惡性大腦中動脈梗死影像學預測因素研究進展

徐格曼， 王宇梅， 李翰青綜述， 劉 猛審校

惡性大腦中動脈梗死(malignant middle cerebral artery infarction,mMCAI)是指由頸內(nèi)動脈遠端或大腦中動脈近端閉塞引起的急性腦梗死，常伴有嚴重的神經(jīng)功能障礙、致命性腦水腫甚至腦疝[1]。mMCAI即使經(jīng)過積極的內(nèi)科治療，死亡率仍高達80%，腦梗死后繼發(fā)占位性腦水腫導致顱內(nèi)壓升高，中線移位，稱為惡性腦水腫(malignant cerebral edema,MCE)，是發(fā)生惡性病程的主要原因[2]。mMCAI患者在最初48 h內(nèi)實施去骨瓣減壓術(decompressive hemicraniectomy,DHC)可以降低死亡率，改善功能預后，但DHC術后仍有較高的殘疾率，尤其是老年患者。因此早期識別mMCAI的進展指標尤為重要，有助于臨床進行積極干預，提高患者的生存率，降低致殘率。得益于影像學技術的發(fā)展，CT和MRI等技術在預測mMCAI中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文擬對近年來mMCAI影像學預測指標的研究進展進行綜述。

1 凈水攝取率

腦組織梗死后由于攝取水分會導致CT的灰度值下降，凈水攝取率(net water uptake,NWU)是通過灰度值的改變判斷卒中后腦水腫嚴重程度的量化指標。Broocks等[3]使用多模CT對發(fā)病6 h內(nèi)的急性大動脈閉塞患者NWU進行量化，發(fā)現(xiàn)惡性梗死組的NWU明顯高于非惡性梗死組，當NWU>12.7%能夠有效預測惡性腦梗死的發(fā)生。Xu等[4]通過勾畫常規(guī)頭部CT上病灶側(cè)基底節(jié)層面大腦中動脈供血范圍，和對側(cè)鏡像區(qū)進行比較，計算得出的NWU是腦梗死后MCE較好的預測指標。然而計算NWU需要通過多模CT技術和手動分割圖像獲得梗死區(qū)域，易受觀察者主觀因素的影響。有學者[5]提出基于圖像塊的凈水攝取率(IP-NWU)計算方法，以標準圖像為參考值，在平掃CT上選取大腦中動脈梗死側(cè)的圖像塊與對側(cè)相同區(qū)域進行比較，計算IP-NWU。發(fā)現(xiàn)發(fā)病后24 h內(nèi)的平掃CT圖像上獲得的IP-NWU同樣能夠精確預測MCE。Shi等人[6]將Alberta 卒中項目早期CT評分(Alberta Stroke Program Early CT Score,ASPECTS)與NWU相結(jié)合，通過自動化軟件測量ASPECTS評分中的10個區(qū)域，將受缺血影響的區(qū)域與對側(cè)相應的鏡像區(qū)域進行比較，計算得出ASPECTS-NWU對MCE具有相同的預測效果。

