超声成像、MRA、CTA、DSA 在脑血管病变诊断中的应用和进展 同济大学附属东方医院神经内科 黄东雅

与脑血管病因相关的几个概念 危险因素 病因学分类 病因 血管壁病变 血流动力学改变 血液成分的改变 其他 高血压 糖尿病 高脂血症 心脏病 肥胖 吸烟 饮酒 TIA/脑卒中史 高同型半胱氨酸血症 年龄 家族史 其他（避孕药，偏头痛…) 病因 血管壁病变 血流动力学改变 血液成分的改变 其他 病因学分类 TOAST亚型分类： 大动脉粥样硬 化性卒中（LAA） 心源性脑栓塞（CE） 小动脉闭塞性或腔隙性卒中（SAA） 其他原因所致缺血性卒中（SOE） 不明原因的缺血性卒中（SUE）

病因学诊断的目的 脑血管病的针对性防治 症状治疗 病因治疗

脑血管的检测范围和内容 颈动脉系统和椎基底动脉系统及其分支 血管形态的改变：变异、扩张、畸形、痉挛、狭窄、闭塞 脑血管功能评估：血管的弹性 哪些血管和分段：升主动脉、主动脉弓、头臂动脉、锁骨下动脉、 颈动脉系统和椎基底动脉系统及其分支 血管形态的改变：变异、扩张、畸形、痉挛、狭窄、闭塞 脑血管功能评估：血管的弹性 血流速度、形态 血管狭窄程度和范围 侧支循环 脑灌注 脑动脉的自动调节

脑血管病变评估的方法 临床血管检查 超声成像（USG） CT脑血管照影（CTA） 核磁共振血管照影（MRA） 数字减影血管照影（DSA）

脑血管的超声检测 Neurovascular ultrasound examination 经颅多普勒超声 transcranial Doppler (TCD) 颈动脉彩色多普勒超声 carotid color-coded doppler/duplexsonography (CCD) 经颅彩色多普勒超声 transcranial color-coded duplexsonography (TCCD) 经食道心脏超声 transesophageal echocardiography（TEE）

超声诊断的基础 频率超过人耳听觉范围(20-20000Hz)的高频声波 诊断最常用的超声频率：2-10MHz 束射特性（方向性） 衰减特性 超声的分辨力 超声的多普勒效应 超声的生物学效应

经颅多普勒超声 (transcranial Doppler, TCD) 是２０世纪８０年代初发明的应用 超声多普勒原理检测和研究颅内外主 干动脉血流动力学的新型无创性技术。 巧妙地利用探测窗口。

TCD检测血流频谱参数 深度(depth) 血流方向(direction) 血流速度(velocity) 搏动指数(pulsitility index,PI) 阻抗指数(resistance index, RI) 血流的频谱形态(pattern of waveform)

TCD的临床应用 脑动脉硬化的诊断 血管弹性降低, 无明显狭窄 TCD: 峰时延长, 频窗减小, 血流速正常或减低 血管弹性降低, 无明显狭窄 TCD: 峰时延长, 频窗减小, 血流速正常或减低 结合血脂, 血糖, 血流变学分析

TCD的临床应用 颅内外动脉狭窄或闭塞的诊断

TCD的临床应用 MCA right MCA left Asymmetry Index (Zanette) AI = „AI >21% = MCA branch occlusion“ Zanette et al., Stroke 2006 MV1-MV2 AI = x100 “M2/M1 ratio 1.10 versus 0.86, p < 0.001 ” Ahn SW et al., J Clin Untralsound 2010 (MV1+ MV2 )/2

TCD的临床应用 6 h * after logistic 评估脑梗死急性期血管再通与预后的关系 AIS-Study (Neurosonology in Acute Ischemic Stroke): n=452 Patients, 24% i.v. Thrombolyse 43% difference (p<0.0003*) 6 h * after logistic regression analysis for age, initial NIHSS, risk factors

TCD的临床应用 脑血流微栓子监测 脑血管病外科治疗中的监测 脑死亡的TCD应用

颈动脉彩色多普勒超声 CAROTID COLOR-CODED DOPPLER/DUPLEXSONOGRAPHY (CCD) Intima-Media-Thick (IMT) 正常＜0.9mm 颈动脉内膜增厚诊断值: 1.0mm≤IMT<1.5mm 颈动脉斑块的形成

颈动脉狭窄的测量方法 面积法 远端狭窄程度 ，北美症状性颈动脉内膜剥脱（NASCET) (1-R/D) x 100% 局部狭窄程度，欧洲颈动脉外科实验法(ECST) (1-R/L) x 100%

