周志國1,朱青峰
(1.山西醫(yī)科大學(xué),山西 太原 030001;2.解放軍264醫(yī)院,山西 太原 030001)
腦卒中是導(dǎo)致人類殘疾和死亡的主要病因之一,根據(jù)中國卒中學(xué)會發(fā)布的《中國卒中流行報告(2015)》顯示,每年約130萬人死于腦血管疾病,而且45歲以下患者占新發(fā)卒中的12%,在所有卒中中,急性缺血性卒中( acute ischemic stroke,AIS) 約占70%~80%[1],其發(fā)病機制多為大動脈粥樣硬化、小動脈閉塞或心源性栓塞導(dǎo)致腦供血動脈急性閉塞,繼而缺血組織激發(fā)去極化、炎癥反應(yīng)、凋亡等一系列不可逆得病理生理反應(yīng)。因此,在神經(jīng)細胞損傷達到不可逆之前,迅速、安全地使閉塞血管再通、重建血流,是治療缺血性卒中的主要目的。
AIS的治療時間窗非常短暫,目前唯一證實有效的治療是盡快使復(fù)閉得塞血管復(fù)流。目前針對AIS血管再通的主要治療措施有:時間窗(3.5h)內(nèi)靜脈溶栓[2];動脈溶栓、碎栓及接觸性溶栓[3];機械取栓[4]。2015年3月13日,美國神經(jīng)介入?yún)f(xié)會指南更新,將6 h內(nèi)前循環(huán)大血管閉塞的患者的支架機械取栓治療,作為Ⅰ類證據(jù)、A級推薦。從此,AIS的介入治療將邁入一個新的時代。
進一步研究發(fā)現(xiàn),AIS機械取栓后臨床預(yù)后較好的患者,大都滿足一下三個條件:一是顱內(nèi)大血管閉塞,二是核心梗死灶較小,三是側(cè)枝循環(huán)好[5]。良好的側(cè)枝循環(huán)可以縮小缺血性卒中最終的梗死體積,改善患者的臨床結(jié)局及預(yù)后。目前,越來越多的研究顯示,良好的腦側(cè)枝循環(huán)評估將有助于預(yù)測卒中發(fā)生及復(fù)發(fā)的風(fēng)險、血管內(nèi)治療的效果和出血轉(zhuǎn)化的發(fā)生率[6]。側(cè)枝循環(huán)的研究已經(jīng)成為AIS治療領(lǐng)域研究的熱點問題。本文就腦側(cè)枝循環(huán)的概念、側(cè)枝循環(huán)的分級、側(cè)枝循環(huán)評估方法、側(cè)枝循環(huán)對AIS介入的指導(dǎo)綜述如下。
側(cè)枝循環(huán):人體在生長發(fā)育過程中,血管之間可形成血管吻合,以適應(yīng)生理需要,具有調(diào)節(jié)血流的作用。病理情況下,某一動脈主干發(fā)生閉塞時,吻合血管可將血流送至閉塞血管原供血區(qū)域,使之得到有效血供應(yīng)而不發(fā)生缺血壞死,這種通過吻合重新建立的血管網(wǎng)稱為側(cè)枝循環(huán)。腦側(cè)枝循環(huán)是指當(dāng)顱內(nèi)動脈嚴重狹窄或閉塞時,顱內(nèi)外潛在或新生的吻合血管可以發(fā)生代償作用,血流可以通過側(cè)枝或新生的血管吻合到達缺血區(qū)域[7]。腦側(cè)枝循環(huán)主要分為原發(fā)性側(cè)枝循環(huán)和繼發(fā)性側(cè)枝循環(huán),前者主要是Willis環(huán),后者主要是其他異常的顱內(nèi)外血管吻合,比如頸外動脈與眼動脈的異常吻合、腦軟腦膜支吻合等。
腦側(cè)枝循環(huán)分3級:一級:Willis環(huán);二級:軟腦膜側(cè)支、眼動脈側(cè)支;三級側(cè)支:新生血管。
