缺血半暗带影像学诊断策略

高培毅教授

机构： 首都医科大学附属北京天坛医院影像中心 介绍： 高培毅，1986年毕业于同济医科大学，教授、主任医师、博士生导师。 现为首都医科大学附属北京天坛医院神经影像学中心行政主任、中华医学会放射学会副主任委员、中华放射学杂志常务副主编、放射学实践杂志副主编，中华医学杂志英文版、中国医学计算机成像、临床放射学和国外医学临床放射学等十余本杂志的编委工作。北京市有突出贡献专家，享受政府特殊津贴。 疾病： 卒中

▲ 首都医科大学附属北京天坛医院影像中心 高培毅

挽救缺血半暗带一直是急性缺血性卒中治疗的主要方向。对急性缺血性卒中，利用影像学技术在卒中急性期尽快确定缺血半暗带的存在，可以指导治疗时间窗内卒中患者积极溶栓治疗。

缺血半暗带的诊断新技术不断涌现，同时也出现了一些瓶颈，如何更准确界定半暗带范围需要进一步研究。

【理念变革与技术更新】

1981年：明确“缺血半暗带”概念与价值

1981年，英国科学家Astrup等提出了“缺血半暗带”的概念，将急性缺血的脑组织分成三个区域：核心坏死区，环绕核心周边有缺血坏死危险组织（即经典半暗带），以及外周低灌注区。同时指出，对急性缺血性卒中而言，缺血半暗带是临床治疗的靶点，这部分濒临死亡的脑组织如果得到及时救治，恢复血液灌注即可康复正常；如果较长时间得不到血液灌注就会发生坏死，导致脑梗死。因此要挽救这部分组织，应在一定时间内进行，即治疗时间窗。

相关指南推荐溶栓治疗时间窗为3~4.5 h，但由于每个患者侧支循环水平、脑血管代偿能力以及脑组织代谢水平不同，导致个体治疗时间窗有差异。在治疗缺血半暗带的同时还面临缺血区再灌注损伤、大量出血的风险，严重可导致患者死亡，因此溶栓时需严格把控相关指征。

1999-2008年：发展弥散-灌注成像不匹配模型

1999年，反映脑细胞损伤病理状态的弥散加权成像（DWI）和反映血液动力学变化的灌注加权成像（PWI）开始应用于卒中诊断，并逐渐成为急性卒中神经影像学的研究热点。

早期的弥散-灌注成像不匹配模型（图1）研究给卒中临床诊疗带来了希望，即弥散-灌注不匹配证实存在脑缺血半暗带。未经治疗的卒中患者，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。在脑梗死超急性期，DWI检测出的异常区域为梗死核心，PWI检出大于梗死核心面积的区域即为缺血半暗带。

2008年国际卒中大会上公布了几项CT研究，把不匹配模型应用到CT上，通过灌注脑血容积（CBV）原始图像，中心核心区就是梗死区，将其和脑血流量图进行匹配，梗死区的外围区域就是缺血半暗带，实质还是不匹配模型。

最近有很多学者，包括一些指南极力推荐用计算机断层扫描血管造影（CTA）原始图像替代灌注CBV。但后来又有学者认为CTA评估并不准确，因此，应用哪种CT影像评价半暗带尚有争议。

我国指南建议用CTA原始图像和CT灌注成像进行匹配。当前临床评估缺血半暗带有两种模式：一是磁共振模式，用PWI和DWI进行匹配；二是CT模式，用CT灌注成像和CTA的原始图像进行匹配。

现在的介入影像学比过去有很大进步。过去应用CT平扫排除脑出血、脑肿瘤后，结合临床病史和临床体检，即开诊断为脑梗死。现在应用CT不匹配模型和磁共振不匹配模型指导临床治疗，可筛选哪些患者需要实现再灌注治疗，哪些无需积极干预。

临床上大部分治疗措施都严格遵循指南，而实际上一部分患者虽在治疗时间窗内，却依然会发生出血转化，甚至死亡。由于时间窗短暂，很多患者在时间窗内没有应用多模式影像学评估指导溶栓治疗。因此，缺血半暗带的提出更新了临床治疗急性脑梗死的观念，影像学新技术的发展又使溶栓治疗的选择更趋合理。2008年欧洲卒中指南建议，对疑似短暂性脑缺血发作或卒中患者，应尽早行头颅CT（Ⅰ，A）或磁共振检查（Ⅱ，A）。



