大脑后循环缺血的影像检查

大脑后循环缺血Posterior circulation ischemia是临床上的常见病和多发病encountered disease。近年来CT Computed Tomography和MRI magnetic resonance imaging技术有了较大发展,为本病的诊断和治疗提供了更多依据。

后循环又称椎基底动脉系统, 由椎动脉、基底动脉、大脑后动脉及其各级分支组成, 主要供应丘脑、脑干、小脑、枕叶、部分颞叶及上段脊髓等。后循环缺血(posterior circulation ischemia,PCI)包括后循环的TIA和脑梗死。缺血性脑血管病中有15 %～20 %是由PCI引起的。PCI临床表现多样,易误诊、漏诊,虽然发生率低于颈内动脉系统缺血性疾病,但其致死率和致残率极高。近年来随着CT 和MRI 技术的不断发展,PCI的影像诊断水平有了显著提高,不仅能显示脑组织形态学变化,而且能提供脑血流、代谢等功能方面的信息,发现异常改变明显早于常规检查,有利于临床早期诊断和治疗。

CT( computed tomography)平扫广泛应用于急性脑血管病的观察, 由于其组织密度的依赖性, 虽能及时排除脑出血,但对24h 内脑缺血诊断的敏感性及特异性均差。近年来 CT技术的不断发展以及多层螺旋CT的普及应用，为早期(12h 内) 甚至超早期(6h 内)缺血性脑血管病的诊断和低密度病灶的进一步定性分析，以及血管梗死部位的确定提供了可靠依据。

CT灌注成像 (CT perfusion，CTP)CT灌注成像的理论基础是核医学放射性示踪剂稀释原理和中心容积定律(Central volume principal) 。将放射性示踪剂快速注入静脉, 通过动态扫描获得示踪剂首次通过靶器官的时间- 密度曲线(time - density - curves ,TDC) 。TDC 通过碘造影剂在脑组织中的浓度变化(碘聚集量的变化) 来反映脑组织灌注量的改变。反映脑组织血流动力学的常用指标有: (1) 局部脑血流( rCBF) ; (2) 局部脑血容量( rCBV) ; ( 3 ) 平均通过时间( mean transit time ,MTT);(4) 最大峰值时间( time to peak , TTP)。CT灌注成像可以在发病30min后显示缺血性病灶的CBF 下降, CBV 轻度增高或正常, MTT延长或基本正常, TTP延长或消失。CT灌注成像对发现缺血病变的敏感性是89%,与单光子发射计算机体层成像(SPECT) 对缺血病灶的发现率相似。因此,国内外学者一致认为,在急性脑缺血形态学改变前,CT 灌注成像是缺血性脑血管病超早期发现缺血病灶部位、范围和程度的重要方法之一 。不同部位的脑组织对缺血损害的敏感性不同，可由在脑的不同区域测得的脑血流的绝对值和其他改变评价脑组织损害的程度。当C B F 下降，C B V 不变或增加时，提示可逆性脑损害(缺血);当C B F 、C B V 均减少时，提示脑梗死。当缺血侧与健侧CBF 比值下降，C B F 下降、C B V 正常或轻度升高时，或者C B F 和C BV 函数图缺血范围不一致时，提示存在缺血半暗带( Ischemic Penumbra)，也就是溶栓治疗的靶点。CTP可以辅助定性及定量评估椎基底动脉TIA患者是否处于脑梗死前期,并根据定量分析了解后循环供血脑组织的病理生理学状态，为椎基底动脉TIA 患者治疗方案的制定提供了重要依据。

CT 血管成像( CT angiography CTA)CTA 是近年发展较快的一种非介入性血管成像技术, 在诊断主动脉、门静脉等病变及脑血管畸形方面均显示出了无可比拟的优越性，可以较准确地显示脑血管的状况,评价脑动脉狭窄的程度以及发生的部位和侧支循环等情况。其原理是经周围静脉高速注入示踪剂,在脑动脉血管内造影剂充盈的高峰期,利用螺旋CT 对其进行快速连续的容积数据采集,由此获得的连续数据能以任意间隔重建成相互重叠的断面图像,再经计算机处理合成脑血管影像。CTA诊断VBI的阳性率是92%，与DSA有较好的一致性，在VBI 诊断方面, CTA 可能与DSA 有相似的诊断价值, 可作为诊断VBI 的首选方法之一。虽然DSA被认为是检测椎动脉的最佳手段,但在椎动脉起始段的识别方面,由于其深而弯曲的特殊解剖位置,使DSA诊断精确度均受限, 且由于DSA操作复杂、有创性、费用高而限制了临床广泛应用。而CTA能旋转360°,从多方位、多角度进行观察,避免血管重叠的干扰,可清楚显示起始段的钙化、扭曲和狭窄，有检查时间短, 无动脉损伤及卒中危险等优势。MRA 是通过计算机血管重建技术显示颅内血管, 其反映血管解剖结构与实际情况仍有一定差距,与DSA相比有较高的假阳性率，而CTA直接成像于血管内的对比剂,空间分辨力及显示血管精细度优于MRA 。CTA对血流动力学不敏感, 不会产生如MRA 因血流状态的微小改变引起信号丢失而造成假象。但CTA 也有不足之处,如不能显示较小的血管、使用造影剂可能出现过敏等, 如何弥补这些不足仍待进一步研究。

