董倩波,顏 瑾(綜述)，顏立群*(審校)

(1.河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院東院區(qū)醫(yī)學(xué)影像科，河北 石家莊 050000；2.天津醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)系,天津 300070)

缺血性腦血管從臨床到基礎(chǔ)研究的歷史，就是一部醫(yī)學(xué)影像學(xué)專業(yè)快速發(fā)展和進化的歷史。隨著臨床和影像學(xué)對腦缺血認(rèn)識的不斷深入，影像學(xué)逐漸從單純的形態(tài)學(xué)，向形態(tài)學(xué)與功能相結(jié)合的方向轉(zhuǎn)變，功能影像學(xué)甚至分子影像學(xué)已經(jīng)成為當(dāng)前醫(yī)學(xué)影像對腦血管病研究的熱點。

1 評估腦側(cè)支循環(huán)的意義

腦側(cè)支循環(huán)是指當(dāng)主要供血動脈嚴(yán)重狹窄或閉塞或其他局灶或全身情況導(dǎo)致正常血流減少或受限時，可以用來補償腦血流的輔助血管結(jié)構(gòu)，它對于確定缺血半暗帶和梗死核心的存在至關(guān)重要。良好的腦側(cè)支循環(huán)可提高急性缺血性卒中的血管內(nèi)治療效果，降低相關(guān)出血轉(zhuǎn)化的風(fēng)險，顯著降低癥狀性卒中復(fù)發(fā)的風(fēng)險，醫(yī)學(xué)影像學(xué)在評價側(cè)支循環(huán)中發(fā)揮了重要作用，醫(yī)學(xué)影像對側(cè)支血流良好和精準(zhǔn)的評價，是減少缺血性中風(fēng)的梗死數(shù)量和體積，保證和優(yōu)化治療效果的重要前提。

腦側(cè)支循環(huán)血管被公認(rèn)有三級，初級側(cè)支血管、次級側(cè)支血管和三級側(cè)支血管。初級側(cè)支血管主要是指Willis環(huán)的動脈血流代償；次級側(cè)支血流是指包括眼動脈和軟腦膜小動脈在內(nèi)的各種動脈遠(yuǎn)端分支之間的末端吻合；三級側(cè)支血管主要是指在缺血腦區(qū)范圍之外通過新生血管形成的微小血管網(wǎng)絡(luò)[1-2]。最近，有學(xué)者又從病理生理學(xué)的角度提出了腦血流側(cè)支組學(xué)的新概念，它指的是大腦決定調(diào)節(jié)血流和代償能力、反應(yīng)性和應(yīng)對病理生理學(xué)變化的腦組織中神經(jīng)與血管的結(jié)構(gòu)體，這一理論認(rèn)為當(dāng)腦組織內(nèi)的血流變化時，整個區(qū)域的動脈、靜脈和微循環(huán)的解剖、生理及組織代謝均會發(fā)生改變，這是一個統(tǒng)一體，而且是一個全新的神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域[3]。面對缺血性卒中領(lǐng)域如此快速地發(fā)展，神經(jīng)影像也進入了超速發(fā)展的新階段。

2 腦側(cè)支循環(huán)評價的影像學(xué)方法

腦側(cè)支循環(huán)的影像學(xué)評價方法很多，大體分為經(jīng)顱多普勒超聲(transcranial oppler,TCD)，經(jīng)顱彩色編碼多普勒(transcranial colour-coded duplex sonography,TCCD),動脈期(單時相)螺旋CT掃描(CT angiography,CTA),動態(tài)(多時相)CTA(dynamic CTA)，CT灌注成像(CT perfusion)，傳統(tǒng)磁共振灌注成像(magnetic resonance perfusion，MRP)，磁共振血管造影(MR angiography,MRA)，定量磁共振血管造影(quantitative MRA,QMRA)，動態(tài)數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)，氙氣CT成像，單光子發(fā)射CT(single-photon emission CT,SPECT)，正電子發(fā)射斷層成像(positron emission tomography,PET)，動脈自旋標(biāo)記成像(arterial spin labelling,ASL)等。

