磁共振灌注成像對(duì)老年人后循環(huán)缺血的研究價(jià)值

賈 芮（綜述） 安寧豫（審校）

磁共振灌注成像對(duì)老年人后循環(huán)缺血的研究價(jià)值

賈 芮（綜述） 安寧豫（審校）

卒中；腦缺血；椎底動(dòng)脈供血不足；磁共振成像；老年人；綜述

腦卒中因其高發(fā)病率、高致殘率和高死亡率的特點(diǎn)，已成為危害老年人生命健康、降低其生活質(zhì)量的重大疾病[1]。后循環(huán)缺血（posterior circulation ischemia，PCI）占缺血性卒中的20%；但由于其癥狀欠典型、診斷標(biāo)準(zhǔn)欠明確、對(duì)其認(rèn)識(shí)較模糊，使得對(duì)PCI的關(guān)注程度遠(yuǎn)不及頸動(dòng)脈系統(tǒng)腦卒中事件[2]。因此，如何利用磁共振新技術(shù)對(duì)老年人PCI進(jìn)行診斷，進(jìn)而達(dá)到早期治療及預(yù)防的效果顯得尤為重要。本文對(duì)老年人后循環(huán)解剖與變異、PCI的概念、病因與發(fā)病機(jī)制、磁共振灌注成像進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 后循環(huán)的解剖與變異

1.1 后循環(huán)的解剖 后循環(huán)系統(tǒng)即椎基底動(dòng)脈系統(tǒng)，包括椎動(dòng)脈（vertebral artery，VA）、基底動(dòng)脈（basilar artery，BA）、大腦后動(dòng)脈（posterior cerebral artery，PCA）及其分支血管，為脊髓、小腦、腦干、丘腦、枕葉、海馬以及部分顳葉供血（圖1）。VA從鎖骨下動(dòng)脈發(fā)出，偶可見直接從主動(dòng)脈弓發(fā)出[3]。VA通常分為4段，前3段為顱外段，第4段為顱內(nèi)段。第1段（VA1）從VA起始處至進(jìn)入頸5及頸6橫突孔；第2段（VA2）從頸5及頸6橫突孔向上走行至頸2橫突孔；第3段（VA3）自頸2、寰椎橫突孔后方向前走行至枕骨大孔水平；第4段（VA4）自VA3向上穿過顱底的硬腦膜和蛛網(wǎng)膜，并與對(duì)側(cè)VA在延髓腦橋連接處形成BA為止[4]。雙側(cè)VA匯成的BA走行于腦橋前方，并且發(fā)出小腦下前動(dòng)脈（anterior inferior cerebellar artery，AICA）和小腦上動(dòng)脈（superior cerebellar artery，SCA）以及許多細(xì)小分支環(huán)繞腦橋。雙側(cè)PCA在腦橋上緣由基底動(dòng)脈分出后，繞大腦腳向后跨至小腦幕上并深入距狀溝內(nèi)。

1.2 后循環(huán)的解剖變異 后循環(huán)解剖變異相對(duì)常見。雖然這種解剖變異很少引起明顯的臨床癥狀，但可增加卒中風(fēng)險(xiǎn)，并與卒中的病因?qū)W相關(guān)[4]。椎動(dòng)脈發(fā)育不全在人群中的發(fā)生率約為25%，在后循環(huán)卒中的發(fā)生率更高，其風(fēng)險(xiǎn)可能由于雙側(cè)VA血流不對(duì)稱，導(dǎo)致剪切力增加，進(jìn)而加速動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展[5]。有10% PCA的P1段（自PCA起始至后交通動(dòng)脈）缺失，其血供來自同側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈，這種變異稱為胚胎型PCA。在此種變異中，一側(cè)大腦后動(dòng)脈的梗死可能預(yù)示著同側(cè)癥狀性頸動(dòng)脈狹窄[6]。其他解剖變異包括VA顱內(nèi)段的發(fā)育不全、BA發(fā)育不全、永存三叉動(dòng)脈，但其發(fā)生率均較低[7]。

圖1 正常后循環(huán)MRA解剖。PCA：大腦后動(dòng)脈；SCA：小腦上動(dòng)脈；BA：基底動(dòng)脈；AICA：小腦前下動(dòng)脈；VA：椎動(dòng)脈

