症状性颈内动脉闭塞(internalcarotidarteryocclusion,ICAO)是颈动脉狭窄或闭塞性疾病的一种特殊类型,该疾病导致的缺血性卒中年复发率为5.3%~10.0%。ICAO患者86%的缺血性事件归因于闭塞侧病变。 慢性ICAO通常是在颈动脉分叉部位发生的进行性动脉粥样硬化基础上形成。颈内动脉(ICA)进行性狭窄导致的ICA灌注区的血流减少通常可以被颅外-颅内或颅内侧支循环代
症状性颈内动脉闭塞(internalcarotidarteryocclusion,ICAO)是颈动脉狭窄或闭塞性疾病的一种特殊类型,该疾病导致的缺血性卒中年复发率为5.3%~10.0%。ICAO患者86%的缺血性事件归因于闭塞侧病变。
慢性ICAO通常是在颈动脉分叉部位发生的进行性动脉粥样硬化基础上形成。颈内动脉(ICA)进行性狭窄导致的ICA灌注区的血流减少通常可以被颅外-颅内或颅内侧支循环代偿,因此尽管部分患者存在重度或者极重度ICA狭窄,但仍可能不表现出相应临床症状。但当斑块发生出血性改变、狭窄程度迅速加重时,或合并侧支动脉粥样硬化导致供血不足,患者的脑血流储备下降,缺血风险相应增加。
目前常规检查手段主要是针对责任血管的形态学评价。新的影像技术高分辨率MR管壁成像以及侧支循环和灌注成像的发展为责任血管的形态学、脑血流动力学和脑血流储备的评估提供了更详细的信息,为慢性ICAO的病理生理学和卒中风险预测及个体化诊疗提供证据。
1.慢性ICAO的侧支代偿
1.1慢性ICAO侧支代偿的病理生理学
不同于急性ICAO,随着闭塞时间的延长,大部分慢性ICAO患者在脑组织缺血缺氧环境的诱导下,可逐渐建立起脑血管侧支代偿并恢复脑组织对血流量和氧代谢的需求。脑血管的侧支代偿形式复杂,通常可分为一级侧支代偿(Willis环)、二级侧支代偿(以眼动脉和软脑膜支为主)。
在疾病的不同时期,所建立的侧支代偿类型也有所区别。在ICAO急性期,良好的Willis环可以迅速实现对缺血区的灌注,弥补责任血管供血区的灌注不足;随着闭塞时程的延长,二级侧支代偿逐渐形成,脑血流储备和血流动力学的异常得到一定程度的改善。研究显示脑血管侧支代偿与ICAO患者的临床症状缓解和卒中复发风险之间存在明显相关性,缺乏充分有效侧支代偿的ICAO患者亚群的卒中复发风险明显高于总体水平。
1.2慢性ICAO侧支循环的评价手段
针对侧支循环的评价通常包括经颅多普勒超声(TCD)、CT血管成像(CTA)、MR血管成像和DSA,其中DSA是评价脑血管侧支循环的“金标准”。TCD作为一种简便无创的脑血流检查方式,可以高效判断脑血管慢性闭塞后脑血流和侧支代偿的情况。李响等对大脑中动脉(MCA)慢性闭塞患者的大脑前动脉血流进行观察,发现大脑前动脉流速升高提示软脑膜吻合动脉存在(经DSA证实),并可导致同侧颅外段ICA流速明显下降而阻力升高。
另外,当MCA慢性闭塞患者大脑前动脉软脑膜支缺失时,往往中小面积脑梗死较多(45%,27例),且脑梗死发生率相较软脑膜支存在者(4.1%,2例)更高(21.7%,13例),TCD检测的患侧MCA血流速度与脑梗死面积成负相关(r=-0.736,P<0.01)。另一方面,TCD还可用于监测颈动脉复合再通术中的血流灌注(同侧MCA流速)和栓子,评价血流保护装置的应用,保障手术的安全性。
