腦動(dòng)靜脈畸形影像診斷新技術(shù)進(jìn)展

肖艷 綜述　　呂發(fā)金 審校

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腦動(dòng)靜脈畸形影像診斷新技術(shù)進(jìn)展

肖艷 綜述呂發(fā)金 審校

腦動(dòng)靜脈畸形(AVM)是常見(jiàn)的血管性疾病，出血風(fēng)險(xiǎn)高，具有較高的致殘率和病死率，目前該病的診斷主要依靠影像學(xué)檢查。近年來(lái)發(fā)展的一些影像學(xué)新技術(shù)有助于提高腦動(dòng)靜脈畸形的診斷符合率，包括4D-DSA、4D-CTA、4D-MRA、動(dòng)脈自旋標(biāo)記(ASL)和磁敏感加權(quán)成像(SWI)。四維影像技術(shù)不僅可以清晰顯示腦AVM的供血?jiǎng)用}、瘤巢、引流靜脈，還能顯示血管從動(dòng)脈早期到平衡期的完整的動(dòng)態(tài)充盈過(guò)程；ASL通過(guò)選擇性標(biāo)記血管，能夠準(zhǔn)確識(shí)別供血?jiǎng)用}；SWI對(duì)引流靜脈高度敏感。各種新技術(shù)在腦AVM的診斷中具有獨(dú)特的價(jià)值。本文對(duì)各種新技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

腦動(dòng)靜脈畸形； 體層攝影術(shù)，X線(xiàn)計(jì)算機(jī)； 磁共振成像； 血管造影術(shù)； 動(dòng)脈自旋標(biāo)記

腦動(dòng)靜脈畸形(arteriovenous malformation,AVM)是先天性腦血管發(fā)育障礙引起的腦局部血管數(shù)量和結(jié)構(gòu)異常。腦AVM常表現(xiàn)為非特異性的腦出血，每年出血發(fā)生率為2.3%～3.7%[1]，致殘率和病死率較高。近年來(lái)，隨著神經(jīng)影像學(xué)及神經(jīng)介入學(xué)的發(fā)展，腦AVM的影像學(xué)檢查逐漸傾向于解剖、血管結(jié)構(gòu)特征及功能的綜合診斷。為提高腦AVM的診斷水平，多種相應(yīng)的影像學(xué)新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，包括四維數(shù)字減影血管造影(4D-digital subtraction angiography,4D-DSA)、四維CT血管成像(4D-CT angiography,4D-CTA)、四維MR血管成像(4D-MR angiography,4D-MRA)、動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin labeling,ASL)、磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weightd imaging,SWI)等。本文將對(duì)這些新技術(shù)在腦AVM診斷中的應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1.四維數(shù)字減影血管造影

常規(guī)DSA最早由Moniz于1932年首次提出，通過(guò)經(jīng)皮股動(dòng)脈插管對(duì)腦血管進(jìn)行造影，是目前公認(rèn)的腦血管疾病診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”。經(jīng)對(duì)比劑充盈的腦AVM表現(xiàn)為供血?jiǎng)用}影、瘤巢及引流靜脈影，最典型特征為引流靜脈提前顯影[2]。常規(guī)DSA因血液的快速充盈和血管重疊的影響，對(duì)復(fù)雜及微小病變的診斷仍有困難。3D-DSA是經(jīng)常規(guī)DSA重建后的圖像，可任意平面、任意角度觀察腦AVM，能部分避免血管重疊的影響。4D-DSA通過(guò)4D模型軟件將常規(guī)圖像與3D圖像進(jìn)行融合，除具有3D-DSA的上述優(yōu)點(diǎn)外，還具有可任意時(shí)間觀察病灶的優(yōu)點(diǎn)，時(shí)間和空間分辨力優(yōu)于目前的CTA和MRA[3]。Sandoval-Garcia等[4]分別采用2D-DSA、3D-DSA、4D-DSA對(duì)犬模型中的正常血管進(jìn)行分析，結(jié)果表明4D-DSA對(duì)正常血管的顯示更優(yōu)，同時(shí)預(yù)言4D-DSA的主要優(yōu)勢(shì)將體現(xiàn)在顯示異常小血管方面，尤其在有血管重疊的區(qū)域。Yuki等[5]對(duì)4例AVM患者進(jìn)行4D-DSA檢查，結(jié)果表明4D-DSA可以在延遲時(shí)間為12 s的情況下同時(shí)獲得動(dòng)脈和靜脈的解剖信息，并且能夠更加清晰地描述引流靜脈的狹窄程度，有助于AVM患者治療方案的制定。4D-DSA不僅可以清晰地顯示各級(jí)腦血管的結(jié)構(gòu)，還能反映腦血管血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)。Sandoval-Garcia等[6]采用前瞻性研究對(duì)6例腦AVM患者行4D-DSA檢查，結(jié)果表明4D-DSA能夠準(zhǔn)確地可視化顯示復(fù)雜腦AVM的血管結(jié)構(gòu)特征，如瘤巢內(nèi)動(dòng)脈瘤、供血?jiǎng)用}瘤、高流量動(dòng)靜脈瘺、靜脈阻塞等，可有效避免血管重疊，有利于仔細(xì)觀察瘤巢內(nèi)結(jié)構(gòu)。

