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第六节 烟雾病
【概述】
烟雾病(moyamoya disease,MMD)又称自发性颅动脉环闭塞症,最先由Takeuchi和Shimizu报道,是一种以颈内动脉末端及大脑前、大脑中动脉起始部动脉内膜缓慢增厚,动脉管腔逐渐狭窄以致闭塞,脑底穿通动脉代偿性扩张为特征的疾病。因脑血管造影时呈现许多密集成堆的小血管影,似吸烟时吐出的烟雾,故名烟雾病。
病因:①遗传性因素:流行病学研究显示烟雾病患者中6%~12%有家族史,提示遗传因素在烟雾病的发病过程中起着极其重要的作用。有研究显示,家族性烟雾病的遗传方式为伴有不完全外显率的常染色体显性遗传,其主要基因位点可能存在于染色体17q25.3上。②免疫学因素:烟雾病并不是传统意义上的自身免疫性疾病,但很多研究报道,病变部位血管内膜增厚层内存在大量IgG、IgM等免疫球蛋白的沉积,患者血液内α2巨球蛋白、转铁蛋白水平升高,因此免疫介导的病理改变可能参与了烟雾病的发病过程。研究显示,包括甲状腺自身抗体、血管内皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子和转化生长因子β在内的多种与血管新生相关的细胞因子都被证实在烟雾病患者体内表达异常。③其他因素:其他与MMD的发病有关的因素,主要有感染、放射性损伤、神经内分泌、外伤等。有学者报道,约20%的MMD患者发病前有明确的感染史,如钩端螺旋体、结核、风湿、病毒性感冒(EB病毒)等。
流行病学:1955年,日本学者首先报道了MMD的脑血管造影表现;1969年,Suzuki和Takaku根据脑血管造影所表现出来的形态将其命名为MMD。该病主要发生在亚洲国家,以日本最为多见,在世界各地及各民族也均有报道。日本年发病率约为0.351 0万,男女比例为1:1.7。我国发病在18~39岁年龄段为明显的高峰期,无明显的性别差异,但在不同的年龄段具有性别差异,在18~29岁年龄段,男女比例为1:1.71,在30~39岁中,男性比例明显增高。
【临床与病理】
MMD的临床表现根据颅内供血动脉血管内膜增厚、管腔狭窄导致脑血流量减少的速度与代偿性侧支循环形成增加脑血流的速度的情况而有所不同,轻者以TIA发病,表现为头痛、癫痫、肢体无力、感觉异常及视力视野改变等,重者则以脑梗死或脑出血起病。成年人MMD超过66%以脑出血为主要表现,可以表现为脑内血肿、侧脑室出血和蛛网膜下腔出血,以侧脑室出血多见。出血的原因可能是因为局部血流动力学改变和Willis环上的小动脉瘤形成以及Moya血管扩张形成微小动脉瘤,动脉瘤破裂后形成脑出血。有研究报道MMD患者11%伴随有动脉瘤或动静脉畸形,形成动脉瘤的原因可能与血流的改变有关,例如后循环的血流向前循环引流,出现基底动脉尖端动脉瘤、后交通动脉瘤和脉络膜动脉动脉瘤等。另一个原因可能是异常增生的血管网在长期承受血流压力的情况下导致血管壁压力过高破裂出血。儿童仅约10%表现为脑出血,绝大多数表现为脑缺血,40%左右表现为TIA,约30%表现为脑梗死,还有少部分表现为头痛、癫痫等。
MMD分为缺血型、出血型和其他症状型。
1.缺血型MMD
儿童MMD患者多为缺血型,成人缺血型患者也不少见。最常见临床表现为头痛和TIA,TIA的典型表现为交替性肢体无力,多在长时间哭闹或剧烈运动后发作,严重的可出现脑梗死。根据脑缺血部位不同,可随机、单独或同时出现运动、感觉、视力、语言障碍等表现。症状出现与否,主要与颅内供血动脉内膜增厚、管腔狭窄或闭塞导致血流减少的速度,代偿性侧支循环导致脑血流增加的速度以及脑组织代谢所需的血流量三者之间是否平衡有关。因此哭闹等过度换气动作引起脑血管收缩,或应激性情感反应、过度紧张等增加脑组织氧耗,均可引起缺血症状发作。儿童MMD脑缺血症状虽然反复发作,但一般持续时间不长,就医或入院时临床症状常完全消失,甚至没有任何不适。因此,一定要注意详细询问病史,应包括首次发作的年龄、发病频率、严重程度、缺血发作的特性、身体受累的部位、诱发因素、发作的时间与环境等,还应注意区分一些神经系统体征是新发的还是前次发作遗留的。
