脑侧支循环的评估.ppt

1 1脑侧支循环的评估侧支循环的定义侧支循环的定义脑侧支循环是指当大脑的供血动脉严重狭窄或闭塞时，血流通过其他血管（侧支或新形成的血管吻合）到达缺血区，从而使缺血组织得到不同程度的灌注代偿Liebeskind DS. Collateral circulation. Stroke. 2003. 34(9): 2279-84.延长血管内治疗的时间窗Ribo￿et￿al.,￿2011￿预测血管内治疗的疗效Bang￿et￿al.,￿2011￿降低血管内治疗出血转化的风险Bang￿et￿al.,￿2011￿动脉溶栓出血转化的预测因素Christoforidis￿et￿al.,￿2009￿预测卒中患者临床和影像学结局Menon￿et￿al.,￿2011￿改变颅内动脉狭窄患者的卒中风险David￿S.￿et￿al.,￿2011￿…….(期待进一步研究)侧支循环的临床意义侧支循环的临床意义Stroke 42:693-699, 2011. Stroke 42:2235- 2239, 2011. AJNR Am J Neuroradiol 30:165-170, 2009. AJNR Am J Neuroradiol 32:1640-1645, 2011. Stroke 42:3465-3469, 2011. ANN NEUROL 2011;69:963–974 脑侧支循环的解剖脑侧支循环的解剖脑侧支循环一级侧支Willis环二级侧支颅外－颅内软脑膜血管(LMCs)MCA-ACA￿MCA-PCAACA-PCA三级￿侧支￿￿新生￿血管￿静脉侧支一级侧支的评估一级侧支的评估脑侧支循环一级侧支Willis环二级侧支颅外－颅内软脑膜血管(LMCs)MCA-ACA￿MCA-PCAACA-PCA三级￿侧支￿￿新生￿血管￿静脉侧支一级侧支一级侧支WillisWillis环环引自N￿Engl￿J￿Med￿1994;￿330:￿1566￿Stroke 1999, 30:2671-2678图9-2￿Willis环前循环部分的解剖变异￿￿￿a-f￿为完整,￿￿g-j￿为不完整a：单一前交通动脉b：多个前交通动脉c：前交通动脉上发出支配胼胝体的中间动脉d：大脑前动脉近端融合e：大脑前动脉近端融合形成共干，远端分出两个分支f：大脑中动脉由颈内动脉发出时分为两干。

g：前交通动脉发育不良或缺失h：一侧大脑前动脉A1段发育不良或却如，对侧大脑前动脉远端分为两支A2段J：前交通动脉发育不良或却如，大脑中动脉双干￿Stroke 1999, 30:2671-2678图9-3￿Willis环后循环部分解剖变异￿a-c￿为完整,￿其余为不完整；a：双侧后交通动脉开放；b：如箭头所示：PCA直接起源于ICA，这种类型被称为单侧胚胎型大脑后动脉（FTP），对侧后交通动脉存在；c：双侧FTP，双侧PCA￿P1段存在；d：单侧后交通开放；e：双侧后交通动脉缺如或发育不良；f：单侧FTP伴P1段发育不良或缺如；g：单侧FTP伴对侧后交通动脉发育不良或缺如；h：单侧FTP伴P1段和后交通动脉缺如发育不良；i：双侧FTP伴双侧P1段缺如发育不良；j,￿双侧FTP伴单侧P1段缺如发育不良.WillisWillis环的评估方法环的评估方法•DSA•CTA•MRA•TCD／TCCD￿右侧颈内动脉闭塞，前交通动脉开放前交通动脉前交通动脉DSADSA后交通动脉后交通动脉后交通动脉后交通动脉后交通动脉开放DSADSACTACTA较高的准确性：敏感性和特异性均大于90%描述发育不良的结构时存在一定局限性：敏感性52.6%，特异性98.2%Acta Radiol 2011; 52: 889–93.病例A￿65岁男性，病例B为65岁男女性，两者均为急性LMCA缺血性卒中，严重程度相同（NIHSS评分相同）从左向右图像依次为wllis环的CTA图、溶栓前头CT、溶栓后头CT￿如剪头所示：病例B后交通动脉缺如，溶栓后24小时头CT可见较大的梗死灶CTA所示willis环变异情况：A－D为前循环变异，E－H为后循环变异(A)正常前循环；(B)￿两个前交通动脉；￿(C)￿A1￿发育不良；(D)￿A1￿缺如；(E)￿正常成人型后循环；￿(F)￿过渡型后循环;￿(G)￿胚胎型后循环；￿(H)￿一种新的类型MRA:￿MRA:￿原始图像、原始图像、MIPMIP图图MRAMRA评估评估AcoAPcoA作者病例数敏感性，％特异性，％敏感性，％特异性，％Patrux￿et￿al548910081100Stock￿et￿al6267737593MRA与DSA比较评估willis环的准确性Patrux B, et al. Neuroradiology 1994;36:193–197Stock KW, et al. AJNR Am J Neuroradiol 1996; 17: 1495–1499定量定量磁共振血管成像磁共振血管成像技术技术Quantitative￿magnetic￿resonance￿angiography￿(QMRA)无创优化血管分析（noninvasive￿optimal￿vessel￿analysis，NOVA）显示基底动脉小脑前下动脉以上血流反向及明显的流速下降(22￿mL/min)；双侧椎动脉血流速度下降且反向(LVA,￿15￿mL/min;￿RVA,￿16￿mL/min)；RPCoA血流速度增快￿(54￿mL/min)，提示向后循环有代偿。

