短暂性脑缺血发作（transient ischemic attacks，TIA）的概念最早源于20世纪50～60年代，传统观念认为TIA是一种良性的、可逆性脑缺血综合征，1965年美国第四届脑血管病普林斯顿会议将TIA定义为“突然出现的局灶性或全脑的神经功能障碍，持续时间不超过24小时，且排除非血管源性原因”，其理论基础是基于“时间和临床”。随着神经影像学的发展，越来越多传统定义的TIA患者在MRI上显示出与症状相对应的梗死灶，即使症状持续时间小于1小时的TIA患者，仍有33.6%在弥散加权像（DWI）上显示出高信号。基于此种情况，美国卒中协会（ASA）在 Stroke上发布了TIA的新定义：“脑、脊髓或视网膜局灶性缺血所致的、不伴急性梗死的短暂性神经功能障碍”，将有无梗死作为鉴别TIA或脑梗死的唯一证据，不再考虑症状持续时间。但鉴于脊髓缺血的临床诊断操作性差，TIA中国专家共识组推荐将TIA定义为“脑或视网膜局灶性缺血所致的、未伴急性梗死的短暂性神经功能障碍”。TIA的新定义将传统的基于“时间和临床”的理论基础改进为基于“组织学损害”。专家共识中建议在有条件的医院，尽可能采用DWI作为主要诊断技术手段，如未发现急性脑梗死证据，诊断为影像学确诊TIA。如有明确的急性脑梗死证据，则无论发作时间长短均不再诊断为TIA。研究表明，TIA患者早期发生卒中的风险很高，TIA患者7天内的卒中风险为4%～10%，90天卒中风险为10%～20%（平均为11%）。因此，TIA是严重的、需紧急干预的卒中预警事件，与脑梗死之间并没有截然的区别，二者应被视为一个缺血性脑损伤动态演变过程的不同阶段，应按照卒中流程进行紧急救治。

颈内动脉系统的TIA最常见的症状为偏瘫、偏身感觉障碍、失语、单眼视力障碍等，亦可出现同向性偏盲等。其中单眼突然出现一过性黑矇是颈内动脉分支眼动脉缺血的特征性症状。椎-基底动脉系统的TIA较颈动脉系统TIA多见，且发作次数多，但持续时间较短，最常见的症状是一过性眩晕、眼震、站立或步态不稳；一过性视物成双或视野缺损等；一过性吞咽困难、饮水呛咳、语言不清或声音嘶哑；一过性单肢或双侧肢体无力、感觉异常。椎-基底动脉系统TIA很少伴有意识障碍，但跌倒发作较为常见。

TIA的病因与动脉粥样硬化、心脏病、血流动力学改变以及血液成分改变等很多因素有关，发病机制主要有：①血流动力学说：各种原因（动脉粥样硬化和动脉炎等）导致颈内动脉系统或椎-基底动脉系统的动脉严重狭窄，当血压急剧波动，低于脑灌注失代偿的阈值时，导致原来靠侧支循环维持的脑区发生一过性缺血，血压升高脑灌注恢复时症状缓解，这种类型的TIA占很大一部分。此型TIA的临床症状比较刻板，发作频度较高，每天或每周可有数次发作，每次发作持续时间多不超过10分钟。②微栓子学说：微栓子主要来源于动脉粥样硬化不稳定斑块破裂、附壁血栓破碎脱落、瓣膜性或非瓣膜性心源性栓子及胆固醇结晶，微栓子随血流移动，栓塞远端小动脉，导致其供血区域脑组织缺血，当栓子破碎或溶解时血流恢复，症状缓解。此型TIA的临床症状多变，发作频度不高，数周或数月发作一次，每次发作持续时间较长，可达数十分钟至2小时。

常规X线检查对诊断TIA无价值。CT和MRI平扫常无异常发现或仅显示与本次TIA不相关的陈旧性腔隙性梗死灶，但常规检查仍然十分必要，以排除脑出血、硬膜下血肿和肿瘤等因素引起的类似症状，还可用于鉴别TIA与急性脑梗死，但一般不推荐用其评估TIA。颈动脉和经颅多普勒超声、CTA、MRA及DSA可见血管狭窄、动脉粥样硬化斑块。CTP、PWI、ASL、SPECT、氙-CT可以显示TIA患者的脑血流动力学异常。MRS可用于评价TIA患者的脑代谢状况。BOLD-fMRI可以评估TIA患者的认知功能损害，但目前尚处于研究阶段，并未转化到临床。PET技术可以量化评估脑血流及代谢变化。

2009年提出的最新的概念认为TIA的病理生理学变化是脑组织缺血，影像学无急性脑梗死表现。常规CT检查不能检测出TIA脑组织缺血改变，因此仅作为TIA的鉴别诊断手段之一，不能用于评估TIA缺血程度。

颅内外大血管动脉粥样硬化性重度狭窄或闭塞是TIA的最常见原因，因此对脑血管状况进行评估具有重要的意义。虽然DSA是评价血管的金标准，但其价格昂贵，且为有创检查，不能用来常规筛查。CTA是近年发展起来的一种快速、无创性血管检查技术，能直观充分地显示颈内外动脉血管形态、走行和内径，与DSA结果一致（图4-3-1），且可避免DSA有创检查造成的血管痉挛及动脉粥样硬化斑块脱落等并发症；CTA空间分辨率及显示血管精细度优于MRA，直接成像于血管内的对比剂，对血流动力学不敏感，不会产生如MRA因血流状态的微小改变引起信号丢失而造成假象。因此，CTA检查对于明确TIA的病因，指导临床实现个体化治疗有重要意义。

可以早期发现常规CT无法显示的脑血流动力学异常。CTP显示TIA患者大多存在脑灌注异常，表现为脑血流的平均通过时间（MTT）和达峰时间（TTP）延迟，而脑血流量（CBF）和脑血容量（CBV）无明显降低，说明脑缺血引起脑血管代偿性扩张，循环阻力下降，血流速度减慢，同时侧支循环建立，这些代偿机制可以使CBF、CBV保持在正常范围（图4-3-2）。但是与正常人比较，TIA患者病变脑区的供血时间延长，脑血流的有效摄取率降低，脑血管的代偿和应激能力均下降，是发生脑梗死的高危脑区。因此MTT、TTP是非常敏感的脑缺血指标，基本上可以确定TIA患者的脑缺血范围。当脑循环储备力受损，脑血流量减少，脑灌注压降低，脑血管依靠自动调节使小动脉扩张以降低血管阻力、增加血容量、维持脑代谢的基本需求，此时CTP显示CBF轻度下降，CBV增加，MTT和TTP延迟。当脑灌注压进一步下降，脑血管储备力完全失代偿，不足以维持正常细胞代谢与功能，CBF和CBV均明显降低，则脑缺血区发生不可逆损伤，进入脑梗死阶段。

CTA联合CTP检查，一次检查即可评价TIA患者脑灌注损伤的范围、程度，同时客观评价缺血区供血动脉的状况，并可早期判断患者预后，为预防脑梗死和治疗脑缺血提供及时、详细、必要的影像学依据，对临床认识和及时治疗TIA具有重要意义。

氙气是一种可溶于脂类的惰性气体，吸入后能够在血液内很快饱和并通过血脑屏障弥散入脑组织，然后再从脑组织中迅速反弥散回血液中被清除，此过程可使用CT检测出来，因此是测量CBF的理想示踪剂。氙-CT脑血流成像是将氙气作为增强物质，用其浓度数据和CT图像数据计算脑血流量的影像方法，具有定量准确、同时提供解剖信息、空间分辨率高、无创等优点，对脑缺血的诊断有重要应用价值。氙-CT能提供CBF的绝对定量值，氙-CT药物负荷试验能够准确、快速地反映负荷前后CBF改变，评价脑血流储备功能。正常人经静脉注射乙酰唑胺后在20分钟内CBF即增加50%～100%，如果CBF不增高，则提示患者的血管自我调节失代偿，血管储备能力不足。脑缺血患者对乙酰唑胺的反应有以下类型：Ⅰ型用药前后CBF都正常；Ⅱ型用药前CBF正常，用药后出现CBF降低区；Ⅲ型用药前CBF降低，用药后降低更明显（图4-3-3）；Ⅳ型用药前CBF降低，用药后CBF改善。Ⅰ型提示脑血流储备尚可；Ⅱ型血管储备力较差，进一步扩张能力降低；Ⅲ型无血管储备能力；Ⅳ型存在局部血管自我调节能力。对Ⅱ型和Ⅲ型患者需要进行手术治疗，以降低脑卒中的发生率。

常规MRI在检出新发病灶和缺血病灶方面较CT更加敏感、准确。但是，基于TIA的新定义，常规MRI检查同样不能评估TIA的脑缺血情况，而仅作为TIA的鉴别诊断方法之一。