1.2.1一級側(cè)枝循環(huán)代償Willis環(huán)是由兩側(cè)大腦前動脈起始段、兩側(cè)頸內(nèi)動脈末端、兩側(cè)大腦后動脈借前后交通動脈連接而成。是顱內(nèi)前循環(huán)(頸動脈系統(tǒng))和后循環(huán)(椎基底動脈系統(tǒng))最重要的側(cè)枝循環(huán)途徑,使左右大腦半球和小腦、腦干的血流互相溝通。正常生理情況下, Willis環(huán)并不開放,病理狀態(tài)下,一旦一側(cè)頸內(nèi)動脈閉塞或狹窄大于70%,導(dǎo)致腦灌注壓下降時,前后交通動脈可能開放,向病變血管供血區(qū)提供代償血流,避免或降低神經(jīng)細胞缺血壞死。Willis環(huán)是調(diào)節(jié)雙側(cè)大腦半球血液重要結(jié)構(gòu),它是一側(cè)大腦半球供血動脈重度狹窄或閉塞后最主要代償途徑[8],也稱之為初級側(cè)枝代償。但Willis環(huán)變異較多,完整者約50%,約有25~30%的患者表現(xiàn)為胚胎型大腦后動脈,不能完成前、后循環(huán)之間的良好代償作用[9]。目前核磁共振血管成像、CT血管成像,經(jīng)顱多普勒、血管造影等檢查手段可以明確一級側(cè)枝循環(huán)代償情況。
1.2.2二級側(cè)枝循環(huán)代償主要包括眼動脈和一系列軟腦膜側(cè)枝[10]。一側(cè)頸內(nèi)動脈閉塞時,如果Willis環(huán)不能正常開放代償,眼動脈可能是重要的二級側(cè)枝代償通路,比如頸內(nèi)動脈在眼動脈近端閉塞或嚴重狹窄,頸外動脈血流就會經(jīng)眼動脈逆流向同側(cè)脈絡(luò)膜前動脈、大腦中動脈、大腦前動脈等供血進行代償。另外,腦動脈也可以通過許多血管分支吻合建立側(cè)枝網(wǎng)絡(luò)(軟膜吻合),當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一支血管閉塞時,其它吻合的血管網(wǎng)絡(luò)可以起到重要的代償作用。其中最主要的吻合主要有: 大腦前動脈-大腦中動脈軟膜支吻合、大腦后動脈-大腦中動脈軟膜支吻合、小腦后下動脈-腦膜中動脈吻合[6]。軟膜支代償好的AIS患者,核心梗死灶較小,缺血性半暗帶體積較大,閉塞血管再通后臨床效果相對較好。
1.2.3三級側(cè)枝循環(huán)代償主要指新生血管,包括動脈生長和血管發(fā)生[6]。動脈生長指原有的側(cè)枝小血管平滑肌細胞增殖使血管管腔擴大,使缺血部位供血增加。二血管發(fā)生是指腦供血動脈嚴重狹窄或閉塞時,產(chǎn)生大量的血管內(nèi)皮生長因子,促進核心部位的毛細血管增殖、遷移和形成管腔。是指通過血管發(fā)生和血管生成產(chǎn)生的新生供血。屬于次級代償。Eei等[11]研究發(fā)現(xiàn),大鼠大腦中動脈閉塞30 d之后,側(cè)枝動脈血管的內(nèi)徑擴大2倍,而且長度增加,同時可以看到大量的新生血管。
腦組織側(cè)枝循環(huán)形成及有效代償能力因人而異,一級側(cè)枝循環(huán)和二級側(cè)枝循環(huán)在不同人群中差異較大,有的Willis環(huán)完整且血管管徑較粗,有的則存在變異,不僅由兩側(cè)大腦前動脈起始段、兩側(cè)頸內(nèi)動脈末端、兩側(cè)大腦后動脈借前后交通動脈連接而成的Willis結(jié)構(gòu)不完整,而且血管纖細。而Willis環(huán)結(jié)構(gòu)的完整和管徑側(cè)粗細是影響側(cè)枝循環(huán)代償能力的主要因素。另外,Orosz等[12]研究認為,前、后交通動脈血管末端壓力梯度大小也是影響側(cè)枝循環(huán)代償能力的因素之一。
三級側(cè)枝循環(huán)的建立與一些病理因素有關(guān)。Yoo等[13]研究提示,動脈狹窄或閉塞時,顱內(nèi)血管的血流動力學(xué)發(fā)生明顯變化,腦細胞缺氧和血管剪切力改變,使內(nèi)皮細胞活化、遷移增殖、直至新的基底膜形成,隨后內(nèi)皮細胞開始遷移、粘附和再連接,最終形成管腔樣血管樣結(jié)構(gòu)[14]。另外,一些基礎(chǔ)研究結(jié)果提示,內(nèi)源性促血管形成因子、血管內(nèi)皮生長因子、血管生成素、轉(zhuǎn)化生長因子、NO、堿性成纖維細胞生長因子、促紅細胞生成素等也能夠促進血管再生,促進三級側(cè)枝循環(huán)的形成。而一些基礎(chǔ)疾病,諸如高血壓、高血脂及糖尿病可能減少側(cè)枝循環(huán)的形成。
