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脑出血的神经影像

 海阔天空sjwk 2020-08-02

    脑卒中是全球第二大死亡原因,脑出血(ICH)占卒中的10% - 20%,其死亡率约为40%。神经影像对于ICH的快速诊断和潜在病因的识别是必不可少的,便于对患者进行分流和适当的治疗。最常见的神经成像方式包括计算机断层摄影(CT)、CT血管造影术、数字减影血管造影术(DSA)和磁共振成像(MRI)。新型技术如双能量CT/CTA、快速MRI技术、近红外光谱和自动化ICH检测有望实现更快的院前和院内ICH诊断。

Ref: Neurosurgery.2020. May 1;86(5)

PMID: 32109294

 




CT

    平扫CT可以快速而准确地识别急性ICH,且比其他成像方式便宜,用于诊断急性神经功能缺陷的ICH患者。CT对于ICH住院患者的监测也是理想的,无论是作为常规监测还是对患者神经功能恶化的影像复查。急性ICH的CT值通常为30至80,但这可能随出血蛋白浓度和血清血细胞比容水平而变化。急性ICH通常呈圆形/椭球形,边界清晰,血肿周围有微小的低密度水肿。任何异质性,如“漩涡征”,都预示着更高的血肿扩张风险(33%)和较差的预后。随着时间的推移,CT值每天下降2个单位,并在亚急性期保持残余环状高密度,在慢性期变为等或低密度。

    CT可以确定原发血肿的位置,对出血的病因和患者的预后具有重要意义。高血压脑出血主要发生在基底节(35%),其次是脑叶(25%)、丘脑(20%)、小脑(8%)和桥脑(7%)。脑血管淀粉样变(CAA)最常见于脑叶。继发性ICH的位置取决于潜在出血病理的位置。30天死亡率最高的是脑干出血(60%),其次是深部出血(44%)和脑叶出血(40%),最低的是小脑出血(34%)。

 CT上ICH的体量也有预后意义。大的血肿预示血肿扩大风险,超过30ml则与高死亡率相关。临床医生常用的一种准确实用的测量CT上ICH体积的方法是椭球法(A×B×C)/2,其中A为前后径,B为宽,C为高。CT扫描软件能够使用算法自动计算ICH体积,其比人工计算更精确,但在大多数临床情况下椭球法就足够了。

CT影像上的次要发现也可能影响患者的病情评估和管理脑室出血预示梗阻性脑积水的高风险。出血或血肿周围的占位效应可表现为中线移位或正常邻近结构的扭曲。在急性期,水肿扩张导致的占位效应通常发生在2天内,可能导致颅内压升高及危及生命的脑疝,如前颅窝的大脑镰下疝。

 




CT血管成像

    在ICH检测后, CTA通常是下一项研究的选择,因为它能快速、准确地识别几种需要及时干预的血管异常,AVMs或动脉瘤。如果需要,CTA可以在平扫CT后立即进行。如果在急性ICH患者数小时内进行CTA有助于预测血肿扩大在CTA上,“点”征是在不增强的血肿中不与血管相连的一个高密度的造影剂点(大于120 Hounsfield单位CT值)。如果 “斑点”增大,则怀疑渗出(图1)。斑点征象是血肿扩张的独立预测因子(平均8.6-14.3 ml),阳性预测值为61% - 77%。较高的点征密度或超过3个点征也可预测血肿扩大。对于这些患者,需谨慎考虑短间隔重复CT成像或手术干预。

图1. 轴位CTA造影显示右侧额颞部脑出血伴2个小病灶增强,箭头所指的为“点征”,提示外渗

 CT静脉造影(CTV)可获得静脉期造影图像。静脉结构通常可以在CTA上看到,这取决于图像采集的时间相对于造影剂给药的时间。CTV对于检测静脉窦血栓是有用的,其可能导致静脉梗死后出血。不过更小的皮层血管血栓难以诊断。CTA的缺点是有辐射、造影剂引起的肾病和危及生命的过敏反应。

 




数字减影血管造影(DSA)