TIA的新定义强调了将组织学损害作为鉴别TIA和急性脑梗死的证据，持续时间短暂的缺血不足以引起永久性的脑组织损伤，而DWI阳性往往提示急性脑梗死，有短暂症状的患者DWI显示的弥散受限病灶被ASA认为是脑梗死，DWI对于急性缺血的敏感性和特异性促成了以组织学损害为基础的TIA新定义的产生，所以DWI往往用于鉴别TIA与急性脑梗死。TIA患者的MRI检查必须包括DWI，虽然一些研究发现少部分DWI阳性病灶是可逆的，但其ADC值较脑梗死病灶高，因此ADC值的差异可作为鉴别TIA和完全性脑卒中的重要方法之一。

DSC-PWI能够早期发现常规MR检查无法显示的脑血流动力学异常，其价值和影像表现与CTP相似，能够显示脑灌注异常的范围，以及各灌注参数的异常改变，从而可判断脑组织局部低灌注的程度，有助于临床医师了解患者的病理生理学机制，制定个体化的治疗方案，具有重要的临床应用价值。卢洁等将颈内动脉／大脑中动脉重度狭窄或闭塞所导致的TIA患者DSCPWI表现分为三期：1期表现为TTP、MTT延迟，CBF和CBV正常；2期表现为TTP、MTT延迟，CBF正常，CBV轻度增高；3期表现为TTP、MTT延迟，CBF、CBV轻度下降。其中DSC-PWI表现以2期最多见（图4-3-4）。DSC-PWI表现分期与病变的脑血流动力学改变分期相一致，影像学分期可以帮助了解TIA患者缺血脑组织的病理生理状态。

3D ASL突破了传统2D ASL的各种局限，具有更高的信噪比和更均匀可靠的灌注对比，能更敏感地发现组织血流灌注异常。研究表明ASL与DSC-PWI在对TIA患者检查中具有高度相关性，两种检查都能反映TIA患者脑血流微循环的缺血情况，ASL显示的相对CBF值与DSC-PWI的MTT、TTP相对值具有较高相关性，与TTP的相关性最高，说明ASL可以作为独立的检查，在TIA诊断中作为替代DSC-PWI的灌注成像（图4-3-5）。

血管编码ASL技术是在ASL的基础上施加横向梯度场进行相位编码，实现对流速和空间选择的不同标记，以区分不同血管的血流分布范围和血流量，成为评价TIA患者侧支循环和局部灌注情况的重要工具之一（图4-3-6）。

TIA患者可长期处于慢性脑缺血的代偿期，虽然多数患者的常规影像学检查无异常改变或者仅发现小的腔隙病灶，但是此时患者的神经元处于功能抑制和低代谢状态， ¹H-MRS能够检测出TIA患者的脑代谢异常，为评价脑缺血程度、判断预后提供客观依据。用 ¹H-MRS评价TIA患者的脑代谢改变，大多选择半卵圆中心作为兴趣区，因为该区域由大脑中动脉皮层支的浅穿支动脉供血，这些血管为终末动脉，无侧支循环，极易受脑血流灌注不足的影响，通常最早发生缺血性损伤，而且没有灰质、皮下脂肪及颅骨结构的影响，适合进行精确的波谱分析（图4-3-7A）。研究发现TIA患者缺血侧脑组织NAA降低，Cho升高，部分患者还可检测到Lac峰（图4-3-7B、C）。TIA患者NAA降低反映的是一种相对轻微的功能性改变，可能与神经轴突数量减少和线粒体功能失调有关，因而经恢复血运治疗后有望恢复，Cho升高机制与脑梗死早期相同，为缺血组织膜性成分降解，释放大量磷脂酰胆碱所致，提示出现细胞膜代谢异常。Lac的产生为脑灌注不足所引起的无氧糖酵解所致，但其缺血缺氧程度明显低于脑梗死。TIA患者的脑代谢状态处于向脑梗死过渡的阶段，应引起高度重视。

多数TIA患者就诊时临床症状已消失，诊断主要依靠病史和影像学检查。中老年患者突然出现局灶性脑功能损害症状，符合颈内动脉或椎-基底动脉系统及其分支缺血表现，并在短时间内症状完全恢复（多不超过1小时），影像学检查未发现与症状相关的脑梗死病灶，应高度怀疑为TIA。颈动脉和经颅多普勒超声、CTA等血管影像学检查可以发现血管病变，CTP、DSC-PWI、ASL等功能影像学检查有助于发现脑血流灌注和代谢异常，对于明确诊断和评估缺血程度有重要价值。鉴别诊断包括：

特别是单纯部分发作常表现为持续数秒至数分钟的肢体抽搐或麻木针刺感，从躯体的一处开始，并向周围扩展，可有脑电图异常，CT或MRI检查可能发现脑内局灶性病变。

发作性眩晕、恶心、呕吐与椎-基底动脉TIA相似，但每次发作持续时间往往超过24小时，且伴有耳鸣、耳阻塞感，反复发作后听力减退等症状。除眼球震颤外，无其他神经系统定位体征。发病年龄多在50岁以下。

如室上性心动过速、多源性室性早搏、室速或室颤、病态窦房结综合征等可因阵发性全脑供血不足，出现头昏、晕倒和意识丧失，但常无神经系统局灶性症状和体征。动态心电图监测、超声心动图检查常有异常发现。

亦可出现类似TIA发作症状，CT或MRI检查可发现脑内病变。

亦可因血压或心律的急剧变化出现短暂性全脑供血不足，出现发作性意识障碍，根据相关的临床表现、体征和实验室检查可以做出诊断。

TIA是脑梗死的危险因素，可以加速脑退行性变和认知功能下降的进程，尤其是工作记忆障碍，是血管性痴呆和阿尔茨海默病的重要危险因素，TIA与认知功能损害的关系已逐渐引起临床的重视。对TIA患者进行工作记忆的BOLD-fMRI研究结果显示，TIA患者病变侧脑区激活减少，对侧脑区有一定的代偿性激活，这种现象反映了脑功能网络资源的动态性再分配。当完成某个任务所必需的脑区激活不足时，表现出该记忆任务的障碍；而当有足够的额外的脑区（特别是前额叶皮质）代偿性激活时，则该记忆任务可得以代偿，TIA患者虽然出现了代偿性脑区，却仍伴有相应的记忆能力下降，这说明患者的额外激活并不能完全代偿记忆功能。

对TIA患者发作间期静息态BOLD-fMRI数据进行局部一致性分析（ReHo）显示，TIA患者部分脑区ReHo较对照组降低，可能与脑组织低灌注、低代谢导致脑功能抑制有关；而海马和小脑的ReHo升高，可能反映了脑对TIA的应激性保护和大脑局部脑功能代偿性反应。

脑卒中（stroke）是急性脑循环障碍迅速导致局限性或弥漫性脑功能缺损的临床事件。中国卒中协会2015年首次发布的中国卒中流行报告显示，脑卒中仍然是中国居民第一位死亡原因，目前我国每年新发脑血管病患者约270万，每年死于脑血管病的患者约130万，脑卒中导致的残疾给中国造成的经济负担每年高达400亿元，且呈上升趋势。50%～70%的存活者遗留瘫痪、失语等严重残疾，给家庭和社会带来严重的负担，已经成为我国重大的公共卫生问题。

急性缺血性脑卒中（acute ischemic stroke，AIS）是最常见的脑卒中类型，占全部脑卒中发病率的60%～80%，具有发病率高、病死率高、致残率高和复发率高等特点。脑梗死的病因主要包括动脉粥样硬化、高血压性动脉硬化；其次为结核性、梅毒性及结缔组织所致的动脉炎；颅脑手术、插入导管和穿刺导致的血管损伤；以及药物、毒物、恶性肿瘤所致的血管病损；风湿性或非风湿性心脏病、扩张型心肌病、房颤等心脏疾病可形成血栓随血液循环阻塞脑血管引起脑梗死；其他诸如高黏血症、凝血机制异常、血液病等其他因素也可引起血栓形成最终发展为脑梗死。诸多原因中最常见的是急性血栓形成造成局部脑血管闭塞，处理应强调早期诊断、早期治疗和预防再发。

