短暫性腦缺血發作的影像學

2019-03-12 02:32:02

短暫性腦缺血發作(transient ischemic attack,TIA)是指腦或視網膜局灶性缺血所致的、未伴急性梗死的短暫性神經功能障礙。ABCD2 評分系統是目前最常用的 TIA 風險分層工具,能很好地預測短期卒中風險。TIA 患者早期發生卒中的風險很高,7d 內為 4%~10%,90 d 內為 10%~20%(平均 11%)。此外,TIA 患者不僅易發生腦梗死,也易發生心肌梗死和猝死,90 d 內 TIA 復發、心肌梗死和死亡事件的總體風險高達 25%。因此,明確 TIA 的病因和發病機制,及時啟動正確的治療,是預防腦梗死的重要措施。然而,TIA 在普通 CT 和 MRI 檢查中無異常表現,給臨床診斷和治療帶來困難。現結合近年來的相關文獻報導,就 TIA 的影像學做一綜述。

1 TIA 的傳統概念和現代認識

1951 年美國神經病學家 Fisher 首先將“暫時出現的短暫性神經定位體徵”命名為“TIA”。其定義雖幾經變更,但仍基於“時間和臨床”。隨著神經影像學的發展,由於 CT 和 MRI 等影像學技術的發展和套用,人們發現具有典型 TIA 臨床經過的患者可有 3 種影像學表現:(1)影像學未見異常;(2)CT 和 MRI 檢查可見與症狀一致的梗死灶;(3)顯示為無症狀的缺血性梗死灶。因此,基於“時間和臨床”的傳統定義受到諸多質疑。美國 TIA 工作組於 2002 年提出了新的 TIA 定義:“由於局部腦或視網膜缺血引起的短暫性神經功能缺損發作,典型臨床症狀持續不超過 1h,且影像學檢查無急性梗死證據”。然而,即使在症狀持續時間<1 h 的 TIA 患者中,仍有 33.6% 彌散加權成像(diffusion-weighted imaging, DM)顯示異常信號。美國卒中協會(American Stroke Association,ASA)於 2009 年 6 月發布了 TIA 的新定義:“腦、脊髓或視網膜局灶性缺血所致的、不伴急性梗死的短暫性神經功能障礙”。這一定義以有無梗死為鑑別診斷 TIA 與腦梗死的唯一依據,而不考慮症狀持續時間。同時,ASA 在 2009 年的新指南中也提出了“急性缺血性腦血管綜合徵(acute ischemic cerebrovascular syndrome,AICS)”這一概念,其共同的病理生理學特徵為腦缺血,分為確診(defnite)、疑似(probable)、可疑(possible)和排除(not)4 級,這一分級以先進的影像學和實驗室檢查為基礎,同時綜合了臨床表現和缺血機制,有助於急性缺血性率中的治療和二級預防。由於 AICS 涵蓋了 TIA,因此有理由認為廢棄 TIA 只是時間早晚的問題。

2 TIA 的影像學

2.1 MRI

MRI 在識別具有 TIA 臨床經過的患者是否存在梗死病灶方面較 CT 更為敏感。一項對 66 例 TIA 患者的研究表明,MRI 對一般 TIA 的定位診斷可能無明顯臨床意義。近年來,MRI 技術的進展為 TIA 評估提供了更多可供選擇的方法,包括 DWI、灌注加權成像(perfusion-weighted imaging PWI)、磁共振波譜分析(magnetic resonance spectroscopy,MRS)和磁共振血管造影(magnetic resonance angiography,MRA)等。

DWI 可鑑別新舊缺血病灶。研究顯示,具有 TIA 臨床經過的患者在症狀出現後 1~2 h,DWI 可發現異常高信號,隨著症狀持續時間的延長,出現異常高信號的頻率也隨之增高。一般認為,DWI 檢測較小的皮質下缺血病灶非常敏感。Warach 和 Kidwell 的研究顯示,在具有明顯 TIA 臨床症狀的患者中,DWI 異常率為 48%,其中近半數為腔隙性梗死。由於 TIA 的新定義以有無梗死作為鑑別 TIA 與腦梗死的唯一依據,而不考慮症狀持續時間,因此 DWI 對 TIA 的診斷和鑑別診斷將變得十分重要。

