腦穿支動(dòng)脈病變梗死類型和神經(jīng)影像學(xué)研究進(jìn)展

王一輕，劉平國，沈佳慧，蔡增林

穿支動(dòng)脈通常是以大動(dòng)脈為載體，發(fā)出后穿行進(jìn)入腦實(shí)質(zhì)內(nèi)的小動(dòng)脈，包括兩大類分支：淺表穿支（或軟腦膜支）和深穿支，前者供應(yīng)大腦半球和小腦半球的外周部分、部分間腦及腦干的淺表部分[1-2]，后者供應(yīng)大腦半球的中間區(qū)域、小腦頂核、部分間腦及腦干的中間部。穿支動(dòng)脈阻塞會(huì)導(dǎo)致腦深部缺血性病變，但關(guān)于穿支動(dòng)脈供應(yīng)區(qū)域與梗死區(qū)域之間是否存在直接關(guān)系尚不明確[3-4]，因此理解穿通支的構(gòu)造對(duì)于診斷深部卒中綜合征和了解穿支動(dòng)脈病變梗死類型具有重要意義。近年來，新的影像學(xué)技術(shù)如高分辨率、高場強(qiáng)MRI等有助于深入研究穿支動(dòng)脈的解剖結(jié)構(gòu)及不同穿支動(dòng)脈的梗死類型。本文主要綜述前循環(huán)血管及后循環(huán)血管的穿支動(dòng)脈，如Heubner返動(dòng)脈、豆紋動(dòng)脈、脈絡(luò)膜前動(dòng)脈（anterior choroidal artery，AChA）和髓質(zhì)動(dòng)脈等，供血區(qū)域與相鄰血管之間的關(guān)系、穿支動(dòng)脈病變的梗死類型及其影像學(xué)進(jìn)展。

1 不同穿支動(dòng)脈供血區(qū)域和梗死類型

1.1 淺表穿支灌注區(qū)域和梗死類型 大腦中動(dòng)脈淺表分支向側(cè)腦室上部下行并供應(yīng)半卵圓中心。半卵圓中心為大腦半球中心呈半卵圓形的白質(zhì)區(qū)，主要有胼胝體的輻射纖維及經(jīng)內(nèi)囊的投射纖維等組成[5-6]。大部分學(xué)者在影像學(xué)上界定淺表穿支動(dòng)脈區(qū)梗死（superficial perforator infarction，SPI）為大腦皮質(zhì)帶以內(nèi)、深穿支水平放射冠以外區(qū)域的梗死。與位于側(cè)腦室旁內(nèi)側(cè)分水嶺區(qū)梗死（internal border-zone infarction，IBI）不同的是，SPI多位于外側(cè)且廣泛分散[1]。SPI的發(fā)病機(jī)制仍有爭議，國內(nèi)學(xué)者吳芳等[7]通過HR-MRI評(píng)估SPI和深穿支動(dòng)脈區(qū)梗死（deep perforator infarction，DPI）患者顱內(nèi)大動(dòng)脈管壁及管腔狹窄特征，證實(shí)SPI患者顱內(nèi)大動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的發(fā)生率高于DPI患者，且SPI患者管腔狹窄程度大于DPI患者。

1.2 Heubner返動(dòng)脈灌注區(qū)域和梗死類型 Heubner返動(dòng)脈從大腦前動(dòng)脈的前交通動(dòng)脈附近分出（A1～A2交界處），可有1～3個(gè)穿通分支，并沿A1逆時(shí)針方向延伸[8]，進(jìn)入前穿質(zhì)、尾狀核的前半部分、殼狀核的前1/3、蒼白球的前內(nèi)側(cè)部分、內(nèi)囊膝部/前肢的前下部分、前連合部分、下丘腦前核，主要供應(yīng)基底神經(jīng)節(jié)的前腹側(cè)、額葉、嗅球、下丘腦前部、視神經(jīng)等[9]。有學(xué)者認(rèn)為Heubner返動(dòng)脈的供血區(qū)域?qū)?yīng)邊緣區(qū)，外側(cè)豆紋動(dòng)脈的供血區(qū)域?qū)?yīng)感覺運(yùn)動(dòng)區(qū)，內(nèi)側(cè)豆紋動(dòng)脈的供血區(qū)域?qū)?yīng)外側(cè)邊緣區(qū)和腹內(nèi)側(cè)感覺運(yùn)動(dòng)區(qū)等[10]。Heubner返動(dòng)脈單側(cè)損傷會(huì)導(dǎo)致對(duì)側(cè)上肢癱瘓、對(duì)側(cè)面部癱瘓、構(gòu)音障礙、偏身舞蹈病，雙側(cè)損傷可導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)不能性緘默（akinetic mutism）。雖然Heubner返動(dòng)脈和豆紋動(dòng)脈是來自不同大動(dòng)脈的終末動(dòng)脈，但二者供應(yīng)基底神經(jīng)節(jié)的相同區(qū)域，其梗死類型分為放射冠區(qū)和半卵圓中心區(qū)兩種模式[11]。

