基于多模態CT 評估缺血性腦卒中側支循環的研究進展

李 晗，王希明

（1.蘇州大學附屬第一醫院影像科，江蘇 蘇州 215006；2.蘇州大學影像醫學研究所，江蘇 蘇州 215006）

腦卒中是我國成年人致死、致殘的首位病因，具有發病率高、致殘率高、死亡率高和復發率高的特點，其中缺血性腦卒中與出血性腦卒中，約占全部腦卒中的80%［1］。大量研究［2］表明，良好的側支循環與血管內治療的成功率、降低出血轉化的風險及較好的臨床預后密切相關，因此準確快速地評估缺血性腦卒中患者側支循環狀態極其重要。臨床上評估側支循環狀態的金標準是DSA，但在實際應用中，DSA為有創檢查且價格昂貴，不宜作為評估缺血性腦卒中側支循環的常規方法。與DSA 檢查相比，CT 不僅檢查時間和后處理時間短，且具有無創的優勢，已作為臨床上評估缺血性腦卒中的首選檢查方法。

1 腦側支循環定義

腦側支循環是指因顱內供血動脈狹窄或閉塞不能滿足腦組織灌注需求所生成的旁路動脈或動脈吻合網絡，從而能保證狹窄或閉塞動脈所供血區域得到基本的血供，避免發生缺血性壞死［3］。缺血腦組織在閉塞動脈開通前依賴側支血管的血供而生存，因此腦側支循環的狀態一定程度上反映了可挽救腦組織的多少，不僅顯著影響梗死進程，且與功能預后密切相關［4］。

2 側支循環的分類

2.1 一級側支循環 一級側支循環為Willis 環，其主要是由兩側大腦前動脈起始段、頸內動脈末端、大腦后動脈借前后交通動脈連接而成［5］。Willis 環存在較多解剖變異，當出現解剖變異且發生急性腦血管狹窄或閉塞時，Willis 環無法及時向缺血腦組織提供側支血流代償，從而造成腦組織梗死體積增大，導致臨床治療效果及預后變差。

2.2 二級側支循環 二級側支循環為顱內外動脈吻合支及軟腦膜側支。顱內外動脈吻合支主要是顱外動脈與眼動脈的吻合血管，軟腦膜側支主要包括大腦前動脈與大腦中動脈、大腦中動脈與大腦后動脈軟腦膜吻合血管［4］。當Willis 環出現變異無法提供側支血供代償時，閉塞遠端的缺血區域主要由二級側支循環提供血供以維持腦組織的正常生理活動。

2.3 三級側支循環 三級側支循環為新生血管。在動脈閉塞發生后，閉塞周圍的血管會進行代償性生長，生長方式主要包括功能性毛細血管網絡的生成（血管生成）、轉化導管動脈和靜脈中存在的毛細血管以產生新的動脈（動脈發生），以及使先前存在的側支小動脈生長和重塑為功能側支動脈等［6］。新生血管生成需較長時間，在缺血性腦卒中的急性發病期無法起到較好的代償作用。

3 基于非增強CT 評估側支循環

非增強CT 可判斷腦卒中是缺血性還是出血性，但無法為臨床醫師提供顱內血管閉塞和血流灌注的具體情況，為臨床治療決策的選擇帶來諸多不確定性。Barber 等［7］提出了阿爾伯塔卒中項目早期CT 評分（Alberta Stroke Program Early CT Score，ASPECTS），該評分主要是基于顱腦非增強CT 評估大腦中動脈供血的主要功能區，是評價缺血性腦卒中早期缺血改變的一種半定量評分方法，主要用于急性缺血性腦卒中患者溶栓治療的篩選。研究［8］表明，ASPECTS 評分越低，卒中患者臨床預后越差。

4 基于CTA 評估側支循環

CTA 檢查空間分辨力高，可明確責任血管，直觀顯示狹窄或閉塞血管的部位及遠端血管的充盈情況，并可排除動靜脈畸形等其他血管病變。CTA 經后處理，在MIP 圖像上能清晰直觀顯示一、二級腦側支循環結構，目前臨床已廣泛應用。CTA 根據采集時相分為單期和多期CTA，單期CTA 僅采集動脈峰值期的圖像，多期CTA 則采集動脈、靜脈和靜脈晚期3期的圖像。

