劉城霞,朱虹全,朱文珍

腦小血管病的診斷主要依賴神經(jīng)影像信息。以往腦小血管病的各種影像征象名稱混雜、定義不清晰、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,極大地阻礙相關(guān)研究的廣泛開展。自2013年Lancet Neurology公布腦小血管病的國際影像標(biāo)準(zhǔn)(standards for reporting vascular changes on neuroimaging,STRIVE)至今已有十年。十年間,STRIVE標(biāo)準(zhǔn)受到腦小血管病領(lǐng)域研究人員的廣泛認(rèn)可,成為國際公認(rèn)的影像診斷及研究標(biāo)準(zhǔn)。十年后的2023年,由50位國際專家和4位外部顧問組成的工作組在Lancet Neurology上公布了腦小血管病神經(jīng)影像標(biāo)準(zhǔn)的更新版STRIVE-2。新發(fā)布的STRIVE-2在對腦小血管病的神經(jīng)影像征象進(jìn)行命名與定義時,保持與STRIVE-1相同的原則與初衷,即描述各個影像特征時避免對潛在的發(fā)病機(jī)制或者病理生理改變進(jìn)行假設(shè)。由于STRIVE-2是在STRIVE-1基礎(chǔ)上的拓展和更新,因此應(yīng)該將STRIVE-2與STRIVE-1結(jié)合起來解讀與使用。

STRIVE-1定義的影像征象的更新

1.近期皮層下小梗死

近期皮層下小梗死是指近期(數(shù)周如3周以內(nèi))單支穿通動脈供血區(qū)內(nèi)發(fā)生的梗死,伴有相應(yīng)的影像表現(xiàn)和臨床癥狀。單支穿通動脈供血區(qū)通過梗死灶范圍來界定,一般橫軸面最大直徑不超過20 mm,這與STRIVE-1 保持一致。與STRIVE-1不同的是,STRIVE-2中此定義不再僅僅包括影像上表現(xiàn)為皮層下小梗死,而缺乏相應(yīng)的臨床癥狀的情況。新的定義強(qiáng)調(diào)近期皮層下小梗死的診斷必須伴有與梗死病灶一致的局灶性神經(jīng)功能損傷癥狀,使該征象更清晰明確。上述不伴有相應(yīng)臨床癥狀或臨床癥狀不典型的隱性病灶由于病理生理機(jī)制尚不明確,目前不適合作為腦小血管病的核心征象,但是可作為腦小血管病的潛在征象進(jìn)一步展開深入研究。

大部分的近期皮層下小梗死灶(約85%)是源于穿通動脈內(nèi)病變,其它病變(約15%)包括穿通動脈粥瘤、大腦中動脈粥瘤、來自心臟或主動脈的栓子等也可導(dǎo)致近期皮層下小梗死的發(fā)生。

2.(假定血管源性的)腔隙

(假定血管源性的)腔隙是指皮層下圓形或者橢圓形充滿腦脊液的腔,直徑一般3～15 mm。它可能是多種組織損傷的終末期表現(xiàn),包括近期皮層下小梗死、皮層下出血灶、偶發(fā)擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)陽性病灶、腦白質(zhì)高信號空腔化等。由于已有研究證明近期皮層下小梗死灶可演變?yōu)橹睆叫∮? mm的腔隙,且可能缺乏T2高信號環(huán),而血管周圍間隙直徑也可大于3 mm,所以STRIVE-2不再推薦完全依賴病灶直徑來區(qū)分腔隙和血管周圍間隙,推薦根據(jù)病灶形態(tài)、同部位的血管周圍間隙、周圍組織信號來綜合判斷。自STRIVE-1發(fā)布以來,研究者對(假定血管源性的)腔隙的接受度和使用情況并不理想,但是目前工作組尚未確定更合適的名稱和定義。