脑梗死患者依梗死部位不同临床表现多种多样，主要表现为突发单侧肢体偏瘫、失语、口角歪斜或意识模糊。部分患者可在安静或睡眠中发病，可有TIA前驱症状如肢体发麻、无力等症状。大脑前动脉供应大脑半球内侧前2/3区，胼胝体通常也是由大脑前动脉分支供应。大脑前动脉供血区发生脑梗死时，可表现为对侧下肢无力／截瘫，而面部及上肢功能保留。大脑中动脉主要供应大脑半球外表面，包括额叶、颞叶及顶叶。另外，多数豆纹动脉起源于大脑中动脉水平段，供应基底节区。大脑中动脉供血区脑梗死时，常出现失语和运动障碍。如果豆纹动脉闭塞，可出现严重的偏瘫。大脑后动脉主要供应枕叶和颞叶下部，也包括丘脑、下丘脑和中脑上部、脉络丛。大脑后动脉区脑梗死可出现视觉症状，颞叶和穹窿梗死会影响记忆力及视空间认知。海马主要是由大脑后动脉及其分支（83.85%）和脉络膜前动脉（16.15%）供血，发生梗死可出现记忆力下降。脑干及小脑梗死可出现眩晕、呕吐、四肢瘫痪、共济失调、站立不稳、肌张力降低、昏迷、高热等。发生于脑干梗死的一个最常见类型是延髓背外侧综合征，也称小脑下后动脉或椎动脉闭塞综合征，其梗死面积很小，临床症状很重，主要表现为眩晕呕吐、眼球震颤、交叉性感觉障碍、同侧Horner征、饮水呛咳、吞咽困难等。分水岭区脑梗死，是指发生在脑的两条主要动脉分布区交界处的脑梗死，多发生于脑的较大动脉供血交界区，发病时血压偏低者多见。临床症状根据供血区域不同而异，可分为4型：前分水岭脑梗死、后分水岭脑梗死、皮质下分水岭脑梗死和基底节分水岭脑梗死。

脑血管狭窄或阻塞后如果没有有效的侧支循环代偿，缺血区毛细血管血流灌注量迅速减少，脑组织缺血、缺氧的病理生理演变过程开始。这一过程分为：急性坏死（以细胞急性死亡为主要病理特点）和迟发性神经元死亡（以神经细胞凋亡为主要病理特点）。目前，关于脑梗死分期标准不统一，参照Fung的方法分为以下几期：

发病<6小时，大体病理改变不明显。细胞缺氧，Na ⁺/K ⁺泵活性减弱，发生细胞毒性水肿；光镜下可见神经细胞核固缩、核仁消失、Nissl小体消失。

发病6～24小时。此期仍主要发生细胞毒性水肿，梗死区脑组织开始肿胀变软、脑回变平、脑沟变窄，切面上灰白质的界限模糊。急性期其显微结构改变与超急性期基本相似。

发病1～7天。梗死区发生细胞毒性水肿，并逐渐开始发生血管源性水肿。脑组织水肿进一步加剧，并逐渐达到高峰，神经细胞发生髓鞘脱失，细胞坏死。修复过程也同时开始，小胶质细胞向坏死区增生并吞噬坏死组织，此时星形胶质细胞增生活跃，内皮细胞增生形成新的毛细血管。

发病8～14天。此期细胞毒性水肿与血管源性水肿同时存在。脑组织水肿相对减轻，细胞的修复活动继续。梗死区域较大时，中央坏死脑组织常不能完全清除，开始出现液化。

自发病后15天开始进入此期，可持续数月到数年。主要为局限性脑萎缩和囊变。脑梗死引起的脑组织不可逆性损害，坏死脑组织逐渐液化和被清除，周围可见胶质增生形成的瘢痕，邻近脑室、脑沟扩大，皮质萎缩，最终梗死区域形成囊腔。小的梗死灶可没有囊腔，仅表现为胶质增生。较大范围的梗死灶中心凝固性坏死多难以完全清除，可长期存在。

常规CT和MR平扫显示梗死区低密度灶或异常信号，病变范围与责任血管供血区一致。CT和MR增强扫描可出现梗死区强化，多呈脑回样、斑片状、线样强化甚至均匀强化等多种强化方式，强化与梗死时期、血脑屏障破坏及侧支循环有关。CTA和MRA可明确颈-脑动脉病变，重建出颈段和颅内动脉，寻找脑梗死责任血管，估计栓子的大小，判断侧支循环情况，评价颅内血管情况，为临床治疗提供依据。随着先进影像技术的日益进展，多种功能检查被运用于脑梗死的超早期诊断、鉴别诊断和分子代谢功能研究等方面。CTP通过测量CBV、CBF、TTP、MTT等血流动力学参数，在脑梗死形态学发生改变前即可发现异常，做到准确反映组织的血流灌注情况。如缺血加重，CBV、CBF均明显降低，提示脑组织发生不可逆性损伤；CBF降低而CBV无明显变化，则证实缺血性半暗带的存在，若能及时恢复供血，则可治愈。

DWI是在无创前提下完成活体组织中水分子运动的检测并成像的技术。目前，DWI已经常规应用于超急性及急性脑梗死的诊断。DWI与PWI的不匹配区，通常被认为是缺血半暗带。DTI利用水分子在不均匀介质中的扩散具有各向异性特征进行成像。不同时期缺血性脑梗死病灶的FA值、MD值存在一定规律：超急性期病灶FA值无明显变化，急性期、亚急性期及慢性期FA值逐渐降低。MD值在超急性期、急性期明显降低，亚急性期病灶为血管源性水肿，MD值较前相比较有所升高，出现“假性正常化”现象，慢性期MD值继续升高。DKI能同时计算出MD和MK值，对组织微观结构显示得更加精细，近年来开始用于评估急性脑梗死。初步研究发现，梗死区域的MK值往往呈不均匀升高，反映了脑梗死急性期损伤区域非高斯分布水分子扩散受限的高度不均质变化。MK在脑梗死急性期和亚急性早期升高，之后随时间延长减低。脑梗死病灶的MK升高幅度较MD降低幅度明显，且MK出现假正常化晚于MD值。

磁共振灌注成像可评价脑组织的血流灌注信息。DSC-PWI的定量观察指标有CBF、CBV、MTT和TTP，其中MTT是发现早期脑缺血的最敏感指标。3D-ASL技术无需静脉注射对比剂即可在短时间内获得全脑CBF图，可反复多次扫描，评估梗死区的血流灌注恢复状况，ASL能基本反映脑梗死区血流灌注的异常变化，但3D-ASL技术有一定的扩大效应。

¹H-MRS可以反映超早期缺血，而且它比常规成像敏感，Lac升高是早期缺血的敏感指标，NAA减少的出现比Lac升高晚，标志着损伤程度加重，出现了神经元的不可逆性损害。

静息态BOLD-fMRI可以从脑网络水平了解脑梗死后神经功能连接状态的改变。

常规CT和常规MRI多为阴性。目前CT作为诊断超急性脑血管疾病的首选方法，最重要意义是排除脑出血，少数病例出现以下CT征象可以提示脑梗死的可能：①动脉高密度征：表现为一段颅内动脉密度增高，CT值高于正常动脉，而低于动脉粥样硬化斑。即在大脑中动脉或基底动脉等主干动脉的某一段由于血栓形成，导致血管内部红细胞比积上升和密度升高，CT上可见沿动脉走行的条形高密度影（图4-3-8A）。脑梗死造成的大脑中动脉高密度征一般多为单侧，且存在神经定位体征和特点。动脉高密度征将会出现在发病后6小时以内，这一征象可作为超早期脑梗死CT诊断的重要参考标准。②岛带征：岛带区（脑岛、最外囊、屏状核）灰白质界限模糊消失，呈均一的、稍低密度影。③豆状核征：表现为豆状核轮廓模糊或壳核后部界线不清，密度与脑白质一致或稍低。④皮质征：皮质局限性密度减低，与脑白质密度一致。⑤早期低密度征：早期低密度改变，CT值减低，当临床怀疑脑梗死患者左右脑实质CT值相差大于1.8Hu，应短期复查CT或行MRI检查。⑥占位征：局部脑肿胀，表现为局部脑回变平增宽，脑沟变浅消失和轻微占位效应。豆状核征、岛带征、皮质征及早期低密度改变是CT诊断超早期脑梗死的可靠指针，动脉高密度征、占位效应不能单独作为诊断依据，要结合临床症状、体征综合考虑。

常规CT平扫可有效鉴别缺血性梗死和脑出血，但对超急性期脑梗死的诊断价值有限。CTP呈低灌注状态，MTT时间延长，MTT被认为是发现早期脑缺血的最敏感指标。常规CT平扫联合CTP、CTA应用于超早期脑梗死患者的诊断，能够明确超急性期脑梗死发病患者的梗死灶范围及位置，预测缺血半暗带，了解相应区域供血动脉的狭窄及闭塞情况，从而为临床超早期治疗提供决策依据。国内外均提出全脑CTP是比较理想的扩展治疗时间窗进行静脉溶栓的辅助工具，尤其适用于发病时间不超过时间窗4.5小时的病例。梗死区rCBF比值为0.2是缺血脑组织存活的最低值，小于0.2提示梗死核心区。

超急性脑梗死灶的病理生理改变主要是细胞毒性水肿，在T ₁WI上可见病变区脑肿胀改变，包括脑回稍增宽、脑沟变浅或消失等征象。此时只是细胞内外含水量发生了变化，整个缺血区含水量并未增加，所以T ₂WI和T ₂-FLAIR都不会显示信号异常。

