脑小血管病影像学研究进展

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查看850 | 回复0 | 2018-4-12 19:41:12 | 显示全部楼层 |阅读模式

作者:王艺静,孙艳秋,青海省人民医院

       脑小血管病(CSVD)是由颅内脑小血管病变引起病理、临床、影像出现一系列改变的基本,与认知能力下降有着非常紧密的关系。2008年提出“小卒中,大麻烦”这一主题后,CSVD的危害得到了进一步认识。随着CSVD发病率逐年升高,人们对CSVD的研究逐渐深入,无论是其发病机制、病因、并发症还是诊治方面都不断获得新的研究进展。

       2012年,全球神经影像研究专家组发布共识指南,确立了代表CSVD6种关键性损伤的神经影像标志的术语及其定义,包括近期皮质下小梗死、假定血管源性的腔隙灶、假定血管源性的白质高信号、血管周围间隙、脑微出血和脑萎缩。该指南的发布在很大程度上促进了CSVD的影像学分析、诊断以及科学报告的标准化。本文将以共识指南为基础,结合近年CSVD的研究进展进行综合概述,以期加深对CSVD的认识,提高影像诊断的准确率,为临床提供更精准的影像信息。

1.脑小血管的定义

       脑小血管由脑小动脉、微动脉、毛细血管和小静脉构成,也是脑组织供血的基本单位。但通常指由脑底部大动脉供血的深穿支动脉和起源于脑表面软脑膜动脉并与之垂直的皮质动脉和髓质动脉,直径常在40~200μm。然而实际影像工作中很难以此作为界定标准,因此指南决定使用小动脉来指代在CSVD中受累的小穿支动脉和小动脉。

2.病因及危险因素

       CSVD的常见病因有脂质透明样变性、小动脉硬化、动脉粥样硬化,以及脑淀粉样血管病、血管炎等。除高血压、高血脂、高血糖等脑血管病的经典危险因素之外,叶酸、维生素B6、维生素B12、同型半胱氨酸是目前研究证实的小血管病发病的高危因素。研究发现,血浆同型半胱氨酸水平与VitB6、VitB12及叶酸水平呈负相关。一些非传统危险因素亦是参与CSVD发生的危险因素,如以超敏C反应蛋白为代表的高水平炎性因子、白细胞介素和肿瘤坏死因子等前炎性因子、肾功能新指标——胱抑素C。

       研究认为,无论有无卒中的发生,心房纤颤都是CSVD的重要发病原因之一。其机制如下:微(小)栓子脱落形成血栓进入脑循环引起CSVD;心房纤颤导致心排量减少和心率改变,心排量减少与认知功能障碍存在一定关系;心房纤颤是促炎反应和血栓前状态的危险因素。总地来说,血管内皮功能障碍、血脑屏障受损、缺血、低灌注损伤及遗传因素都被认为是与CSVD发病密切相关的非独立发病机制。

3.CSVD的神经影像学表现及进展

       MRI对于CSVD的研究有重要意义,但临床常用的1.5T、3.0T的MRI存在其局限性,常规MRI上可见CSVD主要有5种类型,包括腔隙性脑梗死、脑白质疏松、脑微出血、血管周围间隙(PVS)扩大和脑萎缩。常规MRI对病变的穿支动脉病变难以显示,而7T的MRI具有更高的成像分辨率,能够提供低场强MRI无法提供的细微结构信息及脑实质病变,不仅能更快速成像,而且能更清晰地显示腔隙性脑梗死、PVS扩大,对脑微出血和铁沉积更为敏感。

       脑微小梗死正是在7T场强MRI应用之后引出的新概念,目前被认为是脑萎缩和认知功能下降的独立危险因素。CSVD6种关键性损伤的神经影像标志包括:近期皮质下小梗死、假定血管源性的腔隙灶、假定血管源性的白质高信号、PVS、脑微出血和脑萎缩。

3.1近期皮质下小梗死

       近期皮质下小梗死指脑内1条穿支动脉供血区的近期梗死,同时有与近期脑损伤一致的影像和临床表现,多发生在半卵圆中心、放射冠、基底节区、脑干等部位,其轴向最大直径一般不超过20mm,但在冠状面上的直径可能不止20mm。MRI上呈长T1、长T2信号,FLAIR序列呈高信号,DWI为高信号。有研究表明有28%~94%的近期皮质下小梗死可演变为腔隙灶,其余的演变为非腔隙灶。