J Neuroimaging. 2009 Jan;19(1):27-30. Phase-contrast￿MRAPhase-contrast￿MRA相位对比磁共振血管成像相位对比磁共振血管成像右侧颈内动脉闭塞，右侧后交通动脉开放（后向前供血）N Engl J Med 1994; 330:1565-1570正常情况下AcoA无血流AcoA开放TCDTCD评估评估AcoA￿开放诊断标准如下：1.￿同侧ACA￿反向，血流方向同MCA，频谱低平圆钝；2.￿对侧ACA￿血流速度代偿性增高，频谱相对正常；3.￿压对侧CCA￿后狭窄同侧MCA￿和反向ACA￿血流速度下降AcoA￿开放前提：AcoA￿存在；双侧ACA￿完整如果AcoA￿和/或某一侧ACA￿发育不良或缺如，一侧或双侧ACA￿严重狭窄或闭塞都会影响AcoA￿侧支供血病例分析：双侧MCA￿血流速度正常范围，但右侧（Vs=60cm/s）较左侧（Vs=125cm/s）低，频谱圆钝（右侧PI=0.55，左侧PI=1.11）提示RICA￿或RCCA￿存在严重狭窄或闭塞，但侧支循环开放良好经狭窄同侧颞窗（右颞窗）在深度70～90mm￿范围内检测到一血流方向朝向探头之血流信号。

它们分别是：反向RACA（深度70mm），开放的AcoA（深度82mm）和代偿增快的LACA（深度90mm），提示AcoA￿开放，LICA￿血流经AcoA￿供应RMCAPcoA￿开放诊断标准：1）￿PCA-P1￿段血流速度增快，方向朝向探头，频谱相对正常；2）￿PCOA￿开放，方向朝向探头，血流速度和频谱与PCA-P1￿段相似；3）￿BA￿血流速度增快，频谱相对正常；4）￿双侧VA￿血流速度增快，频谱相对正常PCOA￿开放前提：PCOA￿存在；PCA-P1￿段正常如果PcoA￿和/或PCA￿发育不良或缺如，或同侧PCA￿严重狭窄或闭塞都会影响PcoA￿侧支供血RMCA￿血流速度减慢，频谱低平圆钝，提示RICA￿或RCCA￿严重狭窄或闭塞；RSCA￿血流速度正常范围（Vs=75￿cm/s），搏动指数正常范围（PI=0.61），但较左侧降低（LSCA￿的Vs=125cm/s，PI=0.81），提示RICAex￿严重狭窄或闭塞RPCA-P1￿段或PcoA￿血流速度增快（Vs=120cm/s），提示PcoA￿开放AJNR￿Am￿J￿Neuroradiol￿24:456–462,P1A1RightM1FIG￿2.￿经左侧颞窗探测的TCCD￿willis环声波图FIG￿3.￿多普勒波谱A：频谱图显示压迫同侧颈动脉后大脑前动脉反向，提示AcoA存在；B：频谱图显示压迫同侧颈动脉后大脑后动脉P1段流速增加至少20%，提示PcoA存在；TCDTCD评估评估•评估是否存在前交通动脉–TCD的敏感性为95%，特异性为100%。