PWI 能顯示腦灌注改變,與 CT 灌注成像(computerized tomography perfusion imaging, CTPI)差別不大,多與 DWI 相結合評估腦梗死患者有無溶栓指征和判定預後。

MRS 可顯示腦組織代謝損傷,主要表現為腦白質區 N- 乙醯天門冬氨酸和膽鹼複合物水平降低。

MRA 的最大優勢就是不用注射對比劑就能進行動脈成像,無任何創傷,僅顯示動脈相,無靜脈干擾。不過,在空間解析度方面,其顯示血管的精細度不及 CTA,且可能因血流狀態的微小改變而引起信號丟失造成假象。

由於 MRI 檢查耗時較長,不適用於急診患者,而且價格相對昂貴也限制了其在臨床上的廣泛套用。

2.2 頸動脈超聲和經顱都卜勒(transcranial Doppler,TCD)

頸動脈超聲是套用最廣泛的頸動脈粥樣硬化評價方法,除可判斷頸動脈狹窄程度外,還可對動脈內膜一中膜厚度、斑塊內部成分、表面形態結構以及血流動力學變化進行檢查和評價。超聲在頸動脈壁形態學觀察方面較 MRA 和數字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)敏感,並可對斑塊性質做出判斷。不過,顱骨對超音波具有阻擋作用,使得彩色都卜勒超聲的檢查存在盲區。

TCD 可客觀評價顱內動脈血流動力學改變和監測微栓子。動脈狹窄會導致血流速度增快和頻譜增寬,當狹窄處直徑減少超過 60%~80% 時,狹窄遠端血流速度出現顯著下降。多數作者認為,TIA 患者血流速度增高系動脈狹窄或痙攣所致,而低流速則由動脈粥樣硬化引起。一項研究顯示,66 例頸動脈系統 TIA 患者中有 60 例 TCD 檢查結果異常,陽性率高達 90.0%,提示頸內動脈系統 TIA 患者顱內動脈存在廣泛的血流動力學改變。TCD 技術具有簡便、快捷、無創傷、易重複和可監測等特點,便於在臨床上推廣使用,但其特異性和敏感性較差,無法測量血管管徑和流量,且存在人為誤差。因此,TCD 可作為檢測 TIA 患者顱內血管情況的常規和篩查方法。

2.3 DSA

作為目前診斷血管病變的“金標準”,DSA 可對整個腦動脈網路中的每處動脈病變(包括無症狀動脈病變)做出準確判斷,為制定進一步的防治方案提供依據。雖然 DSA 的敏感性不容置疑,但有可能給患者帶來一定的風險和併發症。此外,在估計血管狹窄程度時受透照角度影響,且因除去骨骼而不能顯示血管與毗鄰結構的關係。研究顯示,雖然 DSA 是目前鑑別血管閉塞的最佳成像手段,但其存在的併發症明顯限制了其套用,故 DSA 不應作為診斷 TIA 的首選。

2.4 放射性核素

有關 TIA 患者腦灌注顯像的影像學特點,以往文獻報導較多,多數學者認為局灶性或彌散性低灌注或無灌注是腦缺血最一致的顯像結果,也是局部腦缺血的直接後果。還有學者發現,腦缺血治療前獲得的腦灌注可表現為局部腦血流量(cerebral blood flow,CBF)缺失、減少以及正常或接近正常,以後者預後較好。更有學者發現,在急性期和亞急性期由於存在過度灌注,可掩蓋其真正的局部缺血病灶,而在存在過度灌注的患者中,CBF 可增加、減少或正常,絕對的 CBF 增加僅占 14%。目前,唯有正電子發射體層攝影(positron emission tomography,PET)能定量檢測 CBF,是體外檢測局部腦血流量(regional cerebral blood flow,rCBF)和局部腦血容量(regional cerebral blood volume,rCBV)的“金標準”。單光子發射計算機體層攝影(singe photon emission computed tomography,SPECT)利用注入人體內的放射性核素髮射的單光子為射線源,由於不同組織濃聚放射性核素濃度的不同而構成反映人體功能的解剖圖像,可定性分析 CBF。SPECT 和 PET 均屬於放射性核素顯像檢查,空間解析度較低,操作複雜,檢查耗時長,不適用於急診檢查。此外,PET 檢查的費用十分昂貴,難以在臨床上常規使用。

