基于多模態(tài)CT 評估缺血性腦卒中側(cè)支循環(huán)的研究進(jìn)展

李 晗，王希明

（1.蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院影像科，江蘇 蘇州 215006；2.蘇州大學(xué)影像醫(yī)學(xué)研究所，江蘇 蘇州 215006）

腦卒中是我國成年人致死、致殘的首位病因，具有發(fā)病率高、致殘率高、死亡率高和復(fù)發(fā)率高的特點，其中缺血性腦卒中與出血性腦卒中，約占全部腦卒中的80%［1］。大量研究［2］表明，良好的側(cè)支循環(huán)與血管內(nèi)治療的成功率、降低出血轉(zhuǎn)化的風(fēng)險及較好的臨床預(yù)后密切相關(guān)，因此準(zhǔn)確快速地評估缺血性腦卒中患者側(cè)支循環(huán)狀態(tài)極其重要。臨床上評估側(cè)支循環(huán)狀態(tài)的金標(biāo)準(zhǔn)是DSA，但在實際應(yīng)用中，DSA為有創(chuàng)檢查且價格昂貴，不宜作為評估缺血性腦卒中側(cè)支循環(huán)的常規(guī)方法。與DSA 檢查相比，CT 不僅檢查時間和后處理時間短，且具有無創(chuàng)的優(yōu)勢，已作為臨床上評估缺血性腦卒中的首選檢查方法。

1 腦側(cè)支循環(huán)定義

腦側(cè)支循環(huán)是指因顱內(nèi)供血動脈狹窄或閉塞不能滿足腦組織灌注需求所生成的旁路動脈或動脈吻合網(wǎng)絡(luò)，從而能保證狹窄或閉塞動脈所供血區(qū)域得到基本的血供，避免發(fā)生缺血性壞死［3］。缺血腦組織在閉塞動脈開通前依賴側(cè)支血管的血供而生存，因此腦側(cè)支循環(huán)的狀態(tài)一定程度上反映了可挽救腦組織的多少，不僅顯著影響梗死進(jìn)程，且與功能預(yù)后密切相關(guān)［4］。

2 側(cè)支循環(huán)的分類

2.1 一級側(cè)支循環(huán) 一級側(cè)支循環(huán)為Willis 環(huán)，其主要是由兩側(cè)大腦前動脈起始段、頸內(nèi)動脈末端、大腦后動脈借前后交通動脈連接而成［5］。Willis 環(huán)存在較多解剖變異，當(dāng)出現(xiàn)解剖變異且發(fā)生急性腦血管狹窄或閉塞時，Willis 環(huán)無法及時向缺血腦組織提供側(cè)支血流代償，從而造成腦組織梗死體積增大，導(dǎo)致臨床治療效果及預(yù)后變差。

2.2 二級側(cè)支循環(huán) 二級側(cè)支循環(huán)為顱內(nèi)外動脈吻合支及軟腦膜側(cè)支。顱內(nèi)外動脈吻合支主要是顱外動脈與眼動脈的吻合血管，軟腦膜側(cè)支主要包括大腦前動脈與大腦中動脈、大腦中動脈與大腦后動脈軟腦膜吻合血管［4］。當(dāng)Willis 環(huán)出現(xiàn)變異無法提供側(cè)支血供代償時，閉塞遠(yuǎn)端的缺血區(qū)域主要由二級側(cè)支循環(huán)提供血供以維持腦組織的正常生理活動。

2.3 三級側(cè)支循環(huán) 三級側(cè)支循環(huán)為新生血管。在動脈閉塞發(fā)生后，閉塞周圍的血管會進(jìn)行代償性生長，生長方式主要包括功能性毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)的生成（血管生成）、轉(zhuǎn)化導(dǎo)管動脈和靜脈中存在的毛細(xì)血管以產(chǎn)生新的動脈（動脈發(fā)生），以及使先前存在的側(cè)支小動脈生長和重塑為功能側(cè)支動脈等［6］。新生血管生成需較長時間，在缺血性腦卒中的急性發(fā)病期無法起到較好的代償作用。

3 基于非增強(qiáng)CT 評估側(cè)支循環(huán)

