脑侧支循环

·当大脑的供血动脉严重狭窄或闭塞时，血流可通过其他血管（吻合支或新生血管）到达缺血区，从而使缺血组织获得代偿性血供，延缓其缺血坏死。

脑侧支循环分级

一级侧支循环：Willis环；是最重要、最主要的代偿途径。

二级侧支循环：眼动脉、软脑膜吻合支；其它相对较小的侧支。

三级侧支循环：新生血管；多在缺血后一段时间才形成。

依据缺血程度进展出现逐级升级

脑侧支循环与卒中

·缺血性卒中脑侧支循环评估与干预中国指南（2017）

侧支组学新概念：侧支循环的研究范畴涉及整个脑循环系统，包括动脉、微血管及静脉系统，其研究领域不仅涉及结构性血管通路、血流动力学变化，也涵盖脑组织代谢及神经元功能改变。

全面而准确地评估脑侧支循环的结构和功能是制定卒中患者个体化治疗方案的重要前提和基础之一。

侧支循环与核心梗死

目前普遍认为，侧支循环良好者，核心梗死体积小。侧支循环差与梗死进展、较大的最终梗死体积具有相关性。

侧支循环与治疗时间窗

有研究发现侧支循环良好者即使在脑缺血症状发作6h后也能从血管内治疗中获益。侧支状态为在传统治疗窗口以外的病人接受血管内治疗后获益的标志。

侧支循环与再灌注

治疗前良好的侧支循环者血管再通及再灌注的成功率较高，神经功能恢复良好；而侧支循环差者，就算有良好的再灌注，神经功能情况仍然较差。

侧支循环与预后

治疗前良好的侧支循环是预后良好的独立预测因子，并且发生出血转化的概率与死亡率较低。

脑侧支循环的影像学评估

直接评估

·TCD

·DSA

·CTA

·MRA

·液体衰减反转恢复序列：MR  FLAIR

·磁敏感加权成像：MR  SWI

间接评估

·CT灌注成像：CTP

·动态磁敏感对比增强灌注成像：MR  DSC

·动脉自旋标记成像：MR  ASL

·TCD血流储备功能测定

·氙增强CT

·单光子发射CT：SPECT

·正电子发射型CT：PET

DSA——脑侧支循环金标准

·高时间分辨率

·直接影像

·对血管进行标准化分级——美国介入和治疗性神经放射学/介入放射学会（ASITN/SIR）分级

·有创操作

·费时，每次只能对单一血管进行成像，不包括静脉期、无对侧或椎基底系统的影像

·DSA通常只限用于缺血性脑卒中的急性血管内介入治疗

·基于DSA的侧支评分对于预测患者预后还存在争议

·有研究显示对于前循环闭塞的患者，DSA侧支评分与90天的mRS评分无相关性

*AJNR Am J Neuroradiol.2016 Nov;37（11）：2037-2042.