2 PCI的概念

最早在20世紀(jì)50年代出現(xiàn)椎基底動(dòng)脈供血不足（vertebrobasilar insuf fi ciency，VBI）的概念。經(jīng)典的VBI是指由于動(dòng)脈狹窄或閉塞引起的血流低灌注所產(chǎn)生的后循環(huán)短暫性缺血發(fā)作（transient ischemic attack，TIA）[8]。20世紀(jì)80年代，VBI的概念得到進(jìn)一步補(bǔ)充認(rèn)識(shí)，國際上以PCI代替了VBI的概念[9]。

PCI是指因后循環(huán)血管狹窄、原位血栓形成或栓塞導(dǎo)致腦組織缺血而引起的臨床綜合征，包括后循環(huán)TIA和后循環(huán)梗死[10-11]。后循環(huán)卒中的快速篩查方法、優(yōu)化診斷方式及臨床特征均與前循環(huán)卒中不盡相同[12]。如FAST卒中自評(píng)在前循環(huán)卒中中應(yīng)用廣泛，患者可及時(shí)進(jìn)行自我檢測；而在后循環(huán)卒中不十分敏感。這使得僅從臨床癥狀判斷血管責(zé)任區(qū)變得更加困難。盡管研究者普遍認(rèn)為PCI的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)較前循環(huán)相比更低；但目前的統(tǒng)計(jì)表明，PCI已不再是低風(fēng)險(xiǎn)、低發(fā)病率的腦血管疾病[13]。

3 PCI的病因與危險(xiǎn)因素

2004年在美國波士頓新英格蘭醫(yī)學(xué)中心主持的一項(xiàng)PCI登記研究中發(fā)現(xiàn)，對(duì)407例患有PCI的患者進(jìn)行病因?qū)W分析，發(fā)現(xiàn)40%的患者發(fā)生栓塞（24%為心源性栓塞、14%為動(dòng)脈-動(dòng)脈吻合支處栓塞、2%為多源性栓塞），32%的患者發(fā)生大動(dòng)脈粥樣硬化，其余發(fā)生小血管的閉塞等[14]。其他因素包括椎動(dòng)脈夾層、鎖骨下動(dòng)脈盜血綜合征、巨細(xì)胞動(dòng)脈炎、Fabry病、MELAS綜合征、偏頭痛、椎基底動(dòng)脈延長擴(kuò)張綜合征以及后部可逆性腦白質(zhì)病。上述疾病可累及后循環(huán)，導(dǎo)致PCI發(fā)生[2]。PCI與其他心腦血管疾病的危險(xiǎn)因素相似，包括高血壓、吸煙、高膽固醇血癥、房顫、冠狀動(dòng)脈疾病等。

4 PCI與低灌注的關(guān)系

根據(jù)腦儲(chǔ)備能力不同，王擁軍[15]將腦缺血后的代償過程分為4 期：即腦側(cè)支循環(huán)儲(chǔ)備期、腦血流儲(chǔ)備期、腦代謝儲(chǔ)備期和腦梗死期。

從腦血流量（cerebral blood fl ow，CBF）下降產(chǎn)生低灌注到腦梗死。CBF減少時(shí)首先出現(xiàn)腦電功能障礙，即電衰竭；隨著CBF進(jìn)一步減少，則會(huì)出現(xiàn)代謝改變甚至膜結(jié)構(gòu)改變，即膜衰竭。此時(shí)，在分子水平上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“時(shí)間依賴性缺血瀑布”，即瀑布效應(yīng)。其機(jī)制主要為局部腦組織缺血缺氧，產(chǎn)生自由基、釋放興奮性氨基酸，并且在血小板活性因子、乳酸中毒、腦水腫等多種作用刺激下，使得神經(jīng)元代謝紊亂，大量離子流入細(xì)胞內(nèi)，特別是鈣離子的內(nèi)流使細(xì)胞超載、線粒體鈣離子沉著，發(fā)生不可逆神經(jīng)元死亡，即腦梗死。若通過內(nèi)源或外源作用使得衰竭得以恢復(fù)，這種可逆性的改變則不會(huì)發(fā)生腦梗死[16]。