4.1 基于單期CTA 評估前循環側支評分

4.1.1 區域軟腦膜評分（regional lepomenigeal score，rLMC）Menon 等［9］提出了rLMC 方法，rLMC 評分區域包括ASPECTS 評分區的M1～M6 區、大腦前動脈供血區、基底節區和外側裂區。除外側裂區外，各區側支血流評分標準如下：①0 分，無側支血流；②1 分，與對側相比，存在較少的側支血流；③2 分，與對側相比，側支血流基本相同甚至更多。外側裂區的評分標準：①0 分，無側支血流；②2 分，與對側相比，存在較少的側支血流；③4 分，與對側相比，側支血流基本相同甚至更多。rLMC 總分20 分，評分越高，提示側支循環建立越好。Tang 等［10］研究顯示，rLMC 方法可預測急性缺血性卒中患者的臨床預后，評分越低，患者溶栓治療預后越差。

4.1.2 Miteff 評分 Miteff 等［11］根據CTA 圖像上大腦中動脈閉塞遠端血管的充盈程度對側支循環進行評分：①1 分，側支血流僅少量出現在軟腦膜表面；②2 分，側支血流充盈至外側裂區；③3 分，側支血流充盈至閉塞血管部位的末端。

4.1.3 Maas 評分 Maas 評分評估范圍主要是外側裂區和腦凸面軟腦膜區域，將病變側側支血管與正常側比較，評分如下［12］：①5 分，血管旺盛；②4 分，病變側側支血管多于正常側；③3 分，與正常側相同；④2 分，較正常側少；⑤1 分：血管缺如。1～2 分為側支循環代償較差，3～5 分為側支循環代償良好。前交通動脈和后交通動脈分級為：①1 分，缺如；②2 分，可能存在；③3 分，纖細；④4 分，確定存在；⑤5 分，粗壯。4～5 分為側支循環代償良好。

4.1.4 Tan 評分 Tan 評分根據顱內大血管近端閉塞后側支血流充盈的范圍對側支循環進行評分，主要評估大腦中動脈供血區域的側支程度［13］。評分如下：①0 分，缺血區域無可見的側支血管填充；②1 分，側支血管充盈缺血區域的0～50%；③2 分，側支血管充盈缺血區域的50%～99%；④3 分，100%的側支血管充盈缺血區域。評分越高，提示側支循環越好。

4.2 基于單期CTA 的后循環側支評分 Alemseged等［14］基于單期CTA 采用大腦后循環側支評分半定量評估后循環側支血流，評分標準：總分10 分，每側的小腦上動脈、小腦前下動脈、小腦后下動脈的出現分別記1 分，后交通動脈出現且其直徑小于同側大腦后動脈P1 段記1 分，如其直徑≥同側P1 段記2分，出現胚胎型大腦后動脈不記分。評分越高，側支血流越好。Alemseged 等［14］發現，發病6 h 以上但具有良好側支循環狀態且閉塞程度較輕的基底動脈閉塞患者經血管內治療后3 個月預后良好。

4.3 基于多期CTA 的側支循環評分 單期CTA 具有時間依賴性，僅可觀察動脈期顯示的側支血管，無法評估靜脈期及靜脈晚期顯示的側支血管，可能低估側支循環程度，從而限制臨床治療方法的選擇。Menon 等［15］提出了一種基于多期CTA 的ASPECTS側支循環評分方法，在動脈峰值期基礎上增加了2個時相，分別是靜脈峰值期和靜脈晚期，通過比較3個時相圖之間側支血管的顯影數量和充盈范圍，從而較準確判斷側支循環建立程度。多期CTA 側支循環評分方法（在CTA 軸向MIP 圖像上的評分）：①5分，患側軟腦膜動脈顯影無延遲，血管充盈數量正?；蛟龆?；②4 分，患側軟腦膜動脈顯影延遲1 個期相，但血管充盈數量與健側相似；③3 分，患側軟腦膜動脈顯影延遲2 個期相，但血管充盈數量與健側相似，或延遲1 個期相，血管充盈數量較健側減少；④2 分，患側軟腦膜動脈顯影延遲2 個期相，且血管充盈數量較對側減少，或延遲1 個期相，且部分區域無血管顯影；⑤1 分，患側軟腦膜動脈在任一期相僅有少量顯影；⑥0 分，患側軟腦膜動脈在任一期相均無顯影。4～5 分為側支循環良好；2～3 分為側支循環中等；0～1 分為側支循環較差。