然而，4D-DSA存在常規(guī)DSA的不足，如電離輻射、價(jià)格昂貴、操作技術(shù)要求較高、圍手術(shù)期風(fēng)險(xiǎn)大、周?chē)Y(jié)構(gòu)顯示差等，致使4D-DSA在腦AVM診斷中的應(yīng)用受限。相關(guān)研究認(rèn)為，4D-DSA有望減少輻射劑量[3,6]，在可替代常規(guī)DSA作為診斷的金標(biāo)準(zhǔn)之前，4D-DSA將主要應(yīng)用于復(fù)雜腦AVM的診斷。

2.四維CT血管成像

寬探測(cè)器CT的發(fā)展為4D-CTA的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。自Klingebiel等[7]報(bào)道4D-CTA在腦血管疾病中的應(yīng)用以來(lái)，4D-CTA已逐漸成為腦AVM診斷研究的熱點(diǎn)。4D-CTA是在3D-CTA的基礎(chǔ)上增加一個(gè)時(shí)間維度，衍生出具有時(shí)間分辨的3D-CTA。國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究表明，4D-CTA對(duì)主要供血?jiǎng)用}、引流靜脈、瘤巢大小的判斷能力與DSA基本一致，甚至更優(yōu)[8-11]。李?lèi)?ài)靜等[9]報(bào)道，4D-CTA和DSA對(duì)主要供血?jiǎng)用}的診斷符合率為95%，而在判斷腦AVM的引流靜脈及瘤巢大小方面，兩者診斷符合率達(dá)100%。Wang等[10]評(píng)估了4D-CTA對(duì)腦AVM的診斷價(jià)值，發(fā)現(xiàn)4D-CTA能夠檢出所有經(jīng)DSA證實(shí)的引流靜脈，對(duì)位于大腦前后循環(huán)的病灶、引流靜脈的顯示較DSA清晰，但該研究樣本量較少。Willems等[8]通過(guò)對(duì)照研究，對(duì)17例腦AVM中的5例微小腦AVM(直徑<1 cm)，DSA僅能檢出1例，而4D-CTA能夠全部檢出。4D-CTA可以通過(guò)寬探測(cè)器CT一次掃描同時(shí)獲得全腦灌注成像，提供微循環(huán)灌注信息，促進(jìn)對(duì)盜血機(jī)制的認(rèn)識(shí)[8,12]。Kim等[13]對(duì)18例腦AVM患者行全腦CT灌注掃描，發(fā)現(xiàn)癥狀不同的患者灌注模式不同，不同灌注模式與動(dòng)脈盜血間有一定聯(lián)系。4D-CTA和全腦灌注成像分別提供了腦AVM的形態(tài)和功能圖像，兩者結(jié)合能夠提高診斷符合率[7]。另外，重組的4D-CTA圖像能夠在不同時(shí)相、多角度、多方位觀察病變，對(duì)腦AVM的術(shù)前診斷可達(dá)到與DSA類(lèi)似的效果[14]，為臨床術(shù)前評(píng)估提供準(zhǔn)確、直觀、全面的影像學(xué)信息。

4D-CTA能夠提供血流信息，有效區(qū)分緩慢和高流速血流[8]，在對(duì)腦AVM作出診斷的同時(shí)，對(duì)其合并的動(dòng)靜脈瘺(arteriovenous fistula,AVF)也可作出相應(yīng)診斷，但對(duì)血流緩慢的AVF的診斷仍不及DSA[13]。D'orazio等[15]的研究認(rèn)為，4D-CTA能夠提供與AVF治療相關(guān)的全部重要信息，這與Brouwer等[16]的觀點(diǎn)一致。

