于瑶，靳航，郭珍妮，刘浩源，杨弋

颅内动脉粥样硬化性狭窄（intracranial atherosclerotic stenosis，ICAS）是缺血性脑血管病主要的发病及复发原因，对于亚洲人群更是如此[1]。对ICAS进行风险评估非常重要，可以用来指导临床决策、判断预后及进行临床研究分组。但是单纯对其血管狭窄程度进行评估显然不够科学全面，现有研究结果及认识更加强调应从多方面进行综合评估。对于ICAS的科学评估，应该至少包括以下几个方面：在形态学上主要针对血管狭窄程度、斑块特征等，血流评估方面则主要包括组织灌注情况、侧支循环代偿情况及血流动力学变化等[2]。形态学方面，除血管狭窄程度外，斑块成分及易损性评估可通过高分辨磁共振成像多序列联合进行，如若动脉粥样硬化斑块存在纤薄的纤维帽、较大的脂质核心或斑块内出血等，一般被认为属于不稳定斑块或易损斑块[3]。而在血流评估方面，随着精准医学的概念逐渐兴起，个体化的血流动力学评估越来越受到临床及科研的关注，也显现出了非常有意义的前景。本文将对ICAS的血流评估进展进行介绍。

1 组织灌注评估

在急性缺血性病变发生时，缺血受损区域的脑细胞可在短时间内发生众多病理生理学改变，而病变处的组织灌注情况对该进程的进展及疾病的远期预后有着重要的影响。尤其对于ICAS的患者，组织灌注情况的评价对于ICAS危险程度的分级以及治疗方案的决策如是否行血管内介入治疗等均具有重要的指导意义。传统的组织灌注评估方法主要包括正电子发射型计算机断层显像（positron emission computed tomography，PET）、单光子发射计算机断层成像（single-photon emission computed tomography，SPECT）等，而近10年来，磁共振灌注成像（magnetic resonance perfusion imaging，MRP）评估方法逐渐兴起，并在临床得到了广泛应用，尤其该方法对缺血半暗带的显示对于急性期及超急性期脑卒中患者的治疗决策起到了至关重要的评估作用[4]。同期在神经影像领域，又出现了使用动脉自旋回波标记成像（arterial spin labeling，ASL）评估组织灌注的方法。与之前的磁共振灌注序列相比，ASL序列的优势在于无须注射造影剂，不仅可以直观显示区域组织灌注情况，也可以进行全脑血流量（cerebral blood flow，CBF）的测定[5]，同时对于侧支循环也具有一定的评价能力。部分研究对于ASL针对CBF显示的准确性进行了证实，但也同时指出，与传统的PET方法相比，ASL有时会出现过高估计CBF的现象[6]。ASL主要可对于CBF进行测量，而MR灌注成像除可测定CBF外，还可以在注射造影剂的基础上得到平均通过时间（mean transit time，MTT）、达峰时间（time to peak，TTP）和全脑血容量（cerebral blood volume，CBV）等多项指标，从而对组织灌注进行更为全面的综合评价。这些方法学的进步可以使我们更好地理解ICAS背后的病理生理学机制，更好地揭示狭窄部位的血流动力学改变，也为临床决策提供了更为全面的支撑[2]。

2 侧支循环评价

侧支循环是指当主干血管供血不足时，用以稳定该处血液供应的辅助循环系统。动脉侧支循环可来自硬膜内、硬膜或硬膜外血管，大致分为三级：一级侧支循环主要依赖于Willis环，二级侧支循环包括眼动脉、软脑膜动脉及一些相对较小的分支吻合，三级侧支循环主要指新生血管。侧支循环建立情况的评估对于缺血性卒中急性期血管内治疗的血管再通率有着良好的预测作用，同时还可以应用于缺血性脑血管病近期转归、远期预后及再发风险的预测及评估[7-8]。

