溫宏峰， 涂 雋， 王培福

腦卒中已成為我國居民死亡的第一位病因，其發(fā)病率逐年上升[1]。缺血性腦血管病占所有腦血管病的75%～85%。頸動脈狹窄或閉塞引起的缺血性腦血管病占20%～30%[2]。Willis環(huán)作為腦的一級側(cè)支循環(huán)，能在短時間內(nèi)通過前、后交通動脈將血流代償至狹窄側(cè)改善血液供應(yīng)保護腦組織不受損傷。本研究主要探討CT灌注成像聯(lián)合CTA、DSA評估單側(cè)頸動脈狹窄患者Willis環(huán)的代償功能對腦血流分布的影響，以指導臨床治療決策。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2010年8月-2017年8月在本院就診的頸動脈狹窄患者,行頭部CT灌注成像及頭頸部CTA檢查，從中選取單側(cè)頸動脈狹窄>90%，對側(cè)無狹窄或狹窄程度<30%的患者80例，其中男46例、女34例，平均年齡(71±8)歲，其中Willis環(huán)相對完整40例(DSA證實有經(jīng)Willis環(huán)向狹窄側(cè)代償血供，稱Willis環(huán)代償組)，Willis環(huán)不完整40例(DSA證實無經(jīng)Willis環(huán)向狹窄側(cè)代償血供，稱Willis環(huán)無代償組)，對Willis環(huán)無代償組行狹窄處的頸動脈支架植入術(shù)，術(shù)后7 d再次行頭部CT灌注掃描。本研究告知患者并征得患者同意。

1.2 掃描技術(shù)與方法 所有患者均用飛利浦256排CT行頭部平掃、全腦灌注成像檢查和頭頸部血管成像檢查。使用雙筒高壓注射器經(jīng)肘前靜脈注入非離子型碘比醇注射液350 mg I/ml(40 ml劑量，注射速率5.0 ml/s)隨后以相同速率注入生理鹽水30 ml沖洗，延遲5 s后以80 kV、125 mAs的低劑量進行掃描，0.4 s/圈，間隔時間為4.1 s，共掃描13圈，層厚5 mm，矩陣512×512，造影劑跟蹤時間為54.4 s，覆蓋范圍128 mm灌注掃描后約10 min，即對頸動脈行CTA檢查，使用雙筒高壓注射器經(jīng)肘前靜脈注入非離子型碘比醇注射液350 mg I/ml(40～50 ml 劑量5.0 ml/s注射速率)，隨后以同樣速率注入生理鹽水30 ml沖洗掃描條件120 kV、350 mAs，層厚0.9 mm，間隔0.45 mm，螺距0.71，矩陣512×512，掃描范圍自主動脈弓至頭顱頂結(jié)節(jié)水平，掃描線與顱底平行。掃描時囑患者屏氣。

1.3 灌注圖像處理 灌注數(shù)據(jù)使用EBW工作站提供的全腦灌注分析軟件進行分析，選擇大腦前動脈及上矢狀竇作為輸入動脈和輸出靜脈，由軟件自動生成腦血流量(CBF)腦血容量(CBV)平均通過時間(MTT)達峰時間(TTP)的偽彩圖。由3名高年資神經(jīng)放射醫(yī)生對圖像進行研究分析。本研究感興趣區(qū)(regionofinterest ROI)劃定于大腦中動脈(middle cerebralartery MCA)血管分布區(qū)域，對MCA分布區(qū)偽彩圖異常的層面進行測定分析，ROI區(qū)盡量避開血管和腦梗死灶，CT灌注軟件自動生成ROI區(qū)和對側(cè)鏡像的CBF、CBV、MTT、TTP值。由于腦灌注測量結(jié)果受到個體差異以及生理因素的影響(如血壓)，因此，筆者計算rCBV、rCBF、rMTT和rTTP(患側(cè)的CBV、CBF、MTT、TTP和對側(cè)的CBV、CBF、MTT、TTP的相對比值)。

