脑白质高信号

2021
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脑小血管病概述
 
腔隙性脑梗死 (lacunar infarction)



第10章 脑白质疏松症  


1986年首届加拿大器质性痴呆会议 ( the First Canadian Symposium on the Organic Dementias )上,脑白质疏松症(Leukoaraiosis, LA)这一影像学诊断术语被Hachinski等正式提出,截止目前已有29个年头,在这期间LA在定义、发病原因、发病机制和临床诊断上一直在演进变化。对于LA的界定在学术界意见各异,没有统一标准。我们就LA定义、发病机制、临床诊断等进行琐理,澄清一些概念上、诊断上的纷争,以期对于LA的诊断和治疗提供一个比较科学全面的认识,对于LA的临床诊治提供更加明确的思路和方案。

定义  


脑白质疏松症,英文即为Leukoaraiosis,这个单词有两个希腊词根:leuko-词根代表白质,araiosis词根意指稀疏辐射现象或者稀疏辐射特征。希腊词根leuko-象征“白”的意思,在现代科学和医学领域,有关leuko-的专业术语已被广泛使用,例如,leucine-亮氨酸、leukoplakia-白斑、leukocyte-白细胞、leukorrhea-白带等。其中在中枢神经系统也有有关leuko-的专业术语:leukoencephalitis-脑白质脑炎、leukodystrophy-脑白质营养不良、 leukomyelitis-白质脊髓炎和leukotomy-脑白质切除术等。显而易见,leuko-在中枢神经系统中就是中枢神经系统的“白质-White matter (WM)”[1,2]。araios是希腊的一个形容词,意思是“稀薄的、稀疏的,与其功能单位联系”;其相反,pyknos,意味着“密集的,与其单位密切关联。”araios即包括了空间上的“松散的交织”,也包括了时间上的“稀少性和间歇性”。-osis词尾后缀是一个名词归属,代表着一个事件的行动过程。所以,araiosis词根也就对应了英语名词“rarefaction-稀疏”,牛津大辞典的解释是“the action of rarefying or process of being rarefied; diminution of density-稀疏的作用或者被稀疏的过程;密度的降低”。在充分考虑希腊拼写并结合其拉丁化对应词汇,Hachinski等赞成"leuko-",而不是"leuco-";赞成"araiosis",而不是"araeosis",这也就是Leukoaraiosis这一医学科学术语产生的具体缘由[2]。

在早期文献上,LA就是特指脑室周围脑白质的弥漫性斑点状或斑片状缺血改变为主的临床综合征[3,4]。后来LA逐渐被认为是是多种不同病因引起的一组以脑室周围及半卵圆中心区脑白质的弥漫性斑点状或斑片状缺血改变为主的临床综合征[5,6]。通过CT或磁共振扫描,LA被描述为弥漫性白质疏松,易见于正常老年人与具有血管危险因素,进而发生认知功能损害。“脑白质疏松症”这个词也是为了避免影像学表现和特定病理学特征的混淆,临床医生经常遇到这样现象,但它的意义有时是不确定的。LA认知功能和步态改变是隐袭的,可以很难在床边检测,但仍然是重要的。越来越多的研究也表明LA涉及脑血管疾病、阿尔茨海默病、帕金森病、皮质下动脉硬化症等其他疾病[7-10]。

病因与发病机制  


LA的发病机制尚不明了,主流资料认为缺血性损伤是LA发生的最主要因素,其次是脑脊液循环障碍及血脑屏障的通透性改变等有关。LA是由多种不同病因引起的一组影像学所描述的临床综合征,随着CT和MRI的广泛应用,LA越来越在中、老年人群中被发现常见,但因其确切发病原因和机制尚不十分清楚,其确切临床意义更有待探讨。由于LA不仅见于脑梗死、脑小血管病、高血压、糖尿病、神经变性性疾病、脑外伤、脑炎、CO中毒、糖尿病等患者,且在正常老年人中也占有一定比例。

LA病变主要位于脑白质,该部位的解剖学特点决定了它最易受到缺血的影响。LA的病变范围主要位于大脑半球深部脑室周围的脑白质内,这部分白质主要由皮质长髓支和白质深穿支动脉供血,两者均为终末动脉,呈盘绕和螺旋样改变,很少或完全没有侧支循环,属分水岭区,此特点决定了该区域白质最易受缺血影响,引起血管慢性损伤。从血流动力学角度看,脑血流量分布并不均匀,在大脑皮质,血流量可77~138mL/(100g/min);在脑白质,血流量明显减少,仅为14~25mL/(100g/min) 而且白质区域的血管调节能力也较差,因此当各种原因造成脑灌注压下降时,白质区域首先被累及。

