顱內(nèi)動(dòng)脈前向血流與側(cè)支循環(huán)的影像評(píng)估

王柳仙，婁昕

顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化性狹窄（intracranial atherosclerotic stenosis，ICAS）是目前全球范圍內(nèi)引起缺血性卒中的常見原因之一，尤其好發(fā)于亞洲人群[1]。血流動(dòng)力學(xué)損害是ICAS導(dǎo)致缺血性卒中的一個(gè)重要病理生理機(jī)制，它可獨(dú)立引起腦梗死，也可與其他病因如栓子栓塞，共同作用引起靶區(qū)域組織梗死[2]。為了維持腦組織正常血供，當(dāng)腦組織灌注壓減低，腦血流量出現(xiàn)下降趨勢(shì)時(shí)，機(jī)體可通過自我調(diào)節(jié)，局部微血管擴(kuò)張，伴或不伴側(cè)支循環(huán)開放，來維持腦血流量穩(wěn)定或耐受范圍內(nèi)的輕微下降。當(dāng)局部微循環(huán)障礙伴或不伴側(cè)支循環(huán)開放時(shí)，腦血流量明顯減低，當(dāng)達(dá)到電衰竭閾值以下時(shí)，則會(huì)發(fā)生腦梗死[3]。

在調(diào)節(jié)適應(yīng)腦缺血的過程中，靶區(qū)域血流量主要由兩部分組成：①初始來源并流經(jīng)狹窄動(dòng)脈到達(dá)靶區(qū)域的血流，稱為前向血流（antegrade flow）；②側(cè)支血管開放，旁路來源血流通過交通動(dòng)脈或者軟腦膜吻合動(dòng)脈到達(dá)靶區(qū)域的血流，稱為側(cè)支循環(huán)，由于這種血流方向往往與正常血流方向相反，也稱為逆向血流（retrograde flow）[4]。前向血流及側(cè)支循環(huán)共同作用于靶區(qū)域的血流灌注，影響卒中發(fā)生及轉(zhuǎn)歸，具有同等重要的臨床意義[5]。

評(píng)估ICAS患者的前向血流十分必要，因其能夠預(yù)測(cè)臨床轉(zhuǎn)歸，并與臨床預(yù)后直接相關(guān)。急性缺血性卒中的多項(xiàng)研究表明，基于mTICI方法評(píng)價(jià)較好的前向血流評(píng)分往往會(huì)有好的90 d臨床預(yù)后[6]。但mTICI是定性分類方法，且mTICI評(píng)分預(yù)測(cè)慢性ICAS患者臨床預(yù)后的研究較少[7]。前向血流目前多通過DSA評(píng)價(jià)，也有研究表明經(jīng)顱彩色多普勒超聲可評(píng)估眼動(dòng)脈前向血流情況，且前向血流情況與側(cè)支形成相關(guān)[8]。但總體來說DSA評(píng)價(jià)前向血流仍是主流，其他影像學(xué)方法作用有限，也少有報(bào)道。

