對(duì)于急性缺血性卒中患者而言,再灌注是唯一被證明有效的措施。由于只有15%~20%的急性卒中患者適合靜脈tPA治療,而且很多經(jīng)治療的患者并未達(dá)到預(yù)期的臨床效果,故急性卒中的處理亟需改善。這種需求致使血管再通、神經(jīng)保護(hù)以及影像學(xué)篩選患者等研究不斷出現(xiàn)。高級(jí)影像學(xué)檢查中最重要的一項(xiàng)就是灌注影像,依靠當(dāng)前掌握的知識(shí),可以利用灌注影像來(lái)對(duì)急性缺血性卒中患者進(jìn)行分類,從而推薦臨床治療或研究。
核心區(qū)是指在影像檢查時(shí)已經(jīng)缺血死亡的區(qū)域。而按照治療目的來(lái)講,缺血半暗帶是指那些缺血的、無(wú)功能仍然存活但若無(wú)血運(yùn)重新恢復(fù)而即將死亡的腦組織。良性缺血區(qū)則是指有灌注但功能異常,而且即使無(wú)血供改善仍可存活的區(qū)域。神經(jīng)功能障礙的閾值為腦血流(CBF)灌注低于20ml/(100g·min)。高于閾值以上的腦血流供應(yīng)的腦組織不會(huì)發(fā)生梗死,這部分區(qū)域被稱為良性缺血區(qū)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)預(yù)示了缺血半暗帶的動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程,即若無(wú)血流重新灌注,梗死核心區(qū)隨著時(shí)間的推移將擴(kuò)展到缺血半暗帶。
過(guò)去20年,包括CT平掃和CTA的低衰減、灌注CT的低腦血容量或低腦血流灌注,以及MRI的限制彌散等影像技術(shù)發(fā)展起來(lái),與基本參數(shù)比較后用于定義核心區(qū),即早期灌注也終將梗死的區(qū)域。而PET技術(shù)應(yīng)用與其不同的原理。研究證實(shí),非強(qiáng)化CT以及彌散加權(quán)MRI不可能像PET那樣能夠早期準(zhǔn)確測(cè)量梗死區(qū)。隨著當(dāng)前血管內(nèi)治療技術(shù)的進(jìn)步,由于“早期成功灌注”的基準(zhǔn)一再降低,灌注CT或MRI對(duì)于核心區(qū)的影像學(xué)界定一變?cè)僮?。盡管如此,目前認(rèn)為對(duì)于核心區(qū)的界定仍適用于臨床決策。
缺血半暗帶與良性缺血區(qū)的準(zhǔn)確分辨仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。另外,一些影像學(xué)上判定為缺血半暗帶的組織,即使再灌注后,也可能發(fā)生梗死(由于凋亡或其他機(jī)制)。僅靠單一時(shí)間點(diǎn)的腦血流或其他灌注成像,來(lái)預(yù)測(cè)腦組織存活與再灌注的關(guān)系并不可靠。用血流測(cè)量來(lái)定義核心區(qū)、缺血半暗帶和良性缺血區(qū),受觀念以及技術(shù)缺陷的影響。
使用灌注測(cè)量界定組織狀態(tài)的概念因素
用灌注閾值水平(CBF、腦血容量、達(dá)到最大量的時(shí)間,以及平均轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間,或者綜合參數(shù)如峰值時(shí)間)來(lái)界定缺血半暗帶的大小范圍以及與核心區(qū)及良心缺血區(qū)的辨別的觀念本身就有一些重大問(wèn)題。首先,這些灌注閾值水平是時(shí)間依賴性。低于10ml/(100g·min)的腦血流灌注組織,很可能存活30min,但不太可能超過(guò)3h。灌注閾值水平來(lái)區(qū)分核心區(qū)及缺血半暗帶時(shí),依賴于缺血發(fā)生后組織出現(xiàn)影像學(xué)變化。第二,灌注測(cè)量不能反映腦組織的代謝活性。已死亡、正在死亡的組織或許有正常的血流。在腦的不同區(qū)域,導(dǎo)致梗死的灌注閾值水平可能不同。認(rèn)識(shí)到缺血半暗帶是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程很重要。任何對(duì)于缺血狀態(tài)的測(cè)量只不過(guò)是一個(gè)瞬間的測(cè)量。我們不知道影響缺血半暗帶向核心區(qū)轉(zhuǎn)化速率的因子。如果軟腦膜側(cè)支血管閉塞,或者CBF因?yàn)槲粗蛩囟S著時(shí)間變化,此時(shí),單純用同一時(shí)間點(diǎn)灌注成像來(lái)定義缺血半暗帶就大錯(cuò)特錯(cuò)了。