周瑛华等则通过对颈动脉超声和TCD与慢性ICAO复合手术再通的成功率相关性分析发现,闭塞管腔内均质回声、眼动脉血流方向逆转是闭塞血管再通成功的独立影响因素(OR=0.069,95%CI:0.045~0.604,P=0.007;OR=0.164,95%CI:0.009~0.501,P=0.008)。CTA作为一种无创且操作简单的影像评价手段可以迅速评估脑侧支循环的情况,对疾病的严重程度、预后和治疗效果进行评价和预测。
Sundaram等基于CTA的观察发现,二级侧支代偿不佳(同侧眼动脉,软脑膜侧支血管,OR=4.5,95%CI:1.4~14.9,P=0.01)和更高的美国国立卫生研究院卒中量表评分(OR=19.2,95%CI:2.2~166.2,P=0.007)是卒中发病症状较重和3个月预后不佳的独立预测因素。MR血管成像也是用于评价ICAO及侧支代偿常用的手段。Ishikawa等对ICAO患者的脑梗死风险与MR血管成像显示的侧支循环间的关系进行研究,发现大脑前动脉-后交通动脉侧支血流贫瘠的ICAO患者中超过80%(35/41)发生过症状性脑梗死,86%(31/36)的症状性ICAO患者合并有MCA血流减少。
1.3慢性ICAO的脑血管反应性
1.3.1脑血管反应性的病理生理学:侧支循环的建立并不是脑血流储备功能的唯一影响因素,脑血管的调节能力在脑血流储备功能中也发挥着重要作用。脑阻力性小动脉具有的自我调节机制,使得脑血流在灌注压发生变化的时候仍能保持恒定的特性称为脑血管反应性,该特性反映了脑血流的储备功能。在颈动脉闭塞时,来自颈动脉的颅内血流量降低,则远端脑小动脉会发生不同程度的扩张。
侧支循环的状态与脑血管反应性之间存在一定的相关性,Hofmeijer等对颈动脉闭塞患者在二氧化碳负荷试验下行TCD检查,结果发现存在二级侧支血流者的二氧化碳反应性(提示脑血管反应性)低于无二级侧支血流者(平均差异:24%,95%CI:12%~37%,P<0.01),提示存在二级侧支血流代偿患者的Willis环代偿不足。
1.3.2脑血管反应性的影像学评价方法:许多ICAO是在检查中被偶然发现的,甚至存在双侧同时无症状闭塞的罕见情况。国内外研究相继采取多种影像技术评价脑血流动力学,包括CT灌注、氙气CT、单光子发射计算机体层摄影(SPECT)、MR灌注加权成像、MR动脉自旋标记技术、基于正电子发射体层摄影的氧摄取分数技术、乙酰唑胺激发试验和二氧化碳激发试验等。
基于正电子发射体层摄影的氧摄取分数技术作为最早应用于慢性ICAO的评价手段,揭示了许多脑血流代偿的机制。Yamauchi等采用基于正电子发射体层摄影的氧摄取分数技术评价无症状或远期(6个月以上)症状性颅内大血管闭塞患者(89例)的脑血流状态,结果显示贫瘠灌注(脑血流量下降,氧摄取分数增加,脑血流量/脑血容量比值下降)患者的同侧缺血性卒中发生率(40%,2/5)远高于无贫瘠灌注的患者(1.2%,1/84)。目前评价血流灌注最常用的影像手段是CT灌注和MR灌注加权成像。
Miyazawa等对25例慢性ICAO患者同时行CT灌注与SPECT检测,发现通过123I-安非他命的SPECT得到的区域脑血流量与通过CT灌注得到的脑血流量、脑血容量和平均通过时间之间存在显著的相关性,证实了CT灌注在评价慢性ICAO脑血流动力学方面的价值。尽管慢性ICAO患者局部脑血容量正常,并且无扩散加权成像的改变,但是MR灌注加权成像通常会表现为ICA供血区明显的灌注延迟。
