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脑血流灌注显像介入试验成果

【摘要】:通过外部各种因素的介入,引起局部脑血流量发生改变,以显示与其他部位之间的差异,这就是脑血流灌注显像介入试验的基本原理。介入试验前,静脉注射脑灌注显像剂反映基础状态脑的血流分布和功能状态,当进行介入试验时使脑细胞处于激发状态,再次注射脑灌注显像剂,就可获得介入状态下的脑血流灌注和脑的功能活动状态。介入试验前显像结束后,保持体位不变,在生理刺激介入试验期间静脉脑灌注显像剂。

2.2 脑血流灌注显像介入试验

【原理】  脑血流灌注显像介入试验是指利用介入因素,使脑的血流灌注和功能发生改变的诊断和研究方法。机体通过各种机制维持脑血流的平衡,局部脑血流量不但与脑血管阻力、压力差等因素有关,也与局部脑组织的代谢活跃程度有关。通过外部各种因素的介入,引起局部脑血流量发生改变,以显示与其他部位之间的差异,这就是脑血流灌注显像介入试验的基本原理。

脑灌注显像剂经静脉注射后,很快被脑细胞摄取,其脑内分布反映注射时刻的脑血流灌注和功能状态。介入试验前,静脉注射脑灌注显像剂反映基础状态脑的血流分布和功能状态,当进行介入试验时使脑细胞处于激发状态,再次注射脑灌注显像剂,就可获得介入状态下的脑血流灌注和脑的功能活动状态。

【检查方法】

脑血流灌注显像介入试验主要有五大类:①药品介入试验,包括乙酰唑胺介入试验、贝美格药物诱发试验、尼莫地平介入试验、乙酰肉毒碱介入试验、抗胆碱药物介入试验、抗精神病药物介入试验、双嘧达莫介入试验、腺苷介入试验、CO2负荷试验等;②人为干预介入试验,包括过度换气诱发试验、剥夺睡眠诱发试验、睡眠诱发试验、直立负荷试验、颈动脉压迫试验、大脑半球不对称试验等;③生理刺激介入试验,包括肢体运动、视觉、听觉刺激试验和躯体感觉刺激试验等;④认知作业介入试验,如记忆试验、听觉语言学习试验、计算试验、思索试验等;⑤物理性干预试验,如磁场干预试验、低能激光照射试验、针刺激发试验等。

常用的检查方法有下列几种。

(1)乙酰唑胺介入试验

1)原理 乙酰唑胺(Acetazolamide,商品名Diamox)是磺胺的衍生物,也是碳酸酐酶抑制剂。乙酰唑胺阻断脑内碳酸酐酶的作用,使碳酸脱氢氧化过程受到抑制,使脑内pH值急速下降。正常情况下脑组织pH值下降时会反射性地使脑血管扩张、rCBF增加。但是病变部位血管反应不明显,而出现相对放射性减低区。这种介入试验可提高SPECT脑灌注显像对缺血性脑血管病的检出率。

2)方法 采用同体位连续两次显像方法,即介入试验前显像结束后,保持体位不变,静脉推注乙酰唑胺1 g,2 min后注射脑灌注显像剂,10 min后进行第2次显像。也可采用隔日法:静息显像与乙酰唑胺负荷显像间隔48 h左右,不在同一天进行。可先做静息显像,也可先做乙酰唑胺负荷显像。注意两次显像条件,如显像剂剂量、注射环境,以及注射后进行断层采集的时间、体位、参数设置、处理条件等都要尽可能保持一致。

(2)过度换气诱发试验

1)原理 深呼吸能使肺泡内CO2加速排出,血液中CO2浓度下降,反射性地引起血管收缩,循环速率减慢,使rCBF降低,以保持脑组织内的CO2含量不至于太低,纠正血液pH值。由于脑血管收缩,rCBF降低使脑组织处于缺氧状态,葡萄糖供应减少,这增加了脑皮质细胞的兴奋性,有病变的脑细胞就容易产生痫性放电或其他异常,继而导致癫痫灶局部血流灌注增高和脑细胞功能活动亢进。此时,若“弹丸式”注射脑灌注显像剂,再进行SPECT显像,即可发现癫痫灶。

