脑侧支循环的评估 PPT
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• 氙CT • 发射型计算机断层成像术（Emission Computed
Tomography，ECT）
• 单光子发射计算机断层成像术（SPECT） • 正电子发射断层成像术（PET）
• TCD血流储备功能测定
CT灌注成像参数
• 脑血流量（cerebral blood flow，CBF） • 脑血容量（cerebral blood volume，CBV）
脑侧支循环的评估
侧支循环的定义
脑侧支循环是指当大脑的供血动脉严重狭窄 或闭塞时，血流通过其他血管（侧支或新形 成的血管吻合）到达缺血区，从而使缺血组 织得到不同程度的灌注代偿。
Liebeskind DS. Collateral circulation. Stroke. 2003. 34(9): 2279-84.
1.颅外－颅内吻合
A：面动脉－眼动脉 B：上颌动脉－眼动脉 C：脑膜中动脉－眼动脉 D：脑膜中动脉－硬脑膜小动脉 吻合 E：枕动脉－硬脑膜小动脉吻合 （乳突孔） F：枕动脉－硬脑膜小动脉吻合 （顶孔）
摘自：Stroke 2003, 34:2279-2284.
二级侧支
2. 颅内动脉吻合（软 脑膜动脉）
男性，52岁，RICA闭塞 CTA－SI
CTA MIP
图A：51岁，男性，初始NIHSS评分12分，发病后6 个月随访mRS为1分；（侧支较好） 图B：47岁，女性，初始NIHSS评分13分，6个月随 访mRS为6分；（侧支较差）
MPR：多平面重建
男，56岁， 右侧颈内动脉 末端闭塞
多时项CTA
多时项CTA
多时项CTA
多时项CTA可显著提高侧支循环的评估等级
右侧MCA闭塞，较好的临床结局 (mRS=2)
Smit EJ, et al. Stroke. 2013;44:2194-9
MRA二级侧支的评价
• 3D TOF MRA （MRA MIP图）
• 其他：MR FLAIR、MR T2*序列等
侧支循环的临床意义
Stroke 42:693-699, 2011. AJNR Am J Neuroradiol 30:165-170, 2009. Stroke 42:3465-3469, 2011.
Stroke 42:2235- 2239, 2011. AJNR Am J Neuroradiol 32:1640-1645, 2011.
Quantitative magnetic resonance angiography (QMRA)
无创优化血管分析（noninvasive optimal vessel analysis，NOVA）显示基底动脉小脑
前下动脉以上血流反向及明显的流速下降(22 mL/min)；双侧椎动脉血流速度下降且反向
– 代表ROI内的毛细血管和大血管的血管床容积，反应局部血管的扩张 情况；
– 另外还可能与侧支循环的代偿程度有关。
• 平均通过时间（mean transit time，MTT） • 峰值时间（time to peak，TTP）
– 是指从开始注射对比剂到浓度达到峰值的时间，反应血液到达ROI的 通路，TTP延长越明显，表明脑血流动力学损伤越严重，显著延长的 TTP值代表侧支血管内血流缓慢
MR T2*序列
Neurology. 2005 Aug 23;65(4):652-3.
激光散斑成像 显示新生血管的形成
Transl Stroke Res. 2011 Mar;2(1):112-27
侧支的功能评估
• CT灌注
• 多时项CTP
• MR灌注
• MR ASL • (FADS)动态因素分析
MRA: 原始图像、MIP图
MRA评估
MRA与DSA比较评估willis环的准确性
Patrux B, et al. Neuroradiology 1994;36:193–197 Stock KW, et al. AJNR Am J Neuroradiol 1996; 17: 1495–1499
定量磁共振血管成像技术
Willis环的评估方法
• DSA • CTA • MRA • TCD／TCCD
DSA
前交通动脉
右侧颈内动脉闭塞，前交通动脉开放
DSA
后交通动脉
后交通动脉
后交通动脉开放
CTA
较高的准确性：敏感性和特异性均大于90% 描述发育不良的结构时存在一定局限性：敏感性52.6%，特异性98.2%
Acta Radiol 2011; 52: 889–93.
