一、脑动脉狭窄血流及灌注评估的临床意义
脑动脉狭窄与脑血流:血管狭窄就如同一条河流或一根管道,会影响到血流的速度和流量,从传统的流行病学来说,血管正常或Ⅰ度狭窄的时候,血流基本处于一个正常状态,只有在狭窄逐渐加重的情况下才会出现血流的减少,并且在早期狭窄的时候血流的流速是增加的,随着狭窄的进一步加重才会出现流速的降低。因此,在早期可以通过TCD对流速的检查来判断狭窄的严重程度。但是当狭窄较重的时候,单纯通过流量的检查或流速的检查来判断血管狭窄就会够准确。
脑动脉狭窄与脑卒中:关于颅内大动脉狭窄的两个著名实验,一个是WASID研究发现约40%的卒中复发发生在血管狭窄程度在40%-69%组(中度狭窄),另一个是SAMMPRIS研究结果发现70%以上颅内血管狭窄患者中只有40%合并血流动力学改变。此外,基于卒中的精确影像研究也提示过去的CEA手术其实有许多是不必要的,只是因为筛查手段有限而进行预防性手术治疗。
血管的狭窄程度已经不再作为影响治疗决定的唯一指标,随着对颅内外动脉狭窄治疗选择的增加,狭窄程度在影响治疗决策中的地位逐渐下降,单独的狭窄-低灌注理论不足以解释临床复杂的卒中机制。结构影像的发展单纯的从结构的角度出发,其已经进入了瓶颈期,多联合机制的血管状态评估已成为趋势。
二、目前评估方法
血管狭窄评估应该是一个多机制联合的评估,其评估要素包括狭窄程度分级、管壁病变性质、血流速度、血流量、剪切力、血流储备、脑灌注等。用这些不同的参数来进行数字化的评估,符合了精准医学的发展,能够客观准确的反应血管功能和神经功能的改变。通过对这些数据的整合和优化,对不同的患者进行区分,才能有助于个体化的治疗。
目前评估脑血流及灌注状态的方法包括:
①XeSPECT、PET等检查手段,通过对同位素在毛细血管期的情况来判断脑血流和脑灌注的情况;
②CTP检查,通过注射对比剂的方法,观察其在通过毛细血管期的情况来进行判断;
③MR-perfusion、PC-MRA、CCD等。只要把相应的参数使用好,不管使用怎样的检测设备都可以获得较好的评估结果。
表目前评估方法各自利弊
评估方法
XeSPECT
PET/SPECT
CTP
MRP
PC-MRA
CCD
优点
可准确定量,测得氧摄取分数
可半定量;评估梗死及缺血的敏感及特异性
无创简便可行,可定量
无辐射,ASL可重复;评估血流储备
可定量速度及方向;重复性好,不受操作者限制
无创,可重复性
缺点
价格昂贵;设备要求高,对患者的体位的要求;造影剂危害
受病理生理影响;放射性;需结合结构影像
辐射,造影剂危害,无法鉴别良性半暗带
非直接获得;适于毛细血管床不适合大动脉评估
硬件要求高,扫描时间长,后处理复杂
高度的操作者依赖性,对颅内动脉的限制
临床应用
急性卒中、慢性缺血、血管痉挛、球囊阻塞实验
急慢性缺血、血管痉挛、球囊阻塞实验
急性卒中、缺血半暗带评估、联合CTA评估血管痉挛
急性卒中;慢性缺血
血流储备功能,卒中风险预测等
动脉狭窄、斑块测量、血流量测定等
三、临床应用及前景
目前评估方法应用举例。
(一)QMRA:VERiTAS研究是血流动力学对症状性椎基底动脉狭窄患者卒中风险的预测研究,本研究是前瞻性盲法观察性研究,研究对象为新发症状性颅内外椎基底动脉病变,≥50%到闭塞的患者,纳入标准包括椎基底动脉系统卒中和TIA、血管造影证实颅内外椎基底动脉狭窄≥50%到闭塞,发病60天内,年龄18岁以上。本研究旨在验证QMRA上血流低的患者卒中复发风险高于正常血流患者的假说。结果显示,远端低血流量者卒中复发风险明显高于远端正常血流量者。通过单因素回归分析进一步证实低血流量对卒中风险高之间存在较强的相关性。
(二)CFD:即计算机化的流体力学方法对狭窄前后的情况进行评估。在此基础上海可以采用4D-flowMRI来分析狭窄前后管壁剪切力的变化情况。
(三)ASL:可作为无创评估脑血流的方法。一项针对38名急性缺血性卒中患者进行MRI的ASL序列扫描的研究,通过判读其影像上是否出现侧枝血流,判断出院时的预后,结果显示ASL上出现侧枝血流与出院时结局良好mRS下降1分有关,校正基线资料后,两者仍具有强烈相关性。
四、目前评价手段存在的局限性
目前临床用于脑动脉狭窄血流与灌注评估的手段仍具有一定的局限性。PC-MRI受影响因素较多,如心电门控技术、呼吸、速度编码方向、速度编码值、成像平面误差、部分容积效应等。CFD在应用时可能因为图像处理的误差造成计算模拟的失真,或因为物理模型不合理、边界条件不准确等而影响结果。ASL信噪比低、图像质量差,但其依赖于水质子的自由弥散能准确反映组织灌注过程,并且受到采集时间和层面、计算机后处理及磁敏感伪影等因素影响。
因此未来的发现希望优化现有技术,深入探索数字化脑血流与灌注评估的临床价值,开发集结构和功能一体化评估的新型影像技术,实现可无创快速实时评估脑血流状态,监测脑功能,从而为临床实践提供更有力的指导证据。
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