2.5 CT

2.5.1 CTPI

CTPI 的方法最早由 Miles 於 1991 年提出,其反映的是生理學功能的變化,因此是一種功能性成像。反映腦組織血液循環動力學的常用參數包括:(1)CBF:指在單位時間內流經一定量腦組織血管結構的血流量,包括動脈、靜脈、毛細血管、靜脈竇,表示方法為每 100 g 腦組織每分鐘內的腦血流量 [ ml/(100 g·min)],它反映腦組織內的血流量,CBF 值越低,意味著腦組織血流量越低;(2)腦血容量(cerebral blood volume,CBV):指存在於一定量腦組織血管結構內的血容量,根據時間密度曲線下面積計算得出,表示方法為每 100 g 腦組織的血容量(ml/100 g);(3)平均通過時間(mean transit time,MTT):開始注射對比劑到時間一密度曲線下降至最高強化值一半時的時間,主要反映的是對比劑通過毛細血管的時間,單位為秒(s);(4)達峰時間(time to peak,TTP):指在時間一密度曲線上從對比劑開始出現到對比劑濃度達到峰值的時間,單位為秒(s),TP 值越大,意味著最大對比劑團峰值到達腦組織的時間越晚;(5)峰值增強(peak enhancement,PE):為時間 - 密度曲線的最高值,PE 值越大,意味著腦組織的強化程度越高。CTPI 各參數的變化可直接反映腦組織的供血情況。

當腦灌注壓在一定範圍內波動時,腦血管可通過小動脈和毛細血管平滑肌代償性擴張或收縮維持腦血流穩定,這種能力被稱為腦循環儲備力(cerebralcirculation reserve,CCR)。當 CBF 下降到一定程度時,神經元對氧和葡萄糖的攝取率增高以維持細胞代謝的正常和穩定,這種能力被稱為腦代謝儲備力(cerebral metabolize reserve,CMR)。腦缺血後,機體通過開放不同層次的腦血管儲備來維持正常的生理學功能。Derdeyn 等將腦儲備分為 3 期:0 期:正常的血流動力學狀態;1 期:因腦灌注壓下降且側支循環不足而出現血管反射性擴張,此時 MTT 延長,CBV 增加,但 CBF 與氧攝取分數(oxygenuptake fraction,OEF)保持不變;2 期:隨著灌注壓的進一步下降,血管擴張作為腦組織自動調節的方式已達極限,CBF 開始下降而 OEF 增高,腦代謝儲備機制開始起作用,當代謝儲備機制也失代償時將會發生卒中事件。MTT 是一個非常敏感的腦缺血指標,基本上可確定腦缺血病變的範圍,如果腦血管擴張而 CBF 維持不變,那么血流速度必然下降,血液通過局部腦組織的 MTT 延長。如果出現再灌注,則表現為 MTT 正常或縮短,rCBV 增加,rCBF 正常或輕度增加。rCBV 和 rCBF 顯著增加則是過度灌注的表現。

TIA 患者 CTPI 檢查陽性率介於 53.33% 與 100010 之間,提示 CTPI 檢查可在早期發現多數常規 CT 無法顯示的病變,直接提供腦灌注異常信息。但是,CTPI 檢查陽性率變異較大,其原因包括選擇性誤差(發病時間窗,在症狀緩解期就診的 TIA 患者多為陰性)、儀器解析度和病情嚴重程度的差異等。另外,目前相關研究尚存不足之處:未能長期隨訪異常灌注患者的預後,難以提供 TIA 患者腦灌注異常與預後不良關係的結論。