•评估通过基底动脉的侧支循环时–TCD敏感性为87%，特异性为95%Müller M, et al. AJNR Am J Neuroradiol 1995; 16: 195–202.二级、三级侧支的评价二级、三级侧支的评价脑侧枝循支一级侧支Willis环二级侧支颅外－颅内软脑膜血管(LMCs)MCA-ACA￿MCA-PCAACA-PCA三级侧支￿￿新生￿血管￿静脉侧支摘自：Stroke￿2003,￿34:2279-2284.二级侧支1.颅外－颅内吻合A：面动脉－眼动脉B：上颌动脉－眼动脉C：脑膜中动脉－眼动脉D：脑膜中动脉－硬脑膜小动脉吻合E：枕动脉－硬脑膜小动脉吻合（乳突孔）F：枕动脉－硬脑膜小动脉吻合（顶孔）二级侧支2.￿颅内动脉吻合（软脑膜动脉）B：ACA－MCAC：MCA－PCAD：PCA－小脑上动脉（顶盖丛）E：小脑动脉远端吻合二级、三级侧支的评估方法二级、三级侧支的评估方法•结构评估：TCD、CTA、MRA、DSA–其他：MR￿FLAIR、MR￿SWI序列等•功能评估：TCD血流储备功能测定、氙增强CT、单光子发射CT、正电子成像术、CT灌注和MR灌注右侧ICA闭塞，ACA－MCA软膜侧支代偿软膜动脉吻合软膜动脉吻合DSADSAPCA－MCA软膜侧支形成软膜动脉吻合软膜动脉吻合DSADSA右侧MCA闭塞，ACA－MCA软膜侧支代偿DSADSA左侧ICA闭塞，ECA－ICA侧支代偿形成颅内外动脉吻合颅内外动脉吻合颅内外动脉吻合颅内外动脉吻合DSADSA三级侧支代偿头皮血管与颅内血头皮血管与颅内血管新生血管吻合管新生血管吻合DSADSA基于CT的评估方法McVerry F, Liebeskind DS, Muir KW. McVerry F, Liebeskind DS, Muir KW. American Journal of Neuroradiology. American Journal of Neuroradiology. 2012;33(3):5762012;33(3):576––582. 582. CTA对二级侧支的评价•CTA－SI：CTA原始图像•CTA－MPR：多平面重建•CTA－MIP：最大密度投影•MP－CTA：多时项CTA男性，52岁，RICA闭塞CTA－SICTA￿MIP图A：51岁，男性，初始NIHSS评分12分，发病后6个月随访mRS为1分；（侧支较好）图B：47岁，女性，初始NIHSS评分13分，6个月随访mRS为6分；（侧支较差）男，56岁，右侧颈内动脉末端闭塞MPRMPR：多平面重建：多平面重建多时项多时项CTACTA多时项多时项CTACTASmit EJ, et al. Stroke. 2013;44:2194-9右侧MCA闭塞，较好的临床结局￿(mRS=2)多时项CTA多时项CTA可显著提高侧支循环的评估等级MRAMRA二级侧支的评价二级侧支的评价•3D￿TOF￿MRA￿（MRA￿MIP图）•其他：MR￿FLAIR、MR￿T2*序列等3D￿TOF￿MRA速度编码在图像采集时允许在三个垂直平面上进行血流敏感成像，由于受到解剖分辨率的限制，只能用于Willis环近端血管的评价。

3D￿TOF￿MRA3D￿TOF￿MRAFLAIR￿hyperintensities￿FLAIR￿hyperintensities￿f flairlair像高信号像高信号AJNR Am J Neuroradiol. 2009 Mar;30(3):564-8MR￿T2MR￿T2* *序列序列Neurology. 2005 Aug 23;65(4):652-3.Transl￿Stroke￿Res.￿2011￿Mar;2(1):112-27激光散斑成像显示新生血管的形成侧支的功能评估侧支的功能评估•CT灌注•多时项CTP•MR灌注•MR￿ASL•(FADS)动态因素分析•氙CT•发射型计算机断层成像术（Emission￿Computed￿Tomography，ECT）•单光子发射计算机断层成像术（SPECT）•正电子发射断层成像术（PET）•TCD血流储备功能测定CTCT灌注成像参数灌注成像参数•脑血流量（cerebral￿blood￿flow，CBF）•脑血容量（cerebral￿blood￿volume，CBV）–代表ROI内的毛细血管和大血管的血管床容积，反应局部血管的扩张情况；–另外还可能与侧支循环的代偿程度有关。