3.(假定血管源性的)腦白質(zhì)高信號

由STRIVE-1提出的(假定血管源性的)腦白質(zhì)高信號征象被研究者廣泛接受和使用。它是指磁共振T2加權(quán)圖像上雙側(cè)大腦半球?qū)ΨQ性的高信號,提示該區(qū)域的組織損傷,同時可以擴(kuò)展到周圍看似正常的腦組織中。橫斷面研究顯示它與腦血管反應(yīng)性受損、血腦屏障通透性增加、血管搏動增加、靜脈膠原病、靜息狀態(tài)下腦血流減低有關(guān),但是尚缺乏相關(guān)縱向研究證據(jù)。

目前,腦白質(zhì)高信號定量和半定量分析方法較多,相關(guān)深度學(xué)習(xí)的算法也在開發(fā)中,但是其可重復(fù)性和可對比性尚不清晰。因此,STRIVE-1及歐盟神經(jīng)退行性疾病聯(lián)合組織提出的關(guān)于統(tǒng)一血管性病變對神經(jīng)退行性疾病的影像評估方法的倡議(HARNESS)推薦的視覺評分因經(jīng)過良好的驗證仍然適用。

4.血管周圍間隙

血管周圍間隙是伴隨小穿通動脈走行于白質(zhì)或者深部灰質(zhì)的、充滿液體的圓形或者線狀空隙,在磁共振各序列上信號特點(diǎn)同腦脊液。血管周圍間隙通常橫軸面直徑小于3 mm,最常見于基底節(jié)及半卵圓中心。已證實T2加權(quán)圖像、磁敏感序列和7T磁共振上所示的血管周圍間隙主要為小動脈周圍間隙。

血管周圍間隙的數(shù)量隨著年齡、血管危險因素的增加而增長,且相關(guān)性與病灶的部位有關(guān),這提示不同部位的血管周圍間隙可能有不同的病理生理機(jī)制。不同年齡段可能有少量的血管周圍間隙,但是大量的血管周圍間隙病灶與多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病有關(guān),包括卒中、腦血管淀粉樣變、阿爾茨海默氏癥等。

5.腦微出血

腦微出血是指磁共振T2*或者磁敏感序列上直徑2～5 mm的低信號病灶。腦血管淀粉樣變中,腦微出血病灶主要發(fā)生在皮層灰質(zhì)和近皮層的白質(zhì)內(nèi);動脈粥樣硬化中,腦微出血主要出現(xiàn)在深部結(jié)構(gòu)中,包括深部灰質(zhì)、白質(zhì)和腦干。老年人(年齡超過65歲)中腦葉分布為主的腦微出血灶提示腦血管淀粉樣變,而腦葉-深部混合分布的微出血多提示動脈粥樣硬化性。

6.腦皮質(zhì)表面鐵沉積

腦皮質(zhì)表面鐵沉積在STRIVE-1中被列入其他出血性病灶中,在STRIVE-2中則提升為腦小血管病核心影像征象進(jìn)行了詳細(xì)描述。它是大腦皮層表面的慢性出血產(chǎn)物,常見于大腦凸面蛛網(wǎng)膜下腔出血、血管畸形所致皮層表面出血、腦梗死的出血轉(zhuǎn)化、外傷等。其中老年人群中腦皮質(zhì)表面鐵沉積主要來自大腦凸面蛛網(wǎng)膜下腔出血。它在T2*梯度回波或者其它血液敏感序列上表現(xiàn)為大腦皮層表面的線狀低信號。和小腦表面鐵沉積一樣,腦皮質(zhì)表面鐵沉積是診斷腦血管淀粉樣變的重要影像征象,預(yù)示后期出現(xiàn)顱內(nèi)出血、認(rèn)知功能損害甚至癡呆的風(fēng)險顯著增加。

7.顱內(nèi)出血和其他出血性征象

約85%的顱內(nèi)出血由腦小血管病引起。STRIVE-1建議使用假定源于小血管病的自發(fā)性顱內(nèi)出血來替代自發(fā)性顱內(nèi)出血。小血管病導(dǎo)致的顱內(nèi)出血包括穿通動脈病變(如動脈粥樣硬化)和腦血管淀粉樣變。