危险性颈动脉斑块的特征 良性斑块 －表面界线清楚 －均匀强回声 －明显钙化 －斑块长度<1cm －斑块厚度<4mm 危险斑块 －以弱回声为主，伴表面小强回声区 －斑块长度>1cm －斑块厚度>4mm －血流速度>300cm/s

经颅彩色多普勒超声 Transcranial color-coded duplexsonography (TCCD)

经颅彩色多普勒超声 Transcranial color-coded duplexsonography (TCCD) 颅外段: V2-Segment 颅内段: V4, A. basilaris, P1/P2 TCCD + KM：提高图像清晰度和对比度，诊断的 准确率由60%升高至93%

超声溶栓治疗 = 增强rtPA的作用 目的： 增加静脉溶栓时的早期血管再通率 动物试验： 血管再通率提高4倍 生物学机制：微波振动现象 目的： 增加静脉溶栓时的早期血管再通率 动物试验： 血管再通率提高4倍 生物学机制：微波振动现象 „Micro-Streaming“：rtPA的分布更好 纤维蛋白结构发生可逆性改变， 益于rtPA的结合 临床应用： 高频 低频 2 MHz 300 kHz

超声溶栓治疗 CLOTBUST-Study Kramer C. Neurologist, 2011 n=126,M1/M2- 闭塞,发病后3h行静脉溶栓 2 MHz 探头, <750 mW, DWL oder Multigon Insonation ab Bolus 120 min. 临床疗效的分析： 2h 后MCA再通率 49% vs 30%，P=0.03； 90天后的mRS评估,良好预后42% vs 29%， P=0.2 症状性出血率未见增加（3%）

超声溶栓治疗 TRUMBI-Study Molina et al Stroke 2006 n=126, M1 / M2- 闭塞, 发病后 3 h ： rtPA + TCD + 半乳糖微泡超声造影剂 3组血管再通率均增高，短期rMS分别为31%、41%、55% TUCSON–Study 2009 全氟丙烷脂质微球造影剂，由于出血转化风险高，被迫中止

经食道心脏超声 transesophageal echocardiography（TEE） 常规的经胸壁心脏超（Transthoracic echocardiography，TTE）对左心耳（LAA） 和升主动脉的显示困难 经食道心脏超声（Transesophageal echocardiography， TEE）在诊断上述2个部 位的血栓形成中有明显优势 32 例“隐源性”脑梗塞，发现主动脉弓斑块2 例， Huang et al 2010 «中华脑血管病杂 志»

脑血管病变评估的方法 临床血管检查 超声成像（USG） 核磁共振血管照影（MRA） CT脑血管照影（CTA） 数字减影血管照影（DSA）

磁共振血管造影 （MAGNETIC RESONANCE ANGIOGRAPHY，MRA） Edelman等于1985年首先报道并用于临床，MRA的 基于流动的血液与静止的脑组织间的对比来获取一个断层 面的血管影缘，将许多断层面的血管叠加压缩就形成重建 清晰完整的血管照影图像 MRA不是血管腔本身成像，而是血流成像 与DSA相比，对颅内外血管狭窄的灵敏度和特异度达到 70-100%

磁共振血管造影 （MAGNETIC RESONANCE ANGIOGRAPHY，MRA） 基本技术 （1）时间飞越（time of flight，TOF） （2）相位对比（Phase contras，PC） TOF法MRA原理图解 A、激发层面，B、血管腔，C、血管壁反复激发被饱和呈黑灰信号，D、饱和自旋随血流流出，激发层面，E、不饱和自旋流入激发层面，呈亮白高信号 PC法MRA原理图解 A、静止组织正向相位，B、静止组织负向相位，A+B=0，呈低信号，C、血流正向相位，D、血流负向相位，C+D>0,呈高信号

磁共振血管造影 （MAGNETIC RESONANCE ANGIOGRAPHY，MRA）

磁共振血管造影 （MAGNETIC RESONANCE ANGIOGRAPHY，MRA） 可同时显示颈动脉和椎动脉系统 可同时显示颅内外动脉系统

磁共振血管造影 （MAGNETIC RESONANCE ANGIOGRAPHY，MRA）

磁共振血管造影 （MAGNETIC RESONANCE ANGIOGRAPHY，MRA）

磁共振血管造影 （MAGNETIC RESONANCE ANGIOGRAPHY，MRA） 斑块稳定性的MRI研究： 3D-TOF(3D-time of flight) + T1WI、T2WI 和PDWI 评价斑块中富含脂肪的坏死核心和急性斑块内出血，结果发现3D2TOF 是一种磁共振血管造影(MRA) 的亮血技术, 能较好地显示血管腔的内缘, 而FSE T2WI 和PDWI 对于识别斑块的病理成分具有值得期待的前景 斑块的稳定性主要取决于三个因素: ① 脂质核心大小 ② 纤维鞘及其厚度 ③ 纤维鞘内的炎性细胞浸润多少 颈动脉纤维脂肪性斑块：胶原纤维帽（上箭头），脂质核心（下箭头）