5 磁共振灌注成像

自1970年以來，有多種方法可評(píng)估腦血流動(dòng)力學(xué)改變，主要的成像技術(shù)包括正電子發(fā)射體層成像（positron emission tomography，PET）、單光子發(fā)射體層成像（single photon emission computed tomography，SPECT）、氙增強(qiáng)型計(jì)算機(jī)斷層掃描（XeCT）、動(dòng)態(tài)CT灌注成像（PCT）、動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)灌注加權(quán)成像（dynamic susceptibility contrast-enhanced perfusion weighted imaging，DSC-PWI）、動(dòng)脈自旋標(biāo)記灌注成像（arterial spinlabeling，ASL）、基于快速T1加權(quán)成像動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像（dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI）以及多普勒超聲成像[17]。上述成像技術(shù)共同點(diǎn)是可提供腦血流動(dòng)力學(xué)相關(guān)參數(shù)如CBF、腦血容量（cerebral blood volume，CBV）；不同之處在于內(nèi)源性或外源性對(duì)比劑、時(shí)間分辨率及空間分辨率、數(shù)據(jù)采集和圖像處理方式[17]。鑒于MRI無創(chuàng)、可顯示更多細(xì)節(jié)以及功能成像序列開發(fā)等優(yōu)勢，使得磁共振灌注成像技術(shù)更多地被臨床所應(yīng)用[18]。

磁共振灌注成像主要包括2種：一種是團(tuán)注外源性順磁性對(duì)比劑的成像方法，即DSC-PWI和DCE-MRI；另一種是利用內(nèi)源性示蹤劑的成像方法，即ASL。

5.1 DSC-PWI 該法是利用團(tuán)注外源順磁性造影劑首次通過毛細(xì)血管床時(shí)，測量其T2或T2*衰減而得到4組參數(shù)：CBV、CBF、達(dá)峰時(shí)間（time to peak，TTP）、平均通過時(shí)間（mean transit time，MTT）。

在PCI中，庾建英等[19]的家兔模型實(shí)驗(yàn)證實(shí)DSC-PWI較DWI能更早發(fā)現(xiàn)PCI。DSC-PWI可與DWI聯(lián)合診斷急性缺血性腦卒中，其敏感度可達(dá)97.5%[20]；并可在卒中早期評(píng)估缺血半暗帶是否存在，對(duì)于臨床治療方法的選擇提供了依據(jù)?；赑WI/DWI不匹配，Deprez等[21]對(duì)1例多發(fā)PCI患者進(jìn)行溶栓治療，結(jié)果表明后循環(huán)卒中的溶栓時(shí)間窗遠(yuǎn)長于ACI。F?rster等[22]對(duì)48 h內(nèi)發(fā)生腦橋卒中患者進(jìn)行DSC-PWI、DWI及磁共振血管成像（MR angiography，MRA）檢查，認(rèn)為DSC-PWI能夠顯示早期MRA表現(xiàn)陰性的由于小血管阻塞引起的腦橋卒中的低灌注區(qū)。Schaefer等[23]利用DSC-PWI的研究結(jié)果表明，CBV、CBF、MTT圖診斷急性腦缺血的敏感度分別為74%、84%、84%，特異度分別為100%、96%、96%。雖然DSC-PWI具有較好的可行性及可操作性，且不存在輻射；但由于磁敏感偽影影響圖像質(zhì)量及病灶容積的準(zhǔn)確測量，且耗時(shí)長、需要注射對(duì)比劑，特別是對(duì)難以耐受長時(shí)間掃描的老年及腎功能不全人群，對(duì)比劑可能對(duì)患者產(chǎn)生傷害，故無法用于腎功能不全患者等，從而產(chǎn)生了一定的局限性。

5.2 DCE-MRI 該法是一種無創(chuàng)的評(píng)價(jià)組織和病變微循環(huán)特性的磁共振功能成像方法，可用來分析組織的血流灌注及微血管滲透性的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)[24]。