8.腦萎縮

STRIVE-1定義腦萎縮為非特定的局灶性損傷(如外傷或梗死)所致的腦容積減少。理論上,腦萎縮應(yīng)該是單個個體多次評估之間的腦容積減低。實際應(yīng)用中,對橫斷面研究建議采用合適參照指標(biāo)(如顱內(nèi)容積)、經(jīng)驗證的量表、局部或全腦定量標(biāo)準(zhǔn)等輔助定量評估腦萎縮。

腦小血管病可導(dǎo)致皮層下萎縮(如腦室容積增加)和皮層萎縮(如皮層變薄、腦溝增寬),潛在機(jī)制包括繼發(fā)性局灶性皮層及纖維束丟失、小病灶(如大腦皮層微梗死)的累積等。腦萎縮不是腦小血管病的特征性影像標(biāo)志,許多神經(jīng)退行性疾病都與腦萎縮相關(guān)。腦小血管病中局灶性腦萎縮(包括海馬萎縮)與其它神經(jīng)退行性疾病(包括阿爾茨海默氏癥)重疊,因此,需要評價腦小血管病相關(guān)腦萎縮時,需要同時評估潛在其它疾病的影響。雖然自動化的腦萎縮定量評估方法日益增多,但是傳統(tǒng)的視覺評估量表仍然適用。大腦皮層厚度由于受影響因素多,不推薦作為腦萎縮定量評估指標(biāo)。

STRIVE-1之后出現(xiàn)的影像名稱和影像征象

1.小血管病綜合評分

STRIVE-1試圖尋找合適的影像量表來綜合評價腦小血管病病灶負(fù)荷,以輔助臨床研究中病例篩選和分級、預(yù)測遠(yuǎn)期預(yù)后等。小血管病綜合評分是目前使用最廣泛的視覺評分量表,具有較好的有效性。它包括腦白質(zhì)高信號、腔隙、血管周圍間隙、微出血等病灶的視覺評估。工作組提倡將來納入新的影像標(biāo)志或方法,包括上述病灶的自動化測量方法,但是需要進(jìn)一步驗證。

2.皮層腦微梗死

皮層腦微梗死最先是指大體病理學(xué)中肉眼不易發(fā)現(xiàn)的皮層小缺血梗死灶。它是老年人群中最常見的梗死形式在16%～42%的自然或高齡相關(guān)死亡的尸檢中檢出。常規(guī)磁共振,包括3D-T1加權(quán)序列和FLAIR序列可顯示較大的(0.5～4.0 mm)皮層腦微梗死灶;如果發(fā)生在數(shù)周以內(nèi)還可在DWI上表現(xiàn)為高信號。高場磁共振對皮層腦微梗死病灶有更高的敏感性,可檢出更小的梗死灶,但是檢出率仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于病理檢查。

潛在的腦小血管病影像征象

偶發(fā)擴(kuò)散加權(quán)陽性病變近年來逐漸受到重視。它是指不伴有局灶性神經(jīng)功能損害,僅磁共振圖像上表現(xiàn)為DWI呈高信號、ADC呈低信號、橫軸面直徑為20 mm或更大的病變。病灶在FLAIR或T2加權(quán)圖像上可表現(xiàn)為高信號,在T1加權(quán)圖像上可表現(xiàn)為低信號。“偶發(fā)”一詞強(qiáng)調(diào)的是僅僅存在磁共振信號異常,但不伴有相應(yīng)的局灶性神經(jīng)功能損害,或者病灶的部位與數(shù)周以內(nèi)的臨床癥狀不相符。

