从“时间就是脑”到“积极就是脑”
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中国医学论坛报
编者按 卒中现已成为人类疾病中的首要致残因素,随着我国人口的老龄化,卒中的发病率逐年增高,这给患者本人、家庭乃至社会都带来了沉重的负担。因此,加强卒中的早期诊疗并改善病人的转归刻不容缓。
中华医学会放射学会主任委员、北京天坛医院院长戴建平教授,根据其多年神经影像学方面的实践经验,阐述了“半暗带”理论的新进展。他指出,“半暗带”是判断卒中后大脑是否存在可逆性损伤的主要依据,有研究表明,即使在发病后3小时以上,只要存在“半暗带”,就意味着此部分脑功能仍有逆转的可能,应积极治疗。
卒中是一组以急性起病、局灶性或弥漫性脑功能缺失为共同特征的脑血管病,其中80%是缺血性卒中,15%为脑内出血,5%为蛛网膜下腔出血。循证医学曾证明,卒中(特别是缺血性卒中)治疗时间窗是很短暂的,仅为3个小时,从发病到有效治疗间隔时间越短,则预后越好,死亡率和致残率越低,卫生支出费用越少。随着对脑缺血半暗带认识的深入、再灌注治疗手段(药物溶栓和神经介入等)的进步和卒中神经影像学的发展,上述理念受到挑战。在此种情况下,从事卒中神经影像的工作者需要做些什么,又该如何做呢?
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第一,神经影像学用于卒中的诊断。卒中的临床确诊不仅根据病人的临床表现,更依赖于影像学的特征性表现来估计梗死区的大小,并预测脑缺血的预后。
第二,对于需要干预治疗(药物溶栓、神经介入)的病人,评判脑组织的不可逆性/可逆性区域,即“半暗带”,为卒中病人治疗手段的选择提供依据,并可用于评估治疗效果。
卒中神经影像学的生命力就在于能为临床治疗提供可靠、客观和个体化的影像资料。它的终极目标是:①早期预测治疗效果;②指导治疗手段的选择。
脑缺血半暗带——失配
Astrup等于1981年提出半暗带(弥散-灌注相减即为缺血半暗带)的概念,他将急性缺血的脑组织分成三个区域:即核心坏死区、环绕核心周边有缺血坏死危险的组织(即经典半暗带)以及其外周的低灌注区(图1,A)。20世纪90年代初期,反映脑细胞损伤病理状态的弥散加权成像(DWI)和反映血流动力学变化的灌注加权成像(PWI)开始应用于卒中的临床,并逐渐成为急性卒中的神经影像学的研究热点。早期的弥散-灌注成像研究给卒中临床诊疗带来一个有希望的理念:弥散-灌注失配证实了脑缺血半暗带的存在。未经治疗卒中病人的早期弥散异常面积随着时间窗的延长,扩大为早期灌注异常范围。多项研究显示,给予病人再灌注治疗(溶栓或神经介入)后,弥散异常的病变区扩大受限,即表明确实存在可挽救的区域。另一个重要的发现是,虽然随着时间窗的延长,弥散-灌注失配会随之减少,但这种有意义的失配可能在发病后24个小时或更长的时间内持续存在。
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随着半暗带理论和实践的发展,这种失配模式受到了挑战。最新的学说将脑缺血演变模式分为4个区,即中心梗死区、弥散异常区、灌注异常区和最外层良性血供减少区。基于这一学说,卒中神经影像学的半暗带模式已被更新为包括弥散-灌注失配的区域(减去良性血流减少区域,加上最初弥散异常的部分区域)(图1,B)。这个新模式重要的意义在于,即使超过3个小时的治疗时间窗,亦可根据MRI的影像学结果指导病人选择再灌注(溶栓和神经介入等)治疗;另外,对没有传统弥散-灌注失配的卒中病人可能仍可从血管再通的治疗中获益。
