高分辨率磁共振血管壁成像技術在顱內動脈疾病中的研究進展

劉群群，劉四斌（通信作者）

（長江大學附屬荊州醫(yī)院放射科 湖北 荊州 434020）

隨著我國人口老齡化程度加深，我國腦卒中的發(fā)病率越來越高。腦卒中病因很多，較常見原因是顱內動脈病變[1]，準確識別顱內動脈病變的病因對疾病的診療尤為重要，診斷錯誤或診斷不及時會錯過最佳的治療時期，給患者帶來嚴重后果。CT血管成像（computed tomography angiography，CTA）、磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA）和數(shù)字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）等成像方式均是管腔成像，僅能顯示管腔是否變窄，不能明確管壁問題，存在較高誤診及漏診的風險[2]。相比之下，高分辨率磁共振血管壁成像技術（high resolution magnetic resonance vessel wall imaging，HRMR-VWI）能直接觀察血管壁，在對顱內動脈粥樣硬化斑塊成分及管壁結構進行評價時具有獨特優(yōu)勢[3]，并可以將其應用到動脈瘤、血管炎、顱內動脈夾層、煙霧病這些疾病的診斷中。

1 HRMR-VWI在顱內動脈粥樣硬化性疾病中的應用

最常見的顱內動脈疾病是動脈粥樣硬化，主要是高血壓、高血脂等危險因素引起的血流動力學異常所致，局部大腦動脈內膜受損，受損的管壁發(fā)生脂質及復合糖類聚集、出血或者血栓形成等情況，隨后導致纖維增生、鈣質沉積等表現(xiàn)，最后動脈管壁彈性下降、增厚且變硬、血管腔隙狹窄等[4]。顱內動脈斑塊的特征與臨床癥狀之間有一定的關系。高分辨率磁共振成像可以在體內顯示顱內動脈斑塊特征，大多數(shù)動脈粥樣硬化斑塊病變表現(xiàn)為管壁偏心壁增厚，有研究表明偏心指數(shù)越高的斑塊越高危，患者缺血性腦卒中復發(fā)的風險越高[5]?；颊呷毖宰渲袕桶l(fā)風險更高使用HRMR-VWI識別動脈粥樣硬化斑塊具有相當高的靈敏度。

1.1 評估血管狹窄程度

DSA作為公認的顱內血管病變診斷的金標準，對腦血管閉塞、腦血管狹窄及動靜脈瘺的診斷率較高，但DSA是一個有創(chuàng)性的檢查。與DSA相比，HRMR-VWI是能在體外進行的無創(chuàng)顱內動脈血管壁結構成像檢查技術。有研究比較了HRMR-VWI與DSA對顱內動脈狹窄和閉塞的診斷，發(fā)現(xiàn)HRMR-VWI與DSA在評價動脈狹窄程度上有較好的一致性及相關性，HRMR-VWI在診斷斑塊形態(tài)的能力上優(yōu)于DSA[6]。

1.2 斑塊的分布及部位

動脈粥樣硬化斑塊的分布與缺血性卒中的發(fā)生密切相關，有學者[7]將大腦中動脈的橫斷面圖像上將斑塊分為4個象限：上、下、腹、背側。該研究共分析了977例患者大腦中動脈，發(fā)現(xiàn)彎曲型大腦中動脈占91.1%，在下向M1曲線中出現(xiàn)下側斑塊的比例為39.9%，非下向M1曲線中出現(xiàn)下側斑塊的比例為21.7%。此外，有研究利用HRMR-VWI發(fā)現(xiàn)向上彎曲的M1更容易出現(xiàn)斑塊，直線型不容易出現(xiàn)斑塊[8]。嚴雪嬌等的研究也得出相同的結論[9]。嚴雪嬌等還發(fā)現(xiàn)大腦中動脈梗死組動脈粥樣硬化斑塊最常見于上側，但也有學者認為在狹窄的大腦中動脈中斑塊多分布在腹側和下側[10]，這與嚴雪嬌等在大腦中動脈斑塊分布的結果有矛盾之處，斑塊的具體位置不僅與血流動力學有關，還與動脈的分支及穿支動脈閉塞有關。關于斑塊位置與缺血性中風之間的關系，未來還需進一步研究。