然而，4D-CTA仍存在一定的局限性。首先，非選擇性的造影可能會(huì)導(dǎo)致血管重疊，影響血管與病變關(guān)系的判斷[8]；其次，4D-CTA的時(shí)間分辨力尚不及DSA，且峰值時(shí)間跨度大，對(duì)部分小血管可能出現(xiàn)誤判，對(duì)小型血管畸形顯示的準(zhǔn)確性仍欠佳[11]。由于目前技術(shù)的不完善和相關(guān)研究存在的不足，4D-CTA僅能作為常規(guī)無(wú)創(chuàng)診斷技術(shù)的補(bǔ)充[10,17]。

盡管存在一些局限，但4D-CTA具有無(wú)創(chuàng)、方便、快捷、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，用于腦AVM的診斷可降低DSA帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，尤其適用于危重癥、兒童及老年人。另外，4D-CTA不僅能清晰顯示病變，還能提供病變鄰近的非血管性結(jié)構(gòu)信息，對(duì)腦AVM合并出血、腦積水等的顯示亦十分敏感。4D-CTA結(jié)合全腦灌注成像可間接反映病變局部的功能改變，在腦AVM的診斷中具有重要價(jià)值。

3.四維MR血管成像

4D-MRA是一種沒(méi)有電離輻射的成像技術(shù)，它主要采用對(duì)比增強(qiáng)(contrast-enhanced，CE)和非對(duì)比增強(qiáng)(non-contrast-enhanced，NCE)兩種技術(shù)成像，并四維展示腦AVM的瘤巢，同時(shí)可觀察供血?jiǎng)用}、引流靜脈。與CE技術(shù)相比，NCE 4D-MRA通過(guò)動(dòng)脈自旋標(biāo)記血液成像，無(wú)需使用對(duì)比劑，成像不受對(duì)比劑首過(guò)時(shí)間短暫的限制，避免了時(shí)間分辨力和空間分辨力相互制約的不足，更易于重復(fù)進(jìn)行，在腦AVM診斷中的應(yīng)用前景更廣闊。Xu等[18]的研究表明，NCE 4D-MRA對(duì)腦AVM的檢出率為100%，但漏診了1條微小供血?jiǎng)用}和2個(gè)瘤巢，考慮為瘤巢內(nèi)有栓塞或出血、瘤巢內(nèi)的血流緩慢所致。李永麗等[19]對(duì)15例腦AVM進(jìn)行NCE 4D-MRA和DSA檢查，結(jié)果表明NCE 4D-MRA能夠準(zhǔn)確診斷14例患者的供血?jiǎng)用}，與DSA的診斷一致性較好。Yu等[20]比較了NCE 4D-MRA和3D TOF-MRA對(duì)19例腦AVM的診斷價(jià)值，以DSA為標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果顯示兩者對(duì)供血?jiǎng)用}的檢出率分別為75.8%、89.7%，而對(duì)引流靜脈的檢出率分別僅為20%、28%，兩者結(jié)合可增加引流靜脈的檢出率(32%)，但對(duì)供血?jiǎng)用}的檢出率并無(wú)提高(89.7%)。上述研究表明，盡管NCE 4D-MRA對(duì)供血?jiǎng)用}、引流靜脈的顯示不及3D TOF-MRA，但時(shí)間分辨力高，可觀察血流速度、分流程度、動(dòng)靜脈瘺等更多信息。Illies等[21]運(yùn)用CE 4D-MRA結(jié)合3D TOF-MRA探討對(duì)瘤巢內(nèi)血流模式觀察的價(jià)值，發(fā)現(xiàn)瘤巢內(nèi)有三種血流模式，即單向均質(zhì)(瘤巢僅有1條供血?jiǎng)用}和1條引流靜脈)、單向不均質(zhì)(1條供血?jiǎng)用}和2條引流靜脈或2條供血?jiǎng)用}和1條引流靜脈)和多向不均質(zhì)(多條供血?jiǎng)用}和引流靜脈)，表明CE 4D-MRA可區(qū)分不同的血流模式，但該研究未發(fā)現(xiàn)不同血流模式與出血間的聯(lián)系，有待進(jìn)一步深入研究。