2.1數(shù)字減影血管造影技術(shù) 這些針對側(cè)支血流的影像學(xué)評價方法又可分為形態(tài)學(xué)及結(jié)構(gòu)學(xué)評價方法(如CTA和MRA)和功能評價方法(如SPECT和ASL)兩大類，在結(jié)構(gòu)和形態(tài)學(xué)評價方法中，DSA被公認(rèn)為是腦缺血后側(cè)支循環(huán)結(jié)構(gòu)評估的金標(biāo)準(zhǔn)，它具有相當(dāng)高的時間和空間分辨率，可以動態(tài)、清晰地顯示各種側(cè)支循環(huán)血管的解剖結(jié)構(gòu)和血流代償范圍，準(zhǔn)確定位動脈狹窄或閉塞的錨點，但是DSA具有侵襲性和操作復(fù)雜，價格昂貴等不利條件，因此在臨床上不易推廣；另外，DSA操作中高壓注射對比劑對血管結(jié)構(gòu)、血流動力學(xué)產(chǎn)生的影響可能會影響對末端細(xì)小側(cè)支血流的評價；DSA的最大問題是無法定量的側(cè)支血流，但目前仍有很多基于DSA的腦側(cè)支血流的評價量表在臨床使用，他們將DSA的發(fā)現(xiàn)進行分級和分層來對側(cè)支血流進行顯示和評價，如對急性缺血性腦血管病中風(fēng)使用的改良腦梗死溶栓分級(modified thrombolysis in cerebral infarction score,mTICI)評分量表[4]，美國介入和治療神經(jīng)放射學(xué)會/介入放射學(xué)會(ASITN/SIR)側(cè)支循環(huán)評估量表[5]，它也是急性卒中血管內(nèi)治療臨床試驗中使用最廣泛的量表，它將側(cè)支血流分位4級：在缺血區(qū)域看不到側(cè)支血管的作為0級；缺血區(qū)域周圍側(cè)支血流緩慢，部分側(cè)支缺損區(qū)域持續(xù)存在的作為1級；而有快速側(cè)支血流到達(dá)缺血區(qū)域的邊緣位置，但部分缺血區(qū)域持續(xù)存在，部分區(qū)域有側(cè)支血流進入者作為2級；靜脈期側(cè)支血流完全緩慢進入缺血區(qū)者定義為3級；靜脈晚期，缺血區(qū)域通過逆行的血流灌注，血流快速而完全的進入整個缺血區(qū)域者作為4級。0～1級為側(cè)支循環(huán)較差，2級為側(cè)支循環(huán)中等，3～4級為側(cè)支循環(huán)良好。有多項研究證明ASITN/SIR側(cè)支循環(huán)評估量表是評價缺血性卒中患者腦側(cè)支血流的可靠方法[6-7]。此外，Christoforidis等[8]也提出了一種基于DSA的側(cè)支循環(huán)評估量表，該標(biāo)準(zhǔn)將側(cè)支循環(huán)狀態(tài)分為5級：1級。在整個閉塞血管遠(yuǎn)端供血區(qū)內(nèi)均可見重建血管；2級。血管重建發(fā)生在閉塞血管相鄰的近端部分；3級。在閉塞的血管相鄰的血管節(jié)段遠(yuǎn)端出現(xiàn)血管重建；4級。側(cè)支血管重建在閉塞血管遠(yuǎn)端兩段重建；5級。沒有側(cè)支血管重建。但這種側(cè)支評價量表在臨床上并不常用。

