常用脑影像技术在脑卒中诊断中的应用指南(2024)

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常用脑影像技术在脑卒中诊断中的应用指南(2024)

2024-07-14 04:14| 来源: 网络整理| 查看: 265

中华神经科杂志 2024 年3 月第 57 卷第3期 Chin J Neurol, March 2024, Vol. 57, No. 3

中华医学会神经病学分会中华医学会神经病学分会脑血管病学组

通信作者:

徐运,南京大学医学院附属鼓楼医院神经内科,南京 210008,Email:xuyun20042001@aliyun. com;

彭斌,中国医学科学院北京协和医院神经科,北京100710, Email: [email protected]

王拥军,首都医科大学附属北京天坛医院神经病学中心国家神经系统疾病临床医学研究中心,北京100070,Email:[email protected]

【摘要】脑卒中具有高发病率、高复发率、高死亡率和高致残率的特点,居全球疾病前3位,早期识别和诊治是改善脑卒中转归的重要举措,而影像技术在其中具有重要地位。中华医学会神经病学分会及其脑血管病学组成立诊断指南制订专家委员会,结合国内外脑卒中诊治的最新指南和临床研究结果,根据我国脑卒中的实际临床诊治需求,在原来指南基础上进行修订,制订了《常用脑影像技术在脑卒中诊断中的应用指南》。

【关键词】卒中;脑影像技术;诊断;指南

DOI:10.3760/cma.j.cn113694-20230904-00106

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神经影像学近年来进展迅速,影像学技术不断更新,其临床应用与时俱进,在脑卒中领域的诊疗中起着不可或缺的作用。中华医学会神经病学分会脑血管病学组组织全国相关专家,结合国内外脑血管病诊治的最新指南和最新临床研究结果,根据我国脑血管病实际临床诊治需求,围绕脑血管病常用影像技术的临床应用,在原来指南基础上进行修订,制订了《常用脑影像技术在脑卒中诊断中的应用指南》,力求进一步规范实际临床工作,使广大患者获益。

神经影像技术概述

一、脑组织成像技术(一)CT (computed tomography)

CT 在脑组织病变检查中应用广泛,可清晰显示头颅不同横断面的组织结构和解剖关系,并能够对绝大多数疾病进行检出和诊断。CT检查对于评估脑出血和脑外伤非常敏感,尤其对骨性结构的显示具有明显优势。临床常用扫描方式包括平扫CT(non‑contrast CT,NCCT)、增强CT扫描、CT灌注成像(CT perfusion, CTP)。CT是急性脑卒中的一线影像学检查方法。NCCT是缺血性脑卒中的首选必要检查方法,其主要目的是排除脑出血、脑肿瘤和脑血管畸形等其他病变。在超急性期缺血性脑卒中的识别和诊断中,NCCT可通过一些特殊征象进行早期识别,但敏感度低于磁共振弥散加权成像(magnetic resonance diffusion weighted imaging,MR‑DWI)。CT检查对急性期脑出血非常敏感,可准确检出脑出血和蛛网膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage, SAH),但对于后颅窝病变的显示易受伪影的影响,对于较小的脑干病变及靠近颅底的病变检出具有一定局限性。在脑卒中的复查评估中,NCCT有助于显示最终梗死灶,也能敏感识别再灌注损伤导致的出血转化。CT检查方便快捷,检查费用较低,不受磁共振禁忌证的影响。缺点是具有X线电离辐射,对孕妇、儿童及部分特殊人群需要慎重选择。

CTP是在静脉注射对比剂的同时,对脑组织进行连续动态扫描,以获得所选层面内每一像素的时间‑密度曲线(time density curve)。根据此曲线应用不同的数学模型进行后处理分析,可获取局部脑血流量(regional cerebral blood flow, rCBF)、脑血容量(cerebral blood volume)、平 均 通过时间(mean transit time, MTT)、达峰时间(time to peak)、残余功能达峰时间(time to maximum of the residual function, Tmax)等重要血流动力学参数,有助于对脑卒中患者的脑组织血流灌注情况进行准确评估。

(二)磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)

MRI是脑卒中患者临床检查及评估的重要检查技术。MR‑DWI是目前最敏感的检测超急性期脑梗死的影像技术,应用该技术在病变发生十几分钟后即可显示脑梗死局部的细胞毒性水肿。MRI对小缺血灶和后颅窝病灶的检出具有较高的敏感度。目前绝大多数医院针对脑卒中患者脑组织及结构成像的MRI扫描方案包括常规 T1WI、T2WI、液体 衰 减 反 转 恢 复 序 列(fluid attenuated inversion recovery, FLAIR)、DWI和表观弥散系数(apparent diffusion coefficient, ADC),还可应用磁共振T2*梯度回波序列(T2 star gradient‑recalled echo, T2*GRE)及磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging,SWI)序列进行出血性病灶的检出。MRI具有高软组织分辨率和无X线电离辐射等优势,其局限性包括扫描时间较长,且不能应用于有MRI禁忌证的患者。