非增強(qiáng)CT 可判斷腦卒中是缺血性還是出血性，但無法為臨床醫(yī)師提供顱內(nèi)血管閉塞和血流灌注的具體情況，為臨床治療決策的選擇帶來諸多不確定性。Barber 等［7］提出了阿爾伯塔卒中項目早期CT 評分（Alberta Stroke Program Early CT Score，ASPECTS），該評分主要是基于顱腦非增強(qiáng)CT 評估大腦中動脈供血的主要功能區(qū)，是評價缺血性腦卒中早期缺血改變的一種半定量評分方法，主要用于急性缺血性腦卒中患者溶栓治療的篩選。研究［8］表明，ASPECTS 評分越低，卒中患者臨床預(yù)后越差。

4 基于CTA 評估側(cè)支循環(huán)

CTA 檢查空間分辨力高，可明確責(zé)任血管，直觀顯示狹窄或閉塞血管的部位及遠(yuǎn)端血管的充盈情況，并可排除動靜脈畸形等其他血管病變。CTA 經(jīng)后處理，在MIP 圖像上能清晰直觀顯示一、二級腦側(cè)支循環(huán)結(jié)構(gòu)，目前臨床已廣泛應(yīng)用。CTA 根據(jù)采集時相分為單期和多期CTA，單期CTA 僅采集動脈峰值期的圖像，多期CTA 則采集動脈、靜脈和靜脈晚期3期的圖像。

4.1 基于單期CTA 評估前循環(huán)側(cè)支評分

4.1.1 區(qū)域軟腦膜評分（regional lepomenigeal score，rLMC）Menon 等［9］提出了rLMC 方法，rLMC 評分區(qū)域包括ASPECTS 評分區(qū)的M1～M6 區(qū)、大腦前動脈供血區(qū)、基底節(jié)區(qū)和外側(cè)裂區(qū)。除外側(cè)裂區(qū)外，各區(qū)側(cè)支血流評分標(biāo)準(zhǔn)如下：①0 分，無側(cè)支血流；②1 分，與對側(cè)相比，存在較少的側(cè)支血流；③2 分，與對側(cè)相比，側(cè)支血流基本相同甚至更多。外側(cè)裂區(qū)的評分標(biāo)準(zhǔn)：①0 分，無側(cè)支血流；②2 分，與對側(cè)相比，存在較少的側(cè)支血流；③4 分，與對側(cè)相比，側(cè)支血流基本相同甚至更多。rLMC 總分20 分，評分越高，提示側(cè)支循環(huán)建立越好。Tang 等［10］研究顯示，rLMC 方法可預(yù)測急性缺血性卒中患者的臨床預(yù)后，評分越低，患者溶栓治療預(yù)后越差。

4.1.2 Miteff 評分 Miteff 等［11］根據(jù)CTA 圖像上大腦中動脈閉塞遠(yuǎn)端血管的充盈程度對側(cè)支循環(huán)進(jìn)行評分：①1 分，側(cè)支血流僅少量出現(xiàn)在軟腦膜表面；②2 分，側(cè)支血流充盈至外側(cè)裂區(qū)；③3 分，側(cè)支血流充盈至閉塞血管部位的末端。

4.1.3 Maas 評分 Maas 評分評估范圍主要是外側(cè)裂區(qū)和腦凸面軟腦膜區(qū)域，將病變側(cè)側(cè)支血管與正常側(cè)比較，評分如下［12］：①5 分，血管旺盛；②4 分，病變側(cè)側(cè)支血管多于正常側(cè)；③3 分，與正常側(cè)相同；④2 分，較正常側(cè)少；⑤1 分：血管缺如。1～2 分為側(cè)支循環(huán)代償較差，3～5 分為側(cè)支循環(huán)代償良好。前交通動脈和后交通動脈分級為：①1 分，缺如；②2 分，可能存在；③3 分，纖細(xì)；④4 分，確定存在；⑤5 分，粗壯。4～5 分為側(cè)支循環(huán)代償良好。

4.1.4 Tan 評分 Tan 評分根據(jù)顱內(nèi)大血管近端閉塞后側(cè)支血流充盈的范圍對側(cè)支循環(huán)進(jìn)行評分，主要評估大腦中動脈供血區(qū)域的側(cè)支程度［13］。評分如下：①0 分，缺血區(qū)域無可見的側(cè)支血管填充；②1 分，側(cè)支血管充盈缺血區(qū)域的0～50%；③2 分，側(cè)支血管充盈缺血區(qū)域的50%～99%；④3 分，100%的側(cè)支血管充盈缺血區(qū)域。評分越高，提示側(cè)支循環(huán)越好。