磁共振血管造影 （MAGNETIC RESONANCE ANGIOGRAPHY，MRA） 5种对比加权序列的体外颈动脉标本的1.5 T MR常规SE成像与组织学对比， 层面分辨率50 µm × 100 µm；层厚1 mm 磁共振血管造影 （MAGNETIC RESONANCE ANGIOGRAPHY，MRA） MRI对斑块成份的定量分析 Hatsukami等应用“亮血3D 多重叠薄层重建血管造影术( bright blood Three dimensional multiple overlapping thins lab angiography , 3D2 MOTSA) ”对颈动脉粥样硬化斑块中的纤维鞘、胶原的厚度进行半定量评价, 结果发现3D-MOTSA 技术能把 0. 25 mm 以上的纤维鞘、胶原与最近纤维鞘、胶原的破碎区别开来。 5 种对比加权序列的体外颈动脉 标本的1.5 T MR常规SE成像与组织学对比， 层面分辨率50 µm × 100 µm；层厚1 mm

磁共振血管造影 （MAGNETIC RESONANCE ANGIOGRAPHY，MRA） 增强磁共振血管照影 （CONTRAST ENHANCED MRA ，CE- MRA） 造影MRA克服了这些缺点，在短时间内（30秒以内）大范围、低侵袭（静脉注射副作用低的Gd造影剂）、高对比度地描绘出血管图像的特点，通过缩短血液的T1值，大大提高了血流信号，提高了空间分辨率血管狭窄程度的反映比较真实

磁共振血管造影的优缺点 优点 缺点 ① 一种无创性血管成像技术 ② 无需对比剂 ③ 不受呼吸和骨质干扰，对颅底 部血管容易获得较满意的图像 ④ 颅内外动脉同时显影 ⑤ 前后循环系统同时显影 ⑥ 对颅内1、2级血管及主要静脉 窦显示较好 ⑦ 高分辨、多序列磁共振成像术 可用于斑块性质和理成份的检 测 　 ① 空间分辨率较低 ② 血管显示精确度较低，对 远端和分支闭塞的判断欠可靠 ③ 血管狭窄超过75%，由于 涡流影响，过高估计狭窄程度 ④ 不能反应血流动力学信息 耗时较长 ⑤ 禁忌症（幽闭综合征、体 内金属植入）较常见

脑血管病变评估的方法 临床血管检查 超声成像（USG） 核磁共振血管照影（MRA） CT脑血管照影（CTA） 数字减影血管照影（DSA）

CT血管造影 （ COMPUTED TOMOGRAPHY ANGIOGRAPHY，CTA） CTA是一种无创性血管成像技术，其基本原理 是经静脉注入造影剂后，利用多层螺旋CT在受检靶 血管内造影剂充盈达高峰期时快速连续多个层面扫描， 经三维重建后显示靶血管结构的成像技术。

CTA检测颅内动脉病变

CTA检测椎动脉病变 CTA和MRA检查发现了椎动脉的压迫为颈6，7部分的钩椎关节增生， 且右侧椎动脉为优势侧

CTA检测动脉硬化和斑块 壁硬化斑块，并根据CT值分为： 富脂软斑块（CT值＜50HU） 纤维化斑块（CT值50～120HU）

CT血管造影的优缺点 优点 缺点 ② 血管成像范围广，能很容易完 成头颈部联合或长段脊柱、脊 髓CTA ① 一种无创性血管成像技术 ② 血管成像范围广，能很容易完 成头颈部联合或长段脊柱、脊 髓CTA ③ 同时显示血管及其相邻骨结构 及其关系 可检测血管狭窄和动脉硬化斑 块 对颅内3级分支显示率100%， 4、5级分支达到 94.5% 一次注药可分别完成动脉和静 脉血管造影以及常规增强扫描 ⑥ 不受局部血流状态（涡流）、 钙化、血栓形成的影响 ① 空间分辨率不及DSA ② 由于邻近高密度结构的重叠 而影响动脉的显示，如颅底 骨骼、钙化和海绵窦、脉络 丛的强化等 仅能显示血管解剖方面信息， 不能提供血循环动态变化信 息