2.2TCD技術(shù) TCD的最大缺點就是主觀性，它的結(jié)果過于依賴操作者的經(jīng)驗和手法，檢查結(jié)果可重復(fù)性差，但TCD可以無創(chuàng)性的實時反映腦血流的流速、側(cè)支狀態(tài)和腦血管對缺血的應(yīng)對情況，直接測量血流速度、側(cè)支數(shù)量、血管收縮反應(yīng)，而且操作簡單。文獻(xiàn)報道TCD利用分流血流信號(flow diversion，F(xiàn)D)評估軟腦膜側(cè)支血流時的敏感度和特異度分別為81.1%和76.7%，陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為70.8%和85.2%[9]，在評估基底動脈側(cè)支循環(huán)時對交通動脈和側(cè)支血流的敏感度分別為95%和87%，特異度分別為100%和95%[10]。TCD主要反映前交通動脈、后交通動脈、眼動脈及軟腦膜動脈的側(cè)支情況，主要對Willis環(huán)的評估能力較強。

2.3多層螺旋CT成像技術(shù) 隨著螺旋CT技術(shù)的快速發(fā)展，相關(guān)的軟件系統(tǒng)也在不斷變革，其中的CTA技術(shù)也是一種相對無創(chuàng)的側(cè)支血流評價手段，它在評估解剖結(jié)構(gòu)，尤其是Willis環(huán)的結(jié)構(gòu)中具有很高的準(zhǔn)確性，與DSA的一致性為90%，但是傳統(tǒng)的單時相CTA由于側(cè)支血流的延遲到達(dá)，所以對側(cè)支血流的顯示能力比順向血流要差[11]，因此，臨床目前更多應(yīng)用的為多時相CTA成像技術(shù)來評估腦側(cè)支血流的情況，但其相對增加的輻射劑量仍然在某種程度上限制了其在臨床上的廣泛推廣。根據(jù)多期螺旋CT的CTA成像，按照艾伯塔省中風(fēng)項目早期CT評分(alberta stroke program early CT score，ASPECTS)進行的一項評估血栓切除的國際多中心隨機對照實驗研究顯示側(cè)支循環(huán)良好的急性缺血性卒中患者，及時給與血管內(nèi)治療可以改善腦神經(jīng)功能缺損的狀況，降低病死率[12]。由于CTA簡單及快捷的掃描方式，出現(xiàn)了多種基于CTA掃描技術(shù)的針對腦側(cè)支循環(huán)的評價手段，其中包括Tan等[13]的評價系統(tǒng)，這種方法主要基于單期CTA成像及最大密度投影技術(shù)來評估軟腦膜的側(cè)支循環(huán)血流狀態(tài)，0～1分定義為側(cè)支循環(huán)較差，2～3分定義為側(cè)支循環(huán)良好；大腦前動脈-大腦中動脈和大腦后動脈-大腦中動脈區(qū)域側(cè)支循環(huán)評分系統(tǒng)[14]，該系統(tǒng)是評估大腦中動脈M1段閉塞伴有或不伴有頸內(nèi)動脈顱內(nèi)段阻塞患者的二維多平面重組的動態(tài)CTA影像，與正常側(cè)半球相比較，患側(cè)半球大腦前動脈-大腦中動脈區(qū)域和大腦后動脈-大腦中動脈區(qū)域的側(cè)支循環(huán)評分均為0～5分，總分是10分；Mass側(cè)支循環(huán)分級系統(tǒng)[15]是Mass等分析患側(cè)和正常側(cè)半球的側(cè)裂池動脈血管和軟腦膜血管，并將其進行分級，另外還將前交通動脈與后交通動脈的狀態(tài)進行了分級；Miteff側(cè)支分級系統(tǒng)，是Miteff等[16]利用單期CTA圖像三個軸面(軸位，冠狀位及矢狀位)的最大密度投影圖像中側(cè)支血管的狀態(tài)進行分級。