1.4.1腦側(cè)枝循環(huán)的評價工具目前側(cè)枝循環(huán)檢測手段包括經(jīng)顱多普勒、磁共振血管成像(MR angiography,MRA)、螺旋CT血管成像(CT angiography,CTA)、磁共振靜脈血管成像、CT灌注成像等多種方法。另外,急性AIS患者頭顱CT平掃的ASPECT評分也可間接地反應(yīng)側(cè)枝循環(huán)的多寡。當(dāng)然,目前臨床仍視DSA為診斷腦血管病變的“金標準”。
1.4.1.1經(jīng)顱多普勒超聲(TCD)TCD可以通過檢測顱底動脈血流方向、速度、頻譜形態(tài)等反應(yīng)腦側(cè)枝循環(huán)的情況。比如,如果病變同側(cè)大腦前動脈出現(xiàn)逆向血流,病變對側(cè)大腦前動脈血流方向正常,血流速度明顯增加,則提示前交通動脈是開放的。壓迫病變對側(cè)頸總動脈,病變側(cè)大腦前動脈和大腦中動脈血流信號明顯降低,提示后交通動脈側(cè)枝開放。如果患側(cè)頸內(nèi)動脈近端閉塞,TCD提示患側(cè)眼動脈血流方向出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)時,提示患側(cè)頸外-顱內(nèi)頸內(nèi)動脈的二級側(cè)枝循環(huán)是開放[6]。研究結(jié)果提示,TCD對腦側(cè)枝循環(huán)有一定的幫助,但尚不能完整、客觀地評價腦側(cè)枝循環(huán)情況[15]。Sloan等[16]報道,經(jīng)顱彩色雙能超聲,能夠顯示顱內(nèi)靜脈和小動脈分支,和傳統(tǒng)的TCD比較,在觀察血管的結(jié)構(gòu)方面更加準確。但總的來說,TCD的優(yōu)勢是無創(chuàng)、快捷、簡單,缺點是受超聲穿透力和操作者技術(shù)水平的限制,有一定的假陽性或假陰性。
1.4.1.2磁共振成像腦血管閉塞后軟膜側(cè)枝循環(huán)形成MRA和MRI液體衰減翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(fluid-attenuated inversion recovery, FLAIR)上呈現(xiàn)為高信號血管征[17], 磁共振血管成像,可以直觀地觀察Wlills環(huán)是否完整,但是基于MRA成像原理是利用血液中的質(zhì)子泵,讓周圍組織與血管形成對比,不需要使用造影劑,所以容易產(chǎn)生偽影,有時不能真實反映側(cè)枝循環(huán)情況。PWI提示血流降低區(qū)域,DWI提示核心梗死區(qū)域,PWI/DWI錯配區(qū)域,為缺血半暗帶區(qū)域,缺血半暗帶的大小,提示側(cè)枝循環(huán)情況,缺血半暗帶越大,提示側(cè)枝循環(huán)越好,反之亦然。
1.4.1.3計算機斷層掃描計算機斷層掃描血管造影(CTA)是無創(chuàng)性的評估技術(shù),能夠顯示頸動脈系統(tǒng)、椎基底動脈系統(tǒng)的腦血管三維結(jié)構(gòu),同時可以較準確地評價Willis情況,對一級側(cè)枝循環(huán)評價具有較高的準確性。具有掃描速度快,穩(wěn)定性好,在評價側(cè)支循環(huán)完整性和軟腦膜側(cè)支結(jié)構(gòu)方面具有重要的臨床參考價值,是急性AIS患者評價血管結(jié)構(gòu)的重要評價手段。但是CTA不能提供豐富的血流動力學(xué)信息,在側(cè)枝循環(huán)評估方面有一定局限性。而CT灌注成像(CTP),可對大腦血流灌注情況進行快速的定量和定性評估, CTP不僅能反映腦側(cè)支循環(huán)、梗死核心區(qū)以及缺血半暗帶的相關(guān)信息[18],而且能夠提示三級側(cè)支循環(huán)相關(guān)信息。一般認為缺血半暗帶區(qū)域CBF下降、CBV正?;蛏吆蚆TT升高,而核心梗死區(qū)則呈現(xiàn)CBF和CBV的同時下降以及MTT的升高[19]。CTP結(jié)合CTA能夠全面的評估腦側(cè)支循環(huán)情況。