3D TOF MRA
3D TOF MRA速度编码在图像采集时允许在三个垂直平面上进行血流敏感成像， 由于受到解剖分辨率的限制，只能用于Willis环近端血管的评价。
FLAIR hyperintensities flair像高信号
AJNR Am J Neuroradiol. 2009 Mar;30(3):564-8
II期：脑循环储备力失代偿，CBF 达电衰竭阈值以下，神经 元的功能出现异常，机体通过脑代谢储备力来维持神经元代 谢的稳定。
II1期：CBF 下降，缺血造成局部星形细胞足板肿胀，压迫局部微血管。灌 注成像见TTP、MTT 延长，以及rCBF 下降，rCBV基本正常或轻度下降 （循环失代偿）。
II2期：星形细胞足板明显肿胀并造成脑局部微血管受压变窄或闭塞。灌注成 像见TTP、MTT延长，rCBF 和rCBV 下降
(LVA, 15 mL/min; RVA, 16 mL/min)；RPCoA血流速度增快 (54 mL/min)，提示向后循
环有代偿。
J Neuroimaging. 2009 Jan;19(1):27-30.
Phase-contrast MRA相位对比磁共振血管成像
右侧颈内动脉闭塞，右侧后交通动脉开放（后向前供血） N Engl J Med 1994; 330:1565-1570
病例分析：双侧MCA 血流速度正常范围，但右侧（Vs=60cm/s）较左侧 （Vs=125cm/s）低，频谱圆钝（右侧PI=0.55，左侧PI=1.11）提示RICA 或RCCA 存 在严重狭窄或闭塞，但侧支循环开放良好。经狭窄同侧wk.baidu.com窗（右颞窗）在深度70～ 90mm 范围内检测到一血流方向朝向探头之血流信号。它们分别是：反向RACA（深度 70mm），开放的AcoA（深度82mm）和代偿增快的LACA（深度90mm），提示 AcoA 开放，LICA 血流经AcoA 供应RMCA。
病例A 65岁男性，病例B为65岁男女性，两者均为急性LMCA缺血性卒中，严重程度相同 （NIHSS评分相同）从左向右图像依次为wllis环的CTA图、溶栓前头CT、溶栓后头CT 如剪头所示：病例B后交通动脉缺如，溶栓后24小时头CT可见较大的梗死灶
CTA所示willis环变异情况：A－D为前循环变异，E－H为后循环变异 (A)正常前循环；(B) 两个前交通动脉； (C) A1 发育不良；(D) A1 缺如； (E) 正常成人型后循环； (F) 过渡型后循环; (G) 胚胎型后循环； (H) 一种新的类型
CTA对二级侧支的评价
• CTA－SI：CTA原始图像 • CTA－MPR：多平面重建 • CTA－MIP：最大密度投影 • MP－CTA：多时项CTA
McVerry F, Liebeskind DS, Muir KW. American Journal of Neuroradiology. 2012;33(3):576–582.
RMCA 血流速度减慢，频谱低平圆钝，提示RICA 或RCCA 严重狭窄或 闭塞；RSCA 血流速度正常范围（Vs=75 cm/s），搏动指数正常范围 （PI=0.61），但较左侧降低（LSCA 的Vs=125cm/s，PI=0.81），提 示RICAex 严重狭窄或闭塞。RPCA-P1 段或PcoA 血流速度增快 （Vs=120cm/s），提示PcoA 开放。
TCD评估
• 评估是否存在前交通动脉
– TCD的敏感性为95%，特异性为100%。
• 评估通过基底动脉的侧支循环时
– TCD敏感性为87%，特异性为95%。
Müller M, et al. AJNR Am J Neuroradiol 1995; 16: 195–202.