CT灌注(computed tomography perfusion, CTP)技術(shù)屬于功能成像技術(shù)[17]，在注射對比劑(常用碘制劑)后對興趣區(qū)進行多期連續(xù)掃描，獲得感興趣區(qū)域的時間-密度曲線，經(jīng)過計算得到平均血流量(cerebral blood flow,CBF)(指每100 g腦組織中每分鐘的血流毫升數(shù)),平均血容量(cerebral blood volume,CBV)(每100 g腦組織中含血量),達(dá)峰時間(transit time to the peak,TTP)(對比劑到達(dá)腦區(qū)的主要動脈時開始直至對比劑達(dá)到最大量的時間)和平均通過時間(mean transit time,MTT)(對比劑從顱內(nèi)動脈到達(dá)顱內(nèi)靜脈所需要的時間)這四個參數(shù)指標(biāo)，這四個指標(biāo)的不同組合，分別對應(yīng)腦血流的不同狀態(tài)，如TTP增加，MTT正常，相對腦血流量(regional cerebral blood flow,rCBF)減少，相對腦血容量(regional cerebral blood volume,rCBV)正常指向腦灌注不足；TTP及MTT延長，rCBF正?；蛟黾樱瑀CBV正常這指向側(cè)支循環(huán)良好；TTP及MTT增加，rCBF明顯減少，rCBV正?；蛟黾?，與rCBF不一致，這種狀態(tài)指向腦梗死的缺血半暗帶，有可挽救的腦組織；TTP及MTT增加，rCBF和rCBV都明顯減少，則指向腦梗死核心區(qū)等等。近年來，CTP技術(shù)參與和支持了多項經(jīng)典的國際多中心研究項目[18-19]，是一種適合臨床推廣的也是目前臨床上應(yīng)用最廣的評價腦血流動力學(xué)狀態(tài)的功能成像技術(shù)。

2.4氙氣CT成像技術(shù) 氙是一種無色、無味、無臭及化學(xué)性質(zhì)極不活躍的稀有氣體，為元素周期表中第十八族元素之一，它具有較高的X線吸收率，人們發(fā)現(xiàn)吸入氙氣后，氙氣會跟隨血流迅速進入腦組織內(nèi)，不同的血流量和分布就有不同的氙氣含量，依據(jù)這種特性，針對氙氣反映腦血流的研究也逐漸開展起來，隨著氙穩(wěn)定性同位素的發(fā)現(xiàn)，氙氣CT成像逐漸應(yīng)運而生，早在1977年，就嘗試?yán)秒瘹鈦頊y量腦血流CBF，1978年就報道了利用氙氣作為對比劑進行CT的CBF測量[20]。隨著計算機、螺旋CT及相關(guān)應(yīng)用軟件的快速發(fā)展，逐漸開發(fā)出商用的氙氣CT掃描系統(tǒng)，后處理系統(tǒng)將采集到的利用氙氣作為示蹤劑的影像數(shù)據(jù)計算后得到不同區(qū)域的腦CBF值來反映血流的變化。氙氣CT血流分析的最大優(yōu)點在于它能夠定量的分析不同腦區(qū)的血流變化和腦血流儲備能力，并且對設(shè)備硬件要求不高，掃描速度快。但是氙氣CT僅僅能反映CBF這一血流指標(biāo)，而無法進行腦代謝研究，另外，氙氣CT的采集對操作人員和接受者具有很高的要求，受試者要嚴(yán)格配合檢查者，受試者的狀態(tài)要求也較為嚴(yán)格，氙氣CT還是在多個研究中心得到使用[21]，但近年氙氣CT在臨床和科研領(lǐng)域應(yīng)用逐漸減少。