脑血管检测方法 临床血管检查 超声成像（USG） 核磁共振血管照影（MRA） CT脑血管照影（CTA） 数字减影血管照影（DSA）

数字减影血管造影 (DIGITAL SUBTRACTION ANGIOGRAPHY,DSA) Nudelman于1977年获得第一张DSA的图像，是常规 血管造影术与电子计算机图像处理技术相结合的产物。这样， 经计算机行减影处理的数字矩阵再经数字／模拟转换器转换为 图像，则骨骸及软组织影像被消除掉，只留有清晰的血管影像， 达到减影目的

数字减影血管造影 (DIGITAL SUBTRACTION ANGIOGRAPHY,DSA)

数字减影血管造影 (DIGITAL SUBTRACTION ANGIOGRAPHY,DSA)

超声成像、MRA、CTA、DSA的比较 超声 MRA/CE-MRA CTA DSA 快速 颅内外血管局部情况均能了解 反应血流动力学改变 也适用于烦燥的病人 重复检查, 无时间限制, 利于随访和动态监测 费用低 结果受操作者影响较大 MRA/CE-MRA 无创，无辐射 能同时显示椎基底动脉全貌 分辩率好 不需照影剂/或照影剂相对安全（Gd-DTPA安全系数200，过敏发生率1.5-2.5%)、用量小、价格低 敏感度：97% 检查时间长 有夸大狭窄程度的倾向 空间分辨率也不如DSA CTA 无创, 快速 血管成像范围广能同时显示椎基底动脉全貌 CTA三维图像能任意角度观察血管 能清楚反应血管与邻近结构的关系 需含碘的照影剂(安全系数8-10） 烦燥的病人受限制 DSA 金标准 可连续观测脑循环过程，并进行血管内操作 有创检查 仅能显示一支大血管及其所属分支 需含碘的照影剂 费用高

病例分享 Yang Yue bin， 男，39岁 患者因左上肢酸麻感伴疼痛数日，在我院国际医院门诊就诊 ，2011-11-22 颈椎MRI发现C3 椎体水 平颈髓内占位性病变，海绵状血管瘤可能 入院前1天发作头晕、视物旋转、伴恶心呕吐 、行走不稳于2011-12-21再次就诊。体检：BP 138 / 70 mmHg，HR72次 / 分，心肺功能正常，神清，语言清晰，双眼左视水平眼震（+），余颅 神经（-），四肢肌力正常，腱反射对称引出，无明显感觉异常， 直线行走试验（+），双侧 Babinski征（+）。 急查头颅CT未见异常。 即往无高血压、糖尿病、高脂血症史，无吸烟饮酒史，无脑血管病家族史 2011-12-21：拟诊1. 高颈髓病变；2.急性缺血性脑血管病不除外收入院 血生化检查：血常规、血脂、血糖、血液粘度、凝血功能、肝肾功能正常范围，蛋白S/C正常 抗心磷脂抗体（ACA）（-），HIV（-），Syphilis TRUST Test(-) 2011-12-21颈部血管B超：双颈动脉未见异常，左椎动脉椎间段血流显示差 2011-12-21头颅MRI：左侧桥小脑角处可疑低密度影 2011-12-22复查头颅MRI薄层扫描：未见明显异常 2011-12-22 头 + 颈MRA：左侧椎动脉大部分显示不清，考虑重度狭窄 2011-12-23：全院大会诊，患者症状明显好转，NS（-） 2011-12-27 头 + 颈CTA：左侧椎动脉V2-4段充盈缺损影，考虑左椎动脉血栓形成 2011-12-29：出院诊断：左侧椎动脉血栓形成，给予拜阿斯匹林+立普妥 2012-01 DSA 血管照影（外院）：左侧椎动脉闭塞，左小脑上动脉部分由右侧椎动脉供应

2011-11-21 颈椎MRI 2011-11-22 颈椎MRI发现C3 椎体水平颈髓内占位性病变, 海绵状血管瘤可能

2011-12-21颈部血管B超 双颈动脉未见异常，左椎动脉椎间段血流显示差

2011-12-22 头颅MRI 未见明显异常

2011-12-22 MRA 左侧椎动脉大部分显示不清，考虑重度狭窄

2011-12-27 CTA 左侧椎动脉V2-4段充盈缺损影，考虑左椎动脉血栓形成 （2011-11-21颈椎MRI）

超声成像、MRA、CTA、DSA的综合应用 脑血管病的首次筛选方法 TCD 颈动脉超声 后续检测，明确诊断 MRA CTA 进一步确诊，介入治疗 DSA

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