2MRI( magnetic resonance imaging),　三维动态增强磁共振血管造影( three - dimensional dynamic contrast - enhancement magnetic resonance angiography,3D CE - MRA)3D CE - MRA是继常规磁共振血管造影技术(MRA)如2D、3D TOF法, PC法之后出现的新的血管成像技术。其原理是：静脉团注足够剂量的钆类顺磁性对比剂能显著缩短血液的T1值，使之明显低于周围组织(包括脂肪组织)。采用超快速重T1WI三维梯度回波(GRE)序列加上脂肪抑制技术能突出显示此种对比剂首过效应导致的T1对比加权，产生具有鲜明对比和较高信噪比的高质量血管影像，经最大强度投影(maximum intensity projection,MIP)后处理，能够得到可从任何角度观察的三维血管影像。这种方法不再依赖于血液的流入效应或相位对比成像，克服了非增强MRA中层面内流动饱和、运动伪影及采集时间长等不足。CE - MRA采用减影技术,提高了信噪比,改善了对血管的显示, 一次注射对比剂可完成动脉和静脉的显示，与常规DSA血管成像存在高度一致性，且检查时间短，患者容易配合。诊断的准确性与血管直径的大小有一定关系,管径越大,准确度越高，对椎动脉与周围骨性结构关系的显示不如CTA，且不能显示动脉钙化。

MR 弥散加权成像DWI是通过施加梯度脉冲,观察水分子在细胞内外跨细胞膜移动,即水分子扩散运动引起MR信号强度变化,以图像显示的成像技术。在脑梗死的早期, 由于缺血后能量衰竭导致Na+-K+-ATP酶活性降低, 兴奋性氨酸受体激活, 使细胞外的水进入细胞内引起“细胞毒性脑水肿”。水由细胞外进入细胞内, 运动速度明显减慢, 表面弥散系数( ADC) 下降。ADC 值在急性期显著降低, 至8～32h达最低, 持续3～5d，亚急性晚期、慢性期呈现假正常化,甚至升高。DWI 为ADC 的宏观表现，局部脑缺血持续约30min， DWI 在缺血区即可表现为高信号，若脑缺血持续存在,则在 DWI 上呈等或低信号, 因此, DWI 有助于判断脑缺血所处的发展阶段。有研究表明,DWI 的使用可有助于脑干梗死明确诊断,即使经验有限的医生也能较容易地掌握。DWI 对急性期梗死显示了高度的敏感性，可清晰发现高信号梗死灶,边缘清晰,与非梗死灶分界明显, 比T2加权成像更清晰地显示出早期病灶及其范围，其与T2 加权成像方法联用时,能轻易地区分急性和陈旧梗死灶。也有一部分误差,缘于行DWI检查时脑血流量下降到低于维持神经功能而高于自由水弥散抑制的阈值，或病变脑组织已恢复灌注，此时自由水可自由弥散，但未能阻止最终发展为脑梗死，也可能是发病后最初数小时病灶区信噪比太低，或伪影导致图像模糊而使病灶显示不清。多方位的DWI扫描，能够呈现出脑干的立体结构, 比较全面地显示了病灶的形态、范围及部位, 避免了单向观察脑干的局限性,可在一定程度上避免因脑干尤其是延髓中病变过于细小或位于周边而导致的漏诊。此外，DWI在TIA的评估中亦有一定的应用价值。临床研究表明，DWI评价TIA损伤的敏感性和特异性高于常规CT和MRI(T2WI和FLAIR)，尤其是在T2WI和FLAIR上出现多发病灶而不能确定哪一病变是TIA的原因时。TIA患者中约1/2可见DWI异常，其中1/2在随后的MRI随访可见梗死灶;同时，约1/5的TIA患者虽然DWI可见病变，在随后的MRI随访却未发现梗死灶，这表明如能早期恢复血供，DWI显示的损伤区是完全可逆的。