Alberta卒中項目早期CT評分( Alberta StrOke Program Early CT Score,ASPECTS),2000年由Barbe等[20]提出,它是急性前循環(huán)卒中的標準CT分級系統(tǒng),是評價缺血性卒中早期缺血改變的一種簡單、可靠和系統(tǒng)的方法,可對缺血性病變快速進行半定量評價。顱內(nèi)大血管閉塞后,ASPECT評分越高,說明側(cè)枝循環(huán)越好。我國急性腦梗死機械取栓指南推薦將ASPECTS≥6分作為進行血管內(nèi)治療的標準之一。
1.4.1.4《數(shù)字減影全腦血管造影》數(shù)字減影全腦血管造影(Ditai subtract angiography,DSA)是檢查腦血管的最有效方法之一,其圖像逼真、清晰、直觀,不僅能夠準確觀察Willis環(huán)結(jié)構(gòu)是否完整、血管管徑粗細,而且還能夠明確顯示血流方向。能偶對對前、后交通動脈有無開放、開放程度以及代償范圍、代償程度等作出迅速判斷。尤其是不但能明確主要大血管的通暢情況,還可直接觀察毛細血管的充盈速度,軟腦支代償情況。也就是說,DSA不僅能夠反映一級側(cè)枝循環(huán)情況,而且能夠準確地顯示二級、三級側(cè)枝循環(huán)情況。
目前認為DSA檢查評估側(cè)枝循環(huán),其真實性優(yōu)于其他影像學(xué)檢查[21],如超聲、經(jīng)顱多普勒、MRA、CTA、MRV、CTP等多種方法。缺點是由于其為有創(chuàng)性檢查,限制了DSA技術(shù)在臨床上的應(yīng)用。但其作為AIS取栓術(shù)的首要步驟,決定了其在側(cè)枝循環(huán)評估中的首要地位。
美國介入與治療神經(jīng)放射學(xué)學(xué)會和介入放射學(xué)學(xué)會技術(shù)評價委員會(ASITN/SIR)基于DSA的側(cè)枝代償分級將側(cè)枝循環(huán)制定了分級標準:0級:無可見的側(cè)枝血流;1級:部分側(cè)枝血流緩慢到達缺血區(qū)周邊區(qū)域;2級:部分側(cè)枝血流快速到達缺血區(qū)周邊和部分缺血區(qū);3級:靜脈期可見緩慢但完全的側(cè)支血流分布到缺血區(qū);4級:快速完全的側(cè)枝血流分布到整個缺血區(qū)域。
缺血性腦血管病與腦側(cè)枝循環(huán)有著極為密切的關(guān)系。缺血性腦血管病既可以是腦血管在狹窄基礎(chǔ)緩慢閉塞,也可以是栓子突然脫落導(dǎo)致血管急性閉塞。如果AIS發(fā)病急驟、顱內(nèi)大血管突然閉塞,側(cè)枝循環(huán)不能及時有效的代償,則腦功能損傷嚴重,神經(jīng)功能障礙程度就較重。如果是顱內(nèi)大血管在動脈粥樣硬化、內(nèi)膜增厚、狹窄的基礎(chǔ)上慢性閉塞,則二三級的側(cè)枝循環(huán)代償可以逐漸建立,患者大多數(shù)沒有臨床癥狀, CT 掃描僅顯示正常或有小的梗死。
過去在急性腦梗死診治中比較重視病因和發(fā)病機制的判斷,但很少將其與腦側(cè)枝循環(huán)結(jié)合起來進行綜合評估。側(cè)支循環(huán)不僅影響溶栓及血管治療的臨床結(jié)局,也是AIS機械取栓技術(shù)術(shù)前評估的重要環(huán)節(jié)。Bang等[22]研究提示,DSA顯示的側(cè)支循環(huán)的程度可幫助進行血管內(nèi)治療決策。在222例接受血管內(nèi)治療[包括動脈內(nèi)溶栓和(或)機械取栓]的急性腦缺血患者中,治療前側(cè)支循環(huán)非常好、較好、較差[神經(jīng)介入和治療神經(jīng)放射學(xué)會/介入放射學(xué)會(ASITN/SIR)側(cè)枝血流分級評分分別為4分,2~3分,0~1分]的患者中,血管再通率分別為41.5%、25.2%和14.1%。