    DSA是在CTA发展之前诊断ICH大血管病因的金标准。除了能够更明确血管结构异常(如AVMs、动脉瘤),DSA在时间分辨率方面比CTA更有优势,可以反映颅内循环内血流的方向和速度。这可以检测到硬膜动静脉瘘内的动静脉分流,CTA可能会漏诊。此外,如有必要,可在DSA时进行治疗干预

    单纯DSA的血管造影率在无高血压病史、平扫CT无小血管病变、小脑或脑叶出血部位的年轻患者(<45岁)中最高。然而,即使是患有小血管疾病和已有高血压或深部ICH的老年人,DSA的诊断率仍有1% - 2%。值得注意的是,由于CTA无侵袭性和低辐射剂量,检测ICH大血管病因的能力强(95%的敏感性和99%的特异性),在许多机构中已取代DSA成为ICH患者的最初血管筛查手段。然而最近有研究表明,在急性期单独进行的CTA具有74%的敏感性、91%的特异性和17%的诊断率,即使是在预测有血管异常可能性最高的患者(年龄小于45岁,无高血压)。DSA在CTA阴性的情况下仍然非常有用,如果CTA为阴性或不确定,大血管病变风险高的人群仍应行DSA检查;如果没有发现ICH的其他病因,则应考虑低风险人群。此外,如有明显钙化、蛛网膜下腔血或异常出血部位,应行DSA检查。DSA的其他缺点也包括出血和中风等相关的操作风险(1%)。

 




磁共振成像(MRI)

    尽管MRI在检测急性脑出血方面与CT一样准确,但很少被用作急性脑出血的主要神经影像学检查。MRI的“斑点征”与造影剂外渗相对应,观察表明与血肿增大有关,类似于CT的斑点征。由于成本、可用性以及长成像时间可能增加患者风险,使用MRI作为主要检查目前还不可行。MRI对于解释ICH的病因、对复发风险进行分层和指导二级预防策略是有用的。

    在CTA检查时血管异常呈阴性则通常行脑部MRI。MRI能很好地检测出小血管疾病的标志,包括白质改变、血管周围间隙扩大、腔隙性梗死和深部微出血,这些都指向高血压性动脉病变。此外,MRI能准确识别脑叶微出血、皮层浅表性铁质沉积和皮层萎缩,这些在改良的波士顿标准中用于诊断CAA(敏感性:94.7%,特异性:81.2%)。这对预后具有重要意义,因为CAA相关出血的年复发风险大于7%,而非CAA相关出血的年复发风险为1.1%。结节性或不符合含铁血黄素环的边缘强化高度提示潜在肿瘤海绵状血管瘤在CT上很难发现,在DSA上通常不可见,在MRI上表现为GRE/T2序列上不均匀核心周围的低密度环。梗死后出血在磁共振显示为在DWI/ADC的较大弥散范围内有小面积的异常GRE。MRI在确定出血时间方面优于CT,特别是在慢性出血(图2)。

图2. 4例不同阶段ICH患者的MRI表现(T1、T2、GRE序列)。

图3. T1和T2加权图像的ICH演化示意图

    近年来,磁共振血管造影(MRA)被认为是CTA和DSA之外的另一种检测血管异常的方法。二维或三维MRA序列可以根据血流方向描述颅内动脉的图像,而不需要使用对比剂。MRI/MRA很少用于可通过CTA诊断大血管病因的ICH,但可以诊断其他病因。这尤其适用于对碘造影剂过敏的患者或可能妨碍安全的严重肾病患者。一般情况下,CTA和/或DSA为阴性的自发性ICH患者应进行多模式对比MRI以发现潜在的病因。如果最初没有发现,则应在数周后复查MRI,因为急性血肿可能掩盖了潜在的海绵状血管瘤或肿瘤

 




术中神经影像

    术中神经影像对于需要紧急手术而在干预前无法进行诊断性影像的病人特别有用。这种成像可以帮助ICH定位或了解血管病因脑实质直接超声检查可以可靠定位颅内出血并直接穿刺。一些机构已经使用了集成的术中CT扫描仪,C臂锥形束CT也可作为一种替代品。在去骨瓣减压中使用DSA的C臂或双平面透视可以用来识别潜在的动静脉畸形或动脉瘤。如果DSA不可用,术中使用对比剂后的3D旋转荧光镜亦可创建血管造影图像。最后,术中低场强MRI相对于其他方式的优势可能局限于与海绵状血管瘤相关的ICH的切除。