 A：急性缺血区的弥散加权成像；B：同一区域的表观弥散系数图；C：灌注加权成像显示缺血区面积更大（红色）

2009年：磁共振联合CT检查

2009年美国急性缺血性卒中影像指南明确指出，磁共振DWI是急性脑梗死发生15 min内发现梗死灶的敏感性最高的影像技术，和PWI配合使用还可通过不匹配模型识别缺血半暗带和脑梗死。同时指南建议，CTA的原始图像可提供有关CBV的信息故能诊断脑梗死并显示梗死核心，CT 灌注成像可以显示缺血半暗带，即二者的不匹配区域为缺血半暗带。

2010年美国急性缺血性卒中影像指南推荐，急性卒中患者应接受急诊CT或磁共振检查。应用DWI诊断急性缺血性卒中的敏感性为99%，特异性为92%；CT诊断的敏感性为39%，特异性为100%。磁共振模式的敏感性优于CT，CT模式的特异性优于磁共振。现有的研究和指南都表明，卒中超急性期检测采用磁共振和CT模式均可。

【临床应用建议】

磁共振模式敏感性更佳

针对指南推荐的CT和磁共振模式何种更优，笔者团队进行了一项前瞻性研究。假设CT模式指导临床急性期卒中溶栓治疗的效果不比磁共振模式差，纳入磁共振组128例，CT组135例，临床结局用发病后90 d的改良Rankin量表（mRS）评分进行评估。结果显示，预后结局mRS评分0~1分者为预后良好，磁共振指导临床溶栓治疗组预后良好者占60.16%，而CT组仅占32.84%。

为什么磁共振模式优于CT模式？笔者分析，磁共振有时会将非梗死患者评估为梗死，此时提前进行溶栓治疗，效果更优。相对而言，CT分辨率有限，仅能明确显示大面积梗死，但此类患者不适合溶栓（小面积梗死适合溶栓），因此经常容易漏诊适合溶栓的患者。由此提示，如有条件尽可能用磁共振模式指导溶栓治疗。

防止过度评价缺血半暗带

传统模型易高估

随着临床实践和研究的不断深入，磁共振和CT模式指导溶栓治疗的问题逐渐显露。国内外研究都发现，传统的不匹配模型有一定错误。过去理论认为不匹配的缺血半暗带一部分是良性灌注不足，另一部分是缺血半暗带，这种界定高估了绝大多数缺血半暗带。

《Stroke》杂志发表的一项对超急性期脑梗死患者应用磁共振检查的对照研究认为，缺血半暗带位于不匹配区内，面积明显小于不匹配区。真正的缺血半暗带仅占不匹配区面积的1%~75%，由于个体差异，不同患者缺血半暗带所占比例也相距较大。这说明PWI和DWI不匹配区面积明显超过真正的缺血半暗带。北京天坛医院承担的“十一五”国家科技支撑计划课题项目中也发现了同样的问题。

对缺血半暗带的高估将直接导致对一些患者过度治疗，患者一方面要承担溶栓治疗的费用，另一方面还面临再灌注治疗损伤，使病情加重甚至死亡。同时由于评估的不准确性，个别应该接受溶栓治疗的患者却丧失机会。

缺血半暗带新界定

2003年，国外学者提出了新的模型，新的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。基于新模型，卒中神经影像学的半暗带模式已被更新为包括弥散-灌注不匹配的区域，即减去良性血流减少区域，加上最初弥散异常的部分区域。

这个新模式重要的意义在于，即使超过3 h的治疗时间窗，医生亦可根据磁共振成像结果指导患者选择再灌注治疗（溶栓和神经介入等）；另外，没有传统弥散-灌注不匹配的卒中患者也仍可能从再灌注的治疗中获益。

新技术模式优势凸显

既然CT和磁共振检查不甚准确，且磁共振检查时间长，那临床如何解决影像学检查问题？为此，首都医科大学附属北京天坛医院影像中心依托 “十二五”国家科技支撑计划，在前期的研究中初步建立了全新的“MRI-DWI-rADC模式的技术平台”来判别梗死核心和缺血半暗带。表观弥散系数（ADC）阈值因人而异，即随患者病情自动判别阈值。

该技术平台摒弃了磁共振灌注成像序列，可在DWI上直接显示梗死核心（红色区域）和缺血半暗带（绿色区域），预测梗死核心和缺血半暗带的一致性明显提高。由于无需注射对比剂进行磁共振灌注成像扫描，优势十分明显：（1）避免了部分患者由于注射钆对比剂出现的过敏反应和对比剂肾病；（2）平均检查时间缩短30~40 min，这对“时间就是大脑”的急性缺血性卒中患者救治十分重要；（3）明显降低磁共振检查所需费用。该项研究的成果推广应用后，将使更多患者获益，减轻家庭和社会负担。

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