隨著時(shí)間推移發(fā)生變化的梗死增長(zhǎng)率可反映缺血半暗帶的動(dòng)態(tài)自然演變。梗死“邊緣帶”的缺血半暗帶向核心區(qū)的演變過(guò)程受多種復(fù)雜因子影響,包括軟腦膜側(cè)支血供、缺血組織的壞死易感性,以及梗死周邊的去極化。另外,體外實(shí)驗(yàn)暗示在缺血半暗帶可能發(fā)生選擇性神經(jīng)凋亡,在良性缺血區(qū)可能發(fā)生蛋白質(zhì)功能障礙。因此,在用腦血流閾值水平來(lái)評(píng)價(jià)腦組織的可逆轉(zhuǎn)性以及補(bǔ)救效果時(shí),往往受這些生理因素影響。
當(dāng)前的灌注技術(shù)(無(wú)論去卷積與否)存在特定假設(shè)。錯(cuò)誤產(chǎn)生的來(lái)源之一就是動(dòng)脈輸入功能(AIF)的選擇及測(cè)量。灌注技術(shù)依賴于這樣一個(gè)假設(shè)——AIF來(lái)自于動(dòng)脈,而且該動(dòng)脈為測(cè)量腦血流區(qū)域唯一的動(dòng)脈血供。AIF的選擇多樣性使得延遲和(或)彌散不同,從而導(dǎo)致腦血流測(cè)量結(jié)果的多樣性。單閥分解技術(shù)可校正這些錯(cuò)誤,但并不是所有的灌注軟件都應(yīng)用了這項(xiàng)技術(shù)。AIF的平均局部數(shù)值導(dǎo)致了腦血流測(cè)量的錯(cuò)誤。用靜脈輸出功能的適當(dāng)縮放技術(shù)可以糾正這些錯(cuò)誤。MR灌注技術(shù)受限于低空間分辨率、磁場(chǎng)方向的血管傾向性,以及血管信號(hào)與周圍組織信號(hào)密度的混合。其他的不總是正確的假設(shè)依賴于缺血區(qū)域的毛細(xì)血管血細(xì)胞計(jì)量,其決定了常數(shù)K并整合于去卷積算法。為了克服這點(diǎn)缺陷以及獲得不同患者之間CBF的測(cè)量可靠比較,一些研究者選擇了去卷積基礎(chǔ)上的交叉校準(zhǔn)。盡管絕對(duì)數(shù)值事實(shí)上可能不同,我們確實(shí)認(rèn)為相對(duì)閾值水平的使用可以用于單側(cè)缺血卒中的評(píng)估。然而,白質(zhì)病、年齡相關(guān)變化以及先前的梗死可能中和交叉校訂的可靠性。另外,在白質(zhì)和灰質(zhì)的灌注閾值差異也是主要錯(cuò)誤來(lái)源。
也許灌注影像獲得時(shí)間不長(zhǎng),但實(shí)際操作中的影像時(shí)間并非從進(jìn)入影像檢查室到做出治療決定的時(shí)間。對(duì)CT灌注來(lái)說(shuō),這個(gè)時(shí)間包括設(shè)置影像設(shè)備和對(duì)比劑注射裝置,獲得和傳輸影像,后處理和最終解讀數(shù)據(jù)的過(guò)程。對(duì)磁共振灌注來(lái)說(shuō),還需要其他的步驟——確定患者能接受磁共振檢查,患者體位,活動(dòng),幽閉恐懼癥和獲得定位圖像。這些步驟很容易把整體影像學(xué)時(shí)間延長(zhǎng)。
成像區(qū)域受限以及需要不同的序列才能顯示頸部血管和主動(dòng)脈弓來(lái)為血管內(nèi)治療做準(zhǔn)備也是灌注影像的不足。這個(gè)不足可以通過(guò)新一代的全腦CT掃描儀或磁共振影像設(shè)備彌補(bǔ),但并不是所有的中心都有這些設(shè)備。另外一個(gè)問(wèn)題是,額外的射線和對(duì)比劑的應(yīng)用,在進(jìn)行臨床決策可能獲益的評(píng)價(jià)中必須納入考量。
選擇合理影像學(xué)
是否存在大動(dòng)脈的閉塞?低灌注動(dòng)脈供血區(qū)內(nèi)或與其相關(guān)的梗死核心有多大?這樣定義的梗死核心可能解釋患者的臨床功能缺損嗎?梗死進(jìn)展的速度有多快?