4.2 基于單期CTA 的后循環(huán)側(cè)支評分 Alemseged等［14］基于單期CTA 采用大腦后循環(huán)側(cè)支評分半定量評估后循環(huán)側(cè)支血流，評分標(biāo)準(zhǔn)：總分10 分，每側(cè)的小腦上動脈、小腦前下動脈、小腦后下動脈的出現(xiàn)分別記1 分，后交通動脈出現(xiàn)且其直徑小于同側(cè)大腦后動脈P1 段記1 分，如其直徑≥同側(cè)P1 段記2分，出現(xiàn)胚胎型大腦后動脈不記分。評分越高，側(cè)支血流越好。Alemseged 等［14］發(fā)現(xiàn)，發(fā)病6 h 以上但具有良好側(cè)支循環(huán)狀態(tài)且閉塞程度較輕的基底動脈閉塞患者經(jīng)血管內(nèi)治療后3 個月預(yù)后良好。

4.3 基于多期CTA 的側(cè)支循環(huán)評分 單期CTA 具有時間依賴性，僅可觀察動脈期顯示的側(cè)支血管，無法評估靜脈期及靜脈晚期顯示的側(cè)支血管，可能低估側(cè)支循環(huán)程度，從而限制臨床治療方法的選擇。Menon 等［15］提出了一種基于多期CTA 的ASPECTS側(cè)支循環(huán)評分方法，在動脈峰值期基礎(chǔ)上增加了2個時相，分別是靜脈峰值期和靜脈晚期，通過比較3個時相圖之間側(cè)支血管的顯影數(shù)量和充盈范圍，從而較準(zhǔn)確判斷側(cè)支循環(huán)建立程度。多期CTA 側(cè)支循環(huán)評分方法（在CTA 軸向MIP 圖像上的評分）：①5分，患側(cè)軟腦膜動脈顯影無延遲，血管充盈數(shù)量正?；蛟龆?；②4 分，患側(cè)軟腦膜動脈顯影延遲1 個期相，但血管充盈數(shù)量與健側(cè)相似；③3 分，患側(cè)軟腦膜動脈顯影延遲2 個期相，但血管充盈數(shù)量與健側(cè)相似，或延遲1 個期相，血管充盈數(shù)量較健側(cè)減少；④2 分，患側(cè)軟腦膜動脈顯影延遲2 個期相，且血管充盈數(shù)量較對側(cè)減少，或延遲1 個期相，且部分區(qū)域無血管顯影；⑤1 分，患側(cè)軟腦膜動脈在任一期相僅有少量顯影；⑥0 分，患側(cè)軟腦膜動脈在任一期相均無顯影。4～5 分為側(cè)支循環(huán)良好；2～3 分為側(cè)支循環(huán)中等；0～1 分為側(cè)支循環(huán)較差。

多期CTA 側(cè)支循環(huán)評分方法對側(cè)支血管充盈數(shù)量、充盈速度及血管清除等方面均進(jìn)行了評估，評估相對全面［16］，而上述提及的rLMC、Miteff、Maas 和Tan 評分方法主要評估側(cè)支血管的充盈數(shù)量，并未考慮到側(cè)支血管的充盈速度，故多期CTA 評分在臨床研究中應(yīng)用更多。

4.4 基于動態(tài)CTA 評估側(cè)支循環(huán)評分 動態(tài)CTA是根據(jù)CT 灌注原始圖像重建得到的，包含了比多期CTA 更多時間點血管充盈的情況。Tian 等［17］研究認(rèn)為，與多期CTA 相比，動態(tài)CTA 在評估側(cè)支循環(huán)方面具有更高的可靠性。DSA 僅能顯示一側(cè)血管充盈情況，常規(guī)CTA 僅能顯示動脈峰值期血管充盈情況、無法獲得側(cè)支血管的動態(tài)信息，而動態(tài)CTA 能夠以時間分辨方式連續(xù)掃描動、靜脈圖像，可視化顱內(nèi)所有血管的充盈情況，但動態(tài)CTA 所需對比劑劑量較大，限制了其應(yīng)用［18］。