DWI对超急性期脑缺血梗死的定性、定位诊断的临床价值已被公认。DWI对于发现超急性脑梗死非常敏感。它几乎在脑组织发生细胞内水肿的时间同步发现病灶。在病灶局部区域ADC值减低，DWI上表现为高信号。DWI的高信号界定了病变区的范围，量化的ADC值更加准确、客观，定量测量也避免了T ₂穿透效应。目前，主要通过DWI序列确定出梗死范围，联合不同序列进行参照对比，并通过ADC值的测量，量化梗死中心的相关参数，从而确定缺血半暗带是否存在及其范围大小，指导临床进行快速、有效的溶栓。

超急性期脑梗死病变区出现代谢异常，主要是出现Lac峰，NAA峰减低。Lac峰很敏感，发病数分钟就可检测出。梗死区NAA并非均匀下降，而是中心区较周围区更为明显。MRS可以发现超急性脑梗死后低ADC值的区域及DWI图像上病灶邻近区域的代谢异常，提示缺血半暗带的存在，对缺血半暗带的预测有重要意义。

MR灌注成像病灶中心血流灌注明显减低。PWI反映组织微血管分布和血流灌注情况，MTT延长，是发现早期脑缺血的最敏感指标。3D-ASL可全面反映急性缺血性脑梗死的血流灌注状态，采用ASL技术获得的脑血流量值与PET一致性很高。PWI结合DWI可以评估急性大面积脑梗死的缺血半暗带。但是有研究认为ASL-DWI不匹配可能存在过度评估，与PWI-DWI的不匹配相比，ASL不匹配区除了包括缺血半暗带，同时也可能存在良性灌注不足区。良性灌注不足区是指在未进行再通治疗的自然状态下，初始灌注异常、扩散无异常，但最终未进展为梗死灶的区域。

血管成像包括CTA和MRA，不仅能够明确梗死责任血管粗细不均、节段性狭窄、闭塞，还能同时显示颈部和颅内动脉血管的整体状态，通常是动脉硬化或脉管炎表现。CTA还可检测颈动脉斑块形态。

CT平扫可表现为某一动脉供血区脑实质模糊密度减低、动脉高密度征、局部脑肿胀征。部分病例在大脑中动脉闭塞的早期可出现岛带区（脑岛、最外囊、屏状核）灰白质界限消失，即岛带征。

T ₁WI开始出现低信号，T ₂WI及T ₂-FLAIR呈高信号，大面积的脑梗死其水肿发生速度快，可早期表现出占位效应，并可发生脑疝（图4-3-9A、B）。

急性期脑梗死灶DWI表现与超急性期脑梗死类似，ADC值减低，弥散受限在DWI上表现为高信号（图4-3-9C）。PWI-DWI不匹配区可用于判断缺血半暗带是否存在及其范围大小。但是目前通过PWI-DWI不匹配区判断缺血半暗带的准确性存在争议，对于灌注最佳算法和不匹配体积的阈值尚未形成共识，后处理软件的多样性也使其产生的结果具有差异。

MRS检查梗死区NAA减低，出现较高乳酸峰。病灶核心区域Lac水平高于周围区域，病灶外缘区和周围区存在Lac峰，提示梗死周边区域有缺血表现（图4-3-9D）。大多研究认为NAA一旦下降，脑缺血灶即不可恢复，NAA下降常提示预后不佳，下降越明显预后越差。Cho反映脑内总胆碱含量，参与细胞膜合成和降解。脑梗死急性期Cho的变化目前争议较大，多数研究发现其下降，部分研究发现其值不变甚至轻微升高。

急性期FA值减低，MD值明显减低。扩散峰度表现为信号增高，改变的机制可能包括：细胞毒性水肿、细胞几何形态改变、细胞膜通透性改变以及细胞坏死导致细胞大小改变等。MK升高的病灶范围更接近于梗死核心区，更能于早期预测病灶的最终转变。初步研究认为急性脑梗死MK值的变化较ADC值更敏感。

CT和MR灌注检查CBV、CBF下降，MTT延长，呈低灌注状态。梗死核心区CBF、CBV值较周边区域明显减低。CBF降低，而CBV无明显变化，提示为缺血半暗带。

CTA、MRA表现基本同超急性梗死期表现。

CT平扫表现为脑实质密度明显减低，边缘模糊，脑组织肿胀达到高峰，可发生脑疝（图4-3-10A）。T ₁WI呈低信号，T ₂WI呈高信号，梗死周围可见水肿（图4-3-10B、C）。病灶弥散受限，ADC值减低，在DWI上表现为高信号（图4-3-10D）。此期增强扫描梗死灶可出现强化（图4-3-10E、F），与梗死血脑屏障破坏及侧支循环有关。多数梗死灶MRS的Lac峰仍然可见，且维持在较高水平。此期可出现早期的Wallerian变性（皮质脊髓束走行区异常信号）。

常规CT表现、MRI信号同亚急性早期，但占位效应消失（图4-3-11A～C）。梗死区DWI高信号开始减低，梗死边界清晰，周围水肿减轻，ADC及MD值在此期可出现假性正常化。增强扫描梗死灶进一步明显强化（图4-3-11D、E）。

随着梗死进一步演变至慢性期，梗死区逐渐形成软化灶，可伴囊腔形成，梗死灶边界清晰。CT上病灶密度与脑脊液相仿，局部呈负占位效应（图4-3-12A）。MRI上呈显著T ₁低信号、T ₂高信号，T ₂-FLAIR上囊腔呈明显低信号，周围胶质增生呈高信号改变（图4-3-12B～D）。增强扫描梗死灶不再强化。

腔隙性脑梗死（lacunar infarction）是由于脑穿支小动脉闭塞引起的较小面积的深部脑组织缺血坏死，好发于基底节区、丘脑、小脑、脑干等区域。

CT平扫表现为基底节区、丘脑、侧脑室周围白质等部位的类圆形低密度影，边界清楚，直径2～20mm（图4-3-13A），多数为2～10mm，可多发。小于2mm的梗死灶，由于部分容积效应的影响不容易发现。位于小脑、脑干的病灶由于颅底骨伪影的影响也较难发现。

腔隙性脑梗死主要表现为T ₁WI低信号，T ₂WI高信号（图4-3-13B、C）。病变的信号强度变化与病程密切相关。梗死灶的病理改变是由缺血水肿、细胞坏死向液化坏死逐渐演变。起病6小时内的病灶仅DWI可以发现，T ₁WI、T ₂WI多无阳性发现。随着病程的延长，T ₁WI信号逐渐减低，T ₂WI信号升高，至慢性期梗死灶软化，形成囊腔，呈T ₁低信号，T ₂高信号，T ₂-FLAIR周围高信号，中心低信号。

分水岭脑梗死是指颅内两条或两条以上相邻的动脉因管腔闭塞、狭窄等原因导致灌注压同时下降，致使灌注交界区出现严重局限性的缺血性梗死灶，占所有脑梗死的10%左右，也称为交界区脑梗死，低血压性脑梗死。通常是供血动脉狭窄或闭塞导致脑低灌注状态及微栓子等共同参与了同侧分水岭区脑梗死的发生，多发生在幕上，幕下少见。

根据动脉分布特征，分水岭脑梗死可划分为两种，即皮层分水岭脑梗死和内分水岭脑梗死，其中皮质型又分为皮质前型和皮质后型。皮层前型主要累及大脑前与大脑中动脉皮质支供血区之间的边缘地带，病灶位于额叶皮层；皮层后型主要累及大脑中与大脑后动脉皮质支供血区之间的边缘地带，病灶位于颞顶枕交界区；内分水岭区脑梗死病变累及大脑中动脉的深穿支和髓支之间的地带，病灶位于放射冠或半卵圆中心，分布于侧脑室旁或在稍高水平的白质内。

分水岭区脑梗死CT上表现为分布于分水岭区的低密度灶（图4-3-14A）。CTP发现在内分水岭区脑梗死周围多存在大面积低灌注区，与对侧比较表现为CBF减低，TTP、MTT延迟，CBV无变化。研究表明内分水岭区脑梗死主要由大脑中动脉狭窄或闭塞引起的血流动力学障碍所致，低灌注是其重要的诱发因素。而皮层分水岭脑梗死多是由微栓子引起，其梗死灶周围的脑血流灌注常无明显降低。

MRI是目前显示分水岭区脑梗死形态的最佳检查方式。皮层分水岭脑梗死病灶呈楔形，尖端指向侧脑室，底部向软脑膜面。内侧分水岭区脑梗死灶可为单个病灶，也可为多个病灶，从前向后呈线样排列，常大于3个病灶，呈“串珠样”外观，与侧脑室平行，部分可呈条带状大块融合的病灶（图4-3-14B～E）。如发生于单侧，可能存在梗死同侧的大血管狭窄，若发生于双侧，则存在双侧血管狭窄或全身性血管病变。病灶主要表现为T ₁WI低信号，T ₂WI高信号。病变的信号强度变化与病程密切相关。