多期CTA 側支循環評分方法對側支血管充盈數量、充盈速度及血管清除等方面均進行了評估，評估相對全面［16］，而上述提及的rLMC、Miteff、Maas 和Tan 評分方法主要評估側支血管的充盈數量，并未考慮到側支血管的充盈速度，故多期CTA 評分在臨床研究中應用更多。

4.4 基于動態CTA 評估側支循環評分 動態CTA是根據CT 灌注原始圖像重建得到的，包含了比多期CTA 更多時間點血管充盈的情況。Tian 等［17］研究認為，與多期CTA 相比，動態CTA 在評估側支循環方面具有更高的可靠性。DSA 僅能顯示一側血管充盈情況，常規CTA 僅能顯示動脈峰值期血管充盈情況、無法獲得側支血管的動態信息，而動態CTA 能夠以時間分辨方式連續掃描動、靜脈圖像，可視化顱內所有血管的充盈情況，但動態CTA 所需對比劑劑量較大，限制了其應用［18］。

4.4.1 基于動態CTA 改良的美國介入和治療神經放射學學會/介入放射學學會（American Society of Interventional and Therapeutic Neuroradiology/Society of Interventional Radiology，ASITN/SIR）側支循環評分有學者［19］認為，ASITN/SIR 側支循環評分不僅適用于DSA，也適用于動態CTA，并提出了基于動態CTA 改良的ASITN/SIR 側支循環評分：①0 分，任何時相內在缺血區域內無或僅有極少量軟腦膜側支；②1 分，直至靜脈晚期在缺血區域內見到部分側支循環形成；③2 分，靜脈期前可見缺血區域內部分側支循環形成；④3 分，靜脈晚期可見缺血區域內完全的側支循環形成；⑤4 分，靜脈期前可見完全的側支循環形成?；趧討BCTA 改良的ASITN/SIR 側支循環評分的得分越高，提示側支循環形成狀態越好。Seker等［20］研究顯示，動態CTA 改良的ASITN/SIR 側支循環評分比Miteff 評分能更全面準確地評估側支循環，認為可能是由于前者評估的是缺血區域側支血管的充盈程度和延遲情況，而后者是評估對比劑到達閉塞部位的情況，與對比劑的濃度密切相關。

4.4.2 基于動態CTA 的前循環側支評分 Van 等［21］提出基于動態CTA 評估缺血性卒中前循環側支狀態。評估側支循環充盈程度：以尾狀核頭為界將大腦中動脈供血區分為上、下兩部分，對上、下兩部分和左、右大腦半球側支動脈顯影分別評分。根據Tan 評分分別計4 個區域的側支評分，將單側大腦半球的上、下部分評分相加，單側大腦半球的評分范圍為0～6 分。評估側支循環充盈速度：計算從對比劑在顱底出現至最大限度充盈顱內動脈血管的時間，比較患側與健側大腦半球充盈持續時間。Van 等［22］比較動態CTA 與單期CTA 評估側支循環的研究顯示，動態CTA 評估側支循環比單期CTA 更全面、更詳細，且與患者梗死面積相關性更強。

4.5 基于4D-CTA 4D-CTA 是通過全腦灌注掃描，以CT 灌注成像數據為基礎，依據TIC，融合動脈期、靜脈期行MIP 得到圖像，可反映對比劑從動脈期到靜脈期的全過程，通過Tan 評分系統和改良的ASITN/SIR 側支評分系統等進行評分［23］。4D-CTA 與常規CTA 比較，不僅能更全面地顯示側支循環，還可反映對比劑在腦血管中的充盈速度，與DSA 評估側支循環的一致性較好［24］。