2)方法 采用非连续2次显像方法。做好显像前各项准备,然后令受检查者端坐,连续不断地进行深呼吸,呼吸要有足够的深度(换气量为5~6倍),频率一般为20~25次/min。为保证足够的换气量,可在距患者20~30 cm处悬挂宽2 cm,长20~30 cm的纸条,根据纸条摆动的幅度,粗测换气量。整个试验持续5~10 min,若脑电图记录到痫波出现,则立即注射脑灌注显像剂。若无脑电图监测,则试验可持续20 min以上,直至诱发出临床发作时再立即注射脑灌注显像剂。

(3)生理刺激介入试验——肢体运动、视觉和听觉刺激介入试验

1)原理 脑局部的血流灌注量的变化受脑细胞的功能活动和代谢控制,无论是感觉性、运动性,或者某种形式的思考,都伴有某一区域脑神经元活动增强。同时,产生的代谢产物引起血管扩张,血流灌注增多。生理刺激介入试验完全是建立在正常生理活动的基础上的,所以它不但可以用于研究生理功能活动和大脑的关系,也可以用于评价脑神经疾病状态下各种生理功能的损害、功能残留和预后等。

2)方法 采用同体位连续2次显像方法。介入试验前显像结束后,保持体位不变,在生理刺激介入试验期间静脉脑灌注显像剂。10min后进行第2次显像。生理刺激介入试验的方法很多,例如,随意运动刺激时可做右手等容握力运动,或右下肢缚沙袋500g做抬腿运动;视觉刺激时可使用点光源刺激单眼或双眼;听觉刺激时可佩戴微型耳塞机,播放流行歌曲等。

(4)认知作业介入试验

1)原理 认知作业介入试验是指在进行认知功能评定过程中进行脑灌注显像的特殊检查方法。认知是人脑的功能活动产物,它包括记忆力、注意力、分析综合能力和运动操作等一系列综合信息的加工处理过程,是人正确感知周围环境,判断、处理和解决问题的基础。认知功能评定是神经心理学研究的重要手段,它可以用来研究脑功能和行为的关系,了解正常的精神活动过程中所涉及的特定脑区。其对于特定脑部的病灶所引起的特定精神变化,以及治疗过程中认知功能状态的变化十分重要。

2)方法 认知功能评价涉及不同层面的多个方面,故测定方法种类很多,如韦氏成人智力量表与韦氏记忆量表、连线测验、本顿视觉保持测验、数字警觉度测验、临床记忆量表等。

(5)物理性干预试验——针刺激发试验(www.chuimin.cn)

1)原理 现代医学技术研究证明,针刺效应的发挥依赖于中枢神经系统的结构和功能的完整性。针刺肢体穴位时,针刺信号通过神经末梢感受器和感觉传导路,经脊髓后角上行至网状结构和丘脑,再投射到相应的神经核团和大脑皮质。入脑的针刺信号具有激发、调整脑神经元功能和代谢的作用,并整合针刺信号传送到效应器。利用针刺信号能够明确激发脑细胞功能、代谢和脑血流灌注的特性,把原本是治疗的针刺方法用于诊断。当脑内存在脑血流灌注和功能低下区(例如脑梗死、偏头痛等)时,给予适宜的针刺信号,可见脑内病灶区的血流灌注和功能完全或部分恢复。因此,针刺激发试验除可以评价脑细胞的存活情况,还可以作为预后评价和治疗方法的选择手段。

2)方法 采用同体位连续2次显像方法,在介入试验前及显像结束后,保持体位不变,在针刺激发介入试验期间静脉注射脑灌注显像剂,10 min后进行第2次显像。

【注意事项】

(1)介入试验(特别是药物介入试验),可能会产生一些不同程度的不良反应。在进行介入试验前必须熟知所实施介入试验的原理、方法、注意事项和可能出现的不良反应及相应的危险,要针对介入试验可能出现的问题,准备必要的拮抗药品和抢救措施,防止发生意外。

(2)在进行癫痫诱发介入试验时,如果有条件最好使用脑电图仪监测,当出现典型癫痫波或出现临床发作时,应立即注射脑灌注显像剂,同时终止诱发。

(3)数字减影技术难度较大,其关键点在于头部固定、层与层的一致和像素的匹配。如果在位置、层与层不一致或像素不匹配的情况下做减影处理,势必造成假性脑内结构的错乱,使影像模糊、分辨率下降。