腦AVM術(shù)后需多次行DSA檢查觀察殘余瘤巢內(nèi)的血流狀態(tài)，以明確其是否完全栓塞。4D-MRA價(jià)格相對(duì)較低，且無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射，可為隨訪(fǎng)提供另一種替代檢查方式，特別是對(duì)于年輕患者。NCE 4D-MRA成像主要依賴(lài)于未反轉(zhuǎn)血液質(zhì)子的流入，使得血液流速較慢的區(qū)域所需的觸發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)，且成像效果易受影響，故多采用CE 4D-MRA進(jìn)行殘余瘤巢的隨訪(fǎng)。Hadizadeh等[22]的對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)，CE 4D-MRA對(duì)殘余瘤巢的顯示與DSA完全一致。Soize等[23]分別采用CE 4D-MRA和DSA對(duì)37例腦AVM術(shù)后患者進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)CE 4D-MRA對(duì)殘余瘤巢的診斷具有極高的特異度和陽(yáng)性預(yù)測(cè)值(均為100%)，但其靈敏度僅為73.7%。由于目前4D-MRA的時(shí)間及空間分辨力尚不及DSA，陰性患者仍需DSA證實(shí)其是否完全栓塞。Taschner等[24]建議，當(dāng)術(shù)后CE 4D-MRA隨訪(fǎng)1年未觀察到瘤巢時(shí)，可采用DSA證實(shí)其治愈情況。

4D-MRA與DSA相比雖然有一定的優(yōu)勢(shì)，如無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射、能夠描述瘤巢內(nèi)的血流模式等，但時(shí)間分辨力仍不及DSA，且對(duì)引流靜脈的檢出率不高[18,20]，而部分出血來(lái)自高血流壓力的引流靜脈，致其診斷價(jià)值受限。較4D-CTA而言，4D-MRA對(duì)判斷血腫分期更有幫助，但成像時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)運(yùn)動(dòng)偽影高度敏感且易致圖像模糊、禁忌癥多，一定程度上限制了其在臨床中的應(yīng)用。CE 4D-MRA對(duì)殘余瘤巢的診斷價(jià)值較高，是腦AVM治療后隨訪(fǎng)的首選檢查方法。

4.動(dòng)脈自旋標(biāo)記

ASL是一種新的磁共振灌注成像技術(shù)，通過(guò)標(biāo)記血分流產(chǎn)生的強(qiáng)烈信號(hào)評(píng)價(jià)動(dòng)靜脈畸形。ASL對(duì)腦AVM供血?jiǎng)用}識(shí)別的準(zhǔn)確度達(dá)94%[25]，通過(guò)計(jì)算各標(biāo)記血管的供血分?jǐn)?shù)，從而判定主要的供血?jiǎng)用}(供血分?jǐn)?shù)>15.17%)，為腦AVM術(shù)前手術(shù)方案的制定提供重要信息[26]。Le等[27]的研究發(fā)現(xiàn)ASL對(duì)腦AVM診斷的敏感度和特異度分別為78%、85%，通過(guò)標(biāo)記靜脈信號(hào)強(qiáng)度，可提高微小腦AVM和AVF的診斷符合率，同時(shí)發(fā)現(xiàn)靜脈信號(hào)強(qiáng)度對(duì)DSA上的陽(yáng)性結(jié)果有一定的預(yù)測(cè)作用，ASL上靜脈信號(hào)異常對(duì)DSA準(zhǔn)確診斷AVM或AVF的預(yù)測(cè)概率約為17.3%。ASL通過(guò)標(biāo)記血管，能夠提高4D-MRA的診斷準(zhǔn)確度。Kukuk等[25]通過(guò)比較ASL結(jié)合4D-MRA與DSA對(duì)16例腦AVM診斷效能的差異，發(fā)現(xiàn)ASL可將4D-MRA的診斷符合率由93%提高至96%。另外，ASL通過(guò)觀察分流血，亦可用于評(píng)價(jià)動(dòng)靜脈瘺治療前后的血流動(dòng)力學(xué)變化，反映栓塞的治療效果[28,29]。

盡管ASL具有無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射、可重復(fù)性、能夠評(píng)估供血?jiǎng)用}等優(yōu)點(diǎn)，但不能準(zhǔn)確顯示瘤巢的大小，不利于Spetzler-Martin分級(jí)[30]，并不作為腦AVM診斷的常規(guī)檢查。目前ASL假定的標(biāo)記效率和延遲時(shí)間來(lái)自于正常人群研究，且尚未系統(tǒng)性評(píng)估心動(dòng)周期對(duì)標(biāo)記結(jié)果的影響[25]，尚需進(jìn)一步深入研究。