二级、三级侧支的评价
二级侧支
DSA
软膜动脉吻合
右侧ICA闭塞，ACA－MCA软膜侧支代偿
DSA
软膜动脉吻合
PCA－MCA软膜侧支形成
DSA
右侧MCA闭塞，ACA－MCA软膜侧支代偿
DSA
颅内外动脉吻合
颅内外动脉吻合
左侧ICA闭塞，ECA－ICA侧支代偿形成
DSA
头皮血管与颅内血 管新生血管吻合
三级侧支代偿
基于CT的评估方法
CTP脑缺血分期
I期：脑血流动力学发生异常变化期，机体可以通过小动脉和 毛细血管平滑肌的代偿性扩张或收缩来维持脑血流相对动态 稳定。
I1期: 脑灌注区血流速度减慢，但脑局部微血管尚无代偿性扩张。故灌注成 像表现为TTP 延长，MTT、rCBF 和rCBV 正常。
I2期：脑局部微血管代偿性扩张，rCBV 正常或升高，rCBF 正常或轻度下降， TTP 和MTT 延长。
B：ACA－MCA C：MCA－PCA D：PCA－小脑上动脉（顶盖丛） E：小脑动脉远端吻合
二级、三级侧支的评估方法
• 结构评估：TCD、CTA、MRA、DSA
– 其他：MR FLAIR、MR SWI序列等
• 功能评估：TCD血流储备功能测定、氙增 强CT、单光子发射CT、正电子成像术、CT 灌注和MR灌注
TCD评估
正常情况下AcoA无血流
AcoA开放
AcoA 开放诊断标准如下： 1. 同侧ACA 反向，血流方向同MCA，频谱低平圆钝； 2. 对侧ACA 血流速度代偿性增高，频谱相对正常； 3. 压对侧CCA 后狭窄同侧MCA 和反向ACA 血流速度下降。 AcoA 开放前提：AcoA 存在；双侧ACA 完整。如果AcoA 和/或某一侧ACA 发 育不良或缺如，一侧或双侧ACA 严重狭窄或闭塞都会影响AcoA 侧支供血。
Stroke 1999, 30:2671-2678
图9-3 Willis环后循环部分解剖变异 a-c 为完整, 其余为不完整； a：双侧后交通动脉开放； b：如箭头所示：PCA直接起源于ICA，这种类型被称为单侧胚胎型大脑后动脉（FTP），对侧后交通 动脉存在； c：双侧FTP，双侧PCA P1段存在； d：单侧后交通开放； e：双侧后交通动脉缺如或发育不良； f：单侧FTP伴P1段发育不良或缺如； g：单侧FTP伴对侧后交通动脉发育不良或缺如； h：单侧FTP伴P1段和后交通动脉缺如发育不良； i：双侧FTP伴双侧P1段缺如发育不良； j,S双tro侧keFT19P9伴9,单30侧:2P6711段-2缺678如发育不良.
ANN NEUROL 2011;69:963–974
脑侧支循环的解剖
一级侧支的评估
一级侧支Willis环
引自N Engl J Med 1994; 330: 1566
图9-2 Willis环前循环部分的解剖变异 a-f 为完整, g-j 为不完整 a：单一前交通动脉 b：多个前交通动脉 c：前交通动脉上发出支配胼胝体的中间动脉 d：大脑前动脉近端融合 e：大脑前动脉近端融合形成共干，远端分出两个分支 f：大脑中动脉由颈内动脉发出时分为两干。 g：前交通动脉发育不良或缺失 h：一侧大脑前动脉A1段发育不良或却如，对侧大脑前动脉远端分为两支A2段。 J：前交通动脉发育不良或却如，大脑中动脉双干
A1 Right
M1 P1
FIG 2. 经左侧颞窗探测的TCCD willis环声 波图 FIG 3. 多普勒波谱 A：频谱图显示压迫同侧颈动脉后大脑前动 脉反向，提示AcoA存在； B：频谱图显示压迫同侧颈动脉后大脑后动 脉P1段流速增加至少20%，提示PcoA存在；
AJNR Am J Neuroradiol 24:456–462,
PcoA 开放诊断标准： 1） PCA-P1 段血流速度增快，方向朝向探头，频谱相对正常； 2） PCOA 开放，方向朝向探头，血流速度和频谱与PCA-P1 段相似； 3） BA 血流速度增快，频谱相对正常； 4） 双侧VA 血流速度增快，频谱相对正常。 PCOA 开放前提：PCOA 存在；PCA-P1 段正常。如果PcoA 和/或PCA 发育不良或缺如， 或同侧PCA 严重狭窄或闭塞都会影响PcoA 侧支供血。
Tomography，ECT）
• 单光子发射计算机断层成像术（SPECT） • 正电子发射断层成像术（PET）
• TCD血流储备功能测定
CT灌注成像参数
• 脑血流量（cerebral blood flow，CBF） • 脑血容量（cerebral blood volume，CBV）
脑侧支循环的评估
侧支循环的定义
脑侧支循环是指当大脑的供血动脉严重狭窄 或闭塞时，血流通过其他血管（侧支或新形 成的血管吻合）到达缺血区，从而使缺血组 织得到不同程度的灌注代偿。
Liebeskind DS. Collateral circulation. Stroke. 2003. 34(9): 2279-84.