脑梗死患者的临床症状相对典型，但也有少数不典型患者，特别是小脑梗死患者。对于临床怀疑脑梗死的患者应及早行CT或MRI检查，虽然超急性期脑梗死CT检查阴性率较高，但由于其方便、易行，应用较为广泛，仍然需要重视其诊断。超急性期脑梗死灶CT少数会出现密度减低，这类患者预后相对较差。对于无明显低密度表现的超急性期脑梗死患者，需仔细观察是否存在梗死间接征象，如脑实质模糊征、动脉高密度征、局部脑肿胀征及岛带征。DWI对超急性期脑梗死诊断率较高，发病6h以内的脑梗死灶通常信号明显升高；MRS可出现特异性的Lac峰升高及NAA峰下降，Cho峰改变不明显。PWI及ASL可以在超急性期敏感地探测到脑血流灌注减低区，提示存在脑缺血风险。发病6h以后，MRI上多出现与梗死血管供血区一致的异常信号灶。脑梗死亚急性期增强扫描梗死区可出现大脑皮层脑回样、斑片状、线样强化。慢性期梗死区逐渐软化，囊腔形成。脑梗死的影像学表现典型，但有时需要与脑炎、血管周围间隙、低级别胶质瘤、多发性硬化等鉴别。

脑炎分布多较弥散，且不按脑血管走行分布，增强扫描部分脑炎病灶也可出现类似脑梗死的脑回状强化，但是PWI或ASL检查显示急性脑炎病灶呈不均匀的等、高灌注，而脑梗死灶呈低灌注，再结合临床及实验室检查多不难鉴别。

血管周围间隙与慢性期腔隙性脑梗死形态相似，在MRI上表现为边界清楚的圆形、卵圆形或线状、管状结构，与穿支血管走行一致，无对比剂增强效应和占位效应，但是慢性期腔隙性脑梗死的周边常有胶质增生，表现为FLAIR高信号，而血管周围间隙周边不存在胶质增生，表现为FLAIR低信号。

低级别胶质瘤多占位效应明显，增强扫描不强化的病例有时难以与急性期脑梗死鉴别，但是其MRS多出现典型的Cho峰升高，而急性期脑梗死灶一般不会出现Cho峰升高的改变。

多发性硬化病灶分布较为典型，多位于侧脑室周围及胼胝体，垂直于侧脑室分布；位于皮层下的多发硬化病灶常累及皮层下U形纤维，紧邻皮层分布，而皮层下脑缺血、梗死灶很少累及U形纤维；且多发硬化病灶常出现时间和空间上的多变性。

急性缺血性脑卒中的梗死核心周围往往存在缺血半暗带（ischemic penumbra，IP），该部分缺血脑组织的神经元电活动丧失，但细胞膜完整性仍然存在，一旦血流恢复可转变为正常脑组织，IP一直是神经影像和溶栓治疗的靶点。传统观念认为DWI高信号代表梗死区，PWI与DWI不匹配作为IP的界定标准，但该标准夸大了IP，直接导致了患者的过度治疗，可引起严重的出血转化。新的理念认为PWI-DWI不匹配区包含了IP及良性灌注不足区，并且DWI上的高信号并不完全代表梗死核心，部分梗死灶的DWI甚至可以表现为阴性，良性灌注不足区无需治疗可自动恢复。如何从影像学上建立更加有效、实用的缺血半暗带界定标准，从而指导临床个体化溶栓治疗一直是神经影像学领域的研究热点。新的研究方法尝试用更前沿的影像学技术界定IP的范围，如DKI中MK-MD范围的不匹配、IVIM中星形细胞AQP-DWI（低b值）范围的不匹配，多b值弥散成像中f（灌注分数）-DWI范围的不匹配、APT中pH-DWI范围的不匹配等，可用更广泛的方法评价缺血半暗带的范围。缺血性脑卒中的发病机制涉及能量衰竭、兴奋性氨基酸神经毒性、氧化应激反应、炎症反应等一系列极为复杂的分子、细胞水平的损伤级联反应，脑缺血发病机制中的关键分子（Glu、ROS、Lac、TSPO）含量变化与缺血半暗带的范围也存在密切的关系。采用CEST技术，可以对脑缺血发病机制中的关键分子（Glu、ROS、Lac）进行定量，通过分子影像技术对小胶质细胞介导的炎症标志物TSPO进行成像，CMRO2技术对氧代谢进行定量成像，NODDI技术对神经元密度进行定量。通过对脑缺血发病机制中的关键分子进行活体无创定量成像，以建立从分子水平研究缺血半暗带范围的新型成像体系和定量评估方法。

四维动态对比增强CEMRA可通过对Ⅰ-Ⅱ级侧支血管的直接显像观察侧支循环血管的建立情况；ASL灌注成像方法可通过血流灌注信息观察侧支循环的建立情况；局部区域可在ASL成像上观察到动脉流入效应（arterial transit artifact，ATA），间接反映新生侧支循环的状态；血管大小成像（VSI）通过定量不同区域微血管密度（MVD）、血管直径指数（VCI）等观察微血管新生情况。血管通透性成像DCE-PWI通过K _trans，Ve等参数定量观察不同区域血脑屏障的破坏程度、毛细血管的通透性以及灌注。

3.脑梗死发生发展过程中白质的微观结构改变及运动神经网络的重建DKI/DTI成像，结合VBM及TBSS后处理分析技术可用来观察脑缺血发生后脑内相关白质纤维束的完整性及结构网络变化。磁敏感张量成像（STI）是一种新的定量磁敏感成像与白质纤维束示踪成像相结合的磁共振成像方法，可用来观察和测量脑缺血后白质髓鞘的磁敏感各向异性，为研究局部白质的微观结构提供新的方法。通过静息态BOLD-fMRI结合独立成分分析、网络连接等分析方法在无外在刺激模式下观察脑梗死后大脑运动神经网络连接的动态变化，并观察感觉运动网络与其他网络间功能连接的改变。

出血性脑梗死（hemorrhagic infarction，HI），即在脑梗死发生期间由于缺血区血管重新恢复血流灌注，导致的梗死区域的继发性出血现象，属于脑梗死出血性转化（hemorrhagic transformation，HT）其中一类。临床上表现为脑梗死原有的症状没有任何缓解，甚至进一步进展，是影响患者治疗及预后效果的重要因素。HI为脑梗死重要的继发病理改变，亦是急性缺血性脑卒中患者溶栓治疗的严重并发症，临床对其及时诊治刻不容缓。而脑梗死患者大多存在出血性转化的风险，出血性转化存在于脑梗死自然演变病程的任一阶段。

HI的预测因素：①大面积脑梗死：梗死面积与HI发病率呈正相关。大面积脑梗死通常伴有大面积的脑水肿，引起外周脉管系统的压迫，长时间缺血和缺氧，血管壁渗透性增加，极大提高了梗死后HI的发生。②梗死位置：HI常发生在灰质，特别是大脑皮层，其丰富的侧支循环往往会加重再灌注损伤。③房颤和脑栓塞：房颤导致颅内血管阻塞是心源性脑梗死的主要原因之一。通过溶栓或取栓治疗使血管再通后，由于缺血所致闭塞血管损伤以及新生血管未形成等因素又增加了HI的发生率。研究表明，与心源性梗死的HI风险独立相关的因素是初始CT扫描时梗死水肿的体积，如果梗死水肿体积超过10cm ³，出血概率约为95%。④国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）评分：NIHSS评分在单变量和多变量分析中都是HI的主要预测因子。⑤高血糖：高血糖可加重动脉壁的缺氧和营养不良，使动脉壁容易变性坏死，促进HI的发生。⑥较低的总胆固醇（TC）和低密度脂蛋白胆固醇（LDLC）水平：研究表明大动脉粥样硬化血栓形成所致急性缺血性脑卒中患者中，低水平的LDLC和TC与HI的发生风险呈负相关。⑦血小板减少：较少的血小板计数与非腔隙性缺血性卒中患者的早期HI相关，血小板总数减少可能直接增加HI的风险。⑧不良侧支血管：侧支血管可以维持脑组织血流灌注，限制梗死核心的增大。不良的基础侧支循环可能限制有效的再灌注，而严重低灌注区的血管再通可能增加出血转化率。因此，较差的基础侧支循环可能提高HI发生率。

HI主要包含自发性出血以及抗栓治疗后的出血，急性期脑梗死溶栓治疗引发脑内出血是其主要诱因，在急性缺血性卒中患者中，HI的发生率约为9%，与房颤、高血压、梗死部位及梗死面积等密切相关，直接影响患者疾病转归及预后。HI在大多数情况下对临床结果没有严重的负面影响，相反，轻中度HI代表成功治疗和血管再通，但严重者可直接引发病情急剧恶化甚至死亡。