2.出血型MMD
多见于成人,女性多于男性。出血量一般较少,出血部位常在脑室内及基底节周围,也有部分患者表现为蛛网膜下腔出血。根据出血量多少、出血部位不同,患者可有头痛、严重神经功能障碍或意识障碍等。脑室内出血患者经恰当的外引流,大部分恢复较好。35%的出血型MMD患者会再出血,再出血可发生在原位,也可发生在非原位,再出血是预后较差的重要因素之一。
3.其他症状型MMD
MMD病因脑缺血损伤部位不同,也会有一些其他的首发症状如智力下降、精神障碍、癫痫、不随意运动、头晕、内分泌紊乱等。这些症状特征性不强,容误诊或漏诊。
MMD的病理改变主要表现为动脉内膜明显增厚,纤维细胞肥厚,内弹力层高度屈曲、分层、断裂,动脉中膜萎缩变薄,平滑肌细胞减少,血管壁上出现附壁血栓及脂质沉积等现象。
本病的病因尚不明确,主要有以下几种理论:先天性血管畸形、继发于其他病变、先天和后天多种因素共同作用。部分患者具有家族倾向。另有文献报道,MMD与遗传因素、感染、炎症、免疫反应、细胞分子分泌异常、弹性蛋白堆积等有关。
【影像检查方法】
检查方法和技术:TCD、CTA、MRI、MRA、DSA。TCD具有廉价、普及程度高、无创的优点,研究发现其与DSA有良好的相关性,因此可作为筛查MMD的检查方法,也可以方便地评估颅内外血管重建手术的效果。CT简单、快速、无金属异物的禁忌证等,CT平扫仍是筛查颅脑疾病的首选。头颅CTA是目前诊断脑血管疾病最常用的手段之一,了解MMD的头颅CTA特点对于诊断MMD病具有重要意义。MRI和MRA为MMD的诊断提供无创的方法,提高MMD的诊断率。MRI比CT更容易区分新旧缺血性病变、脑萎缩,还可清楚显示基底节多发、点状的流空现象及颈内动脉远端和大脑前动脉、大脑中动脉近端的正常流空现象消失。MRA可清楚地显示颈内动脉末端狭窄和颅底烟雾状血管形成等MMD特征性影像表现。MRA联合MRI提高MMD的诊断能力。MRA还可进行术后评估,增粗的颞浅动脉或由颞浅动脉发出的血管分支在大脑中动脉供血区生长,均提示手术有效。DSA可以准确显示颅内动脉狭窄/闭塞以及颅底烟雾状血管。
不同检查方法的优选策略:DSA是烟雾病诊断和评估的金标准,不仅可以较为精确地评估颈内动脉末端周围血管的狭窄/闭塞程度,更可以对颅底烟雾状血管的生成及其他途径的侧支循环进行较为准确地评估。CTA是目前临床应用较为广泛、便捷的无创血管成像方法,尤其是近年来随着CT硬件及软件的不断发展,使得一次扫描就可以得到头颅CT平扫加增强、头颅CTA及全脑灌注图像,可以对烟雾病进行术前及术后的全面评估。MRA是最早应用于烟雾病血管评估的无创血管成像方法,自1994年起MRA表现就作为烟雾病的诊断标准之一。3D TOF MRA是对整个容积进行激发和采集,能直接显示整个Wills环和脑基底部异常血管网,能明确病变血管的部位和程度,已成为MMD的首选诊断方法。TCD可以通过对脑动脉血流方向、流速以及频谱形态等的探测来确定血管及分支是否存在狭窄或者闭塞。
【影像表现】
1.CT
MMD头颅CT平扫可无异常表现,也可表现为脑梗死或脑出血,其梗死、出血表现易误诊为其他脑血管病。
典型病例CT增强上可以识别烟雾状血管,大多数病例可以看到受损的大脑中动脉,还可见缺损的颈内动脉末端及大脑前动脉的起始端,晚期整个基底动脉环消失。CTA可显示颈内动脉末端闭塞(图4-6-1),伴烟雾状血管形成(图4-6-2)。