2 顱內(nèi)儲備容量

梗死體積與惡性病程密切相關，核磁共振彌散加權成像病變體積(diffusion-weighted high-intensity volume,DHV)被認為是對mMCAI最具預測價值的主要指標。發(fā)病6 h內(nèi)DHV>82 ml和發(fā)病14 h內(nèi)DHV>145 ml對于惡性病程具有良好的預測價值。Dohmen等[7]對發(fā)病12 h內(nèi)超過50%大腦中動脈區(qū)域受累患者進行PET掃描發(fā)現(xiàn)，當不可逆神經(jīng)元損傷體積>95 cm3時有助于預測惡性病程，具有較高的敏感性，但特異性不高。腦梗死后繼發(fā)腦水腫所產(chǎn)生的占位效應不僅取決于病變體積大小，還與顱內(nèi)容量儲備密切相關。即使梗死體積相同，由于腦萎縮程度不同導致顱內(nèi)代償空間存在差異，預后也不同。有學者[8]提出腦梗死系數(shù)的概念，即腦梗死體積與腦體積(brain volume,BV)的比值，用來標準化每個患者的腦體積差異，發(fā)現(xiàn)腦梗死系數(shù)比腦梗死體積對大面積腦梗死預后有更好的預測價值。Goto等[9]使用DHV/BV以期最大限度地減輕腦萎縮改變對DHV的影響，發(fā)現(xiàn)DHV/BV>7.8%對于mMCAI有良好的預測價值。尾狀核間距(inter-caudate distance,ICD)被認為是有效的腦萎縮標志物，為了減少腦水腫的影響，通常將半側(cè)尾狀核間距(hemi-ICD)定義為 T1加權圖像上透明隔水平健側(cè)尾狀核內(nèi)側(cè)邊緣與中線之間所得的最短長度。有學者[10]對前循環(huán)大面積腦梗死患者的hemi-ICD與臨床結(jié)局進行分析發(fā)現(xiàn)hemi-ICD≥20 mm能夠顯著降低發(fā)展為mMCAI的風險。Beck等人[11]在DHV預測模型基礎上納入Hemi-ICD，發(fā)現(xiàn)在發(fā)病6 h內(nèi)DHV>87 ml以及hemi-ICD≤9.4 mm能夠提高DHV對惡性病程的預測能力并且降低假陽性率。腦脊液體積能為增高的顱內(nèi)壓提供一定的緩沖空間，Kauw等[12]認為腦脊液/顱內(nèi)容量(CSF/ICV)更能夠反應顱內(nèi)的代償空間，通過入院時薄層CT定量CSF/ICV比值，并將CSF/ICV值納入mMCAI風險預測模型中能夠顯著提高模型的預測能力，是mMCAI的獨立預測因素。腦脊液的變化早于中線移位(midline shift,MLS)，可能有助于闡明腦水腫早期動力學變化。Dhar等[13]利用圖像分析軟件量化入院時頭部CT和5 d內(nèi)復查頭部CT腦脊液體積，計算其變化量(△CSF)，發(fā)現(xiàn)△CSF與MLS密切相關，且比MLS能更早、更敏感預測惡性腦水腫的發(fā)展。隨后在一個以發(fā)病6 h腦梗死患者為對象的大樣本多中心隊列研究中，Chen等[14]發(fā)現(xiàn)腦脊液減少大多發(fā)生于發(fā)病24 h內(nèi)，且惡性病程組24 h內(nèi)腦脊液減少的量更大，更迅速。進一步證實腦脊液體積減少可以作為惡性腦水腫的定量標記物。Foroushani[15]開發(fā)并驗證了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的圖像分割法，通過在動態(tài)CT掃描上自動測量腦脊液體積，較傳統(tǒng)的CT圖像閾值能夠有效衡量腦水腫的嚴重程度。研究結(jié)果也證實腦脊液體積減少與腦水腫引起的腦含水量增加直接相關，能夠幫助識別發(fā)生惡性病程的腦梗死患者。

3 顱內(nèi)壓

有創(chuàng)顱內(nèi)壓監(jiān)測手段為監(jiān)測顱內(nèi)壓的金標準，但有創(chuàng)監(jiān)測可能對人體造成一定的損害，目前在臨床中已經(jīng)開展非侵入性評估顱內(nèi)壓的技術?；诔暤囊暽窠?jīng)鞘直徑(optic nerve sheath diameter,ONSD)評估已被證明是能夠有效檢測顱內(nèi)壓升高的非侵入性評估方法。視神經(jīng)周圍蛛網(wǎng)膜下腔與顱內(nèi)腦脊液間隙連續(xù)，顱內(nèi)壓增高時視神經(jīng)周圍蛛網(wǎng)膜下腔內(nèi)壓力相應升高，腦脊液流向視神經(jīng)周圍蛛網(wǎng)膜下腔，增加視神經(jīng)周圍的壓力，導致ONSD增大。在一項單中心前瞻性觀察研究中，研究者[16]對大腦中動脈區(qū)域梗死患者發(fā)病后連續(xù)5 d行超聲監(jiān)測ONSD，發(fā)現(xiàn)ONSD值與梗死體積具有相關性，且ONSD>5.6 mm對于mMCAI具有良好的預測價值，敏感性達100%，特異性為90%。Lee等[17]通過CT測量ONSD，同時為了消除個體眼球橫徑差異，提出了ONSD/眼球橫徑(eyeball transverse diameter,ETD)的概念，發(fā)現(xiàn)與初次CT檢查時相比，ONSD/ETD的變化率可以作為腦梗死惡性進展的預測指標。Albert等人[18]在頭部CT上測量ONSD和ONSD/ETD值發(fā)現(xiàn)，對于大腦中動脈區(qū)域梗死患者發(fā)生病情惡化時ONSD值及ONSD/ETD值較入院時均顯著升高，在DHC術后顱內(nèi)壓下降時又明顯下降。入院時頭部CT上測量ONSD>5.25 mm、ONSD/ETD>0.232提示可能會發(fā)生惡性病程。Legros等[19]研究發(fā)現(xiàn)大腦中動脈區(qū)域梗死患者發(fā)病后首次MRI上測得的ONSD值同樣能夠提示發(fā)生惡性病程的風險。