血管
脑血管造影(DSA)对脑血管解剖结构显示得全面而精细,仍是目前诊断颅内、外血管狭窄的金标准。但是由于血管造影术为有创性检查,可引起不适,甚至诱发卒中。计算机体层摄影血管成像(CTA)可在静脉持续注入造影剂后进行薄层扫描和三维重建,已被广泛用于评价Willis环,提供脑基底动脉狭窄或闭塞和侧支循环的准确信息。磁共振血管成像(MRA)可无创、多方向和多角度地评价血管状态。CTA / MRA在关注血管管腔狭窄或闭塞与否的同时,可结合多普勒超声,分析引起血管病变的根本病因,包括动脉粥样硬化斑块的大小、厚度、形态以及病理特征等。
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灌 注
脑血管狭窄或闭塞后,缺血区毛细血管灌注压(CPP)降低,血流平均通过时间(MTT)延长,但脑血管会依靠自身调节机制代偿性扩张,使局部的脑血容量(CBV)增加,以维持正常的脑血流(CBF);当CPP持续下降,血管扩张达到极限,CBV不能继续增加时,CBF开始下降。因此MTT对缺血的敏感性最高,而CBF、CBV的特异性和准确性较高。用相对经济、省时和普及的动态对比CT/MR灌注成像测得的CBV、CBF、MTT和TTP等的参数图,能提供局部脑血流动力学的信息,有助于医师判断局部脑血流灌注的情况,评价缺血脑组织损伤的程度并估计预后。
脑实质
随着局部脑血流量的下降和缺血时间的延长,脑细胞的电活动和离子泵功能均出现障碍,细胞发生水肿、能量代谢衰竭并最终导致脑梗死。DWI对微环境内水分子的运动非常敏感,当缺血性卒中发展至细胞水肿阶段时,局部水分子弥散运动受限,DWI即显示高信号。DWI诊断超急性脑梗死的敏感性和特异性分别为88%~100%和95%~100%,是目前最敏感的检查方法。与常规DWI(层厚5 mm,层距1 mm)相比,薄层DWI(层厚3 mm,无层距)的病灶显示更醒目,对卒中的诊断更精确。
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半暗带
如前所述,缺血半暗带的发现和发展已成为现代缺血性卒中溶栓治疗的主要理论基础和靶点,也成为缺血性卒中超早期诊断的影像学研究热点。现有证据均表明,缺血区再灌注是治疗缺血性卒中最有效的方法。通过恢复对半暗带脑组织的血流供应,可降低最终的梗死灶体积,改善病人的临床转归。但再灌注治疗的评价标准是什么呢?
过去——“时间就是脑”
过去在非增强CT指导下,对临床症状出现<3 h的病人给予静脉基因重组型人组织纤溶酶原激活剂(rt-PA)溶栓治疗被证明是有效的。发病3h的时间窗界定了时间对病人治疗选择的重要性。然而,这种评价标准存在许多不足:①治疗时间窗短;②血管再通率仅约50%;③存在出现症状性颅内出血的危险;④在临床实践中仅有少数(1%~3%)病人能得到再灌注治疗。
现在和未来——积极就是脑