1.颅外－颅内吻合
A：面动脉－眼动脉 B：上颌动脉－眼动脉 C：脑膜中动脉－眼动脉 D：脑膜中动脉－硬脑膜小动脉 吻合 E：枕动脉－硬脑膜小动脉吻合 （乳突孔） F：枕动脉－硬脑膜小动脉吻合 （顶孔）
摘自：Stroke 2003, 34:2279-2284.
二级侧支
2. 颅内动脉吻合（软 脑膜动脉）
男性，52岁，RICA闭塞 CTA－SI
CTA MIP
图A：51岁，男性，初始NIHSS评分12分，发病后6 个月随访mRS为1分；（侧支较好） 图B：47岁，女性，初始NIHSS评分13分，6个月随 访mRS为6分；（侧支较差）
MPR：多平面重建
男，56岁， 右侧颈内动脉 末端闭塞
多时项CTA
多时项CTA
多时项CTA
多时项CTA可显著提高侧支循环的评估等级
右侧MCA闭塞，较好的临床结局 (mRS=2)
Smit EJ, et al. Stroke. 2013;44:2194-9
MRA二级侧支的评价
• 3D TOF MRA （MRA MIP图）
• 其他：MR FLAIR、MR T2*序列等
侧支循环的临床意义
Stroke 42:693-699, 2011. AJNR Am J Neuroradiol 30:165-170, 2009. Stroke 42:3465-3469, 2011.
Stroke 42:2235- 2239, 2011. AJNR Am J Neuroradiol 32:1640-1645, 2011.
Quantitative magnetic resonance angiography (QMRA)
无创优化血管分析（noninvasive optimal vessel analysis，NOVA）显示基底动脉小脑
前下动脉以上血流反向及明显的流速下降(22 mL/min)；双侧椎动脉血流速度下降且反向
– 代表ROI内的毛细血管和大血管的血管床容积，反应局部血管的扩张 情况；
– 另外还可能与侧支循环的代偿程度有关。
• 平均通过时间（mean transit time，MTT） • 峰值时间（time to peak，TTP）
– 是指从开始注射对比剂到浓度达到峰值的时间，反应血液到达ROI的 通路，TTP延长越明显，表明脑血流动力学损伤越严重，显著延长的 TTP值代表侧支血管内血流缓慢
MR T2*序列
Neurology. 2005 Aug 23;65(4):652-3.
激光散斑成像 显示新生血管的形成
Transl Stroke Res. 2011 Mar;2(1):112-27
侧支的功能评估
• CT灌注
• 多时项CTP
• MR灌注
• MR ASL • (FADS)动态因素分析
MRA: 原始图像、MIP图
MRA评估
MRA与DSA比较评估willis环的准确性
Patrux B, et al. Neuroradiology 1994;36:193–197 Stock KW, et al. AJNR Am J Neuroradiol 1996; 17: 1495–1499
定量磁共振血管成像技术
Willis环的评估方法
• DSA • CTA • MRA • TCD／TCCD
DSA
前交通动脉
右侧颈内动脉闭塞，前交通动脉开放
DSA
后交通动脉
后交通动脉
后交通动脉开放
CTA
较高的准确性：敏感性和特异性均大于90% 描述发育不良的结构时存在一定局限性：敏感性52.6%，特异性98.2%
Acta Radiol 2011; 52: 889–93.