T1WI图像对不同软组织结构具有良好的对比度,适于观察解剖结构;T2WI对病变的信号变化比较敏感,有利于显示病变组织。二者结合有助于病变的定位和定性诊断。FLAIR 成像应用翻转脉冲使含有游离水的组织如脑脊液呈低信号,避免脑脊液产生的部分容积效应及流动伪影的干扰,进而增加病灶与正常组织的信号对比,因此,可更敏感地识别血管源性水肿及急性梗死灶。DWI是基于分子布朗运动的原理,检测活体组织内水分子扩散运动。ADC用于描述DWI中不同方向的分子扩散运动的速度和范围,可定量计算水分子的运动信息[1]。MR‑DWI是识别急性缺血性脑卒中(acute ischemic stroke, AIS)的最为敏感的序列[2]。AIS发生时,细胞的钠钾离子泵衰竭,水进入细胞内引起细胞毒性水肿,发病后数分钟至数小时 DWI 即可显示受累部位的高信号,相应 ADC 图表现为低信号。T2WI 及 T2‑FLAIR 上不能显示细胞毒性水肿。血管源性水肿是由于血脑屏障受损、破坏,毛细血管通透性增加,水分渗出增多并积存于血管周围以及细胞间质所致,常见于肿瘤、脓肿、脑炎,DWI表现为低信号,ADC表现为高信号。血管源性水肿在T2WI及T2‑FLAIR上显示为高信号。

磁 共 振 灌 注 加 权 成 像(magnetic resonance perfusion weighted imaging, MR‑PWI)可通过动态磁敏 感 增 强 磁 共 振 成 像(dynamic susceptibility contrast magnetic resonance imaging, DSC‑MRI)、动态对比增强磁共振成像(dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging, DCE‑MRI)及动脉自旋标记(arterial spin labeling,ASL)等多种成像技术实现,不同技术具有不同的优势及局限性。DSC‑MRI基于 T2*对比,通过静脉团注钆对比剂,造成局部磁场不均匀,质子自旋失相位,引起 T2*弛豫时间明显缩短。通过动态扫描获取时间‑信号强度曲线,经过数据后处理分析可获取脑血流量、脑血容量、MTT、达峰时间、Tmax等重要的灌注参数。以上两种技术为临床常用的 MR‑PWI 技术。DCE‑MRI 也可用于脑组织灌注成像,但临床常用于对血脑屏障及血管通透性的评估。ASL 是一种无须应用外源性对比剂的无创性灌注成像方法,通过对成像平面的上游血液进行标记使其自旋弛豫状态改变,待被标记的血流对组织灌注后进行成像。

二、头颈部血管成像技术( 一 )CT血管造影(computed tomography angiography, CTA)

CTA是目前临床诊断血管病变、观察血管解剖学特点和病变血供来源的重要影像学方法。CTA检查具备多种后处理分析技术,包括多平面重建技术(multiple planar reconstruction)、曲面重建技术(curved planar reconstruction)、最大密度投 影(maximum intensity projection)及容积重建技术(volume rendering)等,便于对靶血管进行全方位多角度观察。颅内 CTA 检查可清晰显示颅内 Willis环结构,除了能够准确显示血管狭窄或闭塞,还能对侧支循环进行一定程度的评价。在对缺血性脑卒中患者行急诊影像检查时,如应用CT检查,推荐针对合适的患者应用CTA评估大血管闭塞情况。发现出血性脑卒中病变时,CTA是检出动脉瘤及血管畸形的可靠手段。

头颈部CTA覆盖范围大,扫描速度快,能够在短时间内显示从主动脉弓至颅内的大动脉情况,有利于血管病变诊断及随访,在脑血管病患者的病因分析中具有重要应用价值。CTA检查的局限性除了存在X线电离辐射外,还需引入碘对比剂,具有潜在的过敏风险,不能应用于甲状腺功能亢进的患者。CTA对于血管狭窄的评价可能受到扫描时间、对比剂和血管重度钙化等因素的影响。一般而言,CTA的空间分辨率高于对比增强磁共 振血管造影(contrast enhanced magnetic resonance angiography,CE MRA),对颅内外动脉狭窄性病变评估的可靠性更高。与数字减影血管造影(digital subtraction angiography, DSA)比较,CTA在诊断无症状性血管异常方面具有95%以上的敏感度和接近100%的特异度,阳性和阴性预测值均超过97%。然而,CTA影像在瞬时血管成像方面仍落后于DSA,在显示重要的供血动脉和畸形血管团时效果较差。新的多层CTA已显著提高了瞬时图像的分辨率,但空间分辨率仍低于DSA。随着技术进一步更新发展,CTA作为一个有效的脑血管病评估工具,应用前景会更广阔,并有可能在未来替代DSA的诊断功能。

