缺血半暗带：影像学上这样来判定.doc

神经科重要 IP缺血半暗带：影像学上这样来判定2016-12-11 20:05来源：丁香园作者：苏州大学附属第一医院 方琪 王希明 姚飞荣 周赟字体大小-|+IP，目前最热门的时尚语言，各种小说 IP、动漫 IP、热门 IP在各大媒体上席卷浪潮，为诸位看官科普一下，此处的IP指的可不是地址，而是intellectual property的缩写, 意思是知识产权。殊不知，IP在我们医疗人士尤其是神经内科医生眼里，可是价值连城的香饽饽缺血半暗带，即ischemic penumbra，它的存在，意味着急性缺血性脑梗死患者存在可挽救的脑组织，意味着溶栓取栓时间窗的存在，意味着我们能做更多那么如何通过影像学手段来更好辅助我们早期诊断是否存在 IP 并界定 IP 的范围，进而正确指导临床工作呢？且听下文一一道来。IP 最初于 1977 年由 Astrup 等提出，指围绕梗死中心的周围缺血性脑组织，其电活动中止，但保持正常的离子平衡和结构上的完整。随着研究的进展，脑缺血演变的新模型也被提出，国外学者将脑缺血部位划分为四个区，即中心梗死区、弥散异常区、灌注异常区和最外层的良性水肿组织。基于新的缺血模型，弥散 - 灌注不匹配的区域才被称之为真正的缺血半暗带，而各种模式的 CT 和核磁共振检查也应运而出，为缺血半暗带的快速判定提供影像学支撑依据。CTPCTP 应用于急性缺血性脑卒中患者诊断时，关键在于各个循环参数的改变，而正常脑组织、缺血半暗带、梗死核心区的脑血流变化会导致循环改变，进而辅助我们综合各项参数以判定分析缺血半暗带。CTP 的常见参数有：CBV 脑血容量；rCBV 相对脑血容量；CBF 脑血流量；MTT 平均通过时间;rMTT 相对平均通过时间；rDT 相对延迟时间。在 CTP 灌注参数中，核心梗死区在 CBV、CBF 方面均下降，IP 区域的 CBF 下降而相应的 CBV 保持不变甚至增加，这是 IP 区侧支循环建立及血管代偿性扩张的结果，而 CBV 与 CBF 不匹配的区域即为 IP。目前应用 CTP 判定缺血半暗带的方法中普遍认可的主要有对比法（患者 CBF/ 健侧 CBF）和不匹配法（CBF 与 CBV 不匹配），由于患者的个体差异，理论上对比法较不匹配法对半暗带的判定更准确。有研究证明，当 CBF 下降程度小于 50% 可认为该组织存在存活的可能性，当其下降大于 66% 时，该部分组织死亡可能性增大；而当 CBF 下降大于 80%，该区域脑组织基本死亡，提示无可逆缺血半暗带。Wintermark 等研究认为，rMTT 小于 145% 为判定缺血组织的最佳阈值，而 rCBV 小于 2.0 mL/100 g 脑组织可确定核心梗死区，rMTT 与 rCBV 不匹配即为 IP。Bivard 等认为，rDT 大于 2s 为判定低灌注时间的阈值，同时，CBF 与对侧相比小于 40% 联合 rDT 大于 2s 可区分核心梗死区与半暗带组织。大量数据表明不同研究者统计得到的 CTP 参数阈值的特异性和敏感性均不同，故受试者操作特征（ROC）曲线才能帮助我们得到更加准确的梗死后脑灌注参数阈值。Pan 等研究利用 ROC 分析得出划分半暗带和梗死区范围的最佳阈值为：rMTT 150% 及 rCBV 60%。而当前，由于缺血区新模型概念的深入，考虑传统方法未考虑 CT 灌注成像时对比剂循环延迟和扩散造成的影响，存在过度计算 IP 的可能，即IP 区域包含最外层良性水肿组织，或增加溶栓后出血转化风险。Kamalian 等进行大样本研究后认为，当 rMTT 大于 150% 或 MTT 绝对值大于 13.5s 时，可有效区分缺血组织和良性水肿组织。与 MR 相比，基于 CTP 扫描时间短、无需考虑金属移植物伪影影响、检查费用相对低廉等特征，其优势显而易见。然而，CTP 的实际应用中也存在一定问题，受扫描机器、后处理方法、数学算法及患者个体差异影响，不同参数判定 IP 和核心梗死区的阈值也存在差异，可比性较差，难以实现统一的诊断标准。MRI1. 弥散加权成像弥散加权成像（DWI）是诊断急性脑梗死最重要、最基础的序列，是发病早起测量脑梗死范围的最为有效的方法。大多数学者认为，DWI 的高信号界定了梗死范围，而相关参数表观扩散系数（ADC）的定量分析提示了 ADC 值可以在能量代谢衰竭之前，即脑组织完全梗死之前下降，说明 DWI 的升高不仅仅代表核心梗死区，也存在提示半暗带的潜力。有研究报道，ADC 值比 DWI 更能精确反应梗死灶，但 ADC 测量梗死范围具有一定阈值。