1.4 CTA圖像處理 CTA數(shù)據(jù)使用EBW工作站提供的血管分析軟件處理， 由3名高年資神經(jīng)放射醫(yī)生對圖像進行分析。頸動脈的狹窄率計算參考北美癥狀性頸動脈內(nèi)膜切除術(shù)標準(The North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial，NASCET)標準，狹窄率=[1-(最狹窄處直徑/狹窄遠端正常直徑)]×100%，極重度狹窄為90%～99%。軟件自動測量狹窄率。同時評價每個患者的Willis環(huán)結(jié)構(gòu)(包括大腦前動脈的A1段、大腦后動脈的P1段、同側(cè)和對側(cè)的后交通動脈以及前交通動脈) Willis環(huán)的開放標準被描述為：兩側(cè)A1段直徑>1 mm和前交通動脈可以看見，前交通被認為是開放的，當患側(cè)后交通動脈和患側(cè)P1段的直徑>1 mm，后交通被認為是開放的。

1.5 DSA檢查及治療 先在局麻下行全腦血管造影檢查，頭頸部動脈狹窄程度的分級參照北美癥狀性頸動脈內(nèi)膜切除術(shù)標準。動態(tài)觀察經(jīng)Willis血流代償情況，有代償描述需符合CTA對Willis環(huán)的開放標準，且有經(jīng)過后循環(huán)或健側(cè)頸內(nèi)動脈系統(tǒng)經(jīng)Willis向狹窄側(cè)的代償血流(TICI分級>2級)。對Willis環(huán)無代償組行支架置入手術(shù)，手術(shù)過程：置入8F動脈鞘，全身肝素化。將8F導引導管置于患側(cè)頸總動脈近端，在路徑圖的指引下送入保護傘于狹窄部位遠端。沿保護傘導絲送入與該患者狹窄血管相適應(yīng)的球囊對狹窄部位進行預(yù)擴。擴張前給予阿托品0.5 mg靜脈注射。撤出球囊，沿保護傘導絲送入適宜支架釋放，置入后殘余狹窄大于40%者再行后擴，行血管造影明確治療效果。回收保護傘，術(shù)畢。

2 結(jié) 果

2.1 患者的一般臨床資料 本研究中Willis環(huán)無代償組TIA、腦梗死的發(fā)病人數(shù)明顯高于Willis環(huán)代償組(見表1)。

2.2 頸動脈狹窄的腦血流動力學變化 Willis環(huán)無代償組術(shù)前的rCBV與Willis代償組比較略有增加，而rCBF略有下降，但無統(tǒng)計學差異(P>0.05)(見表2)；rMTT和rTTP延長較多(P<0.05)；Willis環(huán)無代償組術(shù)后與Willis代償組rCBV、rCBF、rMTT、rTTP之間比較(P>0.05)，均無統(tǒng)計學差異(見表3)。Willis環(huán)代償組的CTA、DSA、CT灌注彩圖(見圖1)；Willis環(huán)無代償組術(shù)前、術(shù)后CTA、DSA、CT灌注彩圖(見圖2)。