腦側(cè)支循環(huán)指在顱內(nèi)供血?jiǎng)用}狹窄或閉塞時(shí)所生成的旁路動(dòng)脈或動(dòng)脈吻合網(wǎng)絡(luò)[9]。按解剖可分為頸內(nèi)動(dòng)脈系統(tǒng)和頸外動(dòng)脈系統(tǒng)側(cè)支血管；前者包括前交通動(dòng)脈、后交通動(dòng)脈，大腦前動(dòng)脈與大腦中動(dòng)脈間的吻合、大腦后動(dòng)脈與大腦中動(dòng)脈間的吻合、大腦后動(dòng)脈與小腦上動(dòng)脈的頂蓋叢吻合、小腦動(dòng)脈遠(yuǎn)端吻合等軟腦膜動(dòng)脈吻合；后者包括面動(dòng)脈、下頜動(dòng)脈、腦膜中動(dòng)脈到眼動(dòng)脈的吻合，腦膜中動(dòng)脈的遠(yuǎn)端吻合、穿過乳突孔的枕動(dòng)脈吻合、穿過頂孔的枕動(dòng)脈吻合等硬腦膜動(dòng)脈吻合[10]。大腦中動(dòng)脈狹窄患者主要建立大腦前、大腦后與大腦中動(dòng)脈的軟腦膜動(dòng)脈吻合。側(cè)支循環(huán)可分為三級(jí)，一級(jí)為Willis環(huán)，二級(jí)為經(jīng)眼動(dòng)脈逆流及軟腦膜動(dòng)脈吻合，三級(jí)為新生動(dòng)脈血管[11]。當(dāng)供血?jiǎng)用}發(fā)生急性或慢性狹窄及閉塞時(shí)，側(cè)支循環(huán)將根據(jù)缺血程度從初級(jí)側(cè)支循環(huán)至三級(jí)側(cè)支循環(huán)逐級(jí)開放。側(cè)支循環(huán)作為維持顱內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的有效途徑，臨床意義顯著。急性卒中患者側(cè)支循環(huán)的好壞與卒中轉(zhuǎn)歸及預(yù)后具有顯著相關(guān)性[12]；在慢性粥樣硬化性顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄或閉塞患者中，側(cè)支循環(huán)可維持組織灌注，穩(wěn)定血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，改善缺血事件后轉(zhuǎn)歸，還可降低患者遠(yuǎn)期卒中事件再發(fā)[13]。

在ICAS患者中，評(píng)估側(cè)支循環(huán)同樣非常重要。前向血流水平相近的患者有時(shí)表現(xiàn)出不同的臨床預(yù)后，其中一項(xiàng)重要原因是不同側(cè)支循環(huán)代償水平，而且由于ICAS疾病持續(xù)進(jìn)展，血管狹窄程度加重，導(dǎo)致前向血流可能發(fā)生變化，此種情況下，側(cè)支循環(huán)發(fā)揮的代償作用則更加重要。有學(xué)者提出了“側(cè)支循環(huán)組（collaterome）”概念，指腦內(nèi)調(diào)節(jié)和決定缺血后代償能力、反應(yīng)性和腦血管病理生理學(xué)轉(zhuǎn)歸的神經(jīng)血管結(jié)構(gòu)，在卒中患者臨床表現(xiàn)及預(yù)后轉(zhuǎn)歸方面具有重要意義[14]。

盡管多種方法均可評(píng)價(jià)側(cè)支循環(huán)，包括超聲及核醫(yī)學(xué)，但目前常用技術(shù)仍為DSA、CTA和MRA。腦側(cè)支循環(huán)評(píng)價(jià)目前臨床上以DSA評(píng)估作為金標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)級(jí)方法以美國(guó)介入和治療神經(jīng)放射學(xué)會(huì)（American Society of Interventional and Therapeutic Neuroradiology，ASITN）/介入放射學(xué)會(huì)（Society of Interventional Radiology，SIR）側(cè)支循環(huán)評(píng)級(jí)系統(tǒng)使用最為廣泛，其將側(cè)支循環(huán)建立情況分為五級(jí)[15]。目前已有多項(xiàng)臨床登記研究發(fā)現(xiàn)ASITN/SIR側(cè)支循環(huán)評(píng)分與溶栓后再灌注和遠(yuǎn)期預(yù)后相關(guān)[16]。除外該評(píng)級(jí)方法，Christoforidis評(píng)分系統(tǒng)評(píng)估DSA側(cè)支循環(huán)也有應(yīng)用[17]。近年來隨著CTA技術(shù)，尤其是多時(shí)相CTA的發(fā)展，使側(cè)支血管成像及評(píng)估更為便捷。目前常用CTA側(cè)支循環(huán)評(píng)價(jià)方法包括ASPECTS、Menon評(píng)分和Miteff評(píng)分等[18]。MRA對(duì)于顯示前向血流和側(cè)支循環(huán)方面遜于CTA，臨床常用的TOF-MRA由于對(duì)遠(yuǎn)端血流的低估而不適于評(píng)估側(cè)支循環(huán)[18]。有研究提示增強(qiáng)MRA及相位對(duì)比MRA可用于評(píng)估側(cè)支循環(huán)，但囿于注射對(duì)比劑、較長(zhǎng)的掃描時(shí)間和較低的分辨率而少用于臨床[18]。近年來新提出的動(dòng)態(tài)MRA通過采集多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的圖像，可對(duì)側(cè)支循環(huán)進(jìn)行相對(duì)準(zhǔn)確的評(píng)估，已有研究提示該技術(shù)評(píng)估的側(cè)支循環(huán)與DWI梗死核心和PWI灌注缺損體積相關(guān)[19]。