DWI 能在超急性期显示出梗死范围，通过与不同序列进行参照对比，根据梗死中心区与梗死周边 ADC 值差异可分别出不可逆及可逆性缺血组织（IP），进而指导临床进行有效治疗 。2. 灌注 - 扩散成像不匹配成像灌注加权成像（PWI）常采用动态磁敏感对比增强（DSC）成像技术，通过对对比剂团注追踪技术进行动态增强扫描，依靠对比剂磁化率改变引起信号变化的原理成像，是最早应用评估缺血半暗带的磁共振序列。经处理后可得出相应灌注成像的参数如脑血流量（CBF）、脑血容量（CBV）、平均通过时间（MTT）、达峰时间（TTP）等。研究表明，CBF 下降和 MTT 延长是组织缺血的相对敏感指标，但存在过分估计最终梗死面积的可能性；TTP 图上脑灰、白质之间无明显区别，可以清楚显示病变的范围可边界，也是研究 IP 常用的参数。目前，灌注 - 扩散不匹配（PDM）视为临床判断 IP 的金标准，可以对缺血范围、程度、类型作出评价。一项回顾性研究认为，PWI 的病灶面积比 DWI 病灶面积大 2.6 倍时早期再灌注的治疗效果最好。DIAS、DEDAS 等大型临床试验均显示，尽管是在一个更迟的时间窗（39 h）内，基于 PDM 理论的溶栓仍是安全有效的；另有两个多中心研究 DEFUSE 和 EPITHET 显示对于症状发生后 36 h 内存在 PDM 不匹配的患者进行早期溶栓治疗可提高获得良好临床疗效的概率，而不存在的患者似乎不能从溶栓中受益。这提示：可用 PDM 来选择适合早期溶栓的患者，排除不能从溶栓中受益者。但是与 CTP 类似的是，目前划分梗死核心、缺血半暗带的参数划分及预估均存在人为误差，缺少精确化、标准化指标。3. 磁敏感成像磁敏感成像（SWI）是对含铁血黄素和脱氧血红蛋白等顺磁性物质极为敏感的技术，所以可以检出脑缺血发生后局部脑组织的血流速度、代谢率及脱氧血红蛋白含量的变化，显示缺血灶及其周围异常血管改变，从而间接反映缺血脑组织的血流灌注状态。SWI 可以提示缺血半暗带的机制为：急性脑缺血时，受累血管狭窄或闭塞，侧支循环大量开放，处于梗死核心周围的缺血半暗带，处于低灌注状态，血流速度相对缓慢，组织氧摄取分数（OEF）增高，进而脱氧血红蛋白含量显著增高，血氧饱和度相应减低，SWI 因对脱氧血红白蛋白等的高敏感性，可以增强静脉血管与周围组织的对比，显示侧枝循环血管。Hung-wen 等人对比较 DWI、PWI 和 SWI 在急性脑梗死患者中的应用，认为 DWI-SWI 和 PDM 之间有类似的表现。4. 动脉自旋标记动脉自旋标记法（ASL）利用动脉血内水分子作为内在自由弥散标记物，利用脉冲序列将 ROI 上游的质子标记，经过一定反转恢复时间，对 ROI 关注后进行成像，得到标记像，将此图像与未标记图像进行剪影，获得 rCBF 图像。相对 DSC 技术而言，ASL 无创、非侵袭性、无需外源性对比剂，虽然只有 CBF 一个参数，却可精确显示病变部位血流灌注情况。Bivard 等研究表明，DWI 和 ASL 不匹配区域可以显示急性脑卒中患者潜在的可恢复功能的脑组织（IP）。有国外研究显示，ASL 技术对显示脑梗死高灌注及低灌注边缘高信号（提示侧支循环）可能更敏感，因此可作为急性脑卒中患者评价 IP 的常规 MRI 检查，为临床治疗方案提供有价值的信息。5. 磁共振波谱成像磁共振波谱（MRS）是利用核磁共振现象和化学位移作用进行特定原子核及其化合物定量分析的方法，与 MRI 不同的是 MRS 主要检测组织内的一些化合物的含量和代谢物的浓度，从而反应组织细胞的代谢状况。脑梗死时 MRS 所测定的代谢产物包括：N- 乙酰基天门冬氨酸（NAA）、肌酸复合物（Cr）、胆碱复合物（Cho）、Lac 等。Beauchamp 等认为急性脑梗死发现 Lac 峰，NAA 峰正常或略低，而 T2WI 无异常时提示存在缺血半暗带，患者仍能从溶栓治疗中获益。近期研究证明，MRS 在急性脑梗死时的特征变化是早期出现 Lac 峰，升高程度反应脑缺血的严重程度。NAA 是成熟神经元的内标记物，反应神经元的数量及功能状态，NAA 的减少标志着神经元的丧失和功能受损。国内钟高贤等人研究结果提示，Lac 浓度升高和 NAA 水平下降是超早期脑梗死核心区最主要表现，Lac 升高而 NAA 正常或轻度下降（14%）的区域可能为缺血半暗带，而 Lac 升高 NAA 明显降低（16%34%）的区域为不可逆损伤区。在临床操作中，CTP 具备便捷、高效的特征，但 MRI 的各个模式却更有专业性，且似乎更为准确，到底如何选择合适的影像学判定方法，还需结合各个医院的实际情况而定，但总而言之，对于广大的神经人而言，临床经验结合影像学指导，才能更好的评估 AIS 患者，进而为更多的卒中患者谋取利益。