表1 兩組患者的一般臨床資料比較

表2 Willis環(huán)無代償組術(shù)前與Willis環(huán)代償組灌注參數(shù)對比

Willis環(huán)代償組與Willis環(huán)無代償組(術(shù)前)比較*P>0.05，#P<0.05

表3 Willis環(huán)無代償組術(shù)后與Willis環(huán)代償組灌注參數(shù)對比

Willis環(huán)代償組與Willis環(huán)無代償組(術(shù)后)比較*P>0.05

3 討 論

腦血管儲備能力主要包括腦血管的自身調(diào)節(jié)能力和側(cè)支循環(huán)的建立。腦血管自身調(diào)節(jié)能力是指腦血流灌注壓在一定范圍內(nèi)波動時，機體可通過小動脈和毛細血管平滑肌的代償性擴張或收縮來維持腦血流的相對動態(tài)穩(wěn)定。當頸動脈輕-中狹窄時，腦灌注壓下降，小動脈和毛細血管平滑肌代償性擴張來維持正常的腦血容量，因此這時CBV可以正?；蛏栽黾?，CBF可正常或略下降。PET研究[3]也顯示CBV可以在一個自動調(diào)節(jié)范圍內(nèi)變化。當頸動脈狹窄嚴重時，腦灌注壓進一步下降時，血管自身調(diào)節(jié)能力失代償，CBF會進一步下降，發(fā)生缺血性卒中的風險增高。

Chuang等[4]提出，腦動脈狹窄或閉塞會導致腦血流動力學的改變，在這個過程中，腦動脈的側(cè)支循環(huán)起重要的作用。Willis環(huán)是腦的一級側(cè)支循環(huán)，在缺血性腦血管病的病理生理過程中發(fā)揮重要作用[5]，完整的Willis環(huán)的環(huán)前動脈(如頸內(nèi)動脈)發(fā)生嚴重狹窄或閉塞時，其他供血動脈可通過Willis環(huán)向病變血管供血區(qū)有效代償，以避免或減少缺血梗死。本研究通過CTA觀察腦Willis環(huán)的結(jié)構(gòu)，合并應(yīng)用DSA檢查，評估初級側(cè)支通道是否建立。在重度狹窄Willis環(huán)開放的患者中狹窄側(cè)CBV略有升高、CBF輕度下降、MTT輕度延長、TTP明顯延長；Willis環(huán)不開放的患者術(shù)前狹窄側(cè)CBV有所升高、CBF則有所下降、MTT及TTP明顯延長,與Willis環(huán)通道開放患者的腦血流rCBV、rCBF無統(tǒng)計學差異，rMTT、rTTP之間具有統(tǒng)計學差異；Willis環(huán)不開放的患者術(shù)后狹窄側(cè)CBV恢復正常，CBF接近于正常，MTT、TTP延長較術(shù)前明顯改善,與Willis環(huán)開放的腦血流rCBV、rCBF、rMTT、rTTP比較均無統(tǒng)計學差異，說明支架的植入改善了腦血流，而Willis環(huán)的開放對血流的重新分布也起到了關(guān)鍵的作用。因此，初級側(cè)支即Willis環(huán)的開放與否在頸動脈血管阻塞>90%時意義重大。Trojanowskal[6]等人的研究示單側(cè)頸動脈重度狹窄Willis環(huán)未開放的患者行動脈內(nèi)支架植入術(shù)前，有84%的患者有灌注異常，其表現(xiàn)為MTT延長，CBF下降，CBV輕度升高。術(shù)后3 d，灌注異常患者的比例降為30%，6個月后僅有6%的患者仍有灌注異常。MTT、TTP延遲的主要原因是：腦缺血后發(fā)生局部神經(jīng)生物化學改變，導致腦血管擴張、循環(huán)阻力下降，以代償因血流速度減低引起的局部CBF下降，當血管擴張失代償時，腦血流量才開始下降，因此，MTT、TTP改變較CBF先出現(xiàn)。TTP延遲另一原因：血管狹窄的患者側(cè)支循環(huán)建立，參與病變動脈支配區(qū)腦組織的供血，但是血液經(jīng)側(cè)支循環(huán)比正常的動脈直接供血途徑所需時間長，所以導致對比劑通過時間延長[7,8]。TTP延長越明顯，表明血流緩慢或血液到達ROI的通路越遠，血流動力學損傷也越嚴重。由于血流緩慢，導致血流清除率下降，從而大大增加了卒中的風險。TTP、MTT能夠在CBF，CBV改變以前發(fā)現(xiàn)腦缺血性病變，是反應(yīng)血液動力學異常變化的敏感參數(shù)。