(二)磁共振血管造影(magnetic resonance angiography,MRA)

1. MRA:磁共振具备多种血管成像技术 。MRA利用流动血液与周围静止组织的磁共振信号差异而形成图像对比。头颈部血管评价多应用三维时间飞跃法MRA(3D time‑of‑flight magnetic resonance angiography,3D TOF MRA)或CE MRA。TOF MRA 基于血液的流入增强效应成像,无需引入对比剂,操作简便,可清晰显示头颈部大动脉的走行及形态。该技术的缺点是易受血流相关伪影影响,在评价动脉狭窄时可能存在假阳性和夸大效应。超急性期及急性期脑卒中磁共振检查方案中应包括3D TOF MRA序列,以评估颅内动脉的狭窄或闭塞情况。CE MRA 需于外周静脉团注钆对比剂,从而缩短血液的T1时间,使血管呈现高信号。可通过减影法去除背景组织信号,在短时间内显示从弓上至颅内的大动脉形态,对动脉狭窄的评估准确性较高。CE MRA扫描速度快、信噪比高、空间分辨率较高,受血流相关伪影影响小。此技术的局限性包括潜在的对比剂过敏风险,扫描时间过早可能出现动脉内伪影,过晚可能存在静脉污染,从而影响局部动脉血管的评价。

2. 高分辨磁共振血管壁成像(high‑resolution magnetic resonance vessel wall imaging, HR MR VWI):HR MR VWI 基于各种黑血成像技术,抑制管腔内的血流信号,从而增强管腔与管壁的信号对比,可清晰显示血管壁病变的形态及特征,现已证实该技术是头颈部血管病变的理想检查方法。HR MR VWI 在脑血管病患者的综合血管评估或病因鉴别中具有极高的临床应用价值,目前已被广泛应用于颅内外动脉的显示和评估。病理‑磁共振对照研究证实,HR MR VWI 可准确识别颈动脉粥样硬化斑块的组织成分,对其稳定性进行准确评估[3]。颅内动脉的 HR MR VWI 也已经进入临床应用阶段,不仅有助于识别斑块,还可以通过管壁形态与信号特征对如下血管病变进行鉴别诊断:动脉夹层、血管炎、烟雾病等。另外,HR MR VWI 技术也可应用于颅内静脉成像,对静脉及静脉窦血栓、狭窄等病变进行有效识别。HR MR VWI检查可通过2D和3D序列进行图像采集,3D序列是临床主要应用的序列。目前,临床最常用的血管壁成像技术是3D可变重聚反转角序列(3D variable refocusing flip angle sequence),包括3D完美采样可变翻转角优化(3D sampling perfection with application optimized contrast using different flip angle evolution)、具有扩展回波序列采集的快速自旋回波(3D fast spin echo with an extended echo train acquisition)、3D 体积各向同性涡轮自旋回波(3D volume isotropic turbo spin echo acquisition)均属于此类序列。另外,可应用磁化准备快速梯度回波序列(magnetization prepared rapid acquisition gradient echo)及非增强血管造影与斑块内出血同时成像(simultaneous noncontrast angiography and intraplaque hemorrhage)等对管壁出血信号进行检测。此技术的局限性是扫描时间较长,容易受到慢血流伪影的影响。颅内动脉成像的空间分辨率尚不能完全达到颅内血管壁结构的精准显示,对较小的血管评估价值有限。

(三)DSA

行 DSA 检查时在动脉内注射对比剂前后进行X线成像,对注射对比剂前后获取的数字化图像进行减影处理,消除背景及软组织信号的干扰,得到高对比剂的血管图像,从而显示出颅内血管结构。DSA为目前脑血管病诊断和治疗中一种不可或缺的影像技术,一直以来是多种脑血管疾病诊断的“金标准”[4‑5]。但 DSA为有创检查,存在辐射和应用碘对比剂的问题。耗时长,患者及医务工作者同时受到电离辐射,并且因其有创性的操作可能导致严重的并发症甚至死亡,使得DSA技术在临床应用中受到限制[6]。