血管再通后側(cè)支循環(huán)較差的患者更容易發(fā)生大面積腦梗死。也就是說,腦側(cè)枝循環(huán)不僅是術(shù)前評估的重要因素,也是臨床預(yù)后的重要因子。目前AIS機械取栓術(shù)前評價,有嚴格的時間窗限制,前循環(huán)指南推薦的時間是6h內(nèi),后循環(huán)時間窗是24 h內(nèi)。而且大都滿足三個條件:一是顱內(nèi)大血管閉塞,二是核心梗死灶較小,三是側(cè)枝循環(huán)好[4]。大血管閉塞和核心梗死灶大小,通過普通的CT、CTA就可以明確,唯獨對側(cè)枝循環(huán)的評估較復(fù)雜。如果能夠應(yīng)用多模影像評估對患者的側(cè)枝循環(huán)進行良好全面的評價,對于側(cè)枝循環(huán)很好的患者可以不拘泥于時間窗的限制,在多模全面評估的基礎(chǔ)上,進行個體化的治療方案,朱青峰等[23]對一些超時間窗的大血管閉塞患者在綜合評估的基礎(chǔ)上,采用機械取栓治療取得了較好的臨床效果。
對AIS患者進行介入干預(yù)血管再通治療的研究提示,應(yīng)用mTICI 分級方法明顯優(yōu)于TIMI 分級[24]。而且推薦mTICI2b 級及3級作為血管完全再通的標準(mTICI 分級標準:0級:無灌注;1級:僅有微量的血流通過閉塞段,極少或無灌注;2a級:前向血流部分灌注小于下游缺血區(qū)的一半;2b級:前向血流部分灌注大于下游缺血區(qū)的一半;3級:前向血流完全灌注下游缺血區(qū))。對于側(cè)枝循環(huán)較好的AIS患者,血管再通良好的患者,圍手術(shù)期發(fā)生過度灌注水腫、出血的風(fēng)險較低,反之側(cè)枝循環(huán)不良的患者,即使術(shù)后血管再通很好,則發(fā)生過度灌注水腫,甚至出血的風(fēng)險較高,臨床預(yù)后不一定好。
側(cè)枝循環(huán)與缺血性腦卒中發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后關(guān)系密切。只有對腦的各級側(cè)枝循環(huán)進行全面評估,才能不住臨床醫(yī)生針對不同患者選擇個體化的介入干預(yù)方案,同時對圍手術(shù)期風(fēng)險、患者獲益程度、臨床結(jié)果進行有效預(yù)測和評估等。隨著側(cè)枝循環(huán)的客觀全面的評估,機械取栓的時間窗的概念可能面臨挑戰(zhàn)。目前側(cè)枝循環(huán)的評估手段多樣,各有優(yōu)缺點,臨床上要根據(jù)醫(yī)院硬件、給水水平采取多模式影像評估,力求快捷、準確對患者側(cè)枝循環(huán)進行評估。
另外,一級側(cè)枝代償為先天生成,目前無法干預(yù),只能判斷其血管再通后風(fēng)險能力發(fā)生過度灌注的風(fēng)險。對于不能進行取栓手術(shù)或手術(shù)失敗的患者,進一步探討如何促進二級、三級側(cè)支循環(huán)的開放,提高代償能力,是下一步臨床研究方向。有研究證實軟腦膜側(cè)枝循環(huán)是急性腦血管閉塞時的主要代償血管[25]。另外,對于一些側(cè)枝循環(huán)不良,再通后出血風(fēng)險大的患者,是否采取預(yù)見性去骨瓣減壓,緩解顱內(nèi)壓,同時促進顳肌與軟腦膜之間建立血管吻合,促進三級側(cè)枝循環(huán)形成等措施值得思考??傊X側(cè)枝循環(huán)與AIS分發(fā)生、發(fā)展、診治療方法的選擇、臨床預(yù)后的好壞關(guān)系密切。如何客觀評估腦側(cè)枝循環(huán)以及如何刺激側(cè)枝循環(huán)的形成,是缺血性腦血管病研究的方向。
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