国外学者Beslow等将梗死后出血转化患者的CT表现分为出血性梗死（HI）以及脑实质内血肿（parenchyma haematoma，PH）共2类、4个亚型：①HI1：梗死灶周边有点状出血；②HI2：梗死灶内有融合性点状出血，没有占位效应；③PH1：出血面积不到梗死面积的30%，轻度占位效应；④PH2：出血面积大于梗死面积的30%，占位效应明显。HI是HI1和HI2的合称，PH1和PH2合起来又称为脑实质内血肿。HI大部分发生在脑梗死后的3周之内，脑梗死6～20天发生HI最为常见。脑梗死后的4天～2周内被认为是HI的高峰期。

HI病理生理学机制仍不清楚，研究表明脑缺血发作后数秒至数分钟内，ATP水平显著下降，损害了Na-K-ATP酶的活性，造成一系列细胞和代谢失调，累积导致血脑屏障（blood brain barrier，BBB）的破坏。此外，缺血引起一系列炎症反应，进一步影响脑血管解剖和生理，当缺血组织最终再灌注时，BBB的破坏和脑血管的自动调节能力损害使血液外渗，解剖和生理受损程度与缺血的持续时间正相关。

平扫梗死区内见斑片状、团块状或不规则状高密度影，典型者可有占位效应，密度较一般脑内出血浅淡，边缘模糊，多发；出血量较小时，常可因部分容积效应而被周围低密度水肿以及梗死坏死区域所掩盖。增强扫描梗死区内可见脑回状、斑片状或团块状强化。依据CT影像表现病灶分为中心型、边缘型及混合型三类。

出血灶的信号特征类似于脑内血肿MRI信号规律，其信号特征由血红蛋白氧化状态决定。超急性期，为氧合血红蛋白，抗磁性对MRI信号无影响，由于血肿内液体成分增多，T ₁WI等或稍低信号，T ₂WI稍高信号；急性期，氧合血红蛋白衍变为脱氧血红蛋白，对T ₁弛豫时间无影响，T ₁WI呈等或稍低信号，而脱氧血红蛋白导致局部磁场不均，T ₂WI、T ₂-FLAIR序列呈低信号；亚急性期，脱氧血红蛋白转变为高铁血红蛋白，同时缩短T ₁、T ₂弛豫时间，T ₁WI、T ₂WI、T ₂-FLAIR均为高信号；慢性期，病变内部T ₁WI低信号，T ₂WI高信号，病变周围含铁血黄素与铁蛋白沉积，T ₂WI序列呈低信号。部分脑梗死在急性期甚至超急性期就已经有出血，超急性期出血在常规MRI及DWI序列上均显示不佳，容易造成漏诊，而SWI是利用不同组织间的磁敏感性不同来进行成像，可以检出梗死灶中的微出血灶，相比于常规MRI及DWI序列有较高的阳性检出率。增强扫描梗死区内可见脑回状、斑片状或团块状强化。MR可显示HI患者不同时期出血信号特征，特别是对斑点状出血以及亚急性期出血的诊断价值明显高于CT。HI影像表现如图4-3-15所示。

结合患者临床及影像表现本病不难做出诊断，注意在表现为肿块型HI患者中，需与胶质瘤、转移瘤、脑脓肿鉴别。

一般起病缓慢，病变多位于白质内，形态不规则，不符合血管分布区；根据级别不同，可以不强化、轻度斑片状强化或显著不均匀强化。

多有原发肿瘤病史，一般多发，边界较清楚，位于灰白质交界区，增强扫描呈环形或点状强化。

临床有感染症状及实验室检查异常，多位于灰白质交界区。脓肿壁呈等密度或信号，脓液呈低密度、T ₁低信号、T ₂高信号，DWI脓液呈显著高信号。增强扫描呈较均匀、规则的环形强化，一般近皮层侧脓肿壁稍厚一些。

侧支循环是指颅内供血动脉出现血管狭窄或闭塞时，机体代偿性的通过其他途径或形成新的血流通路，保证狭窄或闭塞血管供血区域得到基本的血供，避免发生缺血坏死，以维持机体正常生理功能。

侧支循环作为维持颅内血流动力学稳定的有效途径，临床意义显著，侧支循环的建立和开放一方面可以延缓永久性神经损伤发生的过程，另一方面可以缩小神经损伤的范围和数量、改善预后及降低二次脑梗死的风险。在急性卒中患者中，侧支循环的好坏与卒中转归及预后具有显著的相关性；在慢性粥样硬化性颅内动脉狭窄或闭塞患者中，侧支循环可以维持脑组织灌注，稳定血流动力学状态，改善脑血管事件发生后的转归，还可以降低此类患者远期卒中事件再发。

在解剖上脑侧支循环大致分为颅内血管代偿途径、颅外向颅内血管代偿途径和颅外-颅外代偿途径。侧支循环分为三级，一级为Willis环，二级为经眼动脉逆流及软脑膜动脉吻合，三级为新生动脉血管。当供血动脉发生急性或慢性狭窄及闭塞时，侧支循环从初级侧支循环至三级侧支循环根据缺血程度逐级开放。

Willis环是由大脑前动脉、大脑中动脉、大脑后动脉及前后交通动脉构成，前后交通动脉分别负责沟通大脑前动脉与大脑中动脉以及大脑中动脉与大脑后动脉之间的血流供应，为一级侧支循环。正常情况下前后交通动脉处在无功能状态，当机体因各种原因出现一侧颈内动脉严重狭窄（>70%）或闭塞时，Willis环可在一定程度上使血液重分配，以维持脑部血液供应，对突发梗死后缺血区域血液供应情况起着决定性的作用，尤其对调节双侧大脑半球的血流供应起着重要作用。Willis环完整者约占50%，变异较多，其中最常见的变异血管是后交通动脉，表现为胚胎型大脑后动脉，发生率为25%～32%，不能完成前、后循环间的良好代偿作用。

二级侧支循环指眼动脉和软脑膜血管负责沟通吻合形成的血流代偿。当眼动脉发出之前的颈内动脉段出现严重狭窄或闭塞时，一级侧支循环无法满足机体需求时，通过眼动脉可以建立颈内动脉与颈外动脉之间的侧支循环、软脑膜内形成的血管网开放，使狭窄远端供血区避免梗死。研究表明，软脑膜的血管吻合主要代偿大脑中动脉前部分支和中部分支供血区，而对基底节区代偿相对较差。软脑膜侧支吻合充分建立的卒中患者，进展性卒中的发生率较小，梗死体积也较小，预后也较好。

三级侧支循环指新生血管，新生血管包括动脉生长和血管发生。前者是指血管平滑肌细胞增殖使原有的侧支小血管内腔扩大，使缺血部位供血增加；后者是指核心部位的毛细血管增殖、迁移和形成管腔。当脑部供血动脉狭窄程度严重时，产生大量血管内皮生长因子，促进动脉的生长和新生血管生成，进而促进侧支循环网络的构建。在脑缺血发生后，三级侧支循环通路启动，新生血管建立，为缺血区提供血液供应，促进神经功能的恢复。

随着影像学技术的不断发展，可以从不同层面了解缺血性脑血管病患者的侧支循环情况。DSA有创、耗时、成本高，以CT及MRI为代表的无创侧支循环成像方法也越来越多，使得侧支血管成像及评估更为便捷。与此同时，通过灌注成像手段来评估侧支血流灌注也越来越多地应用于临床，与侧支血管成像相比，侧支血流灌注成像可以直接反映侧支循环代偿作用的结果。

脑侧支循环评价目前临床上以DSA评估作为金标准，主要原理是X线可以使血管内含碘对比剂显影，通过对注入对比剂前后两次图像进行减影处理，最后得到清晰的血管成像，可反映侧支代偿的来源、代偿血流的方向和速度、侧支代偿的覆盖范围等，更重要的是DSA可以评估脑侧支循环的三个主要路径：Willis环、小血管吻合、新生血管。

评级方法以美国介入和治疗神经放射学会／介入放射学会（ASITN/SIR）的侧支循环评级系统使用最为广泛，该方法以血管造影量表为标准将侧支循环分为以下5级：0级：无侧支血流流向缺血部位；1级：慢速且不足的侧支血流流向缺血部位边缘；2级：快速的侧支血流流向缺血部位边缘，但仅有部分到达缺血区；3级：缺血区有慢速但完全的造影血流；4级：快速且完全的侧支血流到达全部缺血区域的血管床。侧支循环ASITN/SIR评级示例见图4-3-16。

然而，DSA需注入对比剂，且为有创性检查，费用也较高，普及性较差，注射对比剂的压力和剂量的差异可影响远端血管的显示，尤其在急性期患者有出现并发症的风险而未被普遍应用。

CTA最大密度投射（maximal ntensity projection，MIP）重建成像技术是非介入性的血管成像技术，经静脉注入对比剂，血管中对比剂充盈高峰时利用螺旋CT行连续性扫描，然后运用计算机的后处理功能重建靶血管，从不同角度显示血管结构，可以较准确地评价血管狭窄的程度和侧支循环的情况（图4-3-17）。对Willis环的变异评估方面有较高的准确性（特异性和敏感性都>90%），但对于发育不良的结构描述上有一定的局限性（敏感性为52.6%，特异性为98.2%）。有研究表明对于急性缺血性脑卒中患者，可通过CTA-MIP急诊获得侧支循环状态，间接推断半暗带的信息，评估患者预后。CTA-MIP兼顾无创且准确，其应为监测颅内血管的首选方案。