DSA检查经入路动脉(多为股动脉)插管,至所检查动脉附近,注入对比剂前后进行成像,两帧不同时相的数字化图像经减影处理后消除背景及软组织成分,得到对比剂充盈的血管图像。头颈部DSA检查可对主要大血管(包括主动脉弓、颈动脉、椎动脉、颅内动脉、静脉系统)进行全时相(包括动脉期、毛细血管期、静脉期、静脉窦期)的动态观察,还可通过超选择造影对小的血管分支进行显示。DSA结合3D重建后处理技术可多角度更清晰地显示血管解剖及病变。DSA 不仅能够准确评价动脉狭窄或闭塞,还能准确评估颅内侧支循环,并可进行分级。行DSA检查时,可同时对符合条件的患者进行血管内治疗。缺点为其不能显示血管腔外结构,在某些血管壁疾病中不能显示疾病全貌,结合血管壁成像能够对病变进行全面评估。

影像技术在缺血性脑卒中/短暂性脑缺血发作(transient ischemic attack, TIA)诊疗中的应用

一、CT在缺血性脑卒中/TIA诊疗中的应用(一)NCCT的应用

目前,NCCT是AIS常规检查和首选检查手段,主要目的是排除脑出血,如在溶栓前完善CT检查是排除颅内出血的一项简便快捷的有效方法[7‑8]。CT检测AIS的敏感度约12%~92%,取决于梗死灶的大小、部位以及临床症状持续的时间,发病3h敏感度为12%、24h敏感度为 51%~71%[9],通常起病24~3 h病变部位才出现低密度改变。

1.早期缺血征象(early ischemic signs, EIS):尽管在发病 24 h 内,CT 通常无法准确显示脑梗死病灶,然而可以发现一些早期缺血征象,主要包括:(1)动脉高密度征(hyperdense artery sign)[10]:急性血栓形成后血流淤滞,在血管走行区域内密度升高,其CT值通常在77~89 HU;(2)豆状核模糊征[11]:豆状核区灰质结构密度减低,边缘不清,推测为基底节的细胞毒性水肿所致,此征象说明近端的大脑中动脉(middle cerebral artery, MCA)闭塞使豆纹动脉血流受限;(3)岛带征[12]:岛叶外侧缘灰白质消失、边界不清,该区域对缺血较为敏感,提示MCA皮质支血流受限;(4)灰白质对比度减低[13];(5)脑实质低密度[14];(6)局部脑组织肿胀[15]:表现为局部脑组织脑沟变浅、消失。

2.梗死范围评估:常用方法包括:(1)Alberta卒中项目早期CT评分(Alberta Stroke Program Early CT Score, ASPECTS)[16]:基于 CT 评估 MCA 供血区早期低密度缺血性改变,包括以下 10 个区域的评估:尾状核(C)、豆状核(L)、内囊(IC)、岛叶皮质(I)、MCA皮质区域(M1~M6)。正常CT为10分,每累及一个区域扣1分,ASPECTS越低提示缺血灶范围越大。既往多项临床试验均采用了ASPECTS≥6分作为血管内治疗的筛选标准[17‑19],近年来的随机对照试验结果提示,ASPECTS为 3~5分提示患者仍能在血管内治疗中获益[20‑23]。(2)后循环AIS预后早期CT评分(posterior circulation acute stroke prognosis early CT score,pc‑ASPECTS)[24]:评估后循环早期缺血性改变,包括以下 5个区域的评估:双侧丘脑、双侧小脑、双侧大脑后动脉供血区,以及中脑和脑桥。同样正常 CT为 10分,除了中脑和脑桥累及(不区分左右侧)各扣2分,其余区域受累各扣1分, pc‑ASPECTS越低也提示缺血灶范围越大。

3. 缺血性脑水肿和出血转化:CT 是对缺血性脑水肿和出血转化进行随访观察的最佳影像学手段。MRI的 T2*GRE 和 SWI对出血转化也敏感。恶性脑水肿以及出血转化常为缺血性脑卒中不良预后的主要原因之一。脑卒中如伴有恶性脑水肿,其病死率显著上升至 40%~80%,其中 10%~15% 伴MCA 闭塞的缺血性脑卒中可致恶性脑水肿[25]。影像学表现为起病6 h以内出现明显的低密度影≥1/3MCA供血区,以及起病1~2 d内出现的MCA高密度征、中线移位大于5 mm,常提示恶性脑水肿以及预后不良[25]。

MCA 闭塞后,缺血半球组织的水含量随时间的推移逐渐增加,梗死侧水含量每增加1个百分点,CT值约下降1.3~2.6 HU。有学者开发了一种基于CT密度来反映缺血脑组织水分摄取的方法,以CTP确定梗死核心范围,通过将确定的缺血区域镜像到非缺血的对侧半球,并根据推断的组织吸水率与CT密度之间的物理关系来计算缺血前基线组织密度,得到 变定量净 摄水量(net water uptake)[26]。一项对102例延长时间 窗内(4.5~24.0 h)机械取栓的前循环脑卒中患者的分析结果显示,净摄水量是此类患者预后评估的独立预测因子[曲线下面积(area under the curve,AUC)=0.77,95%CI 0.67~0.85],其敏感度高达100.0%,特异度为54.1%[27]。早期后循环的净摄水量可用于识别恶性小脑水肿的高风险患者。有学者发现,在179例后循环脑卒中患者中,35例(19.5%)发生了恶性小脑水肿,早期后循环净摄水量>14.9%对恶性小脑水肿的预测能力较强(AUC=0.94,95%CI 0.89~0.97),其敏感度为94.3%,特异度为82.6%[28]。