2.5磁共振成像技術(shù) 當(dāng)前隨著磁共振技術(shù)的日新月異，以磁共振腦灌注成像為代表的神經(jīng)功能成像技術(shù)在臨床與相關(guān)科研領(lǐng)域深入開展，依靠其多模態(tài)、多序列、多參數(shù)的特點，MR成像已經(jīng)成為腦側(cè)支循環(huán)評價的重要工具。最先應(yīng)用于腦灌注研究的是采用平面回波成像(echo planar imaging，EPI)序列的動態(tài)磁敏感增強腦灌注成像(dynamic susceptibility contrast-enhanced perfusion weighted imaging,DSCPWI)，也叫T2*灌注或者神經(jīng)灌注，對比劑多采用離子型非特異細(xì)胞外對比劑-二乙烯三胺五乙酸釓(gadolinium diethylenetriamine pentaacetic acid,Gd-DTPA)在快速注射順磁性對比劑后，對比劑進入興趣區(qū)腦組織的血管床后導(dǎo)致局部的磁敏感性增加，引起局部磁場的變化，導(dǎo)致局部臨近氫質(zhì)子的共振頻率變化，利用快速成像序列記錄并檢測混有對比劑的血液首次流入興趣區(qū)腦組織時，得到的時間-信號強度曲線，分析曲線，計算每個像素得到rCBF、rCBV、MTT及TTP等指標(biāo)，通過這些指標(biāo)反映腦血流動力學(xué)的變化，對側(cè)支循環(huán)的評估方法類似CTP，當(dāng)血腦屏障完整時，對比劑在血管內(nèi)，可以較為準(zhǔn)確的評估血流，但是當(dāng)血腦屏障不完整的時候，可形成增強的T1弛豫效應(yīng)，導(dǎo)致腦組織內(nèi)信號增高，造成rCBV被低估。T1動態(tài)增強灌注成像(dynamic contrast enhanced,DCE)是另一種基于Tofts模型的通過注射對比劑的MR灌注成像方法，它主要是利用T1權(quán)重的序列(自旋回波序列或梯度回波序列)通過對比劑縮短組織T1值來造成興趣區(qū)內(nèi)的T1信號增高，在通過連續(xù)的動態(tài)掃描，生成時間-信號強度曲線，來計算相應(yīng)的半定量參數(shù)，如相對強化率，TTP，T0，最大強化倍數(shù)等等，通過這些指標(biāo)來分析評估血流動力學(xué)變化及其預(yù)后。滲透性分析DCE是另一種注射對比劑基于兩室模型和三室模型的動態(tài)增強灌注，它與上面的T1-DCE的最大不同就是它以檢測和定量評估微循環(huán)為主。該方法多采用梯度回波序列，一般對時間分辨率要求較高，它定量檢測的參數(shù)有容量轉(zhuǎn)運常數(shù)(Ktrans)，速率常數(shù)(Kep)，血管外細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)(Ve)，血管內(nèi)容積(Vp)等，這種灌注成像主要應(yīng)用在對盆腔(如子宮及前列腺)和鼻咽癌的評估中。Lebihan等[22]開發(fā)出另一種基于雙e指數(shù)模型的可同時獲得灌注和擴散加權(quán)信息的灌注成像方法-體素內(nèi)不相干運動成像(intra voxel incoherent motion，IVIM),IVIM運動是指在給定體素內(nèi)和測量期間呈現(xiàn)方向和(或)振幅速度分布的平移運動。假設(shè)隨機定向毛細(xì)血管中的血流模擬了偽擴散過程，因此它可以被用來估計組織中的灌注，IVIM不需要注射對比劑，目前相關(guān)研究已經(jīng)在腫瘤灌注研究領(lǐng)域得以開展。