       影像学上表现为近期皮质下小梗死的患者,有相当部分存在有相关大动脉的病变,而对于皮质下小梗死的病因,是由大动脉病变所致还是小动脉玻璃样变性或脂质透明样变性所致也是神经影像研究的热点。研究证实大动脉粥样硬化性皮质下小梗死多表现为半卵圆中心的多发梗死,而小动脉闭塞性皮质下小梗死则多为单发性梗死,且易伴随严重的脑白质病变和无症状梗死。不同病因的近期皮质下小梗死患者在临床特征、危险因素及功能预后等方面的差异值得深入研究。

3.2假定血管源性的腔隙灶

       大多数腔隙性脑梗死由皮质下小梗死引起,部分由深部脑少量出血所致。指南提出“假定血管源性的腔隙灶”,将假定血管因素的腔隙病变与其他小腔隙灶进行鉴别。假定血管源性的腔隙灶是直径3~5mm圆形或卵圆形脑脊液样信号的腔,并与前期近期皮质下小梗死或出血相一致。在FLAIR序列图像上,其周围围绕一圈高信号。但并非所有的腔隙灶都会出现高信号,某些情况下,FLAIR序列上,中央脑脊液样信号不一定完全受到抑制,病变可表现出完全的高信号。诊断时应注意鉴别假定血管源性的腔隙灶和PVS,研究发现直径<3mm的病变是PVS的可能性较大。

       假定血管源性的腔隙灶最大直径不超过15mm,不同于近期皮质下小梗死的20mm界定值。然而这个界定值的客观证据支持尚不足,还需要进一步研究证实。

3.3假定血管源性的白质高信号

       描述白质高信号的术语有许多,如脑白质疏松、白质病变、白质高信号和白质脑病。脑白质疏松的MRI定义为:在T2和FLAIR序列上均表现为高信号,在T1上常不易发现或为轻度低信号,主要分布在脑室周围、双侧大脑半球深部白质、基底节、脑桥,偶见于小脑、脑干等白质区。脑白质疏松与痴呆的发生关系密切,研究发现脑白质疏松可通过皮质的缺血损伤加速痴呆的发生,还可直接加剧阿尔茨海默病的病理改变。“假定血管源性的白质高信号”的提出,排除了由其他非血管源性疾病所致的白质病变,如多发性硬化、白质营养不良等。

       影像学特征是T2加权上呈点状、斑片状或融合性的高信号,T1加权上呈等信号或低信号,其信号取决于影像序列参数及病变程度。一般情况皮质下灰质改变及脑干病变不属于白质高信号。有学者指出假定血管源性的白质高信号具有较高的遗传率,使之有可能成为临床研究的中间标志物,用于筛选卒中或痴呆的新的危险因素,这还需要利用国内外丰富的临床病例资源和飞速发展的影像技术研究其发病机制,并与临床危险因素相结合。

3.4PVS扩大

       PVS存在于脑的穿通动脉外膜和实质的间隙的淋巴回流通道,是疾病播散或肿瘤转移的一个途径,可随年龄或特定原因扩张。研究认为PVS与脑萎缩有一定相关性,PVS扩大常见于痴呆与大面积脑白质疏松和腔隙性脑梗死并存的患者,发生率与年龄增长呈正相关。指南将对于PVS的定义是穿过灰质或白质,且与血管走向一致的间隙,在与血管垂直的层面上常为直径<3mm圆形或卵圆形的脑脊液信号;在基底节下部较为明显,小脑中少见。

       影像上PVS扩大应当符合:(1)病灶在T2WI上与脑脊液信号强度一致(较大PVS扩大在FLAIR序列为低信号,病灶周边不会有高信号环);           (2)病灶为圆形、卵圆形或线性,边缘光滑,最大直径<3mm,并位于穿支动脉分布区;(3)DWI序列无弥散受限。高分辨率MRI上,在血管周围间隙中心偶可见到一根中央血管,以此可与腔隙灶相鉴别。