總體來說，因不同技術(shù)的使用和臨床需要，側(cè)支循環(huán)評(píng)價(jià)方法多種多樣，其中大部分針對(duì)前循環(huán)梗死并主要關(guān)注大腦中動(dòng)脈供血區(qū)。早期的評(píng)分方法一般簡(jiǎn)單評(píng)估側(cè)支循環(huán)有或無，或無、中度、良好，而后續(xù)的評(píng)價(jià)方法引入了與正常側(cè)的對(duì)比、充盈速度、病變部位近端的逆向血流情況、受累區(qū)域所占百分比、ASPECTS受累區(qū)域等等。盡管大部分評(píng)分方法已在臨床得到了應(yīng)用和證實(shí)，并與預(yù)后相關(guān)，但應(yīng)需注意各評(píng)分方法之間可能存在的一致性問題[20]。

除外DSA，大部分成像方法欠缺側(cè)支循環(huán)血管直接顯像所需的分辨率，但通過評(píng)價(jià)繼發(fā)性影像表現(xiàn)（如FLAIR血管高信號(hào)征）或血管狹窄閉塞引起的下游改變可間接獲知側(cè)支循環(huán)情況。其中較具臨床實(shí)用性的評(píng)價(jià)方法即灌注成像。目前，通過灌注成像來評(píng)估側(cè)支血流越來越多地應(yīng)用于臨床。與側(cè)支血管成像相比，側(cè)支血流灌注成像可直接反映側(cè)支循環(huán)代償作用的結(jié)果[10]。迄今為止，無論哪種方法，對(duì)前向血流及側(cè)支循環(huán)的評(píng)價(jià)均為定性評(píng)價(jià)或采用等級(jí)評(píng)分的半定量評(píng)價(jià)[21]，對(duì)狹窄血管及側(cè)支血管的前向血流及逆向血流進(jìn)行絕對(duì)量化評(píng)價(jià)仍然很困難[22]。

近年來，動(dòng)脈自旋標(biāo)記（arterial spin labeling，ASL）磁共振灌注成像逐漸被臨床接受，得到了越來越多的應(yīng)用。ASL是基于MRI的一種灌注成像方法，其最突出的特性在于對(duì)腦血流量的絕對(duì)定量，并且無創(chuàng)[23]，為我們?cè)噲D定量腦血流成分提供了技術(shù)上的可能性。與傳統(tǒng)灌注方法比較，ASL通過空間選擇性標(biāo)記血液作為內(nèi)源性示蹤劑，無需外源性對(duì)比劑，是一種較新穎的評(píng)估腦血流動(dòng)力學(xué)改變的技術(shù)。它具有時(shí)間敏感性，而且可采用不同的標(biāo)記后延遲時(shí)間（post labeling delay，PLD）探測(cè)腦組織灌注，被稱為動(dòng)態(tài)灌注成像[24]。其中，三維準(zhǔn)連續(xù)式動(dòng)脈自旋標(biāo)記（three-dimensional pseudo-continuous ASL，3D pCASL）是一種改良的ASL技術(shù)，能夠提供高信噪比和高空間分辨率圖像，而且可以定量測(cè)量腦血流量[25-26]。