1.3 豆紋動(dòng)脈灌注區(qū)域和梗死類型 豆紋動(dòng)脈是一個(gè)穿通性分支，從大腦中動(dòng)脈主干的水平部分（M1部分）分出，由2～12個(gè)分支（平均7.1個(gè)分支）組成，有時(shí)在M2部分還有一個(gè)分支。豆紋動(dòng)脈從大腦中動(dòng)脈M1部分的近端到遠(yuǎn)端依次分出，呈洋蔥皮樣排列，近端發(fā)出的分支較細(xì)，越往遠(yuǎn)端發(fā)出的分支越粗，分支直徑一般在700～800 μm之間，隨后血管直徑擴(kuò)大[12]。按照從M1段發(fā)出的部位，豆紋動(dòng)脈分為內(nèi)側(cè)組、中間組和外側(cè)組三組[13]，Marinkovi?等[14]研究表明：內(nèi)側(cè)組供應(yīng)殼核內(nèi)部和蒼白球背面，中間組和外側(cè)組形成外部群，供應(yīng)大部分殼核、蒼白球的外部、尾狀核上方及內(nèi)囊[9]。豆紋動(dòng)脈從底部的動(dòng)脈直角發(fā)出，并沿與M1段血流方向相反的方向（即向內(nèi)）延伸，故承受的血流沖擊壓力更大[3，14]。豆紋動(dòng)脈供血區(qū)域的梗死類型為腔隙性梗死、穿支動(dòng)脈粥樣硬化?。╞ranch atheromatous disease，BAD）型梗死和紋狀體內(nèi)囊梗死（striatocapsular infarction，SCI）。

1989年Caplan[15]首次提出BAD這一概念來描述深穿支動(dòng)脈起始部分的狹窄或閉塞，其發(fā)病機(jī)制與小動(dòng)脈粥樣硬化或開口處的斑塊有關(guān)，并且可以導(dǎo)致內(nèi)囊或者腦橋等部位小的梗死灶。Fisher[4]認(rèn)為脂質(zhì)透明變性發(fā)生在直徑200 μm或更小的血管中，導(dǎo)致豆紋動(dòng)脈分支遠(yuǎn)端2～5 mm的腔隙性梗死。如果穿支動(dòng)脈起源動(dòng)脈微動(dòng)脈粥樣硬化閉塞，可引起整個(gè)穿支動(dòng)脈梗死，則被認(rèn)為是BAD型梗死[15-16]。但是，即使不是豆紋動(dòng)脈發(fā)出部位，大多數(shù)豆紋動(dòng)脈梗死也是直徑300～700 μm血管基于微動(dòng)脈粥樣硬化的梗死，因此，在許多腔隙性梗死病例中，病理基礎(chǔ)為微動(dòng)脈粥樣硬化者比脂質(zhì)透明化者多[17]。如果穿支動(dòng)脈的起始處閉塞，則可以將豆紋動(dòng)脈的BAD型梗死分為前后型：后型損害了皮質(zhì)脊髓束，伴有進(jìn)行性運(yùn)動(dòng)障礙和嚴(yán)重癱瘓[18]；前型從后部到前部穿過殼核的中心，到達(dá)輻射冠的前部，側(cè)前支的梗死可能源于中間支[18-19]。