從1992年Detre等首次使用連續(xù)脈沖標(biāo)記頸動脈而獲得大鼠的腦部灌注圖，到2012年國際醫(yī)學(xué)MRI協(xié)會、歐洲動脈自旋標(biāo)記成像(arterial spin labeling,ASL)和癡呆研究中心正式撰寫了ASL技術(shù)及應(yīng)用的白皮書為止，ASL技術(shù)逐漸的從實驗推廣到了臨床，到目前為止，ASL技術(shù)適用的領(lǐng)域包括腦血管疾病、癡呆和腦腫瘤。實踐證明，ASL技術(shù)是一項無創(chuàng)、可重復(fù)強，簡單快捷的灌注成像技術(shù)，它的基本原理是利用血液流入腦組織時改變了腦組織的磁化狀態(tài)，利用MR設(shè)備獲取這一變化。采用飽和及反轉(zhuǎn)脈沖序列來標(biāo)記血液，被標(biāo)記后的血液類似于一種內(nèi)源性的示蹤劑，通過跟蹤和捕獲這種內(nèi)源性示蹤劑的動態(tài)變化，獲得量化腦血流量(cerebral blood flow,CBF)的演變信息。ASL的優(yōu)勢不僅僅在于它不需注射外源性對比劑，更重要的是它采用了全新的灌注成像原理及方法，它采用180度脈沖在頸內(nèi)動脈水平標(biāo)記血液內(nèi)的質(zhì)子，這些被標(biāo)記后的質(zhì)子通過一定的時間流入事先選定的識別采集區(qū)進行采集，之后得到標(biāo)記圖像和控制圖像，用控制圖像減去標(biāo)記圖像即得到顱腦血流灌注圖像。根據(jù)標(biāo)記脈沖序列的不同，ASL可以分為連續(xù)式標(biāo)記，脈沖式標(biāo)記及偽連續(xù)式標(biāo)記。由于pCASL具有SAR值低，信噪比高及灌注均勻等特點，所以當(dāng)前臨床主要使用pCASL成像方法。根據(jù)圖像的采集模式不同，ASL又可分為2D、3D及4D等類型，其中3D pCASL是2012年ASL技術(shù)及應(yīng)用白皮書中推薦的掃描方式。在2016年，Lyu等[23]采用多PLD的3DpCASL技術(shù)成功的定量和評估了腦內(nèi)側(cè)支循環(huán)，并將其結(jié)果與ASITN/SIR側(cè)支循環(huán)評估量表進行了相關(guān)分析，結(jié)果顯示其研究結(jié)果中采用的能代表側(cè)支循環(huán)能力的晚期逆向到達(dá)血流比率與ASITN/SIR有很好的相關(guān)性，這種對于顱內(nèi)動脈血流動力學(xué)的定量方式，是一種全新的研究和臨床應(yīng)用方法，在未來具有很好的推廣前景，但到目前為止這種多PLD的3DpCASL技術(shù)仍有諸如相關(guān)后處理軟件有待完善、相關(guān)指標(biāo)為數(shù)據(jù)經(jīng)驗值、無法絕對個性化指標(biāo)的準(zhǔn)確性和精確性等局限性。

由于ASL技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的優(yōu)勢，目前在科研領(lǐng)域出現(xiàn)了包括血管編碼動脈自旋標(biāo)記(vessel-encoded ASL,VEASL)技術(shù)、超選擇性動脈自旋標(biāo)記技術(shù)(superselective PCASL)、靜脈血氧飽和度測量探測技術(shù)，如TRUST技術(shù)和QUIXOTIC技術(shù)在內(nèi)的多項基于ASL技術(shù)的新領(lǐng)域、新研究，這些技術(shù)都能夠更精確地測量興趣區(qū)腦質(zhì)內(nèi)的CBF及定位供血動脈下游的供血區(qū)域。VEASL技術(shù)與傳統(tǒng)的ASL技術(shù)不同的是它可以同時對單獨的血管進行標(biāo)記，來計算和顯示單獨血管供血區(qū)的CBF進而形成生動形象地展示不通血管供血區(qū)域的血流狀態(tài)的腦血流分布圖，這種成像技術(shù)為評估不同的病理狀態(tài)下腦循環(huán)的平衡機制提供了更多有用的信息，這種技術(shù)是在標(biāo)記層面內(nèi)額外施加一個橫向的梯度場，從而改變了不同位置的標(biāo)記狀態(tài)來實現(xiàn)的，它可以同時對多支血管進行標(biāo)記，區(qū)域動脈自旋標(biāo)記技術(shù)(territorial ASL，T-ASL)就是通過VEASL技術(shù)來實現(xiàn)的，但是VEASL技術(shù)也有后處理復(fù)雜、血流標(biāo)記效率不穩(wěn)定及仍不能直接量化血流等限制[24]。與VESAL不同，PCASL成像通過在施加垂直于標(biāo)記層面的梯度磁場，產(chǎn)生一個焦點，這種梯度磁場隨時間而變化，來實現(xiàn)單只動脈血管的選擇性自旋標(biāo)記，它的主要優(yōu)勢是即便在感興趣動脈附近有非常鄰近的血管時仍然能夠精確地標(biāo)記興趣區(qū)內(nèi)的血流而實現(xiàn)興趣血管供血區(qū)的腦血流圖，但是它需要更長的掃描時間，而且需要事先使用MRA成像對每只血管進行定位及制定掃描計劃[25]?；谧孕龢?biāo)記的T2馳豫時間(T2 relaxation under spin tagging,TRUST)測量與相位對比技術(shù)與氧攝取及組織消耗定量(quantitative imaging of extraction of oxygen and tissue consumption,QUIXOTIC)技術(shù)是兩種基于T2馳豫測量來計算靜脈血氧飽和度的成像方法，評價靜脈血氧飽和度是評估正常及病理狀態(tài)下腦血流、腦代謝及腦組織代償能力的有效方法[26]。