脑出血神经影像学进展

表1. FDA批准的自动脑出血检测产品

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双能CT / CTA

    双能量CT (DECT)利用同时测量两种不同的能谱,通过分量元素的能量依赖差异衰减估计体素的组成。特别是DECT提供了一种方法来区分出血和碘化造影剂或钙化,它们可能具有重叠的衰减系数而在普通CT上表现相似(图4和图5)。据报道,DECT在区分ICH和钙化方面有高达99%的准确率。此外,DECT还可以区分ICH和对比染色。在最近的一项研究中,DECT显示59%的患者在血管内血栓切除术后18小时内成像时,造影剂染色与ICH类似,这对治疗决定有重要意义。DECT造影较之单源CTA可以更好地发现骨结构附近的病灶,特别是颅底附近的硬膜动静脉瘘和动脉瘤。最近的研究表明,对比增强的DECT比单源CT上的点征更能预测ICH的扩展

图4. DECT图像显示左后丘脑钙化

图5. 左丘脑淋巴瘤的DECT图像

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磁共振成像

    MRI正在迅速改进以提高空间分辨率和减少采集时间。脑出血的MRI也因序列的发展而得到改善。磁化率加权成像(SWI)是一种高空间分辨率的三维GRE MR序列,与传统的GRE技术相比,它对磁场不均匀性更敏感。在患有弥漫性轴索损伤、CAA和脑海绵状血管瘤等多种疾病的患者中,SWI明显比标准GRE检测到更多的ICH(图6)。利用顺磁性物质(如脱氧血红蛋白、细胞内高铁血红蛋白和含铁血黄素)之间的差异和某些形式的钙的抗磁性作用,可以区分这些化合物。不过使用SWI来区分ICH和钙化并不总是成功的。例如,氧合血红蛋白具有抗磁作用,而基底节的亚铁钙沉着具有顺磁特性,这可能会导致错误的分类。此外,SWI产生的“blooming”效应可能会使邻近的解剖结构模糊,使体积测量不准确。定量磁化率绘图(QSM)是SWI的扩展,允许磁化率源的量化。与DECT和SWI相似,QSM可以区分出血和钙化(图7)。重要的是,与GRE技术不同的是,QSM可以精确测量血肿的体积。因此,QSM可用于ICH的初始诊断和随访成像

图6. SWI对ICH比传统的GRE序列更敏感

图7. QSM能够区分ICH和钙化

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近红外光谱

    近红外光谱(NIRS)利用光吸收和散射的差异来区分组织。近红外光谱(NIRS)可用于ICH检测,因为与血管内血液相比,急性血肿中高浓度的血红蛋白会导致更大的光吸收。美国 FDA已经批准了几种近红外光谱(NIRS)设备,其中包括便携式传感器。

    目前可用于ICH检测的近红外光谱仪设备存在限制。尽管最近的一项多中心研究报告了在检测3.5 ml以上和皮层下2.5 cm内脑出血时分别高达93%和87%的高灵敏度和特异度,但其他研究报告的比率要低得多。近红外光穿透的深度限制了对深部出血的检测,不能准确地确定颅内出血的大小、类型和位置。双侧脑出血可能漏诊,因为近红外光谱依赖于对侧的差异光吸收。创伤性脑损伤患者也可能有头皮血肿而产生假阳性结果。最后,头发、头皮和颅骨的厚度变化为ICH检测带来了额外的障碍。

    其他可携带的、院前检测卒中和ICH的方法,包括加速计、脑电图、微波、射频和容量阻抗相移谱(VIPS)。一种可穿戴的VIPS设备在检测严重卒中方面表现出高灵敏度(93%)和特异性(87%)。可是这些方法不能区分ICH和缺血性卒中,且不能检测双侧ICH

 

译者简介

朱侗明,博士,复旦大学附属华山医院神经外科主治医师,博士期间师从朱剑虹教授进行神经再生及干细胞研究,目前为神经外科急救及神经重症团队成员

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