•平均通过时间（mean￿transit￿time，MTT）•峰值时间（time￿to￿peak，TTP）–是指从开始注射对比剂到浓度达到峰值的时间，反应血液到达ROI的通路，TTP延长越明显，表明脑血流动力学损伤越严重，显著延长的TTP值代表侧支血管内血流缓慢CTPCTP脑缺血分期脑缺血分期I期：脑血流动力学发生异常变化期，机体可以通过小动脉和毛细血管平滑肌的代偿性扩张或收缩来维持脑血流相对动态稳定I1期:￿脑灌注区血流速度减慢，但脑局部微血管尚无代偿性扩张故灌注成像表现为TTP￿延长，MTT、rCBF￿和rCBV￿正常I2期：脑局部微血管代偿性扩张，rCBV￿正常或升高，rCBF￿正常或轻度下降，TTP￿和MTT￿延长II期：脑循环储备力失代偿，CBF￿达电衰竭阈值以下，神经元的功能出现异常，机体通过脑代谢储备力来维持神经元代谢的稳定II1期：CBF￿下降，缺血造成局部星形细胞足板肿胀，压迫局部微血管灌注成像见TTP、MTT￿延长，以及rCBF￿下降，rCBV基本正常或轻度下降（循环失代偿）II2期：星形细胞足板明显肿胀并造成脑局部微血管受压变窄或闭塞灌注成像见TTP、MTT延长，rCBF￿和rCBV￿下降图：梗死前期各期CTP表现三项三项CTCT灌注灌注成像成像灌注造影图像灌注造影图像DSA图像￿￿RICA斜轴投影显示血流变化Ann Neurol 2009; 66: 574–590PWIPWI（磁共振灌注成像）（磁共振灌注成像）对侧支循环的评估方法同CTP局限性：BBB完整时，对比剂局限于血管内，较准确；若BBB破坏，导致增强的T1弛豫效应，引起信号升高，低估实际rCBV，存在不足。

A A动脉血质子自旋标记灌注动脉血质子自旋标记灌注成像成像pPulsed ASL (PASL) 脉冲式脉冲式pContinuous ASL (CASL) 连续式连续式pPseudo-continuous ASL (PCASL) 假连续式假连续式SNRACCURACYSARPASL+++++CASL+++++++PCASL++++++++71岁，女性，既往右肢无力病史，同期MRA提示LMCA闭塞，NIHSS￿17分(A)ADC￿,￿(B)DSC-TTP,(C)DSC-Tmax￿>6￿sec(D)ASL-CBFStroke. 2013;44:3090-3096Territorial￿ASL￿(TASL)Territorial￿ASL￿(TASL)• •Factor￿analysis￿of￿dynamic￿studies￿(Factor￿analysis￿of￿dynamic￿studies￿(FADS)FADS)• •动态动态因素分析因素分析J Clin Neurol 2010;6:41-45氙氙CTCT定量CBF值（与金标准的核医学放射性微球技术间的相关系数0.92）Xe－CT的工作原理：在一定时间内脑组织所摄取的气体量为动脉血带入脑的量与随静脉血从组织中流出量之间的差值。

患者在进行普通CT时通过面罩吸入氙气和氧气的混合气体，通过计算机进行参数图像的计算，得到脑血流图像，选择感兴趣的层面和区域，可得到该区域的绝对血流量值优点：–高分辨率–可重复测量–操作简便–成本低•缺点：–易受骨组织伪影的影响，不能较好的显示后循环的局部脑血流量；–需要患者很好的配合；–部分患者吸入氙气会出现呼吸暂停、头痛、恶心及呕吐、癫痫等副作用PETPET•正电子发射计算机体层丘脑扫描平面PET￿CT￿选择的ROI、PET、CT示意图SPECTSPECT•单光子发射计算机体层•是把能够衰变释放出纯粹γ光子的放射性核素或标记的化合物注入或吸入体内，通过显像仪准直器的探头对准所要显像的不为或脏器，检测被检部位或脏器内的γ光子，再通过光电倍增管将电脉冲放大转化成信号，送计算机连续采集信息，进行图像处理和重构，最后得到需成像脏器冠状位、矢状及横断三个方位的体层图•目前用于脑血流灌注体层显像的标记药物主要为99mTc-HMPAO（六甲基丙二腭）、￿99mTc-ECD（双半胱乙酯）TCDTCD血流储备功能测定血流储备功能测定•理论基础：血管直径恒定时，流速的变化与通过血管的血流量呈正相关；•常用的测量方法：–CO2￿吸入试验和呼吸抑制试验–乙酰唑胺试验–血压/体位试验正常呼吸深呼吸（低CO2），小动脉痉挛憋气（高CO2），小动脉扩张不同呼吸状态下不同呼吸状态下TCDTCD频谱改变频谱改变TCDTCD血流储备测定参数血流储备测定参数•CO2￿吸入试验–VMR（血管反应性）＝V高碳酸血症期－V正常￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿V×ΔPCO2（ΔPCO2是指呼吸末PCO2￿较试验初始变化值，单位可以是KPa或mmHg）–正常值：对于5％CO2￿，正常值为吸入后稳定血流速度增加大于23％或大于2％/mmHgPCO2。

