉走行的僵直、管腔狭窄和闭塞,也可见扩张和动脉瘤形成。
2.5HR-MRI
年美国神经放射学会颁布的首个颈动脉管壁成像专家共识对多种影像学方法进行了系统性比较和推荐,肯定了HR-MRI在粥样硬化性颈动脉疾病中的作用,动脉粥样硬化性闭塞时近端管壁可见偏心性斑块,根据腔内血栓的信号可判断血栓的时期。美国神经放射学会发表的颅内动脉管壁磁共振成像专家共识也推荐,在颅内动脉狭窄性疾病的临床实践中补充使用HR-MRI技术,HR-MRI可鉴别常见疾病并预测卒中风险,头颈动脉高危斑块表现为体积大、表面不规则、内出血、正重构、强化。对于夹层患者,HR-MRI可任意角度重组,闭塞后可较高程度显示直接征象及典型征象,根据典型征象壁内血肿的信号不同还可判断夹层时期,夹层血管段的某些特征如表面不规则及腔内血栓的存在与卒中高风险相关。
血管炎在HR-MRI上表现为受累管壁的光滑、均匀、向心性增厚、环状强化。Schaafsma等参考美国神经放射学会发表的共识对例短暂性脑缺血发作或卒中患者进行病因诊断,结果显示,HR-MRI的使用改变了高达55%的患者的病因诊断,被归类为病因不明的患者比例从31%降至4%,被归类为动脉粥样硬化的患者比例由23%增加至57%。另一项对头颈动脉闭塞的研究显示,管腔成像联合HR-MRI对病因诊断的准确率较单独管腔成像高(96%与67%,P<0.01)。值得注意的是,经验丰富的神经放射医师对图像的正确解读是HR-MRI的应用基础。
3.侧支循环情况影像学评价
ICAO患者侧支循环的准确评价有助于再灌注治疗患者的筛选、患者病情监测、治疗效果的评估及患者预后判断等。评价方法包括解剖结构评价和功能评价,前者是指评估侧支循环的三级血管结构,后者是指评估侧支循环的有效性。解剖结构评价可用超声、DSA、CTA和MRA,功能评价可用超声、CT灌注成像(CTperfusion,CTP)、MR灌注和正电子发射计算机体层摄影等。
对于急性闭塞患者,最新脑血管病影像规范化应用中国指南强烈推荐采用“一站式”CT检查模式作为一线影像学检查手段,“一站式”CT检查模式为CT平扫、CTA和CTP的组合。而对于慢性患者,年慢性颈内动脉闭塞再通治疗中国专家共识推荐首选无创检查,可能需要外科干预的患者血管评估应综合超声、CTA、DSA,怀疑存在远端颈动脉病变时可行MR斑块分析,脑灌注评估视情况选择CTP或MR灌注成像,有条件可用正电子发射计算机体层摄影。
3.1侧支循环的超声评价
包括经颅多普勒及经颅彩色多普勒,后者对血管的观察较前者更加准确。ICAO时通过检测前后交通动脉、眼动脉及软脑膜吻合支对侧支循环结构进行评价及监测。Zareie等用超声测量大脑前动脉分流,显示其与较好的软脑膜吻合支相关并可预测24h梗死体积和90d预后。研究显示,慢性ICAO患者伴血流动力学受损时,复发卒中的风险增高,通过屏气、吸入CO2或注射乙酰唑胺等提高血碳酸浓度,用超声测量大脑中动脉增加的流速可间接反映脑血流储备,研究显示,屏气指数<0.69与卒中的高风险相关。此外也可通过CT、MRI、正电子发射计算机体层摄影等测定前后脑血流量升高的程度反映脑血流储备,但由于检查存在诱发缺血性事件的风险,临床应用受限。
3.2侧支循环的DSA评价
年美国介入和治疗神经放射学学会/美国介入放射学学会制定了基于DSA的侧支循环分级标准,0级为缺血区无侧支血流,1级指缓慢且不充足的侧支血流到达缺血区边缘,2级为快速但不充足的侧支血流到达缺血区边缘,3级为缓慢但充足的侧支血流到达缺血区,4级为快速且充足的侧支血流到达缺血区。虽然DSA为结构评价的金标准,但因其局限性,临床应用受到一定限制,目前多倾向基于CT及MRI的评估手段。
3.3侧支循环的CTA评价
传统单时相CTA应用广泛,侧支循环分级标准较多,主要是将缺血区域作为一个整体或指定某一区域为对比区,将软膜支充盈状态进行评分分级,但因是在注入对比剂后单一时间点扫描,不能准确抓取患者的最佳扫描时机。动态CTA是通过CTP原始图像后处理得到的随时间变化的CTA图像,可显示对比剂从动脉流入至静脉流出过程中各个时期的侧支血流,预测梗死体积优于传统单时相CTA。多时相CTA分别于动脉达峰、静脉达峰及静脉晚期进行3次图像采集,将侧支血管充盈状态与充盈时间相结合,可更好显示软膜动脉,无需进行复杂的后处理便可更准确评估侧支循环。研究显示,多时相CTA预测临床结果优于单时相CTA。
3.4侧支循环的CTP评价
CTP是目前评估脑灌注最常用的影像学方法,需要进行后处理以获取脑血流量、血容量、平均通过时间和达峰时间等参数。急性ICAO时灌注成像主要用于梗死核心区及缺血半暗带的识别,缺血半暗带是潜在可挽救的脑组织范围,为梗死核心区与异常灌注区之间的区域,目前对于梗死核心区及缺血半暗带的参数阈值尚无统一标准,主要采用与健侧对比的半定量技术。研究显示,核心梗死区小(<70ml),缺血半暗带比例大(>1.2或1.8)且严重低灌注区(Tmax>10s)<ml的患者适合接受动脉内治疗。
慢性ICAO患者的影像检查主要
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