MR灌注加权成像(perfusion-weighted imaging , PWI)PWI是利用血管内造影技术, 通过静脉团注顺磁性对比剂GD- DTPA 对脑灌注情况进行定量分析的一种成像技术。PWI 对早期脑缺血有高度敏感性, 其异常改变早于DWI。轻度局灶性缺血可使细胞合成递质减少导致短暂性神经功能缺损但并不引起细胞毒性水肿和脑实质损伤, 此时, PWI显示局部脑血流下降, 但DWI和随后的T2加权像上可无异常表现。通过综合分析灌注参数,可以了解血流改变的具体情况:MTT 明显延长,rCBV 减少,rCBF 明显减少提示组织灌注不足;MTT 延长, rCBV 增加或接近正常提示侧支循环形成;MTT 缩短或正常, rCBV增加,rCBF 正常或轻度增加提示组织再灌注; rCBV 与rCBF均显著增加提示组织过度灌注。同时进行PWI 和DWI 检查有助于推测是否存在缺血半暗带,在超急性期, PWI 显示血流灌注异常区大于DWI 的异常信号区,以后DWI 显示的异常信号区逐渐扩大,与PWI 所示血流灌注异常区相吻合,最终发展为梗死灶。因此灌注减低与弥散异常范围的差异,可用来估计缺血半暗带,帮助选择溶栓治疗的适应证, 评价溶栓效果，使脑梗死的个体化治疗切实可行 。

磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy , MRS)MRS 是目前唯一可以用来观察在体细胞代谢变化的无创性技术。虽然MRS 和MRI 的基本原理相同,但是MRI 得到的是解剖图像，而MRS 提供的是组织成分和代谢信息。它的应用对监测脑部疾病的病理生理变化、早期诊断、疗效和预后判断均有十分重要的意义。1H-MRS波谱分析可检测许多重要化合物的浓度, 根据这些代谢物含量的多少可以分析组织代谢的改变。N- 乙酰天门冬氨酸(NAA)通常被认为是神经元密度的标志物,反映神经元的功能状况。脑缺血时NAA大量减少,NAA 耗尽则提示梗死形成不可逆转。乳酸(Lac)是早期脑梗死的敏感指标,缺血数分钟就可增加,于超急性期即达高峰,以后随病程的延长呈进行性下降,然后消失,至3 周时重新出现。Lac/ NAA比值可以用来判断梗死区, > 1. 0 代表梗死区, < 1. 0 为非梗死区。胆碱类化合物(Cho)是细胞膜和鞘磷脂的标志物, 包括游离胆碱、甘油磷酸胆碱和磷酸胆碱，在多种导致鞘磷脂分解及细胞数增加的病理生理过程中均会引起Cho 的升高,如缺血、癌肿和脑肿瘤。肌酸(Cr)为脑能量代谢的标志物,在不同年龄和疾病中相对恒定, 因此临床上常被用于波谱学中的内参照物质。Bisschops等通过对TIA患者进行MRS研究发现，尽管TIA的临床症状是一过性的，但是对脑组织代谢的损伤在TIA后3天仍然存在，而且脑组织代谢的改变不仅仅局限于有症状的大脑半球或缺血病变临近的区域，主要表现为脑白质的由Cho升高所致的NAA下降和Lac/ NAA升高，反映了TIA患者缺血性脑损害引起的膜性成分分解，这不同于急性脑梗死时MRS表现。因此，MRS的应用对监测脑部疾病的病理生理变化、早期诊断、疗效和预后判断均有十分重要的意义。

弥散张量成像(diffusion tensor imaging , DTI)在人体生理条件下,水分子的自由运动受组织的温度、粘滞度、分子大小以及细胞膜、细胞器等细胞本身特征及其结构的影响,使其在三维空间各个方向上弥散运动的快慢不同,具有很强的方向依赖性,称为各向异性(anisotropy)。 DTI主要反映水分子弥散的各向异性、不均匀性的特征,可以用来追踪纤维走行,评估组织结构完整性和连贯性。DTI主要用于动态显示并检测脑血管性病变、颅内肿瘤、癫痫、外伤及生理演变等引起的脑白质神经纤维束的变化,三维显示白质纤维束的走行和分布等。近年来，幕上卒中后锥体束Wallerian变性已被DTI所研究，而关于脑干的研究较少。在Zhijian Liang等的研究中，17例新鲜局灶性脑桥梗死患者分别在发病后1周、4周和12周行DTI检查，发现如果DTI显示小脑中脚上存在Wallerian变性，则该患者神经功能的恢复较慢。

随着MRI和CT技术的不断发展，尤其是功能影像诊断技术的日益完善,有助于我们更深入地了解疾病的病理生理过程，明确病因，早期发现和精确定位病变部位，为PCI临床的诊断和治疗发挥越来越重要的作用。