3D TOF MRA
3D TOF MRA速度编码在图像采集时允许在三个垂直平面上进行血流敏感成像， 由于受到解剖分辨率的限制，只能用于Willis环近端血管的评价。
FLAIR hyperintensities flair像高信号
AJNR Am J Neuroradiol. 2009 Mar;30(3):564-8
II期：脑循环储备力失代偿，CBF 达电衰竭阈值以下，神经 元的功能出现异常，机体通过脑代谢储备力来维持神经元代 谢的稳定。
II1期：CBF 下降，缺血造成局部星形细胞足板肿胀，压迫局部微血管。灌 注成像见TTP、MTT 延长，以及rCBF 下降，rCBV基本正常或轻度下降 （循环失代偿）。
II2期：星形细胞足板明显肿胀并造成脑局部微血管受压变窄或闭塞。灌注成 像见TTP、MTT延长，rCBF 和rCBV 下降
(LVA, 15 mL/min; RVA, 16 mL/min)；RPCoA血流速度增快 (54 mL/min)，提示向后循
环有代偿。
J Neuroimaging. 2009 Jan;19(1):27-30.
Phase-contrast MRA相位对比磁共振血管成像
右侧颈内动脉闭塞，右侧后交通动脉开放（后向前供血） N Engl J Med 1994; 330:1565-1570
病例分析：双侧MCA 血流速度正常范围，但右侧（Vs=60cm/s）较左侧 （Vs=125cm/s）低，频谱圆钝（右侧PI=0.55，左侧PI=1.11）提示RICA 或RCCA 存 在严重狭窄或闭塞，但侧支循环开放良好。经狭窄同侧wk.baidu.com窗（右颞窗）在深度70～ 90mm 范围内检测到一血流方向朝向探头之血流信号。它们分别是：反向RACA（深度 70mm），开放的AcoA（深度82mm）和代偿增快的LACA（深度90mm），提示 AcoA 开放，LICA 血流经AcoA 供应RMCA。
病例A 65岁男性，病例B为65岁男女性，两者均为急性LMCA缺血性卒中，严重程度相同 （NIHSS评分相同）从左向右图像依次为wllis环的CTA图、溶栓前头CT、溶栓后头CT 如剪头所示：病例B后交通动脉缺如，溶栓后24小时头CT可见较大的梗死灶
CTA所示willis环变异情况：A－D为前循环变异，E－H为后循环变异 (A)正常前循环；(B) 两个前交通动脉； (C) A1 发育不良；(D) A1 缺如； (E) 正常成人型后循环； (F) 过渡型后循环; (G) 胚胎型后循环； (H) 一种新的类型
CTA对二级侧支的评价
• CTA－SI：CTA原始图像 • CTA－MPR：多平面重建 • CTA－MIP：最大密度投影 • MP－CTA：多时项CTA
McVerry F, Liebeskind DS, Muir KW. American Journal of Neuroradiology. 2012;33(3):576–582.
RMCA 血流速度减慢，频谱低平圆钝，提示RICA 或RCCA 严重狭窄或 闭塞；RSCA 血流速度正常范围（Vs=75 cm/s），搏动指数正常范围 （PI=0.61），但较左侧降低（LSCA 的Vs=125cm/s，PI=0.81），提 示RICAex 严重狭窄或闭塞。RPCA-P1 段或PcoA 血流速度增快 （Vs=120cm/s），提示PcoA 开放。
TCD评估
• 评估是否存在前交通动脉
– TCD的敏感性为95%，特异性为100%。
• 评估通过基底动脉的侧支循环时
– TCD敏感性为87%，特异性为95%。
Müller M, et al. AJNR Am J Neuroradiol 1995; 16: 195–202.