传统的侧支循环评估大多建立在数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）的方法学基础上，如美国介入和治疗神经放射学学会/介入放射学学会（American Society of Interventional and Therapeutic Neuroradiology/Society of Interventional Radiology，ASITN/SIR）建立的侧支循环评价系统分级，又称ASITN评分，是侧支循环评估领域的主要分级标准。DSA固然是侧支循环评价的金标准，但由于其存在有创、费用昂贵、风险高等特点，其应用亦存在诸多限制。近年来在无创评价侧支循环的领域也有着诸多新技术的出现，如电子计算机断层扫描（computed tomography，CT）领域的动态电子计算机断层扫描血管成像（dynamic computed tomography angiography，d-CTA）和磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）领域的动态增强磁化率磁共振灌注成像（dynamic susceptibility contrast-enhanced MR perfusion，DSCMRP）及ASL评价方法，近年来得到了愈加广泛的应用。DSC-MRP技术并非完全无创，需要注射顺磁性对比剂，而ASL所使用的是高频脉冲信号，对血流进行自旋信号标记，不需要外源性对比剂的注入[9]。ASL主要应用于对组织灌注的直接评价，从而侧面评估侧支循环。例如近期出现的利用全脑血流量的变化评价侧支循环的计算方法，利用ASL序列得到不同时间点的健侧与血管狭窄侧的CBF信息，而后进行对比分析与计算，从而反映出侧支循环所提供的血流与狭窄血管所供应的血流对血管狭窄侧的灌注情况所产生的不同影响[10]。而DSCMRP可利用MRP的原始数据，分别在“动脉期”“毛细血管期”及“静脉期”生成侧支血流地图，如针对大脑中动脉供血区的评估，可通过6张连续的轴位图像，分别在“早”、“中”、“晚”3个时期进行血流的判别，并进行ASTIN评分。已有研究指出，DSC-MRP在无创评价侧支循环领域与DSA评分结果具有较高的一致性，且对于软脑膜侧支循环而言，在“动脉期”及“毛细血管期”的血流分析更具优势[11]。但DSC-MRP的评价效力尚未得到多中心研究的证实。此外，亦有研究使用相位对比磁共振血管成像（phase-contrast magnetic resonance angiography，PC-MRA）的方法对颅内动脉的流量及流速进行定量测定，通过感兴趣区域血流量及血液流速的分析，结合全脑灌注数值，从而得到侧支循环的效力信息，提供了一种评估侧支循环及探索侧支循环潜在机制的新方法与新思路[12]。

3 血流动力学评估

3.1 计算机流体动力学（computational fluid dynamics，CFD） CFD血流动力学分析是指在电子计算机断层扫描血管成像（computed tomography angiography，CTA）或磁共振血管造影（magnetic resonance angiography，MRA）等方法所获得的血管几何模型的基础上，结合动脉血压、血流速度和循环阻力等生理指标，通过计算机流体动力学的方法，得到血管狭窄处的血流模拟，并对狭窄处血流动力学进行定量评估[2]。通过计算机模拟可以得到血管狭窄处的各项血流指标，如压力梯度、血液流速、内皮剪应力和血流螺旋性等[13]。尤其是狭窄处的内皮剪应力，目前已有多项研究表明，较高的内皮剪应力可通过各项生理机制直接激活血小板相关通路[14]，并与血小板在相应位置的黏附聚集等病理生理过程具有相关性[15-16]，所以通过对狭窄部位的内皮剪应力进行评估可以在一定程度上预测血管狭窄的危险程度。同时，CFD所得到的压力梯度值在评估血流受损程度方面更具有较大的研究前景，血流储备分数（fractional flow ratio，FFR）概念的引入即与之密切相关。FFR值，意指血管狭窄部位前后的压力比值，在正常人群中的理论值为1。在心血管领域，该比值可通过有创的冠状动脉造影术或无创的CTA方法获得，已被广泛应用于冠状动脉狭窄的血流动力学评估，进而辅助介入治疗决策，提高了心血管类疾病诊断及治疗的准确性及个体化水平[17-18]。FFR值在脑血管领域的引入有利于对ICAS患者进行更为精准的评估及管理，并可以协助进行风险分层，避免了绝对化使用单一指标如狭窄程度，血液流速等进行评价的片面性，有助于在个体化血流动力学评价的基础上进行更为科学的管理[19]。近期有研究证实，较高的FFR与ICAS的卒中发生率具有相关性，同时发现狭窄前后的血液流速比以及剪应力比值与卒中发生率也具有明显的相关性，这一结论还有待更大规模的研究予以证实，但对于精准化血流动力学评估提供了一个较为科学的研究方法与思路[20]。CFD在方法学上尚存在部分缺陷，如远端压力负值的出现，可源于远端出口处血液流速的下降，今后可利用经颅多普勒超声（transcranial Doppler，TCD）或PC-MRA所得数值设置个体化流速界定予以矫正[20]。