4.4.1 基于動態(tài)CTA 改良的美國介入和治療神經(jīng)放射學(xué)學(xué)會/介入放射學(xué)學(xué)會（American Society of Interventional and Therapeutic Neuroradiology/Society of Interventional Radiology，ASITN/SIR）側(cè)支循環(huán)評分有學(xué)者［19］認(rèn)為，ASITN/SIR 側(cè)支循環(huán)評分不僅適用于DSA，也適用于動態(tài)CTA，并提出了基于動態(tài)CTA 改良的ASITN/SIR 側(cè)支循環(huán)評分：①0 分，任何時相內(nèi)在缺血區(qū)域內(nèi)無或僅有極少量軟腦膜側(cè)支；②1 分，直至靜脈晚期在缺血區(qū)域內(nèi)見到部分側(cè)支循環(huán)形成；③2 分，靜脈期前可見缺血區(qū)域內(nèi)部分側(cè)支循環(huán)形成；④3 分，靜脈晚期可見缺血區(qū)域內(nèi)完全的側(cè)支循環(huán)形成；⑤4 分，靜脈期前可見完全的側(cè)支循環(huán)形成?；趧討B(tài)CTA 改良的ASITN/SIR 側(cè)支循環(huán)評分的得分越高，提示側(cè)支循環(huán)形成狀態(tài)越好。Seker等［20］研究顯示，動態(tài)CTA 改良的ASITN/SIR 側(cè)支循環(huán)評分比Miteff 評分能更全面準(zhǔn)確地評估側(cè)支循環(huán)，認(rèn)為可能是由于前者評估的是缺血區(qū)域側(cè)支血管的充盈程度和延遲情況，而后者是評估對比劑到達(dá)閉塞部位的情況，與對比劑的濃度密切相關(guān)。

4.4.2 基于動態(tài)CTA 的前循環(huán)側(cè)支評分 Van 等［21］提出基于動態(tài)CTA 評估缺血性卒中前循環(huán)側(cè)支狀態(tài)。評估側(cè)支循環(huán)充盈程度：以尾狀核頭為界將大腦中動脈供血區(qū)分為上、下兩部分，對上、下兩部分和左、右大腦半球側(cè)支動脈顯影分別評分。根據(jù)Tan 評分分別計4 個區(qū)域的側(cè)支評分，將單側(cè)大腦半球的上、下部分評分相加，單側(cè)大腦半球的評分范圍為0～6 分。評估側(cè)支循環(huán)充盈速度：計算從對比劑在顱底出現(xiàn)至最大限度充盈顱內(nèi)動脈血管的時間，比較患側(cè)與健側(cè)大腦半球充盈持續(xù)時間。Van 等［22］比較動態(tài)CTA 與單期CTA 評估側(cè)支循環(huán)的研究顯示，動態(tài)CTA 評估側(cè)支循環(huán)比單期CTA 更全面、更詳細(xì)，且與患者梗死面積相關(guān)性更強(qiáng)。

4.5 基于4D-CTA 4D-CTA 是通過全腦灌注掃描，以CT 灌注成像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，依據(jù)TIC，融合動脈期、靜脈期行MIP 得到圖像，可反映對比劑從動脈期到靜脈期的全過程，通過Tan 評分系統(tǒng)和改良的ASITN/SIR 側(cè)支評分系統(tǒng)等進(jìn)行評分［23］。4D-CTA 與常規(guī)CTA 比較，不僅能更全面地顯示側(cè)支循環(huán)，還可反映對比劑在腦血管中的充盈速度，與DSA 評估側(cè)支循環(huán)的一致性較好［24］。

5 基于CT 灌注成像評估側(cè)支循環(huán)

CT 灌注成像通過生成腦血流量（cerebral blood flow，CBF）、腦血容量（cerebral blood volume，CBV）、平均通過時間（mean transit time，MTT）、達(dá)峰時間（time to peak，TTP）等一系列灌注參數(shù)，對腦組織血流灌注的情況進(jìn)行快速定量和定性評估，可區(qū)分缺血腦組織的核心梗死區(qū)和缺血半暗帶，并可反映側(cè)支循環(huán)的相關(guān)信息［25-26］。