LA患者多伴有血管的异常,主要表现为管壁粗细不均,常呈串珠样改变多处或局限性狭窄远端分支减少等,可同时累及前后循环血管,其中以前循环血管异常多见。这些脑血管的异常改变可引起远端供血区域的低灌注,从而导致白质缺血损伤,促使LA的发生。

脑脊液循环障碍、血-脑脊液屏障损害及深部白质静脉回流障碍在LA发病机制中也起着一定作用。血脑屏障的破坏可激活星形胶质细胞,星形胶质细胞又间接促进血脑屏障的破坏,处于动态的恶性循环。有关脑脊液循环障碍、血-脑脊液屏障损害及深部白质静脉回流障碍在LA中的具体作用机制有待进一步深入研究。

临床表现  


从脑功能角度看,脑白质主要起纤维联接作用,将皮质及皮质下灰质连接起来,构成完整的功能体系,白质疏松的改变导致各功能区纤维联络出现异常,产生相应的功能障碍的临床表现。

首先是智力及认知功能的障碍。内侧边缘环路、基底边缘环路和防御边缘环路是与记忆情绪行为等智能活动有关的边缘环路,这三种环路联系纤维分布在脑室系统周围,当脑室系统周围的白质病变导致以上环路联系纤维中断,或导致皮质-皮质连接损伤时,即会出现智力及认知功能障碍 。

其次是下肢功能的障碍。常表现为步行缓慢、步基增宽、步幅小、步行能力下降和轻微平衡障碍等,这与脑室系统周围支配下肢的特异性上下行纤维受损有关,也可能与中枢传导时间延长,感觉信息和姿势反射整合障碍有关。

另外是皮质功能减退的非特异性表现。如头昏、头晕、头痛、睡眠障碍、精神症状等,可能与患者伴有高血压病糖尿病高脂血症等原发病有关,但其主要病理生理原因还是脑白质损害。

LA的诊断  


影像学是LA的诊断金标准。LA是一放射学术语,在CT或MRI描述脑室周围或皮质下区脑白质成像的表现。因此,LA的诊断离不开影像学,即使由临床症状支持LA。

两侧大脑皮质下、脑室周围斑片状或弥漫性互相融合的低密度灶,边缘模糊,呈月晕状,不强化,常两侧对称;常合并双侧侧脑室扩大及脑萎缩。皮质下弓状纤维和胼胝体很少受累,脑干尤其是脑桥中上部、中央部易受累,较少累及延髓、中脑和小脑。

LA诊断分级评判:LA的严重程度如何评分与划级,目前尚无统一的标准。这些评分与划级主要有利于比较及临床分析,这些评分与划级内容和方法大致雷同。现广泛应用于临床的LA严重程度的评分及划级是以CT为评判标准的Blennow量表和以MRI为评判标准的Fazekas量表。

Blennow量表:以CT为评判标准,最低0分,最高3分。评定脑白质改变的范围和严重性,总分是范围和严重性的平均分。脑白质病变范围:0级为正常;1级为侧脑室额角和枕角的边缘可见LA;2级为LA围绕侧脑室额角和枕角并累及部分半卵圆中心;3级为LA围绕侧脑室累及大部分半卵圆中心。脑白质病变的严重性:0为正常;1为轻度;2为中度;3为重度。

Fazekas量表:以T2WI及T2-FLAIR上为高信号为评判标准,最低0分,最高6分。在FLAIR上评定脑室周围高信号和深部白质高信号,总分通过总和这两个部分的分数来获得。脑室周围高信号:0级为正常;1级为斑点状;2级为病灶开始融合;3级为大片融合病灶。深层白质高信号:0级为正常;1级为铅笔线状和(或) 帽状;2级为光滑的晕状;3级为不规则延伸至深部白质。

LA的严重程度:两侧均无病灶为0分;1~2个病灶为1分;3~5个病灶为2分;>5个病灶为3分;融合病灶为4分[12]。

根据脑室周围低密度范围、相应融合程度与脑白质容积之比,将LA分为3度:轻度,低密度区少于白质的1/4,限于脑室前、中、后的脑室周围区,可见散在的局限性低密度影;中度,低密度区占脑白质的1/4~1/2,在侧脑室前、中、后皮质下白质区可见非融合性或部分融合的低密度影;重度,低密度区占脑白质的1/2以上,融合成片,累及双侧脑室周围及皮质下白质区。