4 側(cè)支循環(huán)

良好的側(cè)支循環(huán)能夠保證在梗阻動脈的缺血區(qū)維持一定血液供應，從而決定半暗帶的范圍，對梗死灶的進一步擴大、再灌注及血管再通都有重要的影響作用。研究[20]發(fā)現(xiàn)側(cè)支循環(huán)供血小于50%健側(cè)供血范圍是大腦中動脈主干急性閉塞后惡性腦水腫的獨立預測因素。Horsch等人[21]的研究也證實側(cè)支循環(huán)不良患者更易發(fā)生惡性腦水腫。CTA是評估側(cè)支循環(huán)最常用的無創(chuàng)方法，對識別mMCAI具有較高的特異性，但敏感性不強。Mehrkhani等[22]將ASPECTS評分與CTA檢查相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)大腦中動脈M2段超過50%以上區(qū)域無側(cè)支血流且ASPECTS評分0～4分能顯著提高識別惡性腦梗死的敏感性。Flores等[23]采用多時相CTA方法研究發(fā)現(xiàn)，側(cè)支循環(huán)不良的大腦中動脈M1段或頸內(nèi)動脈終末段急性閉塞患者發(fā)生惡性腦梗死的風險更高，是mMCAI的獨立預測因素。一項大樣本研究[24]表明，急性前循環(huán)大血管閉塞在接受血管內(nèi)治療后，仍有部分患者進展為惡性腦梗死，側(cè)支循環(huán)差是主要的危險因素。在近端動脈閉塞的情況下，軟腦膜側(cè)支吻合口為下游微循環(huán)和相鄰靜脈回路提供血液，因此評估和量化缺血區(qū)下游區(qū)域的靜脈血流可反映側(cè)支循環(huán)狀況。近期的一項研究[25]對急性大腦中動脈閉塞患者的CTP圖像進行四維血管重建之后進行分析發(fā)現(xiàn)，病灶同側(cè)大腦中淺靜脈充盈缺失與中線移位相關，是中線移位敏感且特異的影像學標志物，能夠預測惡性病程的發(fā)生。

5 評分量表

mMCAI患者的NIHSS評分一般較高，早期出現(xiàn)惡心嘔吐、意識障礙、血糖水平升高及體溫升高等被認為與惡性腦梗死相關，但特異性不強。一項納入了226名大腦中動脈區(qū)域梗死患者的回顧性隊列研究[26]表明首次頭部CT-ASPECTS≤7分的患者發(fā)展為mMCAI的可能性大，具有較好的特異性(86%)，但敏感性較低(50%)。僅根據(jù)單個臨床或影像學指標預測患者發(fā)展為惡性梗死的風險往往準確性不高，因此有學者開發(fā)包含多個指標的風險預測評分系統(tǒng)來預測mMCAI。Ong等人[27]根據(jù)發(fā)病24 h內(nèi)相關臨床和影像學指標構建EDEMA評分量表，包含有無基底池消失、中線移位、既往卒中史、有無干預措施(溶栓或取栓)和血糖水平等項目。當EDEMA評分≥7分對于mMCAI具有的良好預測價值，陽性率達到93%。Cheng等[28]發(fā)現(xiàn)在EDEMA評分項目基礎上引入NIHSS評分后，進一步提高了該評分量表對發(fā)生mMCAI的預測能力。Shimoyama等[29]設計的DASH評分能夠幫助有效判斷惡性病程的發(fā)生，由血糖水平、DWI序列ASPECTS評分以及磁共振T2序列M1段是否出現(xiàn)低密度征和大腦前動脈供血區(qū)域有無受累共4項構成，當分值3～4分時有96.8%的可能發(fā)展為mMCAI。韓國有學者[30]設計的MBE評分量表由NIHSS評分、側(cè)支循環(huán)評分和血管重建成敗與否來預測發(fā)生惡性腦水腫的風險，發(fā)現(xiàn)總分達到6分者均發(fā)展為惡性腦梗死。

綜上所述，惡性大腦中動梗死病情兇險，死亡率和致殘率均較高。多個影像學指標被證實對mMCAI發(fā)生和進展具有一定的預測價值，可以幫助臨床工作者早期識別有潛在惡性風險的患者，從而采取積極的干預措施，改善預后。這些指標在今后臨床工作中的應用尚需前瞻性、大樣本的隨機試驗進一步證實。