灌注的延迟可能表现非常严重,相对非病变侧可延迟6s以上,但动脉供血量与脑需氧量之间仍能维持平衡。目前尚不明确在正常脑血容量伴随(通过达峰时间和残余功能达峰时间图观察)灌注延迟的情况下,侧支循环是否会持续募集。近年来有研究证实了99mTc-双半胱乙酯的SPECT与15O-正电子发射体层摄影在评价单侧慢性颅内大血管闭塞患者的贫瘠灌注上具有很好的相关性。
MR动脉自旋标记技术因其具有采用自身动脉血作为标记来捕捉脑血流的特点,无需对比剂强化,具有独特的优势和操作的便捷性。Kimura等采用该技术与正电子发射体层摄影来检测单侧ICA或MCA慢性闭塞患者的贫瘠灌注,结果显示MR动脉自旋标记与正电子发射体层摄影之间存在显著相关性(r值为0.71±0.07,P<0.01)。
2.慢性ICAO病变与血管壁的影像学评估
2.1常规影像学评价方法
目前对慢性ICAO的诊断依据基本来自于因动脉闭塞而导致急性缺血性卒中。DSA是诊断颈动脉狭窄闭塞性疾病的“金标准”,可用于评价无创影像检查的诊断价值。其在鉴别假性闭塞方面具有其他间接影像检查所不具备的优势,同时也是用于指导和评价ICAO再通治疗的重要评价手段。另外有研究提出基于DSA的脑循环时间延长较狭窄程度和侧支循环更能反映脑血流动力学状态。其他常见用于ICAO病变和血管壁评价的影像学检查主要为颈动脉超声和CTA。
颈动脉超声作为诊断颈动脉狭窄或闭塞性病变的一种便捷快速、可重复的影像手段,除能提供病变性质如斑块、血栓、纤维帽破裂等一般信息外,还为揭示颈动脉闭塞引起缺血性卒中的病理机制提供证据。Omoto等在闭塞的颈总动脉残端远端发现了低回声可移动血栓,证实了颈动脉闭塞残端综合征的病理表现。CTA除作为DSA等有创检查前的初步诊断外,其在显示病变钙化方面具有独特优势,可以为术前评估提供有价值的信息,尤其对评估介入治疗的难易程度具有参考价值。
2.2高分辨率MR管壁成像
近年来随着MR“黑血”技术的成熟,高分辨率MR管壁成像逐步应用于颈动脉狭窄闭塞性疾病,通过多种成像技术和序列可以获得大量常规影像检查难以提供的病变和管壁的细节信息,包括斑块成分分析如纤维帽、富脂质坏死核心、钙化、斑块内出血等。其中通过斑块内出血的氧合状态变化所表现的不同征象,可对病变的时相进行判断。急性期斑块内出血表现为长T1信号,亚急性期和慢性期斑块内出血表现为短T1信号。对比剂强化后可以获得病变内新生血管和炎性反应的信息。
通过上述信息可以鉴别病变的病理性质,判断动脉粥样硬化斑块的稳定性,评价患者缺血性事件的发生风险,并为治疗决策提供依据。Chen等对ICA近端狭窄-闭塞性疾病患者(125例,166支ICA)的高分辨率MR管壁成像观察发现,近端ICA狭窄程度是同侧ICA岩骨段管壁增厚的独立影响因素(OR=2.459,95%CI:1.896~3.189,P<0.01),且管壁增厚的发生率与近端病变的狭窄程度相关,完全闭塞患者管壁增厚的发生率远高于狭窄患者(80.4%比19.6%)。
有研究首次报道ICAO导致卒中的患者在发病14个月后进行高分辨率MR管壁成像检查,发现ICA管腔内向心性高信号组织,并在强化后表现为向心性弥漫性管壁增厚伴强化,提示ICA血栓性闭塞的自发再通和类似中枢神经系统血管炎的炎性表现。借助管壁成像技术的发展,从事脑血管病相关专业的研究人员和医师可能会对ICA狭窄或闭塞性疾病的病理生理学和病因学有更深入的认识。
3.治疗方式选择