SCI是一種比較特殊的基底節(jié)區(qū)腦梗死類型，1984年B1adin等[20]提出了SCI的概念，將直徑≥3 cm作為診斷SCI的“金標(biāo)準(zhǔn)”，且認(rèn)為梗死灶至少包括尾狀核頭和內(nèi)囊或殼核和內(nèi)囊，可伴有多種皮質(zhì)癥狀。SCI通常是直徑2.0～3.0 cm的多個(gè)豆紋動(dòng)脈梗死，表現(xiàn)形式為晶狀體型、逗號(hào)型、三角形型梗死[17]。SCI形成機(jī)制中栓塞原因最常見，但也可能是基于動(dòng)脈粥樣硬化[20-21]。紋狀體內(nèi)囊整個(gè)區(qū)域梗死可觀察到以殼核為中心和以尾狀核頭為中心兩種模式。另外，根據(jù)缺血的程度，還可有單一血管梗死的“斑駁型”缺血，而不是均勻的梗死病灶[17]。

1.4 脈絡(luò)膜前動(dòng)脈灌注區(qū)域和梗死類型 頸內(nèi)動(dòng)脈發(fā)出眼動(dòng)脈和后交通動(dòng)脈后，AChA從外側(cè)分出，沿視束向后外側(cè)走行，從顳葉的內(nèi)側(cè)穿過發(fā)出穿支進(jìn)入蒼白球和內(nèi)囊后肢，然后向側(cè)方發(fā)出分支負(fù)責(zé)部分顳葉的血供，并有分支負(fù)責(zé)部分中腦和丘腦的血供，最后終止于外側(cè)膝狀體和側(cè)腦室下角脈絡(luò)叢。AChA進(jìn)入脈絡(luò)裂以前的部分因行于環(huán)池內(nèi)稱為池部，進(jìn)入脈絡(luò)裂以后的部分稱為腦室部。池部有三支主要血管分支：①分支向外側(cè)分布供應(yīng)顳葉內(nèi)側(cè)（杏仁核、鉤回、海馬前部）；②向內(nèi)延伸供應(yīng)大腦腳和中腦的分支；③向上穿支供應(yīng)內(nèi)囊和基底神經(jīng)節(jié)的分支[17，22]。也有學(xué)者將第三分支分為近端分支和遠(yuǎn)端分支，近端分支供應(yīng)內(nèi)囊膝部和內(nèi)蒼白球，遠(yuǎn)端分支供應(yīng)內(nèi)囊后肢和丘腦外側(cè)[22]。內(nèi)囊為大腦傳入神經(jīng)和傳出神經(jīng)的匯聚處，錐體束、丘腦皮質(zhì)束、視輻射及聽輻射均于此處匯聚通過。內(nèi)囊后肢前2/3為皮質(zhì)脊髓束通過，后1/3為丘腦皮質(zhì)束、視輻射及聽輻射的纖維通過。內(nèi)囊缺血損傷后出現(xiàn)典型的對(duì)側(cè)肢體偏癱、偏身感覺缺失、同向偏盲，即AChA綜合征[9]。

受側(cè)支循環(huán)影響，不同類型AChA梗死類型不同，在頸內(nèi)動(dòng)脈閉塞的情況下，后交通動(dòng)脈和（或）前交通動(dòng)脈和同側(cè)大腦前動(dòng)脈的血流是閉塞頸內(nèi)動(dòng)脈的側(cè)支血流來源，如果側(cè)支循環(huán)充分，AChA供血區(qū)域可能會(huì)免于梗死[23-24]。AChA直徑小，其梗死通常表現(xiàn)為腔隙性梗死，可能由穿支動(dòng)脈阻塞引起，但大動(dòng)脈或心臟栓塞也可能導(dǎo)致AChA供血區(qū)域完全梗死[25]。

1.5 髓質(zhì)分支灌注區(qū)域和梗死類型 半卵圓中心是大腦中動(dòng)脈和大腦前動(dòng)脈的皮質(zhì)分支之間的邊界區(qū)域。供應(yīng)半卵圓中心的血管是髓質(zhì)分支，從大腦皮層分支垂直進(jìn)入髓質(zhì)。髓質(zhì)分支也被稱為淺表穿支，以區(qū)別于基底節(jié)和丘腦的深穿支。