2020年，Kim等[27]在對一組154例單側(cè)頸內(nèi)動脈或大腦中動脈M1段閉塞8 h內(nèi)的急性腦梗死患者研究中，提出了基于MRA影像數(shù)據(jù)的MR急性缺血性卒中側(cè)支血流評分系統(tǒng)(MR acute ischemic stroke collateral,MAC)，該評分系統(tǒng)基于對比劑注射后MRA的影像數(shù)據(jù)，采用低劑量動態(tài)增強MR血管成像，重復(fù)采集從主動脈弓延伸至顱頂(包括全腦)的冠狀面原始三維MRA數(shù)據(jù)，根據(jù)大腦中動脈和上矢狀竇的信號強度-時間曲線得到由動脈、毛細(xì)血管、早期和晚期靜脈期相的多時相血管影像組成的原始數(shù)據(jù)，并經(jīng)過Matlab軟件進行計算得到MR血管造影側(cè)支圖，該評分系統(tǒng)將側(cè)支血流分為6個分值，每一個分支都有相應(yīng)的MRA影像標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)。5分為側(cè)支血流豐富，4分為側(cè)支血流良好，3分是指中等到好的狀態(tài)，2分為中等到差的側(cè)支狀態(tài)，1分為側(cè)支血流差，0分為側(cè)支血流極差或無側(cè)支血流。研究中將次評分系統(tǒng)與患者的神經(jīng)功能缺損及預(yù)后進行了相關(guān)分析，結(jié)果顯示MAC分級系統(tǒng)與神經(jīng)功能預(yù)后成線性負(fù)相關(guān)。這種評估分級系統(tǒng)在應(yīng)用與臨床前仍需大樣本的深入研究。

目前的二維相位對比MRI(two-dimensional phase contrast MRI,2D PC MRI)能夠反映動脈血管的解剖學(xué)形態(tài)、計算血流速度及血流壓力梯度等等指標(biāo)，而更新的帶有時間分辨率的三維相位對比MRI，也被稱作四維血流磁共振成像(4D flow MRI)能夠得到比二維MRA更先進的三維血流圖像，它從多個方向采集和獲取血流信息，不僅可以顯示血流方向、血流速度，還可以通過后處理計算得到壁面剪切應(yīng)力和壓力梯度等多種新型指標(biāo)，4D flow MRI應(yīng)用前景廣泛，可以應(yīng)用于包括心臟、腦血管及周圍血管在內(nèi)的血流動力學(xué)評估。Ando等[28]采用4D flow MRI技術(shù)與單光子發(fā)射型計算機斷層儀(single photon emission computed tomography, SPECT)成像相結(jié)合進行多參數(shù)分析評估一組頸內(nèi)動脈狹窄患者的大腦中動脈供血區(qū)的平均流量率、動脈搏動及腦側(cè)支循環(huán)狀態(tài)等多種指標(biāo)，研究發(fā)現(xiàn)這些指標(biāo)與SPECT計算得到的腦血管儲備(cerebral vascular reserve，CVR)密切相關(guān)。在Holmgren等[29]的一項以研究顱內(nèi)動脈搏動性對腦血流產(chǎn)生的影響的實驗中，結(jié)果顯示4D flow MRI可以成功的評價腦動脈搏動、腦動脈的順應(yīng)性及腦血管的阻力。這些最新的研究都是4D flow技術(shù)在未來深入應(yīng)用于腦血流動力學(xué)及對腦側(cè)支血流評估深入研究的基礎(chǔ)。