通常采用單一PLD的ASL技術(shù)來測(cè)量某一時(shí)刻的腦血流量，因?yàn)槠鋵?duì)動(dòng)脈通過時(shí)間非常敏感，動(dòng)脈內(nèi)穿行偽影（arterial transit artifact，ATA）已被用來識(shí)別和評(píng)價(jià)煙霧病患者的側(cè)支循環(huán)[27]。在ICAS患者中，前向血流往往流經(jīng)一個(gè)相對(duì)短距離的血管節(jié)段到達(dá)相應(yīng)供血區(qū)，灌注壓力較大，流速較快，而側(cè)支血流流經(jīng)路線長(zhǎng)，管徑細(xì)小，到達(dá)靶區(qū)域常常會(huì)出現(xiàn)延遲[28]，即側(cè)支血流與前向血流相比血流通過時(shí)間更長(zhǎng)。根據(jù)前向血流及側(cè)支血流到達(dá)靶區(qū)域時(shí)間上的差異，使用兩個(gè)長(zhǎng)短不同的PLD 3D pCASL技術(shù)來區(qū)分兩種血流成分成為可能。研究顯示，采用該技術(shù)計(jì)算的早到血流和延遲到達(dá)血流與DSA前向血流評(píng)級(jí)及側(cè)支循環(huán)評(píng)分具有相關(guān)性，支持靶供血區(qū)早到血流與延遲到達(dá)的逆向血流分別包含了前向血流和側(cè)支血流。有研究使用兩個(gè)PLD的3D pCASL技術(shù)發(fā)現(xiàn)前向血流能夠量化，而且在單側(cè)大腦中動(dòng)脈狹窄患者中，靶區(qū)域前向血流比側(cè)支血流占比更大，這說明前向血流在維持靶區(qū)域血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的過程中發(fā)揮著重要的作用[29]。

此外，區(qū)域選擇性ASL（territorial ASL，t-ASL）技術(shù)通過對(duì)主要供血?jiǎng)用}進(jìn)行標(biāo)記，進(jìn)而評(píng)價(jià)各動(dòng)脈灌注范圍，也應(yīng)用于側(cè)支循環(huán)評(píng)估[30]。盡管在血管狹窄閉塞性疾病中，血管成像可對(duì)大動(dòng)脈側(cè)支代償情況進(jìn)行判斷，但t-ASL有助于可視化一級(jí)二級(jí)側(cè)支循環(huán)開放后的血流再分配[31]。有研究將MRA與t-ASL結(jié)合對(duì)側(cè)支循環(huán)進(jìn)行評(píng)分，發(fā)現(xiàn)其與DSA具有良好相關(guān)性[30]。

在臨床實(shí)用場(chǎng)景中，對(duì)于急性卒中患者，側(cè)支循環(huán)快速評(píng)價(jià)和簡(jiǎn)化掃描體系有助于治療篩選。在血管內(nèi)治療前循環(huán)近端閉塞所致小梗死灶及重點(diǎn)在CT至再通時(shí)間最小化（Endovascular treatment for Small Core and Anterior circulation Proximal occlusion with Emphasis on minimizing CT to recanalization times，ESCAPE）研究中，側(cè)支循環(huán)的影像評(píng)價(jià)已被用于排除不適合血管內(nèi)治療的患者[32]。卒中患者若無側(cè)支循環(huán)（除外發(fā)病1 h內(nèi)），則最終梗死核心較大，且更難從血管內(nèi)治療中獲益[33]。此外，有證據(jù)提示卒中發(fā)生后處于窗口期外的患者（發(fā)病時(shí)間＞6 h）若合并較好的側(cè)支循環(huán)，仍舊可獲益于血管內(nèi)治療[18]。

總之，雖然目前DSA仍然是側(cè)支循環(huán)評(píng)價(jià)的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于其有創(chuàng)，可預(yù)見未來將會(huì)有越來越多的無創(chuàng)性影像學(xué)方法應(yīng)用于臨床，為卒中評(píng)估診斷帶來更大的便利性、發(fā)揮更大價(jià)值。