PC-MRA采用不同的相位编码方向标记血流，当血流方向与相位编码方向相同则表现为白色（有血流信号），反之为黑色。PC法可用于评价Willis环，重点关注大脑前动脉A1段和后交通动脉，并根据大脑中动脉和大脑后动脉内有无血液信号，判断Willis环的血流方向和基本流速，可以反映交通动脉开放及血流状态等信息。PCMRA显示Willis环血流方向如图4-3-18所示。

3D TOF MRA可以显示前交通动脉及后交通动脉的解剖结构，但是限于空间分辨率及流速限制无法对细小的软脑膜侧支血管进行直接成像；然而TOF法可以进行颅内动脉流速测定，类似于经颅多普勒超声，被称为量化MRA（quantitative MRA，QMRA），它可以利用各部位动脉血管流速信息推测侧支循环的建立。3D TOF MRA显示侧支循环形成情况见图4-3-19。

在颅内动脉狭窄或闭塞的患者中，侧支循环建立良好表现为MTT及TTP延长，CBV增加，CBF维持稳定（图4-3-20）。相反，侧支代偿不足或者无侧支代偿则表现为CBV及CBF明显下降（图4-3-21）。另外，对急性期大脑中动脉和（或）同侧颈内动脉狭窄或闭塞患者延迟灌注区（delayed perfusion，DP）和达峰时间上显示的异常灌注区（global perfusion，GP）进行研究发现，DP/GP比值越高，患者预后越好，揭示了侧支循环延迟灌注的特点。

研究表明缺血半暗带与侧支循环供血具有直接相关性，侧支循环可以明显改善缺血半暗带的转归，对缺血半暗带的评价可以间接反映局部侧支循环形成的情况。

动脉内穿行伪影（arterial transit artifact，ATA）是ASL上存在的特殊现象，它是指由于动脉内血流速度减慢，被标记的血液滞留于血管内，采集后出现的脑表面匍匐走行、线状高信号。ATA一般出现于病理状态所致的脑动脉流速减慢（图4-3-22），有时也可以出现在健康人的分水岭区域。有研究表明ATA的存在与急性期脑梗死患者良好的预后相关，ATA的出现可能与软脑膜动脉吻合形成的侧支循环有关。

此外，多个标记后延迟（PLD）可用来计算动脉通过时间（arterial transit time，ATT），并以此得到最佳延迟标记参数。ASL对ATT的高度敏感性可以用来评估侧支循环建立的情况（图4-3-23）。

区域性动脉自旋标记（territorial arterial spin labeling，TASL），也称血管标记动脉自旋标记（vessel-encoded arterial spin labeling，VE-ASL），是以ASL原理为基础，只对单根靶血管（如单根颈内动脉或椎动脉）进行标记，进而得到靶血管供血区域及其内脑血流量。这种方法可以直接观察每根供血动脉的供血范围，对交通动脉的开通以及二级侧支循环是否建立一目了然。

可对组织的血流灌注及微血管渗透性的血流动力学状态进行定性、定量分析，该技术应用于侧支循环的理论基础是在颅内动脉狭窄或闭塞的患者中，软脑膜吻合动脉建立，但新生的侧支小血管并不成熟，管壁通透性增高，从而引起容积转运常数（K ^trans）值升高。

T ₂-FLAIR序列血管高信号征（FLAIR vascular hyperintensity，FVH）是指在横断面T ₂-FLAIR上，脑表面线状的高信号，最常发生在外侧裂，可以在急性卒中患者或者慢性颅内动脉狭窄或闭塞患者中观察到（图4-3-24）。研究显示这种血管内高信号来自侧支循环的逆向血流，在侧支循环建立的患者中大多可以观察到FVH征象。

可以利用对静脉的显示来评价侧支循环（图4-3-25）。显著的皮层静脉（prominent cortical veins，PCV）是指在灌注减低的区域内明显的皮层静脉血管，它是由于静脉及毛细血管内去氧血红蛋白与含氧血红蛋白的比值增高形成的，PCV可以反映出组织的缺血状态和程度。

侧支循环在指导缺血性脑血管病治疗策略的选择中具有重要的作用，已成为缺血性脑血管病多模态影像评估中的重要内容。虽然目前DSA仍然是侧支循环评价的金标准，但属于有创检查，将来会有越来越多的无创性影像学检查方法应用于临床，而且不乏完全无创的、可重复检查的方法，这是侧支循环评价的一个重要发展方向。灌注成像中ASL作为一种无创、简易可行的MR检查方法，在侧支循环评价中独具特色，是目前侧支循环领域研究的一个热点。TASL能够全面描述侧支血流的来源和所占比例，同时能够进行定量评估，具有很大的临床应用价值。血管通透性成像为侧支血管，尤其是三级侧支循环评价提供了新的视角。

脑梗死不仅造成梗死脑区的结构及功能损害，还可通过多种机制导致远隔脑区发生结构与功能损害，被称为继发性脑损害。运动功能障碍是脑梗死患者最常出现的功能异常，其原因是运动皮层和（或）其发出的神经纤维束受损。例如，累及皮质脊髓束的皮层下脑梗死可以导致患侧初级运动皮层（primary motor cortex，M1）及健侧小脑半球出现继发性结构与功能异常。因此，准确评估脑梗死所致的原发及继发性脑损害是判断患者神经功能预后的关键。

人脑具有强大的损伤后自我修复能力。即使不进行任何干预，脑梗死引起的神经功能损害也存在不同程度的自发康复。自发康复过程与轴突芽生（axonal sprouting）和突触可塑性（synaptic plasticity）等微观变化有关，在宏观尺度上表现为人脑结构、功能与连接的重塑。因此，明确脑梗死后神经功能自发康复的神经机制，是开发科学有效的脑梗死后神经功能康复治疗手段的关键。

由于脑梗死后神经功能康复治疗的理论依据不充分，使得现有神经功能康复治疗手段的总体效果不尽如人意。脑梗死后神经功能康复程度取决于脑损害的严重程度和受损功能网络的重建。多模态神经成像技术，尤其是MRI技术，可以活体研究脑梗死后人脑结构与功能变化。该类技术既能够准确评估脑梗死所致的脑损害，又能在系统水平研究脑梗死后人脑结构与功能重塑，可为康复治疗手段的研发提供理论依据，对脑梗死患者神经功能康复具有重大意义。

脑梗死灶的大小和位置、损害结构及其受损严重程度各异，脑梗死后会出现不同的临床症状和体征，最常出现偏瘫、失语等神经功能损害症状。部分患者还可出现认知功能损害及抑郁等精神症状。

脑梗死灶局部组织坏死，导致功能障碍。脑梗死还可出现远隔脑区结构与功能损害。例如，运动皮层脑梗死可通过顺行性轴突变性机制导致其下行皮质脊髓束发生华勒氏变性。累及皮质脊髓束的皮层下脑梗死可通过逆行性轴突变性机制造成病灶侧M1的结构损害。当发生大面积幕上脑梗死时，由于大脑与小脑纤维连接的大量损害，可以导致病灶对侧小脑半球的血流减少及代谢减低，这种现象被称为交叉性小脑神经功能联系不能（crossed cerebellar diaschisis，CCD）。

脑梗死所致神经功能损害常存在不同程度的自发康复，表明神经系统损伤后具有高度可塑性和重组能力。这种神经可塑性在正常成年人中被抑制，但是在脑梗死后急性期出现一个有利于神经再生的时间窗。另外，新生毛细血管的出现及胶质细胞的激活也为神经再生和重塑创造了一个有利环境。脑梗死后受损的脑组织表现出幼年时的组织模式，重现个体发育状态，为脑梗死后神经重塑和功能康复做好准备。脑梗死后神经功能恢复的生物学基础包括突触可塑性、轴突芽生、血管再生等。这些过程以一个高度动态的方式相互作用、相互影响，表现出时间和空间上的复杂性。脑梗死后轴突芽生首先出现在梗死灶边缘区域，逐渐延伸到远隔部位，如运动皮层梗死灶边缘新生轴突通过皮质脊髓束和胼胝体到达脊髓及病灶对侧运动皮层。

常规X线检查对检测脑梗死继发性损害与重塑无价值。CT扫描价值有限，仅可以发现较大的急性梗死灶及伴发的脑白质病变和较严重的脑萎缩。常规MRI扫描可以发现慢性期大面积脑梗死患者出现的继发性华勒氏变性。BOLD-fMRI在脑梗死继发性损害与重塑研究方面具有广阔的应用前景。