綜上所述，當頸動脈血管阻塞>90%時，腦血管自身調(diào)節(jié)能力將可能失代償，如果此時Willis環(huán)通道又不能建立，則發(fā)生低灌注型缺血性卒中風險非常高，需要積極治療。反之，Willis環(huán)通道良好，則狹窄側(cè)血流可能影響不大，發(fā)生低灌注型缺血性卒中風險較小，如果判斷狹窄處斑塊處于穩(wěn)定狀態(tài)，可以暫緩行頸動脈支架植入治療。對單側(cè)頸動脈重度狹窄的患者，評估腦Willis環(huán)的結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，再結(jié)合全腦灌注半定量分析，能科學地評估腦血管儲備情況，能為臨床治療方案的選擇提供可靠依據(jù)。

[參考文獻]

[1]Liu L,Wang D,Wong KS,et al.Stroke and stroke care in China:huge burden,significant workload,and a national priority[J].Stroke,2011,42(12):3651-3654.

[2]Tallarita T,Lanzino G,Rabinstein AA.Carotid intervention in acute stroke[J].Perspect Vasc Surg Endovasc Ther,2010,22(1):49-57.

[3]Derdeyn CP,Videen TO,Yundt KD,et al.Variability of cerebral blood volume and oxygen extraction:stages of cerebral hemodynamic impairment revisited[J].Brain,2002,125(3):595-607.

[4]Chuang YM,Chan L,Lai YJ,et al.Configuration of the circle of Willis is associated with less symptomatic intracerebral hem orrhage in ischemic stroke patients treated with intravenous thrombolysis[J].J Critical Care,2013,28(2):166-172.

[5]Liebeskind DS.Collateralcirculation[J].Stroke,2003,34(9):2279-2284.

[6]Trojanowska A,Drop A,Jargiello T,et al.Changes in cerebral hemodynamics after carotid stenting:evaluation with CT perfusion studies[J].J Neuroradiol,2006,33(3):169-174.

[7]Iu J,Li KC,Hua Y.Primary study on imaging in transient ischemic attacks[J].Chin Med J (En91),2005,118(21):1812-1816.

[8]Trivedi RA,Green HA,U-King-Im J,et al.Cerebral haemodynamic disturbances in patients with moderate carotid artery stenosis[J].Eur J Vasc Endovasc Surg,2005,29(13):52-57.

圖1 男，63歲，體檢發(fā)現(xiàn)右側(cè)頸內(nèi)動脈重度狹窄，無責任血管導致的神經(jīng)缺損癥狀、體征。圖1A、C示：右側(cè)頸內(nèi)動脈重度狹窄;圖1B：頭部CTA示：前交通、右側(cè)大腦前動脈交通前段、右側(cè)后交通通脈開放；圖1D：有從健側(cè)經(jīng)前交通到狹窄側(cè)的代償血流；圖1E、F：有從經(jīng)過后交通到前循環(huán)的血供；圖1G、H、I、J：CBV、CBF、MTT和TTP偽彩圖，兩側(cè)灌注參數(shù)無明顯差異

圖2 女，76歲，發(fā)作性左側(cè)肢體無力1 y。圖2A、C：右側(cè)頸內(nèi)動脈重度狹窄。圖2B:頭部CTA示：右側(cè)大腦前動脈交通前段纖細、雙側(cè)后交通通脈未開放；圖2D：無健側(cè)經(jīng)前交通到狹窄側(cè)的代償血流；圖2E、F：CBV、CBF圖：兩側(cè)CBV、CBF無明顯差異;圖2G、H:MTT、TTP圖：患側(cè)較健側(cè)延長;圖2I：右側(cè)頸動脈支架術(shù)后;圖2J、K、L、M:CBV、CBF、MTT和TTP偽彩圖，示：術(shù)后兩側(cè)灌注參數(shù)已無明顯差異