DCE-MRI通過引入外源順磁性對(duì)比劑，基于快速T1加權(quán)成像的掃描方式獲得時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線。其原理為：當(dāng)血-腦屏障局部功能失調(diào)時(shí)，外源性造影劑由于濃度梯度而通過局部血管壁，累積在細(xì)胞外間隙內(nèi)，通過對(duì)比劑進(jìn)入組織的流入及廓清速度計(jì)算局部組織的灌注或滲透性的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，如動(dòng)脈輸入函數(shù)等。運(yùn)用不同的血流動(dòng)力學(xué)模型可計(jì)算出容積轉(zhuǎn)移常數(shù)Ktrans、組織間隙-血漿速率常數(shù)Kep、細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)Ve、血漿容積分?jǐn)?shù)Vp，定量計(jì)算時(shí)可將以上參數(shù)納入動(dòng)脈輸入函數(shù)進(jìn)而分析局部組織的血流灌注和微血管滲透情況[24]。

定量DCE-MRI技術(shù)目前在評(píng)估腫瘤良惡性、評(píng)價(jià)腫瘤治療后的療效方面得到廣泛的研究應(yīng)用[25]；此外，近年來對(duì)于部分慢性持續(xù)性炎癥及頸動(dòng)脈動(dòng)脈粥樣硬化斑塊方面也有不少研究[26]。對(duì)于后循環(huán)缺血的研究目前較少，主要原因在于DCE-MRI血流動(dòng)力學(xué)模型的選擇較為困難。它取決于圖像質(zhì)量、掃描時(shí)間分辨率、持續(xù)時(shí)間、空間分辨率、檢測部位等多種因素[27]。

5.3 ASL 該技術(shù)是利用血液作為內(nèi)源性示蹤劑的磁共振灌注成像方法。選擇感興趣的層面為掃描層面，選擇掃描層面的血流上游進(jìn)行流入血液標(biāo)記的層面為標(biāo)記層面。ASL根據(jù)標(biāo)記方法的不同分為連續(xù)性ASL和脈沖式ASL。Wu等[28]研發(fā)了兼具以上2種方法優(yōu)點(diǎn)的準(zhǔn)連續(xù)式動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)（pCASL）。

脈沖式ASL覆蓋范圍小，難以實(shí)現(xiàn)全腦覆蓋，且標(biāo)記效率較低；與其相比，連續(xù)性ASL信噪比較PASL高25%，但受血流流速影響較大[29]。當(dāng)前廣泛使用磁共振三維自旋標(biāo)記灌注成像。該法利用連續(xù)式標(biāo)記和螺旋K空間采集技術(shù)提高了傳統(tǒng)二維圖像的信噪比和均勻性，且具有良好的可重復(fù)性[30]。

相對(duì)于DSC-PWI，Wang等[31]發(fā)現(xiàn)在診斷急性缺血性腦卒中患者時(shí)，ASL rCBF圖和DSC-PWI兩者的圖像質(zhì)量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。其他學(xué)者發(fā)現(xiàn)對(duì)于腦血管疾病，選取多個(gè)不同延遲到達(dá)時(shí)間能夠更好地評(píng)估CBF；且隨著時(shí)間的延長，所測得的rCBF更加接近真實(shí)CBF值[32]。但目前將磁共振三維自旋標(biāo)記灌注成像應(yīng)用于PCI尚且有限，還有諸多問題亟待解決，如克服磁敏感偽影及運(yùn)動(dòng)偽影，進(jìn)一步提高時(shí)間及空間分辨率以及選擇合適的延遲后標(biāo)記時(shí)間以顯示伴有嚴(yán)重動(dòng)脈粥樣硬化的老年人群后循環(huán)病變等。

綜上所述，由于先天解剖性因素或后天腦血管性疾病因素均可導(dǎo)致PCI的發(fā)生，但由于其癥狀不典型、概念較模糊、既往無確切的證據(jù)可顯示病變，使得PCI的診斷較為困難。隨著磁共振灌注成像技術(shù)的發(fā)展以及更多臨床證據(jù)的支持，使得PCI逐漸受到重視。如何選擇適合的磁共振灌注技術(shù)，以便更早、更快、更準(zhǔn)地診斷PCI，仍然需要大樣本的研究及進(jìn)一步探索。

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R743；R445.2

2016-12-25

2017-03-03

（本文編輯 聞 浩）

10.3969/j.issn.1005-5185.2017.05.016

解放軍總醫(yī)院放射科 北京 100853

安寧豫 E-mail: 13611304046@163.com