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越来越多的临床资料表明,根据MRI的结果选择再灌注治疗对发病病人是有效的。对发病3~6 h内的弥散-灌注失配病人进行回顾性分析表明,静脉注射rt-PA与以往相应对照组相比疗效更好。采用rt-PA治疗的失配病人总体上有更高的血管再通率、更小的梗死体积、更大的半暗带挽救体积和更好的临床转归。新型的纤溶酶原激活剂——去氨普酶的剂量相关研究,将弥散-灌注失配的病人作为研究对象,时间窗延长至3~9h,结果显示病人的临床转归和早期的再灌注率与用药剂量具有良好的相关性。上述资料表明,根据MRI弥散-灌注显像失配存在半暗带的病人,很有可能从积极的再灌注治疗中受益。
然而,卒中神经影像学面对的挑战不仅是要确定半暗带,还要随着半暗带模式的改进,要求人们采用更好的标准化图像处理和分析方法,更精确地对缺血核心区(这些组织已有不可逆损伤,即使血流恢复仍不可挽救)和良性血流减少区(这些组织的局部灌注中度减少但事实上不存在梗死危险)加以区分。许多研究小组已经开始尝试确定可能更好地区分这些区域的灌注或表观弥散系数的阈值。不久,新出现的技术,如磁共振波谱(MRS)和用MRI计算氧摄取指数和氧利用的脑组织代谢率参与这些预测图像处理模式的研究,将有助于提高这些模式的准确性。
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新的失配概念——临床-弥散失配(CDM)
根据卒中的严重性与急性期PWI异常容积密切相关的假设,卒中严重性评分[美国国立卫生研究院神经功能障碍评分(NIHSS)]与DWI病变容积的失配,能用来预测梗死体积的扩大和病人对溶栓治疗的反应。NIHSS≥8结合DWI容积≤25 ml可定义为CDM。同时对急性左半球卒中病人口语及复述功能进行临床测试来评估PWI异常体积与弥散失配相关性研究,也均证实CDM能预测早期语言功能恢复的可能性。
基于缺血性卒中的病理生理学基础和新的溶栓治疗效果,新神经影像学技术使临床不再以严格的3 h时间窗来选择病例进行溶栓治疗成为可能。通过先进的神经影像技术分析后得到的缺血半暗带区图像指导溶栓治疗,可改善脑梗死病人的转归。功能性磁共振成像(fMRI)和弥散张量成像(DTI)可实现对脑的重要皮层功能区(运动、视觉和语言等)和皮层下白质纤维束(锥体束、视放射和语言环路等)进行活体、无创和个体化的成像,其可用来评价卒中病灶与脑皮质和白质功能区的相关性,预测病人的临床预后,同时对病人的康复治疗给予客观的评价和指导。
随着21世纪医学科学技术的发展,将为卒中病人临床转归改善带来新的希望。, 百拇医药
中华医学会放射学会主任委员、北京天坛医院院长戴建平教授,根据其多年神经影像学方面的实践经验,阐述了“半暗带”理论的新进展。他指出,“半暗带”是判断卒中后大脑是否存在可逆性损伤的主要依据,有研究表明,即使在发病后3小时以上,只要存在“半暗带”,就意味着此部分脑功能仍有逆转的可能,应积极治疗。
卒中是一组以急性起病、局灶性或弥漫性脑功能缺失为共同特征的脑血管病,其中80%是缺血性卒中,15%为脑内出血,5%为蛛网膜下腔出血。循证医学曾证明,卒中(特别是缺血性卒中)治疗时间窗是很短暂的,仅为3个小时,从发病到有效治疗间隔时间越短,则预后越好,死亡率和致残率越低,卫生支出费用越少。随着对脑缺血半暗带认识的深入、再灌注治疗手段(药物溶栓和神经介入等)的进步和卒中神经影像学的发展,上述理念受到挑战。在此种情况下,从事卒中神经影像的工作者需要做些什么,又该如何做呢?