·在药物治疗的症状性急性基底动脉轻度狭窄患者中，较低的DSA侧支评分与90天的mRS低评分相关，是患者预后的独立预测因子

*Eur J Neurol.2017 Sep;24（9）：1148-1155

4D DSA

·4D DSA是具有时间分辨率的旋转血管造影术，可以在任何时间、任何视角观察造影剂的充盈情况

*AJNR Am J Neuroradiol. Clin Neuroradiol.2017 Dec;27（4）：451-457

DSA参数评价侧支循环

·在急性大脑中动脉闭塞患者的彩色编码DSA图上绘制ROl：

ROl_ref：MCA近端ACA分叉处

ROI_TDT：MCA目标下游区（TAT），沿受影响半球的中线、横窦上缘和大脑表面绘制

·提取：

①TDT的相对最大密度（rDensitymax）

②背景区和目标下游区域之间的峰值时间间隔（△PT）

·rDensitymax参数与DSA-ACG侧支评分之间有很强的相关性，可能是评估软脑膜侧支的一个较为简单的指标

·同时，rDensitymax和3个月时的mRS评分呈正相关，cut-off point为0.224

·△PT并与DSA-ACG侧支评分以及mRS评分没有表现出相关性

CTA——目前最常用的评估侧支循环的方法

·快速，方便，一站式操作，准确，直观

·CTA与DSA具有良好的解剖学一致性（多项研究中＞80%），CTA 对1级及2级侧支循环显示良好

·单时相CTA如果在造影剂到达软脑膜血管之前进行图像采集，则软脑膜动脉充盈被低估

·多时相CTA能够提供3个时间分辨率图像，分别是动脉峰值期、静脉峰值期以及静脉晚期

·多时相CTA可以作为急性缺血性卒中超早期评价脑侧支循环的工具，有利于在超早期获得脑侧支循环相关信息，帮助和指导临床医师做出治疗决策。

mCTA

·mCTA可准确评估侧支状态：与MRP评估的侧支循环等级一致性达92.3% （60/65）

·mCTA侧支循环评分是超急性中风患者血管再通前预测梗死核心体积强有力的指标，与DWI上显示的梗死核心体积成良好相关

动静脉分级量表——CRISP分级量表

·动脉： CTA-Miteff侧支循环评分

·静脉：大脑中浅静脉+Labbé静脉+Trolard静脉+Rosenthal基底动脉

0-2分分别代表缺如，部分显影，显影完全。总分0-3为差，4-8为良好。

·CRISP分级：

Class-1：poor venous grade（< two veins filling or equivalent）& reduced collateral grade.

Class-2：poor venous grade & good collateral grade.

Class-3：good venous grade（≥two veins filling or equivalent）& reduced collateral grade.

Class-4：good venous grade & good collateral grade.