5 基于CT 灌注成像評估側支循環

CT 灌注成像通過生成腦血流量（cerebral blood flow，CBF）、腦血容量（cerebral blood volume，CBV）、平均通過時間（mean transit time，MTT）、達峰時間（time to peak，TTP）等一系列灌注參數，對腦組織血流灌注的情況進行快速定量和定性評估，可區分缺血腦組織的核心梗死區和缺血半暗帶，并可反映側支循環的相關信息［25-26］。

CT 灌注成像可量化急性缺血性腦卒中患者缺血低灌注與核心梗死區，文獻［27］報道峰值時間Tmax＞6 s 的區域為缺血低灌注區，相對腦血流量（rCBF)＜30%的區域為核心梗死區，兩者差異的區域即錯配區，代表缺血半暗帶區域。林盛東等［28］將有側支循環組和無側支循環組患側的腦灌注參數進行比較，發現有側支循環組患側CBV、CBF 較無側支循環組升高。當大腦中動脈重度狹窄或閉塞時，無論是否建立側支循環，患側TTP、MTT 均會出現明顯延遲，但側支循環的建立，能使患側CBV、CBF 增加。同時Cortijo 等［29］研究證實，較高的rCBV 對應較好的側支循環代償。

Rusanen 等［30］使用MTT 參數圖評估缺血低灌注區域、CBV 參數圖評估核心梗死區，應用ASPECTS 的10 個區域對MTT 和CBV 圖像進行評分，出現缺血改變，即MTT 升高、CBV 降低則減1 分，滿分10 分；其使用該評分方法研究基于MTT 和CBV 的ASPECTS評分與側支循環的相關性，結果顯示較高的MTT 和CBV 的ASPECTS 評分與良好的側支循環存在相關性。Guenego 等［31］提出了使用低灌注強度比（hypoperfusion intensity ratio，HIR）評估缺血性腦卒中患者側支循環狀態；HIR 定義為Tmax＞10 s 與Tmax＞6 s 腦組織體積比，HIR 可來自CT 或MRI 灌注圖像后處理；結果表明HIR 與金標準DSA 評估側支循環狀態顯著相關，HIR 閾值＜0.4 是DSA 良好側支循環狀態的最佳預測指標。

6 小結

側支循環是維持缺血性腦卒中患者顱內血流動力學穩定的代償途徑。準確迅速判斷卒中患者側支循環狀態非常重要。非增強CT 可區別腦卒中是缺血性還是出血性卒中，但其評估側支循環是在CT 平掃圖像上進行半定量評估，受圖像分辨力影響較大，且無法對血管閉塞及血流灌注信息進行準確評估，在臨床上具有局限性。動態CTA 較單期、多期CTA 能顯示更多時間點血管充盈的情況，能更全面評估側支循環，但CTA 僅能顯示血管閉塞與充盈的情況，無法顯示顱內血流灌注的相關信息，故臨床上更多選擇將非增強CT、CTA 和CT 灌注成像3 種技術即“一站式多模態CT”聯合評估缺血性腦卒中的側支循環狀況。多模態CT 影像學技術能夠獲取缺血性腦卒中患者顱腦血流定量及定性的全面信息，CTA 能明確病變血管部位、程度及側支循環狀態，CTP 可提供梗死腦組織血流異常灌注情況以及血流動力學信息。多模態CT 在腦卒中檢查中應用廣泛且具有較高的應用價值，卒中患者僅需行一次CT 檢查，即可區分是缺血性或出血性腦卒中，能迅速定位病變部位、獲取缺血半暗帶及核心梗死區等定量信息，以及掌握側支循環建立情況，有助于臨床治療方案的選擇。多模態CT 是臨床評估側支循環的常見手段，有助于早期全面且準確地評估側支循環，為缺血性腦卒中患者治療方案的選擇贏得時間。