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第一,神经影像学用于卒中的诊断。卒中的临床确诊不仅根据病人的临床表现,更依赖于影像学的特征性表现来估计梗死区的大小,并预测脑缺血的预后。
第二,对于需要干预治疗(药物溶栓、神经介入)的病人,评判脑组织的不可逆性/可逆性区域,即“半暗带”,为卒中病人治疗手段的选择提供依据,并可用于评估治疗效果。
卒中神经影像学的生命力就在于能为临床治疗提供可靠、客观和个体化的影像资料。它的终极目标是:①早期预测治疗效果;②指导治疗手段的选择。
脑缺血半暗带——失配
Astrup等于1981年提出半暗带(弥散-灌注相减即为缺血半暗带)的概念,他将急性缺血的脑组织分成三个区域:即核心坏死区、环绕核心周边有缺血坏死危险的组织(即经典半暗带)以及其外周的低灌注区(图1,A)。20世纪90年代初期,反映脑细胞损伤病理状态的弥散加权成像(DWI)和反映血流动力学变化的灌注加权成像(PWI)开始应用于卒中的临床,并逐渐成为急性卒中的神经影像学的研究热点。早期的弥散-灌注成像研究给卒中临床诊疗带来一个有希望的理念:弥散-灌注失配证实了脑缺血半暗带的存在。未经治疗卒中病人的早期弥散异常面积随着时间窗的延长,扩大为早期灌注异常范围。多项研究显示,给予病人再灌注治疗(溶栓或神经介入)后,弥散异常的病变区扩大受限,即表明确实存在可挽救的区域。另一个重要的发现是,虽然随着时间窗的延长,弥散-灌注失配会随之减少,但这种有意义的失配可能在发病后24个小时或更长的时间内持续存在。
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随着半暗带理论和实践的发展,这种失配模式受到了挑战。最新的学说将脑缺血演变模式分为4个区,即中心梗死区、弥散异常区、灌注异常区和最外层良性血供减少区。基于这一学说,卒中神经影像学的半暗带模式已被更新为包括弥散-灌注失配的区域(减去良性血流减少区域,加上最初弥散异常的部分区域)(图1,B)。这个新模式重要的意义在于,即使超过3个小时的治疗时间窗,亦可根据MRI的影像学结果指导病人选择再灌注(溶栓和神经介入等)治疗;另外,对没有传统弥散-灌注失配的卒中病人可能仍可从血管再通的治疗中获益。
血管
脑血管造影(DSA)对脑血管解剖结构显示得全面而精细,仍是目前诊断颅内、外血管狭窄的金标准。但是由于血管造影术为有创性检查,可引起不适,甚至诱发卒中。计算机体层摄影血管成像(CTA)可在静脉持续注入造影剂后进行薄层扫描和三维重建,已被广泛用于评价Willis环,提供脑基底动脉狭窄或闭塞和侧支循环的准确信息。磁共振血管成像(MRA)可无创、多方向和多角度地评价血管状态。CTA / MRA在关注血管管腔狭窄或闭塞与否的同时,可结合多普勒超声,分析引起血管病变的根本病因,包括动脉粥样硬化斑块的大小、厚度、形态以及病理特征等。
, http://www.100md.com
灌 注
脑血管狭窄或闭塞后,缺血区毛细血管灌注压(CPP)降低,血流平均通过时间(MTT)延长,但脑血管会依靠自身调节机制代偿性扩张,使局部的脑血容量(CBV)增加,以维持正常的脑血流(CBF);当CPP持续下降,血管扩张达到极限,CBV不能继续增加时,CBF开始下降。因此MTT对缺血的敏感性最高,而CBF、CBV的特异性和准确性较高。用相对经济、省时和普及的动态对比CT/MR灌注成像测得的CBV、CBF、MTT和TTP等的参数图,能提供局部脑血流动力学的信息,有助于医师判断局部脑血流灌注的情况,评价缺血脑组织损伤的程度并估计预后。
脑实质
随着局部脑血流量的下降和缺血时间的延长,脑细胞的电活动和离子泵功能均出现障碍,细胞发生水肿、能量代谢衰竭并最终导致脑梗死。DWI对微环境内水分子的运动非常敏感,当缺血性卒中发展至细胞水肿阶段时,局部水分子弥散运动受限,DWI即显示高信号。DWI诊断超急性脑梗死的敏感性和特异性分别为88%~100%和95%~100%,是目前最敏感的检查方法。与常规DWI(层厚5 mm,层距1 mm)相比,薄层DWI(层厚3 mm,无层距)的病灶显示更醒目,对卒中的诊断更精确。
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半暗带
如前所述,缺血半暗带的发现和发展已成为现代缺血性卒中溶栓治疗的主要理论基础和靶点,也成为缺血性卒中超早期诊断的影像学研究热点。现有证据均表明,缺血区再灌注是治疗缺血性卒中最有效的方法。通过恢复对半暗带脑组织的血流供应,可降低最终的梗死灶体积,改善病人的临床转归。但再灌注治疗的评价标准是什么呢?