2.5.2 CT 血管造影(computerized tomographyangiography,CTA)

TIA 最常見的原因是頭頸部動脈狹窄或閉塞,因此對腦血管狀況進行評估具有重要意義。雖然 DSA 是評價血管的金標準,但價格昂貴,且為有創檢查。CTA 是近年發展起來的一種快速無創性血管成像技術,能直觀和充分地顯示顱內外動脈的血管形態、走行和內徑。Josephson 等連續 3 年利用 CTA 和 DSA 對 81 支頸動脈狹窄程度進行比較,得出 CTA 對動脈狹窄的敏感性高達 100% 的結論。CTA 可客觀地評價缺血區腦供血動脈的狀況,信息輸入處理程式(message input processing, MIP)可真實地顯示血管走行和分支,通過任意鏇轉不同角度和不同平面進行觀察;虛擬現實程式(virtual reality,VR)能顯示血管走行和分支,觀察管壁和管腔情況,並能呈現直觀的立體效果。CTA 圖像通過多角度鏇轉觀察,從而選擇最佳角度顯示病變。CTA 能顯示包括從主動脈弓至顱頂的血管,重建頸段和顱內動脈,能在很短時間內很好地顯示供血區腦動脈的形態學變化,如閉塞、局限性狹窄、痙攣或無明顯改變等,還能觀察到動脈壁斑塊的形態,從而明確 TIA 的原因。CTA 通過肘靜脈注射對比劑,創傷小,可避免 DSA 造成的血管痙攣和動脈粥樣硬化斑塊脫落等併發症;CTA 的空間解析度和顯示血管的精細度優於 MRA,不會產生如 MRA 因血流狀態微小改變引起信號丟失而造成假象的情況。

Sylaja 等對 10 例 TIA 患者進行 CTA 檢查均未發現血管狹窄,可能系 TIA 的病因除血管因素外,還存在微栓塞、血液成分改變等原因。另外,CTA 技術本身的局限性亦可導致陰性結果。在血管因素引起的 TIA 中,單用 CTA 能發現責任血管和病變情況,但不能判斷腦灌注損害程度,不能決定是否需要行血管成形等介入治療。

如上所述,由於單用 CTPI 或 CTA 的研究價值有限,故有研究者將 CTPI 與 CTA 聯合套用於 TIA 患者的研究。Eicker 等對 12 例 TIA 患者進行了研究,所有患者 CTPI 圖像均正常,2 例 CTA 顯示存在血管異常;Ben 和 Mrabet 對 12 例 TIA 患者進行了研究,CTPI 顯示 4 例異常,CTA 提示 9 例存在顱內血管狹窄或閉塞;Hwang 等對 10 例 TIA 患者進行了研究,CTPI 均未見異常,CTA 顯示 2 例存在顱內血管狹窄。由此可見,對於 CTPI 顯示存在灌注異常的 TIA 患者,CTA 均發現血管異常;而對於 CTPI 顯示灌注正常者,CTA 亦可發現血管異常。將 CT-PI 與 CTA 聯合套用於 TIA 患者的檢查具有下列優點:(1)成像速度快,可在 20 min 內完成 CTPI 和 CTA 檢查,完全適合急症患者的要求;(2)1 次檢查即可獲得普通 CT 平掃、增強掃描、腦灌注、供血動脈狀況等多方面信息,為臨床診斷提供及時、全面和必要的影像學資料,對治療具有重要的指導意義。

3 結語

目前臨床套用的影像學診斷方法多樣,各有利弊。綜上分析,我們認為 CTA 與 CTPI 聯合套用可在 TIA 後快速、直觀和準確地顯示顱內外供血動脈的異常改變,提供血管狹窄部位、程度、血管內軟硬斑塊、血管畸形和側支循環等情況,並獲得相應供血區腦組織的血流異常灌注情況,為 TIA 和病因學診斷和發病機制判定提供了重要的信息,對指導臨床醫師選擇最佳治療方案、提高診療效率及觀察療效有著非常重要的作用。CTA 和 CTPI 技術對患者傷害小且費用經濟,較其他影像學檢查方法有著顯而易見的優勢,很有可能成為 TIA 患者的最佳檢查方式。但是,目前的臨床研究設計尚存在如下不足:(1)不同研究在多排 CT 機型和操作技術等方面存在差異;(2)TIA 發病至檢查的時間窗與 TIA 診斷標準不一;(3)樣本量較小;(4)缺乏患者的長期隨訪資料(如灌注缺損程度與血管狹窄程度對患者遠期預後的影響)。因此,今後的臨床研究應詳細交代 TIA 患者的納入標準、檢查時間窗、操作技術和預後等資料。

編輯: 雨聲

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