5.磁敏感加權(quán)成像

SWI以T2*加權(quán)梯度回波序列為基礎(chǔ)，根據(jù)組織間磁敏感度差異和BOLD效應(yīng)成像，具有三維、高分辨力、高信噪比等優(yōu)點(diǎn)。SWI通過(guò)識(shí)別圖像上的靜脈信號(hào)提示腦AVM，絕大部分引流靜脈表現(xiàn)為高信號(hào)，僅少數(shù)表現(xiàn)為混合信號(hào)[31,32]。Miyasaka等[31]比較了SWI和TOF診斷14例腦AVM引流靜脈的差異，其檢出率分別為70.4%(19/27)、77.8%(21/27)，但對(duì)于TOF漏診的6條引流靜脈，SWI能夠觀察到其中4條，顯示出SWI對(duì)引流靜脈診斷的高效性。劉鵬等[33]對(duì)AVM在SWI中表現(xiàn)多樣性的分析結(jié)果表明，SWI對(duì)部分累及脈絡(luò)叢且合并出血病變的顯示優(yōu)于常規(guī)MRI。George等[34]回顧性分析SWI對(duì)14例腦AVM的診斷價(jià)值，發(fā)現(xiàn)SWI能夠在出血的剩余瘤巢中區(qū)分出血和鈣化。然而SWI對(duì)供血?jiǎng)用}的顯示較差，有時(shí)難以顯示病灶的實(shí)際大小，對(duì)腦AVM的綜合診斷價(jià)值有限，不作為腦AVM的推薦檢查。SWI可用于無(wú)創(chuàng)性評(píng)價(jià)引流靜脈結(jié)構(gòu)，有時(shí)也可用于輔助術(shù)后殘余瘤巢的隨訪(fǎng)[35]。

6.不同影像學(xué)新技術(shù)的選擇

3D-DSA仍是目前診斷腦AVM的金標(biāo)準(zhǔn)，4D-DSA目前擁有著其他檢查均無(wú)法比擬的高時(shí)間和空間分辨力，但因其為有創(chuàng)性檢查，現(xiàn)主要應(yīng)用于復(fù)雜腦AVM的診斷。而MSCT的應(yīng)用，使4D-CTA與灌注成像相結(jié)合，同時(shí)獲得解剖和功能圖像，提高了腦AVM的診斷符合率，尤其適用于危重癥、兒童及老年腦AVM患者；4D-CTA在微小腦AVM的診斷中顯示出比常規(guī)DSA更高的價(jià)值，而4D-DSA和4D-MRA間的診斷價(jià)值差異，目前尚無(wú)相關(guān)的研究報(bào)道。NCE 4D-MRA可作為診斷性血管成像的補(bǔ)充，同時(shí)CE 4D-MRA有望取代DSA作為術(shù)后殘余瘤巢隨訪(fǎng)的首選檢查方法。ASL技術(shù)的應(yīng)用，使得對(duì)供血?jiǎng)用}的評(píng)估更準(zhǔn)確，有利于臨床制定手術(shù)方案，在術(shù)前評(píng)估中具有很大的應(yīng)用潛力。SWI主要適用于需準(zhǔn)確評(píng)價(jià)引流靜脈結(jié)構(gòu)的患者。

總之，上述新技術(shù)在腦動(dòng)靜脈畸形的診斷中體現(xiàn)出特殊的價(jià)值，具有廣闊的應(yīng)用前景。然而目前各種技術(shù)還不夠完善，相關(guān)的應(yīng)用還不成熟，成像設(shè)備和參數(shù)不統(tǒng)一，研究樣本量小，與目前常用的診斷方法缺乏對(duì)比研究，這都需要深入研究來(lái)改進(jìn)和推動(dòng)。隨著對(duì)腦AVM認(rèn)識(shí)的不斷加深和影像技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新技術(shù)在腦AVM診斷中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。

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400016重慶，重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科

肖艷(1989-)，女，重慶璧山人，碩士研究生，主要從事腦血管疾病診斷工作。

呂發(fā)金，E-mail：fajinlv@163.com

國(guó)家臨床重點(diǎn)專(zhuān)科建設(shè)項(xiàng)目(國(guó)衛(wèi)辦醫(yī)[2013]544號(hào))

R743.4; R814.42; R445.2

A

1000-0313(2016)05-0456-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.05.017

2015-07-07

2015-10-12)