过去——“时间就是脑”
过去在非增强CT指导下,对临床症状出现<3 h的病人给予静脉基因重组型人组织纤溶酶原激活剂(rt-PA)溶栓治疗被证明是有效的。发病3h的时间窗界定了时间对病人治疗选择的重要性。然而,这种评价标准存在许多不足:①治疗时间窗短;②血管再通率仅约50%;③存在出现症状性颅内出血的危险;④在临床实践中仅有少数(1%~3%)病人能得到再灌注治疗。
现在和未来——积极就是脑
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越来越多的临床资料表明,根据MRI的结果选择再灌注治疗对发病病人是有效的。对发病3~6 h内的弥散-灌注失配病人进行回顾性分析表明,静脉注射rt-PA与以往相应对照组相比疗效更好。采用rt-PA治疗的失配病人总体上有更高的血管再通率、更小的梗死体积、更大的半暗带挽救体积和更好的临床转归。新型的纤溶酶原激活剂——去氨普酶的剂量相关研究,将弥散-灌注失配的病人作为研究对象,时间窗延长至3~9h,结果显示病人的临床转归和早期的再灌注率与用药剂量具有良好的相关性。上述资料表明,根据MRI弥散-灌注显像失配存在半暗带的病人,很有可能从积极的再灌注治疗中受益。
然而,卒中神经影像学面对的挑战不仅是要确定半暗带,还要随着半暗带模式的改进,要求人们采用更好的标准化图像处理和分析方法,更精确地对缺血核心区(这些组织已有不可逆损伤,即使血流恢复仍不可挽救)和良性血流减少区(这些组织的局部灌注中度减少但事实上不存在梗死危险)加以区分。许多研究小组已经开始尝试确定可能更好地区分这些区域的灌注或表观弥散系数的阈值。不久,新出现的技术,如磁共振波谱(MRS)和用MRI计算氧摄取指数和氧利用的脑组织代谢率参与这些预测图像处理模式的研究,将有助于提高这些模式的准确性。
, 百拇医药
新的失配概念——临床-弥散失配(CDM)
根据卒中的严重性与急性期PWI异常容积密切相关的假设,卒中严重性评分[美国国立卫生研究院神经功能障碍评分(NIHSS)]与DWI病变容积的失配,能用来预测梗死体积的扩大和病人对溶栓治疗的反应。NIHSS≥8结合DWI容积≤25 ml可定义为CDM。同时对急性左半球卒中病人口语及复述功能进行临床测试来评估PWI异常体积与弥散失配相关性研究,也均证实CDM能预测早期语言功能恢复的可能性。
基于缺血性卒中的病理生理学基础和新的溶栓治疗效果,新神经影像学技术使临床不再以严格的3 h时间窗来选择病例进行溶栓治疗成为可能。通过先进的神经影像技术分析后得到的缺血半暗带区图像指导溶栓治疗,可改善脑梗死病人的转归。功能性磁共振成像(fMRI)和弥散张量成像(DTI)可实现对脑的重要皮层功能区(运动、视觉和语言等)和皮层下白质纤维束(锥体束、视放射和语言环路等)进行活体、无创和个体化的成像,其可用来评价卒中病灶与脑皮质和白质功能区的相关性,预测病人的临床预后,同时对病人的康复治疗给予客观的评价和指导。
随着21世纪医学科学技术的发展,将为卒中病人临床转归改善带来新的希望。, 百拇医药