(二)多模式CT成像(multi‑model computed tomography imaging)

NCCT已经无法满足脑卒中病情评估和治疗方案制定的需求,而基于多模式 CT 成像筛选适合血管内治疗患者现已成为主要手段。多模式CT成像包括CTA和CTP。

1.血管评估:通过血管重建可直观显示颈内动脉(internal carotid artery)、MCA、大脑前动脉(anterior cerebral artery)、大脑后动脉(posterior cerebral artery)、基底动脉(basilar artery)和椎动脉(vertebral artery),判断责任血管情况。此外,通过CTA 图像,医师可提前了解主动脉弓解剖、颅外近段血管的扭曲程度、动脉内血栓部位与大小,从而有助于选择更快速、更安全的血管再通治疗器械和技术。

2.缺血半暗带评估:CTP追踪通过静脉团注的造影剂到达脑组织后的流入及流出情况实现成像,可以显示核心梗死区和缺血半暗带,是临床上评估脑梗死可挽救区域的主要手段。目前,常用评估指标包括核心梗死区、缺血半暗带、低灌注区,其中缺血半暗带为低灌注区与核心梗死区的不匹配区域。

核心梗死区常用阈值为患侧rCBF低于健侧脑组织的 30%[29]。低灌注区的常用阈值为 Tmax>6 s或延迟时间>3 s[30‑32]。在 MRI 的应用章节有关DAWN[33]和 DEFUSE 3[10]研究的描述中提到 CTP有关半暗带定义。

3.侧支循环评估:见缺血性脑卒中血管评估侧支循环章节。

二、MRI在缺血性脑卒中/TIA诊疗中的应用(一)MRI在缺血性脑卒中诊疗中的应用

在缺血 10 min 后脑组织在 MR‑DWI 图像上可出现异常高信号,T2WI和 FLAIR 一般在 4~6 h后出现病灶的高信号,T1WI 出现病灶的低信号时间与NCCT相近。DWI可区分缺血性脑卒中的新发病灶和陈旧病灶,起病2周内为高信号,之后逐渐降低,可利用这一特征很好地对位置相近的新旧病灶进行鉴别。在脑卒中发生 24 h 内,DWI 的敏感度为80%~95%,而同期 CT 敏感度只有 16%[34]。当 DWI阴性时,可能是因为脑卒中病灶较小,或病灶位于脑干位置,或检查时病灶还没有出现,随着影像学技术的逐渐发展,这种假阴性也逐渐减少[35]。在缺血性脑卒中的超急性期(发病FLAIR>T2WI[36‑37]。大约有 20%~25% 的缺血性脑卒中患者为后循环梗死,与前循环相比其影像学检出率较低[38]。MRI常规序列(T1WI/T2WI)敏感度较低,假阴性率高达 19%,而 DWI 敏感度高达80%~95%,因此,DWI是目前后循环缺血性脑卒中最敏感的影像学检查序列[39]。

DAWN 和 DEFUSE 3 研究结果将机械取栓时间窗由原来的 6 h 内扩展到了 16~24 h[10,33]。这两项随机对照试验的结果提示,通过高级影像筛选适合的患者,超过 6 h 的急性脑卒中患者支架取栓血管内治疗仍然非常有效。DAWN 研究[33]结合临床上的NIHSS评分及CTP或DWI提示梗死灶体积,制订了临床‑影像不匹配标准。DEFUSE 3 研究[10]利用影像CTP或DWI‑PWI制订了梗死‑缺血低灌注不匹配的影像标准。DEFUSE 3不匹配标准为:CT灌注成像或MRI显示缺血核心体积1.8,并且不匹配体积(低灌注体积减去缺血核心体积)>15 ml。