动静脉分级量表——CRISP分级量表

·81例前循环卒中的患者中，相比单独动脉侧支循环差者，动静脉循环均较差的患者普遍具有更差的临床预后

·ROC的曲线下面积在CRISP量表中最高，成为不良预后的单独预测因子

CTP——脑侧支循环功能成像

·有效识别缺血半暗带，即CBF减低或MTT/TTP延长，但是CVB尚维持正常甚至轻度升高，其主要依靠侧支循环供血

·目前CTP各参数对于侧支循环的评估无统一标准

·通常定义：Tmax>6s为低灌注区；CBV减少>70%为核心梗死区，显示出比Tmax>10/12/14s更高的准确性

·CBV在多项研究中显示出较MTT，CBF及MTT/CBV不匹配更高的准确性。

MRA

·临床常用MRA检测方法有时间飞跃法（3D TOF-MRA）以及对比增强法（CE MRA）

·3D TOF-MRA对快血流血管显示好，常规临床应用于近端血管闭塞成像，远端血管因为流速较慢，自选饱和导致信号损失

·解剖分辨率低，对较小的侧支血管成像相对不敏感，对眼动脉、脉络膜前动脉、脑膜表面血管等小动脉显示不良

·CE MRA对慢血流的敏感性高，信噪比较高，还可以获得一系列动态影像结果，例如灌注信息，但其可采集时间窗比较短

A：3D TOF-MRA显示右侧大脑中动脉M1闭塞患者的右大脑中动脉远端分支没有血流相关信号

B：CE MRA在几分钟后显示右侧大脑中动脉远端分支增强，与逆行充盈的侧支血管一致

DSC-MRP评估侧支循环

·最近有研究提出了用侧支循环指数（CVI_pwI）定量、自动评估软脑膜侧支循环

·根据PWI原始动态图像中的变异系数（CV）提取代表软脑膜侧支血管的体素

·CVI_pwI中间值将患者分为良好-中等侧支组（CVI_pwI≥0.963） 以及较差侧支组（CVI_pwI<0.963）

·CVI_pwI与基线缺血核心体积和PWI/DWI不匹配率相关，可作为缺血半暗带的指标

·CVI_pwI与入院时的NIHSS评分和出院时的mRS评分呈显著负相关，高CVI_pwI是良好临床预后的独立预测因子

*J Cereb Blood Flow Metab.2020 Mar;40（3）：574-587

ASL

·无创性MR灌注成像，可针对主要大脑动脉供血范围内选择性地进行灌注成像

·信号强度与脑血流量成正比，因此CBF是ASL的重要指标，但依赖于动脉通过时间（ATT），还可获得动脉脑血流容量（CBV）值

·血流过快或者过慢均有可能会低估血流值，采集多个延迟时间（PLD）的ASL成像具有更高的精确性

ASL与动脉通过伪影

·良好的侧支循环在1.5s和2.5s时表现为正常或高灌注，差的侧支循环则表现为低灌注

·通过识别ASL中的ATA（动脉通过伪影）判断侧支条件

·ATA常见于侧支代偿血管或闭塞血管的近端。由于侧支循环或闭塞血管内血流速度较慢，成像时较慢血流仍残留于血管内，形成低灌注区的动脉通过伪影

·临床上也被称为“血管内高信号”，这一征象的出现提示侧支循环开放

多PLD-ASL

·利用DSA证实了在双PLD-ASL中，PLD为1.5s时的低灌注区域在PLD为2.5s时血流

灌注升高，可提示该区域有侧支循环形成

FLAIR -高信号血管征

·液体衰减反转恢复影像上的高信号血管征（FVH）是急性缺血性脑卒中患者沿患侧大脑半球的脑沟及外侧裂，呈点状、线状或蛇纹状分布的高信号

·FVH代表了血管内的慢血流：

-近端FVH是大血管狭窄部位正向通过的缓慢血流。

-远端FVH是大血管重度狭窄或闭塞后远端侧支循环的缓慢逆向血流。

FLAIR-FVH与侧支循环

·部分研究显示FVH间接提示了不良的侧支循环，FVH与更严重的低灌注程度、较大的梗死体积、较大的灌注/扩散不匹配区相关

FLAIR-FVH与侧支循环

·近端MCA闭塞患者的皮质DWI病变区以外发现了FVH存在，提示FVH代表了良好的侧支循环

·其他研究发现广泛的FVH与较小的基线DWI病灶体积、较轻的神经功能受损、较小的梗塞生长以及较好的临床结果相关

3D T1W BB FSE——高信号动脉

·基于T1WI的黑血序列（black-blood imaging）显示的高信号动脉（Hyperintense artery）可能为侧支循环的间接标志

·T1W BB上显示的高信号动脉代表了缓慢的侧支血流

·T1W BB上显示的高信号动脉区与T2-FLAIR图像上的高信号血管相匹配

·在中风患者中，高强度动脉的出现可能与灌注不足有关

*Eur Radiol.2019 Mar;29（3）：1329-1337

SWI——不对称突出静脉征

·当脑灌注压下降且难以通过一、二级侧支循环调节时，缺血组织开始启动代谢储备，通过提高氧摄取分数（OEF）弥补灌注不足，从而使相应引流静脉中脱氧血红蛋白的含量增加，由此造成患侧大脑半球皮层SWI静脉显影较对侧更为显著，即表现为皮层不对称突出静脉征（APVS）。

脑侧支循环影像评估方向

·时间就是大脑→侧支就是大脑→影像就是大脑。将卒中原来的时间窗观念扩展到了组织窗，即超过时间窗但影像学仍提示有可挽救脑组织：DAWN研究及DEFUSE 3试验

·快速、简单、自动、客观和可重复的方法来评估超急性缺血性脑血管病的侧支循环状态

·多模态影像同时提供解剖和功能状态，提高评估的准确性

·复旦大学附属华山医院虹桥院区放射科执行主任

·复旦大学团委副书记

·上海市卫健委团委副书记

·国家教育部青年长江学者

·国家重点研发计划首席科学家

·中华医学会放射学分会神经学组委员

·中国医师协会放射医师分会神经学组委员

·中国医学装备协会磁共振专委会人工智能学组副组长

·研究方向：神经系统功能与分子影像、智能影像