2.6單光子發(fā)射CT及正電子發(fā)射斷層成像技術(shù)與傳統(tǒng)的利用碘和釓制劑作為對比劑的CT和MRI影像學(xué)評價手段不同，SPECT和正電子發(fā)射型計算機斷層掃描儀(positron emission computed tomography,PET)是基于放射性示蹤技術(shù)，是一種純粹的功能和代謝成像方法。利用放射性核素或特殊的具有放射性的化合物作為內(nèi)源性對比劑，隨血流流動并且由設(shè)備探測顯影，這種示蹤劑成像不僅可以用來分析、定位、CBF，而且還可以顯示受體、功能及代謝。平衡法、放射自顯影方法和動力學(xué)方法是核素成像中評估CBF的常用方法，它們主要應(yīng)用于評估腦血管疾病中腦動力學(xué)、半暗帶確定，腦腫瘤的評估與療效評價等等領(lǐng)域，PET或SPECT可以對患者兩側(cè)大腦半球的灌注機代謝狀態(tài)進行比較和評估，分析兩側(cè)的差異，從而間接的分析和評價腦側(cè)支血流的代償能力。應(yīng)用于腦血流灌注的示蹤劑主要包括親脂并且可以透過血腦屏障的123碘-碘安非他明、可以從親脂轉(zhuǎn)化為親水性，從而保留在大腦中的99m锝-雙半胱乙酯和99m锝-六甲基丙烯胺肟，123碘-碘安非他明反映了掃描時大腦內(nèi)示蹤劑的分布狀態(tài)，而99m锝-雙半胱乙酯和99m锝-六甲基丙烯胺肟反映的是注射時示蹤劑的分布，這些示蹤劑與CBF密切相關(guān)。核素腦灌注的主要方法包括定量CBF測量和基于體素的統(tǒng)計學(xué)計算。隨著更新型的示蹤劑不斷的開發(fā)和研制出來，未來的PET和SPECT在腦灌注及腦側(cè)支循環(huán)的評價、腦代謝的狀態(tài)等領(lǐng)域的研究會更加深入[30]。

3 腦側(cè)支循環(huán)影像學(xué)評估的未來與展望

正如前面所說，對于腦缺血側(cè)支循環(huán)的基礎(chǔ)與臨床研究的歷史就是一部神經(jīng)影像對于腦側(cè)支血流從認(rèn)識、識別，到形態(tài)、解剖學(xué)評估，再到功能影像評估的進化和發(fā)展史，期間與醫(yī)學(xué)影像關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破密不可分，很多技術(shù)突破帶來的影像診斷與影像評估手段的進步在以前是無法想象的。尤其是高場強MR設(shè)備在臨床的快速推廣，目前已經(jīng)形成了以功能成像為主，結(jié)構(gòu)成像為輔的高級腦血流動力學(xué)評估模式。但是目前對于影響腦側(cè)支循環(huán)的確切機制和演變?nèi)杂写钊胙芯?。隨著由更加強大的影像硬件設(shè)備及影像分析軟件支撐的CT或MR功能成像技術(shù)、分子影像學(xué)和諸如4D flow MRI這樣的4D技術(shù)等等高級成像方法的快速、深入的發(fā)展，一定會在未來給腦血流動力學(xué)的分析帶來全新的形式和方法，在未來會形成以功能成像及分子影像為主、多種成像手段相結(jié)合的腦血流動力學(xué)評估模式和方法，這將有可能徹底揭示人類腦血流動力學(xué)、腦側(cè)支循環(huán)的機制和影響因素，為臨床提供更加精準(zhǔn)的影像學(xué)數(shù)據(jù)和評估手段。