【影像分析及结果判断】

(1)正常影像  正常情况下,生理性刺激或负荷后,在相应支配区的脑皮质血流明显增加,一般可较基础状态增加25%左右。

(2)异常影像  应用定量或半定量分析,病灶区局部血流量减少,或病灶区与对称部位正常区的放射性计数比值下降超过10%属于异常。在2个或2个以上断面的同一部位呈现放射性分布异常,病变区血管不扩张,其相应支配区血流灌注相对减少等。

【临床应用】

(1)评价脑血管的储备能力 虽然脑血管造影能够观察和测定主干动脉的狭窄程度,但是不能提供脑组织循环储备的功能情况,而乙酰唑胺介入试验提供了一种新的评价脑循环储备功能的方法。乙酰唑胺介入试验可明显提高TIA检出的阳性率,有助于早期发现隐匿性病灶,了解病灶区域的血流储备能力,并对病情进行分级和病程随访,同时也是判断脑部疾病的治疗效果、预后、病程监测和手术随访的方法。

(2)较确切地定位致痫灶 在癫痫发作间期和发作期显像进行SPECT脑灌注显像,有助于识别致痫灶的位置、大小、血运和功能状态。发作间期显像主要有3种所见:①局限性放射性减低区,例如,特发性癫痫、脑膜炎后遗症、外伤后局部脑萎缩和脑肿瘤SPECT显示局灶性放射性缺损区,一般和CT所示的异常部位相同,但范围大;②局限性放射性增高区,个别患者可见灶状放射性增高,其他脑区无异常;③无明显异常,即脑内放射性分布近于正常,如果不进行发作期显像,则无法定位致痫灶。

发作期显像主要表现为脑区内放射性局灶性增高,也有3种所见:①放射性填充,在发作间期所示的减低区同一位置,可见明确的放射性填充,并呈灶状浓集区,匹配一致;②放射性再增高,发作间期所见的灶状增高区,再增高现象并呈灶状浓集区者;③非典型性异常放射性增高,虽有异常放射性增高,但发作间期和发作期所示的病灶位置不尽一致,例如,局部脑萎缩、脑肿瘤则是在缺损区的周围出现局限性异常增高区。

(3)脑生理功能定位和认知功能研究 应用SPECT生理刺激介入试验研究语言后发现,无意义的音节刺激使基底节左前部rCBF增高,具体名词引起双颞叶rCBF增高,但右颞叶rCBF比左颞叶高得多。所有记忆作业都影响海马和双侧颞下部。右手和右下肢做随意运动时,左侧额、顶叶,相当于中央前回与中央后回的运动感觉支配区rCBF增高。双耳佩戴耳机听流行歌曲时,以左侧颞叶上回变化为主。

(4)针刺疗法治疗脑部疾病原理研究和疗效评价 正常人在安静状态下电针刺激单侧肢体穴位时,可明显提高相应部位脑组织的脑血流灌注,激发脑神经细胞的功能活动,以刺激肢体的对侧大脑皮质、对侧丘脑、同侧基底节和双侧小脑皮质为主要表现。缺血性脑血管病组相对正常脑区所见和正常人组大致相同。对同样的针刺条件,缺血性脑血管病患者比正常人反应更敏感,全脑都有反应,病灶脑区变化更为明显。从患侧肢体的对侧给予针刺信号,发现病灶区的局部全脑血流比值及血流功能变化率均较对侧明显,同时亦可见病灶侧丘脑、额叶、顶叶、颞叶和视皮质区,对侧基底节和双小脑血流灌注和功能增高。

(5)脑血管性痴呆和早老性痴呆的鉴别 脑灌注介入试验用来区别局部脑血流改变是基于神经源性或脑血管源性,从而区别是早老性痴呆还是脑血管性痴呆。早老性痴呆脑部血管的数量和结构仍在基本正常范围内,应用药物介入后,病灶局部脑血流量可有增加,显示正常或接近正常的脑血流储备功能;脑血管源性引起的痴呆,在药物负荷下,往往显示为脑血管储备功能低下,局部脑血流量不能增加。

(6)蛛网膜下隙出血的手术指征 介入脑显像用以评价蛛网膜下隙出血后脑血管扩张能力、病变范围、有无脑血管痉挛、发展程度和过程等,对决定手术时机与方式均有指导意义。