Aharon-Ptretz则将LA分为5级:0级,CT未见低密度区域; 1级,侧脑室前角或后角可见低密度区; 2级,侧脑室前角和后角都可见低密度区;3级,沿侧脑室周围可见连续的低密度区;4级,侧脑室周围及放射冠可见低密度区[13]。此分级法没有考虑皮质下白质区。

LA的鉴别诊断  


依据对称分布的脑白质病变,可有合并脑萎缩,LA诊断并不困难。主要与以下疾病相鉴别:Binswanger病(Binswanger disease, BD)、多发性硬化(multiple sclerosis, MS)、腔隙性脑梗死(lacunar infarction, LI)等。

LA与BD的鉴别诊断:

目前有学者误解并混淆了Binswanger病(Binswanger disease, BD)与脑白质疏松症之白质脑病的概念,导致了对BD认识与诊断的争议。BD又名为皮质下动脉硬化性脑病(subcortical arteriosclerotic encephalopathy, SAE)、进行性白质脑病、动脉硬化性皮层下脑病、Binswanger脑病等。

首先,BD是一个病理性诊断,而LA是个影像学诊断术语,二者不在一个比较基准上。由于BD影像学上也会有脑白质损害和类似于LA的影像学特征。具有脑白质疏松损害的患者,是诊断为LA还是BD呢?从病理学和影像学角度上来说,同一患者诊断为LA和BD的可能都会有,这样以来人们也就会更加误解并混淆了BD和LA。

其次,LA和BD不是隶属关系,可以是交叉关系(图3)。LA囊括了脑白质疏松这一影像学特征的所有群体。BD不会全部都有脑白质疏松的发生,也可以是腔隙性脑梗死(lacunar infarction, LI),也可以是脑微出血(cerebral microbleeds, CMBs),甚至可以是血管周围间隙扩大(enlarged perivascular space, EPVS)[10,14]。BD的CT可为脑室周围白质区及半卵圆中心大致对称的低密度影,边缘模糊,呈月晕状,多数伴有多发性腔隙性脑梗死灶及程度不同的脑室扩大或脑出血残腔。BD的MRI所见为侧脑室前角、后角及体部周围呈对称性月晕状长T1长T2异常信号。在脑室周围、半卵圆中心及基底节等处,可伴有多发腔隙性或大片脑梗死,少数可见脑出血残腔,常伴有脑室扩大及脑萎缩。

重要的是,LA和BD在临床症状学上不同。BD不是一组独立疾病,而是由限定性特征性病因所引起的一组具有独立特点的常见临床综合征。痴呆是BD诊断必须具备的条件,而且是经神经系统检查和心理学测验所证实的。下列三项条件必须具备二项以上:1) 脑血管病的危险因素或患者全身性血管疾患(高血压、糖尿病、心肌梗塞、充血性心力衰竭、心律紊乱);2)具有脑血管病的局限性神经症状和体征(卒中发作、锥体束征、小脑及锥体外系症状、感觉障碍等);3)皮质下损害的症状和体征(帕金森综合征、步态异常、肌胀力增高、尿便功能障碍)。而LA首先是智力及认知功能的障碍,其次是下肢功能的障碍。

LA与MS的鉴别诊断:

多发性硬化(multiple sclerosis, MS)是以中枢神经系统白质炎性脱髓鞘病变为主要特点的自身免疫病。本病最常累及的部位为脑室周围白质、视神经、脊髓、脑干和小脑,主要临床特点为中枢神经系统白质散在分布的多病灶与病程中呈现的缓解复发,症状和体征的空间多发性和病程的时间多发性。多发性硬化可能与病毒感染或自身免疫有关,发病以20-35岁的中青年,女性多见,急性期病灶可有强化。病灶与侧脑室壁常呈垂直排列,与脑室周围白质内的小血管走行一致。与LA鉴别要结合病史及发病年龄,以及影像学病灶的多发性,容易鉴别。

LA与LI的鉴别诊断:

腔隙性脑梗死(lacunar infarction, LI)是指大脑半球或脑干深部的小穿通动脉,在长期高血压的基础上,血管壁发生病变,导致管腔闭塞,形成小的梗死灶。LI多为基底节区的多发点状或小圆形低密度影,病灶可发生于一侧或两侧,一般不对称。由于深穿支动脉供血范围有限,所以单一支的阻塞只引起很小范围脑组织的缺血坏死,即形成所谓的腔隙。LI为直径0.2~15毫米的囊性病灶,呈多发性,小梗死灶仅稍大于血管管径。坏死组织被吸收后,可残留小囊腔。LI既是一个组织形态学又是一个影像学上的诊断,LI在病灶分布上是散发性和孤立性,这与BD病灶的连续性和融合性显著不同。另外,在病灶形状上,BD病灶具有不规则性,而LI病灶多是囊性或者椭圆形。