       此外,PVS与假定血管源性的腔隙灶鉴别时,PVS的直径一般不超过3mm,且在T2加权和FLAIR序列上一般不表现出围绕着脑脊液样信号间隙的高信号圈,当间隙跨越了白质高信号区时例外。PVS的大小和数目与脑白质病变的范围相关,有研究发现扩大的PVS数目与认知功能,尤其是非文字想象和视空间能力的下降有关。PVS扩大提示血管内蛋白质等物质的渗出,对于血管间隙成分的研究可能对了解脑小血管损害的病理过程有帮助。

3.5脑微出血

        脑微出血常位于皮质-皮质交界处、大脑半球的深部灰质和白质以及脑干、小脑,在顺磁敏感的序列如T2加权梯度回波或磁敏感加权(SWI)序列上表现为小的低信号病变。目前尚不明确脑微出血与认知障碍的关系,但相对于认知功能正常者,脑微出血更多地出现在血管性认知功能障碍、AD以及血管性痴呆患者中。指南中将脑微出血定义为T2序列上直径2~5mm(有时可达10mm)散在的圆形或卵圆形同质低信号,对磁化效应敏感;但在CT、FLAIR和T1序列上不显示。1.5T的MRI上所见<2mm的低信号可能仅仅是有一个体素信号的缺失,不排除伪影的可能,因此需要视为可疑。此外,还可用SWI序列来评估脑微出血。

       尽管脑微出血在SWI序列上同样表现为低信号,但比其他序列有更高的敏感性和特异性。研究显示SWI检出的脑微出血仅约1/3在梯度回波序列上有阳性表现。脑微出血应当与自发性颅内少量出血相鉴别,后者一般范围较大,有不规则囊腔,且在T1、T2、FLAIR序列上均可显示。一些新的量化评估方法也许能提高对脑微出血的评估,如定量的敏感图,尚需加大影像技术支持。

3.6脑萎缩

       脑萎缩可以是广泛(弥漫)性或局灶性的、对称或非对称性的,具有组织选择性(如白质)。弥漫性脑萎缩包括脑皮质型(脑沟、脑池扩大为主),脑白质型(脑室扩大为主)和混合型(脑灰白质均受累)。尽管脑萎缩随着衰老进程发生,但程度存在个体差异。脑萎缩患者常出现时间及定向能力下降、言语障碍、判断力及思考能力下降。其病理改变包括神经元缺失、皮质变薄、皮质下血管病、小动脉硬化、静脉胶原病以及继发性神经退行性病变等。

       脑白质病变常与脑萎缩同时出现,脑白质病变与弥漫性脑萎缩相关,但与局限性脑萎缩的关系尚无统一定论。脑萎缩与CSVD严重程度有一定相关性,指南将脑萎缩定义为与特定局灶性损伤如脑外伤或梗死无关的脑容积减少。研究认为脑白质病变关系到弥漫性、皮层型或皮层下型脑萎缩,而腔隙性脑梗死只关系到弥漫性和皮层下型脑萎缩。影像诊断工作中应将弥漫性病变导致的局灶性或全面性脑萎缩与皮质梗死导致的脑组织减少相鉴别。

       谈及脑萎缩时,应明确所测量的具体脑容积和具体的萎缩区域,如全面性、胼胝体萎缩、中央性萎缩(脑室扩大和底节萎缩)、中脑萎缩、海马萎缩以及与皮质下梗死区域相连的局部皮质变薄。除了主观判断,利用计算机完成脑萎缩相关组织的分割以及容积的计算是辅助诊断脑萎缩的方式,也是近年来的研究热点。

4.展望

       对CSVD的研究已成为一个热点,CSVD的发病机制、病因、并发症、诊断及治疗方面的研究不断取得新成果,而影像医学的飞速发展使得影像检查成为了CSVD诊断中不可或缺的部分,不仅在CSVD的诊断中起到了很大的指导作用,也对CSVD在神经退行性改变中的作用及CSVD的发病机制提供了临床依据。随着新的MRI分析技术的发展及标准化工作的推进,除了超高场强(>3.0T)MRI的小动脉成像,反映详细结构连接的DTI、白质髓鞘的磁传递评估等技术都是日后CSVD的研究方向,或许今后可以联合应用多模式的MRI、正电子发射计算机断层摄影术等手段进一步深化对CSVD的研究。

       来源:王艺静,孙艳秋.脑小血管病影像学研究进展[J/OL].分子影像学杂志,2017(04):1-4


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