图4-6-1 烟雾病的CTA
左侧大脑中动脉闭塞(箭)
图4-6-2 烟雾病CTA-MIP
颅底烟雾状血管形成(箭)
2.MRI
常规MRI能够直接显示MMD的脑出血、梗死、软化、脑萎缩及脑白质脱髓鞘等征象,但无特征性。MMD脑梗死不同于动脉硬化导致的脑梗死,其特点是梗死多为皮层或皮层下、斑点状或蜂窝状病灶,并出现不同程度的脑室扩大及蛛网膜下腔增宽和脑萎缩;梗死灶可多发也可单发,其面积大小不一;梗死部位可位于分水岭区、大脑前、大脑中或大脑后动脉供血区、基底节区、丘脑区等,但不一定与大脑的动脉供血区域一致。MRI于矢状位T 1WI显示的从鞍上向基底节区呈纵行排列的迂曲、扩张的异常血管团及T 1WI、T 2-FLAIR序列显示的柔脑膜征是MMD的特征性征象。
3.MRA
直接显示血管狭窄、闭塞情况及异常血管团,并可显示MMD的多样式侧支循环形式(图4-6-3)。MMD的侧支循环血管主要表现形式:异常血管网,即脑基底部异常血管网和额底部异常血管网,对局部供血有一定的作用,其中脑基底部异常血管网主要为脑底部的穿支动脉、豆纹动脉、前后脉络膜动脉等穿入脑实质形成异常血管网,额底部异常血管网主要有增粗的眼动脉眶支,经筛板入颅,还有筛窦黏膜、上鼻道血管网通过筛板小孔与大脑前部血管相交通,是大脑前部的有效血供来源;PCA与ACA和MCA末梢间吻合,这种类型的侧支循环往往见于MMD的早期,是MMD早期主要的侧支循环;颅外动脉与颅内动脉的侧支循环,颈外动脉的分支颞浅动脉和脑膜中动脉通过硬-软脑膜吻合,眼动脉通过眶动脉供应额叶,是MMD晚期重要的侧支循环。
图4-6-3 烟雾病3D-TOF-MRA
MRA示左侧颈内动脉终末段闭塞
4.DSA
DSA是MMD诊断的金标准,基本表现是双侧颈内动脉末端闭塞伴颅底烟雾状血管形成(图4-6-4)。
图4-6-4 烟雾病DSA
女性,28岁,短暂性脑缺血发作,DSA示左侧颈内动脉终末段狭窄阻塞(箭),伴周围烟雾状血管形成
【诊断与鉴别诊断】
诊断标准:目前国际上普遍采用是1997年日本国立卫生署和福利社MMD研究委员会修订的诊断标准。
1.诊断内容
(1)脑动脉造影:
脑动脉造影可作为独立的诊断标准,至少应符合以下条件:①颈内动脉终末段和(或)大脑前动脉起始段和(或)大脑中动脉起始段严重狭窄或闭塞;②动脉期在闭塞动脉周围有异常血管网;③上述病变是双侧的。
(2)MRI:
如果MRA和MRI清晰地显示以下改变,无需做DSA检查即可诊断:①颈内动脉终末段和(或)大脑前动脉起始段和(或)大脑中动脉起始段严重狭窄或闭塞;②脑基底部异常血管网,如果在MRI上看到2个以上明显的流空血管影,也可认为有异常血管网;③上述改变为双侧。
(3)排除其他原因血管病:
因本病的病因未完全明确,因此,诊断MMD,需要排除以下疾病所致的脑血管病变:①动脉粥样硬化;②自身免疫性疾病;③脑膜炎;④脑肿瘤;⑤唐氏综合征;⑥神经纤维瘤病;⑦颅外伤;⑧放射线头部照射;⑨其他原因。
(4)病理发现:
颈内动脉末端内膜增厚导致管腔狭窄或闭塞,一般没有炎性细胞或粥样硬化改变;与颈内动脉末端相连的Willis环周围的大脑前、中和后动脉有不同程度的狭窄或闭塞,造成狭窄或闭塞的原因为内膜纤维增生、内弹力层和中层变薄;Willis环周围大量小血管网形成(穿通动脉和吻合血管);软脑膜上也经常见到密集的小血管网。
2.诊断标准