针对脑卒中发病超过 4.5 h 或醒后脑卒中患者,可应用影像技术识别是否存在可挽救的缺血半暗带,从而筛选出受益于溶栓治疗的患者。3 期EXTEND随机对照试验应用自动软件评估CT灌注或 MRI 灌注‑扩散图像不匹配,从而评价缺血半暗带[40]。梗死核心应用相对脑血流量6 s定义为低灌注区。不匹配定义为低灌注体积与缺血核心体积之比大于1.2,体积绝对差大于10ml。缺血核心体积小于70ml。一项包括EXTEND、ECASS4‑EXTEND[41]和 EPITHET[42]研 究的荟萃分析结果显示,缺血性脑卒中发作后 4.5~9.0 h 或醒后脑卒中患者,如果存在可挽救的脑组织,接受阿替普酶治疗的患者的功能预后优于安慰剂治疗组。虽然阿替普酶组的症状性脑出血发生率较高,但静脉溶栓的总体受益更多[43]。

(二)MRI在TIA中的应用

基于DWI对梗死灶极高的敏感度,临床上对TIA患者行MRI/DWI扫描,排除脑梗死。临床研究结果表明,约40%~50%的TIA患者在DWI上可见点状高信号改变[44‑45],且DWI阳性与1年内脑卒中复发风险增加6倍相关[44]。因此,MRI/DWI已经作为TIA急诊首要推荐检查的序列[45‑46]。

推荐意见:(1)对临床考虑AIS患者首先完成急诊头颅CT,排除脑出血(A级证据,Ⅰ级推荐);(2)NCCT是监测缺血性脑卒中后恶性脑水肿以及出血转化常规选择的影像检查方式(A级证据,Ⅰ级推荐);(3)对发病24h以内的AIS患者,急诊多模式CT成像对血管再通治疗方案的制定以及预后判断具有指导意义,尤其对发病4.5h以后的,建议进行该检查(A级证据,Ⅰ级推荐);(4)对临床考虑TIA诊断的患者建议行MRI/DWI检查排除脑梗死;对AIS患者, MRI/DWI检查在明确缺血性脑卒中病灶方面优于NCCT(A级证据,Ⅰ级推荐);(5)CTP和磁共振灌注成像可评估缺血低灌注区域,帮助区分永久性的梗死和可逆转的缺血半暗带(A级证据,Ⅱ级推荐);(6)对于超时间窗(>4.5h)及醒后脑卒中患者,可应用CT或MRI评估是否存在灌注成像不匹配,选择适用于溶栓治疗的患者(A级证据,Ⅱ级推荐)。

影像技术在出血性脑卒中诊疗中的应用

一、脑出血

脑出血是指非外伤引起的成人颅内大、小动脉,静脉和毛细血管自发性破裂所致的脑实质内出血。按病因可将脑出血分为原发性和继发性脑出血。其中,原发性脑出血约占80%~85%,主要包括高血压脑出血(约占50%~70%)、淀粉样血管病(cerebral amyloid angiopathy, CAA)脑出血(约占20%~30%)和原因不明性脑出血(约占 10%)[47]。继发性脑出血的原因主要包括动静脉畸形、动脉瘤、海绵状血管畸形、动静脉瘘、烟雾病、血液病或凝血功能障碍、颅内肿瘤、血管炎、出血性脑梗死、静脉窦血栓及药物不良反应等。影像学检查在自发性脑出血中具有重要的诊断和评估价值。

(一)血肿评估

1. CT:是临床确诊急性脑出血的首选方法,也是急诊鉴别AIS和急性出血性脑卒中、溶栓前排除脑出血的常规筛查方法[48]。一般需要24h进行CT复查,以判断血肿是否扩大。

CT检查对急性期脑出血非常敏感。多数自发性脑出血常见于基底节区、丘脑、小脑及脑干,脑叶出血相对比较少见。如果发现非常见位置的脑出血,需要进一步检查明确出血病因,排除继发性脑出血。脑出血急性期CT检查呈边界清楚的肾形、类圆形或不规则形均匀高密度影,周围可见低密度水肿,邻近结构受压,出血可破入脑室或邻近蛛网膜下腔,显示相应区域高密度。血肿随时间延长逐渐缩小,密度减低,边界模糊,水肿范围扩大。1~2个月后,遗留囊腔或软化灶,可伴邻近脑组织萎缩。

临床上可用公式计算脑出血体积:在CT图像上脑出血的最大层面,计算最长径与最宽径的乘积,乘以血肿厚度(血肿层数和层厚的乘积)再除以2,即可得到出血体积[49]。计算公式为:V(血肿体积)=A(血肿长径)×B(血肿宽径)×C(血肿厚度)/2。

ABC/2评分足以准确地对局部或中心部位的脑出血容积进行分类,对容积变化的评估也有一定的准确性。但对于大的不规则的或大叶性血肿准确性降低[50]。近年来推出的一些后处理分析软件可以通过自动或半自动的方法将高密度出血灶提取出来,自动计算出血体积,这种方法得到的数值可能更为精确[51‑52],有希望应用于ABC/2 评估受限的一部分血肿病变的体积测量。