髓質(zhì)分支梗死會(huì)引起幾乎垂直于腦室的獨(dú)特的分支梗死，Yonemura等[26]指出，髓質(zhì)分支梗死中栓塞性病變比頸內(nèi)動(dòng)脈和大腦中動(dòng)脈狹窄/閉塞病變更為常見。有學(xué)者對(duì)79例髓質(zhì)梗死患者進(jìn)行了經(jīng)食管超聲心動(dòng)圖檢查，發(fā)現(xiàn)有45例（57.0%）為栓塞性腦梗死，即超過一半為卵圓孔未閉、主動(dòng)脈復(fù)雜斑塊病變、心房顫動(dòng)、頸動(dòng)脈病變引起的栓塞性腦梗死，其他非栓塞性腦梗死為腔隙性梗死[17]。髓質(zhì)分支梗死是一種小梗死，往往被認(rèn)為是一種小血管疾病，但是有必要?jiǎng)討B(tài)監(jiān)測栓子，并且在某些情況下，需要包括經(jīng)食管超聲心動(dòng)圖在內(nèi)的檢查尋找栓子來源。

普通水平成像很難區(qū)分髓質(zhì)分支梗死和豆紋動(dòng)脈梗死，髓質(zhì)分支中從大腦中動(dòng)脈M2段向腦室前角發(fā)出的分支稱為長島狀動(dòng)脈，Tamura等[27]檢查了8例長島狀動(dòng)脈梗死病例，發(fā)現(xiàn)影像學(xué)上幾乎沿著連接外側(cè)裂上端與前角的線（前角-島狀裂，A-I線）呈現(xiàn)，與深穿支動(dòng)脈梗死相比，淺表穿支動(dòng)脈栓塞源性疾病起病更急且病情更重。盡管長島狀動(dòng)脈梗死是髓質(zhì)分支梗死，但其靠近豆紋動(dòng)脈，對(duì)于區(qū)分A-I線上方的髓質(zhì)分支供血區(qū)域和下方的柱狀紋狀體動(dòng)脈供血區(qū)域很重要。

半卵圓中心是皮質(zhì)分支之間的邊界區(qū)域，邊界區(qū)梗死主要發(fā)生在頸內(nèi)動(dòng)脈狹窄或閉塞的情況下，在這種情況下，短暫性腦灌注不足可引起多個(gè)不連續(xù)的小梗死，冠狀切面更易發(fā)現(xiàn)梗死是大腦前動(dòng)脈和大腦中動(dòng)脈之間的邊界區(qū)梗死[28]。另外，放射冠指的是半卵圓中心的下部，是豆紋動(dòng)脈的末端區(qū)域，對(duì)應(yīng)于大腦中動(dòng)脈M1段、豆紋動(dòng)脈的皮質(zhì)分支與髓質(zhì)分支之間形成的邊界區(qū)域，被稱為深邊界區(qū)梗死（internal border-zone infarction，IBZ）[29]。在大腦中動(dòng)脈M1段狹窄或閉塞的情況下，大腦中動(dòng)脈主干中的血液灌注不充分，導(dǎo)致豆紋動(dòng)脈與大腦中動(dòng)脈髓質(zhì)分支之間的梗死，其特征為DWI高信號(hào)在放射冠前后呈串珠狀分布。

2 穿支動(dòng)脈病變影像學(xué)進(jìn)展

穿支動(dòng)脈閉塞引起的梗死是缺血性卒中的重要亞型，但長期以來病因診斷困難，原因是穿支動(dòng)脈細(xì)小，常規(guī)成像方法難以顯示，而高分辨管壁成像具有高空間分辨率，可清晰地顯示穿支動(dòng)脈管壁的細(xì)微結(jié)構(gòu)，從而可以檢測出更小的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊，有助于穿支動(dòng)脈疾病的研究[30]。最近發(fā)展起來的超高場強(qiáng)7T MRI，顯示小穿支血管細(xì)微結(jié)構(gòu)的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于1.5T MRI和3T MRI[31-32]。此外，7T MRI的信噪比比3T MRI的信噪比提高約88%[33]。Geurts等[34]應(yīng)用7T二維相位對(duì)比MRI（two-dimensional phase contrast magnetic resonance imaging，2D-PC-MRI）測量基底神經(jīng)節(jié)和半卵圓中心穿支動(dòng)脈的血流搏動(dòng)指數(shù)，證明由腦小血管病變引起的卒中患者的基底神經(jīng)節(jié)和半卵圓中心穿支動(dòng)脈功能異常，與健康對(duì)照組相比，腔隙性梗死和深部微出血患者的穿支動(dòng)脈數(shù)量較少，搏動(dòng)指數(shù)（plusatility index，PI）較高。Arts等[35]應(yīng)用7T 2D-PCMRI自動(dòng)測量腦穿支動(dòng)脈的血流速度和搏動(dòng)性，認(rèn)為這種方法可以為研究腦小血管病微循環(huán)提供更精確的定量方法，對(duì)于確定穿支動(dòng)脈損傷與血管性腦損傷（如微出血、梗死、深部腦白質(zhì)完整性下降及血流動(dòng)力學(xué)改變）的相關(guān)性具有重要價(jià)值，可發(fā)現(xiàn)血管性認(rèn)知障礙患者早期發(fā)生的變化。