VBM和DTI方法为发现脑梗死后脑结构的继发性损害与重塑提供了重要手段。DTI可以全面评估脑梗死后人脑解剖连接损害与重塑。

任务态fMRI可研究脑梗死所致的脑激活改变。结合动态因果模型等方法可分析脑功能连接的信息流方向，可以揭示脑梗死后脑区间效应连接改变。静息态fMRI可研究脑梗死所致的脑自发活动和脑区间功能连接的损害与重组。将图论方法应用于静息态fMRI数据可以研究脑梗死后人脑功能网络改变。

MRS可定量评估兴奋性神经递质谷氨酸及抑制性神经递质GABA的变化，可间接评估兴奋性与抑制性神经元的损害与重组。ASL可用于评估脑梗死后血流变化。

常规X线检查不能检出脑梗死后原发及继发性损害，也不能发现脑梗死后的结构与功能重塑。CT扫描可以发现较大的病灶，表现为低密度，但不能显示继发性损害与重塑。常规MRI扫描可以发现原发病灶及其他伴随的脑异常，在少数慢性期大面积脑梗死患者还可以发现继发性神经纤维束变性。例如，累及皮质脊髓束或运动皮层的大面积脑梗死患者在中脑和脑桥水平可见皮质脊髓束的萎缩及异常信号，表现为T ₁WI低信号，T ₂WI高信号（图4-3-26）。MRI还可以发现继发于脑梗死灶的局部脑萎缩改变。但是，常规MRI无法检测脑梗死后人脑结构与功能重塑。CT及MRI等灌注成像技术可以发现大面积脑梗死急性期出现的健侧小脑半球的血流减低。

脑梗死后神经功能康复程度既与原发和继发性结构与功能损害有关，又与人脑结构与功能重塑有关。前者是限制神经功能康复的主要因素，后者是神经功能康复的生物学基础，也是制订有效康复治疗策略的依据。脑梗死继发性损害与重塑具有时间和空间上的复杂性，共同作用影响脑梗死患者最终康复程度。以下将以累及运动网络的脑梗死为例，介绍脑梗死后继发性损害与重塑的研究进展。

脑梗死后病灶周围及远隔脑区均可发现相应的结构损害。Kraemer等采用回顾性分析方法，发现大脑中动脉闭塞引起的脑梗死患者均出现不同程度的继发性脑组织萎缩，这种萎缩不仅发生在病灶周围结构，与病灶相连的下行的白质纤维及健侧胼胝体同样出现萎缩。多项研究表明，存在运动功能损害的皮层下脑梗死患者的患侧初级运动皮层灰质体积减小，提示脑梗死后继发性结构损害。伴有认知功能障碍的脑梗死患者多个脑区的灰质体积均存在不同程度的减小。Dang等采用VBM方法对皮层下脑梗死患者的纵向研究显示，患侧半球辅助运动区及健侧岛叶灰质体积减小。还有纵向研究表明皮层下脑梗死患者双侧与病灶直接或间接相连的脑区存在不同程度的灰质体积减小，该研究提示局部脑梗死病灶可以诱发广泛的结构损害。以上研究结果均证实，脑梗死可以引起远隔脑区的结构损害（图4-3-27）。

脑梗死后人脑结构也可出现可塑性变化。多项研究表明经过自发恢复或治疗后的患者运动相关脑区（如辅助运动区）皮层厚度和灰质体积增加，提示运动网络内发生了结构重塑。除了运动网络内的结构重塑，也有研究表明脑梗死后一些认知相关脑区出现灰质体积增大，其中海马等认知脑区的灰质体积增大与运动功能评分相关，表明认知脑区结构重组可能有助于脑梗死后运动功能康复。同样，有研究显示额叶皮层重塑与词语记忆、注意及语言功能康复有关，而前扣带皮层灰质重塑与减轻负面情绪有关。以上研究结果均表明脑梗死患者功能康复过程中存在结构重塑（图4-3-27），并且这种重塑有利于脑梗死患者功能康复。

DTI可活体显示脑白质纤维束并能够定量评估纤维束损害的严重程度。对于皮层下脑梗死患者皮质脊髓束的损害严重程度是决定患者运动功能预后的最重要因素。皮层脑梗死及皮层下脑梗死还可造成未直接受累及的脑白质纤维束发生损害，继发于病灶的轴突变性为其主要机制。Thomalla等的研究结果发现远离病灶的患侧大脑脚层面皮质脊髓束完整性降低，扩散指标变化模式提示轴突变性的存在。在内囊后肢水平的皮质脊髓束损害，可以以病灶为中心呈顺行性和逆行性扩展，距离病灶越近损伤越严重，距离越远损伤越轻微。纵向研究表明皮层下脑梗死患者患侧皮质脊髓束扩散指标是动态变化的，脑梗死后1个月内扩散指标变化最快，3个月左右达到峰值，而后维持相对稳定状态。扩散指标改变不仅出现在与病灶直接相连的纤维束，也可出现在间接相连的白质纤维束。例如，有研究表明累及运动通路的皮层下脑梗死患者患侧皮质脊髓束及M1-M1间纤维束完整性均减低。虽然脑梗死患者病灶对侧皮质脊髓束未发现明显的可塑性变化，但是皮质红核束及皮质网状束等辅助运动纤维发生了解剖连接重塑，且与运动功能康复有关。

运动任务诱发的脑激活在脑梗死后存在动态演变过程，表现为急性期激活减弱，而后激活逐渐增强且范围逐渐扩大至双侧大脑半球运动区及认知控制脑区。对于功能恢复良好的患者最终又恢复到最初的单侧激活模式，而对于运动功能康复较差的患者，可长期维持双侧激活模式。在脑梗死早期病灶同侧运动皮层之间兴奋性效应连接减低，随后逐渐恢复，恢复程度与运动功能改善相关；急性期病灶同侧M1对病灶对侧M1抑制性效应连接减弱，随后该抑制性效应连接逐渐恢复；亚急性期（2周）出现病灶对侧M1对病灶同侧M1支持性效应连接，但运动功能康复差的患者在慢性期时这种支持性连接转为抑制性效应连接。这些研究提示恢复病灶侧半球效应连接有助于脑梗死后运动功能康复；减轻病灶对侧M1对病灶同侧M1的抑制性连接可能成为康复治疗的潜在靶点。

脑梗死后运动皮层半球间功能连接变化被认为与运动功能康复有关，也经历了一个动态演变过程，早期表现为功能连接减低，随后，功能连接逐渐恢复，最终达到接近甚至超过正常的水平（图4-3-28），相反，脑梗死后认知脑区功能连接早期明显增高，随后逐渐恢复，最终恢复到接近正常水平，进一步研究表明这些功能连接变化与运动功能康复有关。这些研究提示人脑是一个相互联系的复杂系统，单一系统损害可以通过动员其他系统进行功能康复。

脑梗死后网络内及网络间功能连接也会发生改变。皮层下脑梗死的横向研究表明脑梗死后双侧额顶网络和前默认网络功能连接减弱，而感觉运动网络、听觉网络、视觉网络、背侧注意网络和默认网络内功能连接增强。皮层下脑梗死纵向研究表明脑梗死后运动执行网络向随机化模式演变，提示脑梗死患者以次优的功能重组模式获得运动功能康复。

有机联合人脑结构与功能成像方法可以回答脑梗死后神经功能康复的有关问题。例如，我们已知脑梗死后患侧皮质脊髓束损伤是限制运动功能康复的主要因素，而半球间运动脑区的功能连接可促进运动功能康复，但二者之间的关联机制不清楚。Liu等的应用DTI技术评估皮层下脑梗死患者患侧皮质脊髓束和M1-M1解剖连接损害的严重程度，利用静息态fMRI评估M1-M1功能连接，发现脑梗死患者患侧皮质脊髓束和M1-M1解剖连接损害程度正相关，这些解剖连接损害与M1-M1功能连接增强负相关。该研究提示M1-M1解剖连接损害继发于患侧皮质脊髓束损害，M1-M1功能连接增强是对上述解剖连接损害的补偿。再如，我们已知皮层下脑梗死患者患侧M1存在结构损害，但是，该脑区是否存在功能重塑潜力不清楚。Zhang等的研究表明皮层下脑梗死后运动任务激活增强的M1区的局部自发活动和功能连接增强，并且皮层厚度变薄的M1区也存在激活、局部自发活动和功能连接增强（图4-3-29）。该研究表明皮层下脑梗死后患侧M1结构损害区域仍然存在功能重组能力。

虽然关于脑梗死后继发性损害与重塑的研究已经取得了一些进展，但是仍然存在很多未解决的问题。例如，脑梗死后影响神经功能康复的主要因素还不清楚，如何早期预测不同类型脑梗死患者的结构与功能重塑模式仍不明确，脑梗死后各种脑成像指标变化的内在关联有待阐明，康复治疗靶点、时机与策略的选择等问题也值得深入研究。多模态MRI技术的运用及多中心合作将为全面揭示脑梗死后神经功能康复机制提供有力支撑。