LA与炎性病变的鉴别诊断:

脑白质疏松是脱髓鞘脑病的一种,也称脑白质变性,是脱髓鞘炎症侵袭脑白质发生的白质自溶并且导致的神经功能受累而继发一系列的病理改变。炎性病变范围较广泛,部位不固定,病程急快,临床症状迅速进展,结合临床症状及实验室检查等有助于与LA鉴别。

LA与ALD的鉴别诊断:

肾上腺脑白质营养不良(adrenoleukodystrophy, ALD)是X连锁隐性遗传病,是一种最常见的过氧化物酶体病,主要累及肾上腺和脑白质,半数以上的病人于儿童或青少年期起病,主要表现为进行性的精神运动障碍,视力及听力下降和(或)肾上腺皮质功能低下等。ALD不仅累及脑组织,肾上腺也有异常改变,病灶分布以侧脑室后角及三角部为主,增强扫描时,病灶边缘可以出现强化。其早期CT和MR表现很有特征性:病灶从后部白质开始,对称性向前发展,与其他脑白质病容易区别;晚期累及整个白质时则缺乏特点,与其他脱髓鞘疾病难以区别,诊断需要借助肾上腺活检或血球、肾上腺、脑白质等部位长链脂肪酸含量测定。

治疗与展望  


LA是个影像学诊断术语,在临床症状上是一个临床综合征,可引起认知功能障碍、下肢功能障碍和其他皮质功能障碍,但其发病机制仍不清楚。

影像学资料表明LA发生率随年龄增长而增加,目前,年龄和高血压是LA已经确定的独立危险因素。在发病机制上,脑小血管病变引起的白质缺血被认为是LA发生的主要原因;但脑室旁LA和皮质下LA的病理改变不同,其主要的发生机制可能存在差异。脑血管病患者的发生危险因素可能与长期高血压导致深部脑白质血管供血不足,从而致神经细胞脱髓鞘,最终表现为脑白质疏松。

普遍认为LA是由多种不同的病因引起的一组影像学所描述的临床综合症,许多原因导致的脱髓鞘、水肿、缺血、缺氧及微梗死等均可引起白质异常改变,导致脑白质疏松。LA是个影像学检查结果,追寻这一结果的原因也很多。LA不仅见于脑梗死、脑小血管病、高血压、糖尿病、神经变性性疾病、脑外伤、脑炎、CO中毒、糖尿病、高氨基酸尿症、线粒体细胞病、甲氨喋吟中毒、脑白质营养不良等患者,且在正常老年人中也占有一定比例。因此,CT及MRI所见只反映脑白质影像学现象,并不一定具有病理学意义。只是与各种病理情况相对应的一种影像学改变。澄清LA这一影像学检查结果的缘由,对于防治LA的发生就会有不同的方案和措施。

根据我国2013年《脑小血管病诊治专家共识》,脑小血管病的影像学主要表现为腔隙性脑梗死、脑白质病变、血管间隙扩大和脑微出血[15]。常常人们就把LA作为脑小血管病的一个临床亚型。LA确实是脑缺血性疾病发生的重要危险因素,脑血管患者LA的发生与小血管病变有关[16,17]。大量资料也证实LA与脑梗死发病相关,甚至是脑梗死发病的预知因子[18,19]。然而,LA的发生可以和许多疾病联系着,LA不是脑血管疾病的专有,是许多疾病发生的一个影像学表现。LA改变不仅仅是血管的改变,所以,LA应该不在脑小血管病范畴内,但与脑小血管病的发生有着密切联系。因此,LA既是脑小血管病的结果,也是脑血管病的危险因素,但不能把LA看作是独立的脑小血管病之一。

当前对于LA的研究结果,有许多不一致之处,各家学说纷纷而至,标准各家各样,主要是的诊断和分级标准不能统一,有待统一标准的制定。而且,LA的真正发病机制未明了,以及LA病因学上的多样性,发病机制的多样性,也给LA的标准制定带来困扰。如果仅仅把LA看作是个影像学上术语,那么原因交给临床医务工作者来思考,那就罢了。

结合当前情状,目前把LA当做众多病因的一个影像学结果,最为合适。以果寻因,一目了然,可以解除LA与诸多临床上和病理学上的混淆和矛盾。


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关键词:
脑白质,影像学,脑梗死,信号,脑室,血管,病灶,皮质,障碍

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