近年來，許多新的影像學(xué)方法被廣泛應(yīng)用于腦穿支動(dòng)脈的研究。Liang等[36]納入31名健康受試者和28例豆紋動(dòng)脈梗死患者，采用3D-TOF-MRA和三維快速自旋回波T1WI（three-dimensional fast spin-echo T1WI，3D-FSE T1WI，即GE Healthcare中的CUBE T1）進(jìn)行研究，結(jié)果表明豆紋動(dòng)脈梗死患者患側(cè)豆紋動(dòng)脈的數(shù)量少于健康受試者對(duì)側(cè)和同側(cè)豆紋動(dòng)脈的數(shù)量，Heubner返動(dòng)脈異?？蓪?dǎo)致半卵圓中心梗死，豆紋動(dòng)脈異常與放射冠梗死相關(guān)。其認(rèn)為HR 3D-FSE T1WI（CUBE T1）可可視化檢測穿支動(dòng)脈血管壁的病理變化，而HR 3D-TOF-MRA則可專門檢測穿支動(dòng)脈的數(shù)量，二者可有效識(shí)別穿支動(dòng)脈及其梗死類型[36]。Wang等[37]應(yīng)用全腦高分辨率心血管MRI（whole-brain high-resolution cardiovascular magnetic resonance imaging，WB-HRCMR）評(píng)估近期卒中患者豆紋動(dòng)脈的變化，結(jié)果表明與無癥狀顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化性狹窄（intracranial atherosclerotic stenosis，ICAS）相比，癥狀性ICAS豆紋動(dòng)脈斑塊特征更明顯、長度更短，且認(rèn)為豆紋動(dòng)脈平均長度是卒中的獨(dú)立預(yù)測因素。

3 小結(jié)

不同穿支動(dòng)脈梗死類型不同：豆紋動(dòng)脈供血區(qū)域的梗死類型為腔隙性梗死、BAD型梗死和SCI；Heubner返動(dòng)脈單側(cè)閉塞可導(dǎo)致對(duì)側(cè)上肢癱瘓、面部癱瘓、構(gòu)音障礙、偏身舞蹈病，雙側(cè)損傷可導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)不能性緘默；AChA病變可導(dǎo)致對(duì)側(cè)肢體偏癱、偏身感覺缺失、同向偏盲，即AChA綜合征；髓質(zhì)分支梗死會(huì)引起幾乎垂直于腦室的獨(dú)特的分支梗死，還會(huì)導(dǎo)致半卵圓中心、放射冠部位的邊界區(qū)梗死。穿支動(dòng)脈是末梢動(dòng)脈，其急性缺血可導(dǎo)致腔隙性梗死，慢性缺血可導(dǎo)致腦白質(zhì)疏松，后者臨床更常見。白質(zhì)疏松癥首先發(fā)生在腦室周圍和深部白質(zhì)區(qū)域，這兩個(gè)區(qū)域都是分水嶺地區(qū)，任何彌散性動(dòng)脈病都會(huì)加劇其灌注壓力，使其受到慢性缺血性損傷的影響。神經(jīng)影像學(xué)新技術(shù)（如7T 2D-PC-MRI、HR 3D-TOF-MRA、HR 3D-FSE T1WI等）有助于確定穿支動(dòng)脈早期病變，并可早期發(fā)現(xiàn)疾病的發(fā)生發(fā)展。

【點(diǎn)睛】不同穿支動(dòng)脈梗死類型不同。7T 2D-PC-MRI、HR 3D-TOF-MRA、HR 3D-FSE T1WI等神經(jīng)影像學(xué)新技術(shù)有助于確定穿支動(dòng)脈早期病變，并可發(fā)現(xiàn)疾病的發(fā)生發(fā)展。