3.2 信号强度比（signal intensity ratio，SIR） SIR是建立在时间飞跃法磁共振血管成像（time of flight magnetic resonance angiography，TOF-MRA）方法学基础上的后期处理方法，在最大密度投影相（maximum intensity project，MIP）上，根据其信号强度与血流动力学相关的原理，利用背景信号作为校正，对狭窄前后感兴趣区域的信号强度进行测量，从而得到相应的信号强度值（signal intensity，SI）并作比[21]。SI值的获得依赖于后期对于感兴趣区域的选择，因而具有一定的主观性，但由于MRA是一种无创且常用的检查手段，而SIR方法对颈内动脉、颅内大脑中动脉M1段及基底动脉的显示在观察者间可重复性证实良好，其在临床仍有较好的应用前景。既往有研究指出SIR指数小于0.9可作为缺血性脑卒中再发的危险因素[19]，但现在尚无一个准确的临界分值对血管狭窄的危险程度进行分层[22]。SIR值可以有效评估ICAS血管狭窄处的功能损伤程度，进而评价病变严重程度及预测卒中再发风险，尤其对于狭窄程度为70%～99%人群，利用SIR值辅助危险程度分层具有显著的意义[23]。此外，SI值在斑块易损性分析方面也存在部分应用。相关研究提示，若存在斑块内高SI值则提示可能存在斑块内出血[24]。但SIR序列仍存在定量过程的不稳定性等问题，其血流定量结果存在相对较大的变异性，在方法学上仍有提升的空间。

3.3 PC-MRA PC-MRA或Flow序列，是一种可以在显示血管的基础上直接得出血管内血液流速及血液流量的影像学方法，3D-Flow序列可以得到在3个方向上的血流信息，而4D-Flow序列则在3D-Flow方法学的基础上添加了即时的血管内血流信息，从而更加全面具体地评估目标血管的血流动力学[25]。与TCD不同，Flow序列可以直接得到血流的绝对流速，且不仅限于颅内Willis环大血管，其对于小血管如眼动脉的血流情况也可以进行良好的显示[26]。此外，Flow序列还可以得到颅内Willis环的血流分布情况[12]，可对特定血管的感兴趣区域进行测定，有研究指出，狭窄远端血流量的情况与卒中的再发风险相关，尤其对于症状性椎基底动脉狭窄的患者，狭窄远端血流量较低的人群卒中再发风险相对更高[27]。因而Flow序列对于ICAS的危险性分层具有较高的现实意义。此外，Flow序列还可应用于评估血管反应性等[28]。

以上所介绍的各种方法都分别提示了ICAS的一个评估侧面，将多种方法进行合理的选择与应用方能得到相对全面的血流评估，同时，结合高分辨磁共振等形态学评价手段，便可对ICAS建立较为客观全面的评估系统的雏形。然而方法学的冗杂仍是临床应用及推广的一大瓶颈，期望在未来可以出现更加简便高效的评价手段，将血管狭窄的形态学与血流动力学更加紧密地结合起来，从而进行更为精准的危险分层及治疗评估，推动临床治疗的精准化进程。

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