二级、三级侧支的评价
二级侧支
DSA
软膜动脉吻合
右侧ICA闭塞，ACA－MCA软膜侧支代偿
DSA
软膜动脉吻合
PCA－MCA软膜侧支形成
DSA
右侧MCA闭塞，ACA－MCA软膜侧支代偿
DSA
颅内外动脉吻合
颅内外动脉吻合
左侧ICA闭塞，ECA－ICA侧支代偿形成
DSA
头皮血管与颅内血 管新生血管吻合
三级侧支代偿
基于CT的评估方法
CTP脑缺血分期
I期：脑血流动力学发生异常变化期，机体可以通过小动脉和 毛细血管平滑肌的代偿性扩张或收缩来维持脑血流相对动态 稳定。
I1期: 脑灌注区血流速度减慢，但脑局部微血管尚无代偿性扩张。故灌注成 像表现为TTP 延长，MTT、rCBF 和rCBV 正常。
I2期：脑局部微血管代偿性扩张，rCBV 正常或升高，rCBF 正常或轻度下降， TTP 和MTT 延长。
B：ACA－MCA C：MCA－PCA D：PCA－小脑上动脉（顶盖丛） E：小脑动脉远端吻合
二级、三级侧支的评估方法
• 结构评估：TCD、CTA、MRA、DSA
– 其他：MR FLAIR、MR SWI序列等
• 功能评估：TCD血流储备功能测定、氙增 强CT、单光子发射CT、正电子成像术、CT 灌注和MR灌注
TCD评估
正常情况下AcoA无血流
AcoA开放
AcoA 开放诊断标准如下： 1. 同侧ACA 反向，血流方向同MCA，频谱低平圆钝； 2. 对侧ACA 血流速度代偿性增高，频谱相对正常； 3. 压对侧CCA 后狭窄同侧MCA 和反向ACA 血流速度下降。 AcoA 开放前提：AcoA 存在；双侧ACA 完整。如果AcoA 和/或某一侧ACA 发 育不良或缺如，一侧或双侧ACA 严重狭窄或闭塞都会影响AcoA 侧支供血。
Stroke 1999, 30:2671-2678
图9-3 Willis环后循环部分解剖变异 a-c 为完整, 其余为不完整； a：双侧后交通动脉开放； b：如箭头所示：PCA直接起源于ICA，这种类型被称为单侧胚胎型大脑后动脉（FTP），对侧后交通 动脉存在； c：双侧FTP，双侧PCA P1段存在； d：单侧后交通开放； e：双侧后交通动脉缺如或发育不良； f：单侧FTP伴P1段发育不良或缺如； g：单侧FTP伴对侧后交通动脉发育不良或缺如； h：单侧FTP伴P1段和后交通动脉缺如发育不良； i：双侧FTP伴双侧P1段缺如发育不良； j,S双tro侧keFT19P9伴9,单30侧:2P6711段-2缺678如发育不良.
ANN NEUROL 2011;69:963–974
脑侧支循环的解剖
一级侧支的评估
一级侧支Willis环
引自N Engl J Med 1994; 330: 1566
图9-2 Willis环前循环部分的解剖变异 a-f 为完整, g-j 为不完整 a：单一前交通动脉 b：多个前交通动脉 c：前交通动脉上发出支配胼胝体的中间动脉 d：大脑前动脉近端融合 e：大脑前动脉近端融合形成共干，远端分出两个分支 f：大脑中动脉由颈内动脉发出时分为两干。 g：前交通动脉发育不良或缺失 h：一侧大脑前动脉A1段发育不良或却如，对侧大脑前动脉远端分为两支A2段。 J：前交通动脉发育不良或却如，大脑中动脉双干
A1 Right
M1 P1
FIG 2. 经左侧颞窗探测的TCCD willis环声 波图 FIG 3. 多普勒波谱 A：频谱图显示压迫同侧颈动脉后大脑前动 脉反向，提示AcoA存在； B：频谱图显示压迫同侧颈动脉后大脑后动 脉P1段流速增加至少20%，提示PcoA存在；
AJNR Am J Neuroradiol 24:456–462,
PcoA 开放诊断标准： 1） PCA-P1 段血流速度增快，方向朝向探头，频谱相对正常； 2） PCOA 开放，方向朝向探头，血流速度和频谱与PCA-P1 段相似； 3） BA 血流速度增快，频谱相对正常； 4） 双侧VA 血流速度增快，频谱相对正常。 PCOA 开放前提：PCOA 存在；PCA-P1 段正常。如果PcoA 和/或PCA 发育不良或缺如， 或同侧PCA 严重狭窄或闭塞都会影响PcoA 侧支供血。