CT 灌注成像可量化急性缺血性腦卒中患者缺血低灌注與核心梗死區(qū)，文獻(xiàn)［27］報道峰值時間Tmax＞6 s 的區(qū)域為缺血低灌注區(qū)，相對腦血流量（rCBF)＜30%的區(qū)域為核心梗死區(qū)，兩者差異的區(qū)域即錯配區(qū)，代表缺血半暗帶區(qū)域。林盛東等［28］將有側(cè)支循環(huán)組和無側(cè)支循環(huán)組患側(cè)的腦灌注參數(shù)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)有側(cè)支循環(huán)組患側(cè)CBV、CBF 較無側(cè)支循環(huán)組升高。當(dāng)大腦中動脈重度狹窄或閉塞時，無論是否建立側(cè)支循環(huán)，患側(cè)TTP、MTT 均會出現(xiàn)明顯延遲，但側(cè)支循環(huán)的建立，能使患側(cè)CBV、CBF 增加。同時Cortijo 等［29］研究證實，較高的rCBV 對應(yīng)較好的側(cè)支循環(huán)代償。

Rusanen 等［30］使用MTT 參數(shù)圖評估缺血低灌注區(qū)域、CBV 參數(shù)圖評估核心梗死區(qū)，應(yīng)用ASPECTS 的10 個區(qū)域?qū)TT 和CBV 圖像進(jìn)行評分，出現(xiàn)缺血改變，即MTT 升高、CBV 降低則減1 分，滿分10 分；其使用該評分方法研究基于MTT 和CBV 的ASPECTS評分與側(cè)支循環(huán)的相關(guān)性，結(jié)果顯示較高的MTT 和CBV 的ASPECTS 評分與良好的側(cè)支循環(huán)存在相關(guān)性。Guenego 等［31］提出了使用低灌注強(qiáng)度比（hypoperfusion intensity ratio，HIR）評估缺血性腦卒中患者側(cè)支循環(huán)狀態(tài)；HIR 定義為Tmax＞10 s 與Tmax＞6 s 腦組織體積比，HIR 可來自CT 或MRI 灌注圖像后處理；結(jié)果表明HIR 與金標(biāo)準(zhǔn)DSA 評估側(cè)支循環(huán)狀態(tài)顯著相關(guān)，HIR 閾值＜0.4 是DSA 良好側(cè)支循環(huán)狀態(tài)的最佳預(yù)測指標(biāo)。

6 小結(jié)

側(cè)支循環(huán)是維持缺血性腦卒中患者顱內(nèi)血流動力學(xué)穩(wěn)定的代償途徑。準(zhǔn)確迅速判斷卒中患者側(cè)支循環(huán)狀態(tài)非常重要。非增強(qiáng)CT 可區(qū)別腦卒中是缺血性還是出血性卒中，但其評估側(cè)支循環(huán)是在CT 平掃圖像上進(jìn)行半定量評估，受圖像分辨力影響較大，且無法對血管閉塞及血流灌注信息進(jìn)行準(zhǔn)確評估，在臨床上具有局限性。動態(tài)CTA 較單期、多期CTA 能顯示更多時間點血管充盈的情況，能更全面評估側(cè)支循環(huán)，但CTA 僅能顯示血管閉塞與充盈的情況，無法顯示顱內(nèi)血流灌注的相關(guān)信息，故臨床上更多選擇將非增強(qiáng)CT、CTA 和CT 灌注成像3 種技術(shù)即“一站式多模態(tài)CT”聯(lián)合評估缺血性腦卒中的側(cè)支循環(huán)狀況。多模態(tài)CT 影像學(xué)技術(shù)能夠獲取缺血性腦卒中患者顱腦血流定量及定性的全面信息，CTA 能明確病變血管部位、程度及側(cè)支循環(huán)狀態(tài)，CTP 可提供梗死腦組織血流異常灌注情況以及血流動力學(xué)信息。多模態(tài)CT 在腦卒中檢查中應(yīng)用廣泛且具有較高的應(yīng)用價值，卒中患者僅需行一次CT 檢查，即可區(qū)分是缺血性或出血性腦卒中，能迅速定位病變部位、獲取缺血半暗帶及核心梗死區(qū)等定量信息，以及掌握側(cè)支循環(huán)建立情況，有助于臨床治療方案的選擇。多模態(tài)CT 是臨床評估側(cè)支循環(huán)的常見手段，有助于早期全面且準(zhǔn)確地評估側(cè)支循環(huán)，為缺血性腦卒中患者治療方案的選擇贏得時間。