2. MRI:MRI可以通过血肿在不同序列上的表现准确判定出血时间。在MRI检查中,除了常规成像序列,针对出血性病灶,进行 T2*GRE或 SWI序列成像是必要的。

MRI上出血信号随病灶内血红蛋白成分的演变而变化(表1)。亚急性期正铁血红蛋白显示特征性的T1高信号,可以更好地显示病灶范围,有助于病灶评估。在DWI图像上,超急性期及急性期病灶由于T2暗化效应(T2 black‑out effect)表现为明显低信号,亚急性晚期出血灶表现为高信号[53]。T2*GRE 或SWI对出血比较敏感,但需要注意不同时期出血的信号变化。由于SWI序列含有一定的T1对比,亚急性晚期病灶显示为较高信号。当出血灶进入慢性期后,含铁血黄素造成的低信号在T2*GRE或SWI序列上显示得更加清晰,有助于对软化灶来源的鉴别(出血性或缺血性)。MRI的一些新技术进展有助于对脑出血的准确评估及病因诊断。

(二)基于影像的血肿扩大(hemorrhage extension)评估

血肿扩大指脑出血患者早期颅内血肿因持续活动性出血而不断扩大的现象和过程。约19%~38%脑出血患者可出现早期血肿扩大,是预后不良的独立危险因素[54]。早期血肿扩大定义为:24h内血肿体积比基线CT血肿体积增加33%或≥12.5ml,有些研究则将绝对体积增加≥6ml定义为血肿扩大[55]。最近一项研究将存在脑室内出血或脑室内出血扩大≥1ml纳入血肿扩大评估,发现增加脑室内出血因素的评估可提高对轻至中度脑出血患者临床结局的预测敏感度,而特异度略有降低,但可提高90 d临床结局的总体预测效能[55‑56]。

1. CT:主要依赖血肿的密度和形态特征进行评估。与血肿的密度相关征象包括密度不均匀(heterogeneous density)、漩涡征(swirl sign)、低密度征(hypodensity)、混合征(blend sign)、黑洞征(black hole sign)和液平面征(fluid level)。与血肿形态的相关征象包括血肿形态不规则(irregular shape)、岛征(island sign)和卫星征(satellite sign)。中国学者采用CT对脑出血患者进行了早期血肿扩大的系列预测研究[54,57‑58],定义了混合征、黑洞征、岛征。混合征表现为血肿内部高密度和低密度混合存在,其预测早期血肿扩大的敏感度为39.3%,特异度为 95.5%,阳性预测值为82.7%,阴性预测值为 74.1%。黑洞征定义为低密度区被包裹在高密度血肿内。黑洞可以是圆形、椭圆形或棒状,与邻近的脑组织没有连接。低密度区有可识别的边界,血肿在两个密度区之间应至少相差 28 HU。黑洞征预测早期血肿扩大的敏感度为31.9%,特异度为94.1%,阳性预测值 为73.3%,阴性预测值为 73.2%[57]。岛征定义为血肿边缘极度不规则并满足以下至少 1 条:(1)存在≥3 个分散的小血肿,并且全部与血肿主体分离;(2)存在≥4 个小血肿,部分或全部与血肿主体有联系。岛征预测血肿扩大的敏感度为 98.2%,特异度为 44.7%。

一项荟萃分析提供了CT评估血肿扩大的更高级别的证据。当血肿扩大定义为绝对体积增大>33%和(或)>6 ml 时,血肿形状不规则(OR=2.01)、岛征(OR=3.19)、不均匀密度(OR=2.02)、低密度征(OR=3.85)和混合征(OR=2.39)与更高的血肿扩大率相关;当血肿扩大定义为绝对体积增大>33% 和(或)>12.5 ml时,下列征象提示血肿扩大:血肿形状不规则(OR=2.70),岛征(OR=19.76),不均匀密度(OR=5.12),黑洞征(OR=5.17)和混合征(OR=5.67)[55]。

另外,虽然脑出血的一些常见征象(低密度征、混合征、液平面、血肿形态不规则和不均匀密度)已经显示出很好的观察者间及观察者内的一致性[59],但临床对于这些征象的应用可能受评价者评估经验的限制。

2. CTA:CTA原始图像(CT angiography source image, CTA‑SI)上的点征(spot sign)是最早提出的预测血肿扩大的征象[60]。大型多中心临床研究结果提示,CTA‑SI 点征预测血肿早期扩大的敏感度和特异度分别为 51% 和 85%[61‑62]。2021 年的一项研究应用了双能 CTA(包括动脉期以及延迟静脉期),发现延迟融合图像上的点征与血肿扩大(OR=17.5)和不良预后(OR=3.84)独立相关,与常规混合成像相比在预测血肿扩大方面表现出更高的诊断性能,而且与不良结局有关[63]。双能 CT 也有助于对出血和钙化病灶的鉴别。