臨床醫(yī)生在對(duì)急性缺血性卒中患者做出治療決策時(shí)需要回答一些問(wèn)題,那么在不應(yīng)用灌注影像的前提下,能不能滿意地予以解答?
CT血管成像(CTA)是確定動(dòng)脈閉塞是否存在的一項(xiàng)可靠、安全、迅速且廣泛可及的影像學(xué)工具。磁共振的彌散加權(quán)成像(DWI)和表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)等手段能夠和灌注檢查一樣確定梗死核心,甚至更清晰。成像良好的平掃CT影像上的低密度對(duì)除超早期以外的梗死核心的估計(jì)也是比較可靠的。灌注影像也能識(shí)別梗死核心。在經(jīng)過(guò)合理培訓(xùn)的中心,能夠可靠地識(shí)別除了超早期以外的早期大面積缺血的患者(對(duì)應(yīng)ASPECTS≤4分),避免進(jìn)行溶栓治療。需要注意的是,灌注影像和錯(cuò)配原則能夠提供“核心”和“可挽救腦組織”的范圍,但不能提供“卒中發(fā)病到影像學(xué)檢查時(shí)間”的概念。
臨床醫(yī)生對(duì)臨床-影像錯(cuò)配的存在與否有很好的判斷,但臨床-影像錯(cuò)配的準(zhǔn)確性和相關(guān)性在文獻(xiàn)報(bào)道中仍然存在異議。有文獻(xiàn)指出,使用小梗死核心的體積大小區(qū)分而沒(méi)有基于解剖學(xué)進(jìn)行臨床判斷可能是導(dǎo)致臨床-影像錯(cuò)配方法預(yù)測(cè)臨床預(yù)后特異性偏低的原因。通過(guò)灌注影像中半暗帶內(nèi)缺血嚴(yán)重程度預(yù)測(cè)梗死增長(zhǎng)速度是可行的,然而,其他的因素可能影響這種評(píng)價(jià),如軟膜側(cè)支循環(huán)狀態(tài)的變化、腦組織對(duì)缺血的敏感性、梗死周邊的去極化等??傊?,如果一個(gè)臨床醫(yī)生知道閉塞動(dòng)脈的位置和動(dòng)脈入路的復(fù)雜程度,能夠通過(guò)影像信息判斷梗死核心與潛在低灌注組織相比的大小,我們相信他/她就能夠做出是否進(jìn)行溶栓治療以及采用靜脈還是血管內(nèi)治療的決定。建議影像學(xué)策略分為兩組:0~4.5小時(shí)時(shí)間窗組和大于4.5小時(shí)或發(fā)病時(shí)間不確定組。
在這個(gè)時(shí)間窗內(nèi),靜脈應(yīng)用tPA具有一級(jí)證據(jù)。灌注影像對(duì)靜脈溶栓患者的篩選作用有限。該時(shí)間窗內(nèi)血管內(nèi)治療的原則是基于tPA對(duì)大動(dòng)脈閉塞的再通率低和預(yù)后差,卒中癥狀中到重度,CT顯示小梗死核心,CTA顯示大血管閉塞的患者最可能從血管內(nèi)治療中獲益。這個(gè)時(shí)間窗內(nèi)基于CT和CTA的影像學(xué)流程能夠快速和簡(jiǎn)單地完成而不會(huì)延長(zhǎng)就診到穿刺時(shí)間。
采用灌注影像的錯(cuò)配原則的大型臨床研究沒(méi)有提供靜脈tPA治療大于3小時(shí)時(shí)間窗的一級(jí)證據(jù)。這些研究沒(méi)有顯示出實(shí)際的治療效果,除了前面提到的原因外,缺乏能夠快速再通的血管內(nèi)治療組可能也是一個(gè)原因。更快的血液再灌注是必要的。PACTⅡ研究為這個(gè)時(shí)間窗內(nèi)大動(dòng)脈閉塞的血管內(nèi)治療提供了依據(jù)。PACTⅡ和EITET研究的事后分析顯示,采用平掃CT或MRI彌散加權(quán)成像識(shí)別小梗死核心的治療是有效的。由于該時(shí)間窗內(nèi)沒(méi)有應(yīng)用靜脈tPA的有力證據(jù)而啟用血管內(nèi)治療前需要識(shí)別近端大動(dòng)脈閉塞,平掃CT和CTA或DWI和MRA的優(yōu)先使用以及小梗死核心-動(dòng)脈閉塞的影像策略可以更快速地完成,且與臨床更相關(guān)。