–VMR￿耗竭阈值：对于5％CO2而言，血流速度稳定后MCA￿血流速度升高小于10％（也有人用5％，特异度可以提高）；在低CO2血症中，当动脉血中PCO2变化等于1％时，MCA￿血流速度下降少于10％，这时说明VMR￿耗竭(两面法)对于8％的高浓度CO2吸入，可以直接以血流速度是否升高20％为线，低于20％则认为VMR￿耗竭TCDTCD血流储备测定参数血流储备测定参数•呼吸抑制试验：被测试人屏住呼吸30￿秒钟，然后紧接着连续测量4￿秒钟的脑血流速度，•计算呼吸抑制指数：BHI＝脑血流平均速度升高值／呼吸抑制时间–评价指标可以采用BHI>=0.69￿为正常，否则为异常TCDTCD血流储备测定参数血流储备测定参数•乙酰唑胺试验：静脉注射／口服1000mg￿乙酰唑胺，此后动态观察各项参数的变化幅度和速度30￿分钟一般情况下，在10－20￿分钟时参数变化达到最高峰•脑血管反应性储备CRC（cerebrovascular￿reactivity￿capacity）＝（V￿注射后最大值－V￿注射前）／V￿正常–文献中乙酰唑胺扩张血管的CRC￿从24％到64％不等，与试验方法相关，多数试验在30－50％之间，低于25%为异常TCDTCD血流储备测定参数血流储备测定参数•血压/体位试验•评估参数：–脑血管阻力（cerebral￿resistance，CR）＝平均动脉压（mmHg）／平均血流速度（HZ）–脑血管自主调节速率（rate￿of￿cerebral￿autoregulation）＝CR￿变化值／血压正常所用的时间（秒）￿•该参数可以用来衡量脑血管在血压波动时随时间的自动调节的灵敏性–回复速率（rate￿of￿recovery）＝CR￿变化百分率／平均动脉压变化百分率•该参数可以用来衡量脑血管在血压波动时随血压变化的自动调节的灵敏性侧支循环的分级系统侧支循环的分级系统•基于DSA–美国介入和治疗神经放射学学会/介入放射学学会侧支循环评估系统(American￿Society￿of￿Interventional￿and￿Therapeutic￿Neuroradiology/Society￿of￿Interventional￿Radiology￿(ASITN/SIR)￿Collateral￿Flow￿Grading￿System)￿•基于CTA–软脑膜侧支评分，即rLMC￿(regional￿leptomeningeal￿score)￿ASITN/SIRASITN/SIR侧支血流分级侧支血流分级4级：通过逆行灌注血流快速而完全的灌注到整个缺血区域￿0级：没有侧支血流到缺血区域1级：缓慢的侧支血流到缺血周边区域，伴持续的灌注缺陷。

2级：快速的侧支血流到缺血周边区域，伴持续的灌注缺陷，仅有部分到缺血区域3级：静脉晚期可见缓慢但是完全的血流到缺血区域基于基于CTA￿MIPCTA￿MIP图像的分级系统（图像的分级系统（rLMC￿scorerLMC￿score））￿ ￿侧支循环的研究展望侧支循环的研究展望•建立标准化的／定量的评估方法•临床意义的评估•形成时机及影响因素•促进侧支形成的分子生物学标记物•侧支形成的机制Thank￿You￿!￿Thank￿You￿!￿。