对于症状性ICAO,曾有研究提出采用颅外-颅内动脉旁路移植手术的方式进行治疗。然而多项对比旁路移植术与药物或保守治疗的随机对照试验,包括颈动脉闭塞手术研究(carotidocclusionsurgerystudy,COSS)和日本颅外-颅内旁路移植手术试验(JapaneseEC-ICbypasstrial,JET)等并未显示手术治疗的明显获益。COSS研究的结果显示,在伴有血流动力学障碍的症状性ICAO患者(195例)中,旁路移植手术组(97例)术后30d同侧缺血性卒中发生率为14.4%,药物治疗组(98例)只有2%;而2年随访药物治疗组和手术组同侧缺血性卒中发生率分别为22.7%和21%,差异无统计学意义。尽管JET研究的2年随访结果显示,手术组患者较药物治疗组降低了大卒中发生率或病死率,但该研究缺乏围手术期结局报道。
对于无症状ICAO患者,通常采用阿司匹林100mg/d抗血小板聚集治疗,并通过超声随访脑供血动脉情况。在旁路移植术宣告失败后,研究者们仍在针对症状性ICAO患者尝试包括血管成形术、支架置入术、颈动脉内膜切除术在内的更多治疗手段,旨在得到比药物治疗更有效的卒中二级预防干预措施。有研究提出可通过颈动脉内膜切除术解除颈外动脉的狭窄来改善颅内代偿供血。
既往多项研究报道通过血管内介入治疗的方式实现慢性颈动脉(包括颈内动脉和颈总动脉)闭塞再通,但血管再通成功率并不理想,在61.6%~69%之间。近年来,中国台湾的研究率先报道了症状性颈动脉慢性完全闭塞的复合手术再通的成功治疗经验,但尚缺乏对该治疗方式的观察队列和手术成功率的影响因素的研究。王亚冰等报道了颈动脉狭窄和闭塞性疾病的复合手术治疗,手术成功率达到87.5%(7/8)。
慢性ICAO少数可发生晚期自发再通。这种再通可能归因于自身的纤溶机制,或来自滋养血管的侧支循环。影响自发再通的因素包括闭塞机制、闭塞部位、血栓大小和成分、血栓栓塞的时间等。由于ICAO的晚期自发再通比较少见,目前对于这类患者的治疗是否应等同无症状的ICA狭窄还存在争议。但如果合并复杂动脉粥样硬化、CT显示静默性梗死、狭窄程度较重、脑血管反应性紊乱、对侧短暂性脑缺血发作病史、既往脑缺血性事件等因素,或许应该考虑进行干预。
晚期自发再通病例发生缺血性事件的情况,提示这类疾病可能并无以往预期的良好预后,显示了血管再通技术的必要性。另外,闭塞血管再通治疗的价值不仅仅是为了改善同侧半球的灌注,对于双侧受累者,可能同时改善向对侧半球侧支的供血,最终降低患者总的缺血性卒中风险。
4.小结与展望
影像学评价对ICAO患者的预后判断和干预策略的制定起着决定性的作用。不同的影像评价手段存在各自不同的局限,为了更好地评估脑血管代偿和储备功能,需要影像技术不断更新的同时对影像特征所反映的病理和临床意义不断探究。部分ICAO患者的高卒中复发风险强调了慢性闭塞再通治疗的必要性,目前报道显示复合手术治疗技术可以显著提升血管再通成功率,但对ICAO的远期治疗作用仍需更多随访结果证明。现有的不同检查技术所能提供的信息各具优势,借助多模态的脑血管综合评估更有助于对慢性ICAO患者的个体化诊疗,尤其是对精准外科治疗具有重要意义。
来源:贾赫尘,杨斌.慢性颈内动脉闭塞的影像学评价与治疗研究进展[J].中国脑血管病杂志,2020,17(07):419-424.
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