未來(lái)方向
建議在臨床決策過(guò)程中采用分層的步驟來(lái)使用灌注影像學(xué):第一,影像檢查方案和影像處理工具(CT或磁共振,應(yīng)用什么算法,廠家之間的不同)以及數(shù)據(jù)的收集需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化;此外,需要設(shè)計(jì)能夠?yàn)獒t(yī)生提供實(shí)時(shí)高質(zhì)量數(shù)據(jù)的后處理軟件。其次,需要設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯縼?lái)解決上述的一些問(wèn)題。再次,一旦這些研究完成了,應(yīng)該嘗試設(shè)計(jì)采用灌注影像進(jìn)行患者選擇的隨機(jī)急性卒中研究。
最后,我們指出灌注影像能夠檢測(cè)到CTA可能錯(cuò)過(guò)的遠(yuǎn)端閉塞,雖然這并不會(huì)改變是否應(yīng)用抗血栓治療的決定。它具有比平掃CT或DWI FLAIR影像更好地識(shí)別出血的潛能,盡管這一點(diǎn)仍需要驗(yàn)證。它也能識(shí)別類卒中病變。然而,即使面對(duì)如癇性發(fā)作等類卒中病變的可能性,CTA也能夠通過(guò)識(shí)別是否存在動(dòng)脈閉塞來(lái)協(xié)助篩選可能進(jìn)行溶栓治療的患者。CTA在識(shí)別短暫性腦缺血發(fā)作的加重方面不劣于CT灌注。
患者就診時(shí)的臨床卒中嚴(yán)重程度能夠很好地估計(jì)功能受損的腦組織體積。臨床醫(yī)生能夠通過(guò)高質(zhì)量的平掃CT合理地確定患者的臨床表現(xiàn)是否是由核心梗死引起的。CTA能夠顯示閉塞的動(dòng)脈和側(cè)支循環(huán)。
這種小梗死核心-大動(dòng)脈閉塞的臨床-影像學(xué)不匹配方法能夠很好地反映灌注影像上現(xiàn)實(shí)的半暗帶-梗死核心不匹配的信息,且影像檢查時(shí)間更短。盡管沒(méi)有人懷疑半暗帶和錯(cuò)配這一概念在急性卒中治療中的價(jià)值,但是現(xiàn)有的灌注成像技術(shù)缺乏充足的證據(jù)來(lái)證實(shí)它們?cè)诳煽孔R(shí)別半暗帶中的應(yīng)用價(jià)值,而且會(huì)受未標(biāo)準(zhǔn)化的術(shù)語(yǔ)、概念和測(cè)量錯(cuò)誤的影響。因此,我們認(rèn)為在目前未應(yīng)用該檢查的其他影像策略的背景下,在臨床實(shí)踐中應(yīng)用灌注影像是不成熟的。急性缺血性卒中的灌注影像是一項(xiàng)很有希望的技術(shù),我們有責(zé)任設(shè)計(jì)研究通過(guò)入組更多的患者來(lái)更深刻理解其在急性缺血性卒中治療中的作用,而不應(yīng)操之過(guò)急地將其在臨床中應(yīng)用。
原文參考:Mayank Goyal, Bijoy K. Menon, Colin P. Derdeyn. Perfusion Imaging inAcute Ischemic Stroke: Let Us Improve the Science before Changing Clinical Practice.Radiology,2013,266(1):16-21.
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