如果未行动脉造影而行病理检查者,则符合上述病理改变即可诊断。确诊的MMD需要全部符合DSA或MRA/MRI特征性改变的3条,并排除了以下疾病:动脉粥样硬化、自身免疫性疾病、脑膜炎、脑肿瘤、唐氏综合征、神经纤维瘤病、颅外伤、放射线头部照射等。如果是儿童患者,其中一侧符合DSA或MRA/MRI特征性的①和②,另一侧ICA末端严重狭窄也可以诊断。可能诊断的MMD须符合DSA或MRA/MRI特征性改变的①和②,并排除了确诊病例中提到的上述其他疾病(即一侧性病变)。
3.分期
Suzuki和Takaku依据疾病发生发展过程提出将烟雾病的血管造影表现分成6期:第1期是颈内动脉分叉狭窄期:颈内动脉末端分叉狭窄,无其他异常;第2期是烟雾出现期:颈内动脉末端分叉狭窄,颅底烟雾血管形成。血管造影能分辨管径增粗的烟雾血管,没有颅外至颅内的侧支循环形成;第3期是烟雾旺盛期:大脑前动脉和大脑中动脉有缺失,烟雾血管非常明显,形成烟雾血管团,无法在血管造影上识别形成烟雾血管团的每一条动脉。大脑后动脉或后交通动脉不受影响,无颅外至颅内的侧支循环形成;第4期是烟雾衰减期:后交通动脉先天发育纤细或缺如,起始部看不到正常的大脑后动脉。颈内动脉闭塞已经发展到与后交通动脉的联合处,最后,在动脉造影上曾经出现过的后交通动脉在此期消失。但在此期,顺着烟雾血管的薄雾,仍然找到浅淡或者完全改变了形状的大脑前动脉和大脑后动脉,烟雾血管粗糙、变细,血管网较差。经眶动脉的烟雾血管增加,从颅外到颅内侧支循环的动脉逐渐增粗;第5期是烟雾减少期:从颈内动脉发出的全部主要动脉完全消失,烟雾血管比第4期更少,形成的血管网更差,且只局限在虹吸部。此外,颈内动脉的闭塞更向下发展,闭塞发生在C2段或C3段以上。从颅外来的侧支供血进一步加强;第6期是烟雾消失期:颈内动脉虹吸段闭塞,颅底部的烟雾完全消失,仅见到从颅外进入颅内的侧支循环,颈内动脉对颅内的供血已完全消失,脑循环的供应完全依靠颈外动脉或椎动脉。
鉴别诊断:发作性肢体麻木无力或一侧肢体瘫痪是大多数血管病的表现,但MMD患者某些症状与其他血管病变类似,如视物不清、头痛、头晕、眩晕、发作性意识障碍、肢体抽搐或智力减退等。MMD早期头颅CT平扫不一定有异常改变,需要脑动脉CTA或MRA检查;部分患者脑梗死病灶与脑动脉分布范围不相符,易与脑炎或线粒体脑肌病等混淆;成人缺血型MMD与脑动脉硬化、脑血栓形成鉴别;成人出血型MMD与高血压脑出血鉴别。所以对于卒中患者时,需要进行无创的血管检查,明确病因。
影像诊断思路:儿童或中青年患者不明原因的卒中、反复交替性发作TIA、脑室出血、脑出血合并脑梗死、脑叶出血或梗死、非原位再出血等患者需考虑MMD可能。首选TCD筛查,怀疑颅内血管病变时,进一步行CTA、MRA或DSA确诊。另外需对MMD患者的脑血流动力学、脑组织代谢情况进行检查,以指导手术时机与方式的选择以及手术效果评估。
【影像学研究进展】
1.脑血流动力学及脑代谢评价
图4-6-5 烟雾病的SPECT-CT
SPECT-CT融合图像示左侧大脑半球血流灌注减少
氙增强CT、SPECT、PET、MRI和CT灌注成像等方法均能用来检测MMD患者脑血流动力学状况(图4-6-5)。可出现CBF下降、OEF增加、CBV增加、MTT延长和局部血流储备能力(rVR)下降。头颅PET还可见受损脑组织出现不同程度的代谢减低或缺失。脑血流和脑代谢检查可作为术前精确分型、手术时机选择、术后随访与疗效评估的依据。如果患者的脑组织尚未发生梗死,但已出现低灌注、代谢减低,此时需及早手术干预,避免出现不可逆脑损害。
2.ASL
ASL近年来在烟雾病的评估及与其他灌注方法的对比评估中得到了较为广泛的应用(图4-6-6),与多种灌注方法具有较好的一致性。除常规的ASL外,多时相选择性的ASL MRI也可作为一种有效地检测方法对术后吻合口周边血管的血流动力学进行评价。
图4-6-6 烟雾病的ASL
女性,54岁,双侧烟雾病。ASL示:双侧颞叶血流灌注减低,右侧显著
(张家文)