偶發(fā)DWI陽性病變主要包括不伴局灶性神經(jīng)功能損傷的皮層下小病變和皮層微小病變。其中,偶發(fā)皮層下DWI陽性病變與近期皮層下小梗死存在部分重疊,而發(fā)生在數(shù)周以內(nèi)且直徑小于5 mm的皮層DWI陽性病變又與皮層腦微小梗死存在部分重疊。由于偶發(fā)的DWI陽性皮層下小病變和皮層微小病變可消失或進(jìn)展為腦白質(zhì)高信號、腔隙或陳舊的皮層腦微梗死,所以可部分解釋為腦小血管病的病變進(jìn)展。它們主要發(fā)生在嚴(yán)重的腦小血管病[如伴皮質(zhì)下梗死和白質(zhì)腦病的常染色體顯性遺傳性腦動脈病(CADASIL)和顱內(nèi)出血],提示其主要源于小血管內(nèi)病變。但是,與近期皮層下小梗死相似的是,皮層下小病變和皮層微小病變也可源于心臟和動脈栓子或者劇烈的血流動力學(xué)改變。目前偶發(fā)DWI陽性病變相關(guān)研究非?；钴S,但是具體的病因和病理生理改變還不完全清楚,將來有望成為腦小血管病的核心征象之一。

腦結(jié)構(gòu)和功能的定量影像技術(shù)

腦結(jié)構(gòu)影像技術(shù)方面,經(jīng)典DWI模型用于檢測急性缺血性病變,多方向DWI序列結(jié)合高級擴(kuò)散模型可用于檢測組織微結(jié)構(gòu)損傷。同時,新的后處理技術(shù)能提供更多信息,如基于骨架化平均擴(kuò)散率峰值寬度(peak width of skeletonized mean diffusivity,PSMD)和游離水分?jǐn)?shù)(free water fraction,FWF)與腦小血管病臨床癥狀的關(guān)聯(lián)顯著高于傳統(tǒng)影像指標(biāo)。纖維束追蹤和結(jié)構(gòu)連接技術(shù)為提供進(jìn)一步深入研究腦小血管病臨床功能損害提供依據(jù)。組織磁性的改變反映鐵或其它金屬物質(zhì)沉積,可見于多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病,如血管病變和阿爾茨海默氏癥。T2*加權(quán)和磁敏感加權(quán)成像是半定量技術(shù),而定量技術(shù)如R2*弛豫測量和定量磁化率成像更有潛力。

多種先進(jìn)的腦功能影像技術(shù)可為揭示腦小血管病的病理生理過程提供豐富信息。腦血管反應(yīng)性揭示腦血流灌注對特定干擾或刺激的反應(yīng)性。動態(tài)磁敏感成像使用外源性對比劑評估靜態(tài)組織灌注情況。動態(tài)對比劑增強(qiáng)掃描可顯示血腦屏障功能。動脈自旋標(biāo)記(arterial spin labelling,ASL)可無創(chuàng)性評估靜態(tài)組織灌注情況。相位對比磁共振成像(phase contrast magnetic resonance imaging,PC-MRI)可測量顱內(nèi)大動脈和靜脈竇的血流速度和搏動性,揭示全腦血流供應(yīng)和腦血流改變。

腦小血管病圖像采集和分析標(biāo)準(zhǔn)

圖像采集方面,磁共振掃描方式優(yōu)于CT掃描,而3T磁共振應(yīng)代替1.5T磁共振。腦小血管病掃描方案應(yīng)當(dāng)包括T1加權(quán)、T2加權(quán)、FLAIR序列、擴(kuò)散序列和磁敏感序列。其中,3D或容積磁共振掃描技術(shù)已經(jīng)在研究工作中廣泛應(yīng)用,在臨床工作中也逐漸推廣。結(jié)構(gòu)成像時采用各向同性的、1 mm體素的空間分辨率對后期定量分析至關(guān)重要。

目前,已經(jīng)出現(xiàn)多種針對腦小血管病核心征象的定量分析技術(shù)。但是一些半定量和自動化圖像分析方法在單中心研究中顯示良好穩(wěn)定性,在多中心研究或不同掃描方案中結(jié)果穩(wěn)定性較差。

不斷出現(xiàn)的影像征象和影像技術(shù)極大地推動了腦小血管病與其它疾病的鑒別,也有助于定量評估與其它疾病共存時腦小血管病的負(fù)荷量。但是,腦小血管病中還有許多問題函待解決。STRIVE工作組提出的國際影像標(biāo)準(zhǔn)將有助于揭示腦小血管病的發(fā)病機(jī)制,并進(jìn)一步將最新研究進(jìn)展轉(zhuǎn)化為臨床實踐。