CTA检查需要注射碘对比剂,一定程度上增加了患者的辐射剂量和对比剂风险,与之相比 CT 检查更加简便。

(三)血肿周围水肿、血脑屏障及周边灌注的评价

血肿周围水肿(perihematomal edema, PHE)被认为是脑出血继发性损伤的影像学标志,可能导致脑出血患者预后不良。血肿引起的细胞损伤及血脑屏障破坏可导致病灶周边细胞毒性水肿或血管源性水肿的发生。几乎所有脑出血病例在病程中均会出现血肿周边水肿。

1. CT:CT 上表现为血肿周边的低密度影。PHE的自然病程特点是在脑出血后的1~3 d进展迅速,在随后的 7~10 d增长最大,之后可能仍有慢性增长。可以通过CT密度阈值的差别对PHE进行识别,排除白质病变的影响。对 PHE 可以通过以下参数进行定量分析,包括绝对 PHE、相对 PHE (水肿与血肿的比值)、水肿扩展距离(edema expansion distance)、PHE增长率等。早期PHE增长可能与临床神经功能恶化存在相关性。一项入组了 139 例患者的单中心回顾性研究发现,入院至24 h间PHE扩张率是 90 d 病死率的重要预测因子(调整 OR=2.21,95%CI 1.05~4.64),较高的24 h PHE扩张率与改良Rankin量表(modified Rankin Scale,mRS)评分相关(调整OR=2.07,95%CI 1.12~3.83)[64]。

2. CTP:血肿病灶周边小血管受到血肿或周围水肿压迫,可导致血肿周边存在血流动力学障碍及异常灌注损伤。急性脑出血周围的水肿区域常为低灌注改变,这种脑血流量降低与轻中度脑出血患者预后较差有关[65]。一项研究结果提示,血肿周边非常低的脑血容量(6 s定义的低灌注区域体积之比可作为侧支循环的定量评价指标[121]。并且在与 CTA 和 DSA 的比较中发现,HIR可以可靠地评价侧支循环水平,同时能够独立预测梗死体积进展以及最终梗死体积[122‑123]。与 HIR 类似,延迟时间(delay time)定义的严重低灌注区域体积和低灌注区域体积之比也可用于侧支循环的定量评价。国际卒中灌注影像登 记(International Stroke Perfusion Imaging Registry, INSPIRE)研究团队在 2019 年证明了延迟时间>3 s 与延迟时间>6 s体积比与 Miteff 侧支评分的相关性,使用延迟时间>3 s 与延迟时间>6 s 体积比评估侧支循环具有临床可行性[124]。此外,研究者也提出可用延迟时间>6 s 与延迟时间>3 s 的体积比来判断脑卒中超急性期患者的脑病因分型(栓塞性或非栓塞性),以此指导进一步的再灌注及治疗[125]。INSPIRE 研究团队也提出 CTP 侧支指数(computed tomographic perfusion collateral index),即延迟时间>6 s 与延迟时间>2 s 体积比,评估侧支水平的能力与 4D‑CTA相当,CTP侧支指数越小,患者的侧支循环越好,临床预后越佳[126]。

(三)DSA

美国介入和治疗神经放射学学会/介入放射学学 会 (American Society of Intervention and Therapeutic Neuroradiology/Society of Interventional Radiology)侧支循环评估系统目前为国际上公认的评估方法,可以用来很好地预测缺血性脑卒中的病情进展及预后情况[127]。根据动态血流情况将侧支循环分为五级:0 级:没有侧支血流到缺血区域;1级:缓慢的侧支血流到缺血周边区域,伴持续的灌注缺损;2级:快速的侧支血流到缺血周边区域,伴持续的灌注缺损,仅有部分到缺血区域;3 级:静脉晚期可见缓慢但是完全的血流到缺血区域;4 级:通过逆行灌注血流快速而完全地灌注到整个缺血区域。

推荐意见:侧支循环评估,根据医院条件,可以采用 CTA(单相、多相、4D‑CTA)、灌注影像(CTP、PWI)、DSA方法来评估(A级证据,Ⅰ级推荐)。

五、动静脉畸形及其他血管畸形病变

大脑血管畸形是一组以大脑内血管结构异常为特征的疾病。总体而言,一般人群中脑血管畸形的发生率为 0.1%~4.0%[128]。血管畸形病变包括动静脉畸形、海绵状血管瘤、发育性静脉异常等,是脑出血的重要原因。鉴于不同病因的脑出血需要采取不同的治疗策略,临床应积极进行脑出血病因的识别。对于以下类型的出血性脑卒中患者,尤其需要重点进行血管评估:(1)年龄



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