1.3 斑塊穩(wěn)定性

斑塊的穩(wěn)定性與是否有斑塊內出血、纖維帽的厚度、脂質核心的大小有關。高危斑塊最典型及嚴重的結局病理特征就是斑塊內出血，早期發(fā)現(xiàn)是否有斑塊內出血對缺血性腦卒中的預防具有重要意義。斑塊內出血主要是由于斑塊新脈管系統(tǒng)破裂，這些破裂的微血管受到斑塊處血流動力學的改變導致斑塊的破裂或斑塊體積增大，斑塊壁的壓力增加[11]。有研究發(fā)現(xiàn)斑塊內出血是腦卒中復發(fā)的獨立危險因素，與狹窄程度無關[5]。基底動脈粥樣硬化斑塊內出血非常普遍，并與急性中風有關，因此，癥狀性顱內動脈粥樣硬化斑塊內出血和缺血性中風事件有一定的相關性。目前HRMR-VWI技術檢測斑塊內出血的臨床研究還遠遠不夠，未來仍是值得深入探索的研究領域。

HRMR-VWI可以清晰地顯示纖維帽的厚度及脂質核心的大小，纖維帽主要指斑塊內脂質核心和管腔之間的部分，富含脂質的壞死核心主要由膽固醇晶體、凋亡細胞和鈣顆粒組成。富含脂質的壞死核心的增大和纖維帽的變薄或破裂增加了缺血性中風的風險，是斑塊不穩(wěn)定的標志[12]。由于HRMR-VWI在顯示顱內動脈斑塊纖維帽方面的作用不顯著，且缺乏對顱內斑塊成分的病理驗證，因此關于HRMR-VWI顯示顱內斑塊纖維帽的研究較少，其對腦卒中事件發(fā)生的影響有待進一步研究。

斑塊內炎癥及斑塊內出血在高分辨率磁共振增強掃描下均可表現(xiàn)為強化信號，斑塊內強化被認為是斑塊不穩(wěn)定性增加的標志。其增強機制與炎癥活動性、新生血管形成和血管內皮通透性有關，是顱內動脈斑塊易損性的重要標志[13]。有研究顯示偏心性強化是頻發(fā)前循環(huán)TIA的危險因素，斑塊的偏心性強化更能代表斑塊的不穩(wěn)定性，因此相較于向心性強化，斑塊的偏心性強化會給患者帶來更高的短暫性腦缺血發(fā)作頻發(fā)風險[14]。

1.4 血管重構模式

動脈重構是血管在動脈粥樣硬化發(fā)生過程中的適應性改變，主要分為正向重構和負向重構。正性重構是由于血管代償性向外擴張，從而在一定程度上避免管腔狹窄。負性重構是由于血管代償性向內收縮，進一步增加了管腔的狹窄程度。HRMR-VWI不僅可以直觀地觀察血管重構，還可以計算血管重構指數(shù)（狹窄處血管的面積/參考層面血管面積）。有學者對46例大腦中動脈粥樣硬化性狹窄的患者進行HRMR-VWI檢查，發(fā)現(xiàn)大腦中動脈粥樣硬化性狹窄中以正性重構較多見[15]。不同重構方式引起的缺血性腦血管事件的發(fā)生風險也不同，正性重構患者比負性重構患者有更高的斑塊破裂及卒中風險，這可能與在正性重構情況下動脈斑塊更容易脫落有關。在治療癥狀性顱內動脈粥樣硬化患者過程中，要充分考慮動脈重構模式。了解動脈重構模式有助于對癥狀性顱內動脈粥樣硬化患者進行危險分層，并指導患者的治療。

2 HRMR-VWI在動脈夾層中的應用

頭頸動脈夾層是導致缺血性卒中的病因之一，是動脈粥樣硬化后第二大常見的卒中致病因素。目前診斷頭頸動脈夾層主要采用腦血管造影，它的特點主要是顯影快，可以全程動態(tài)觀察血管管腔的顯影情況，但是也有不足，它無法顯示管壁、血腫、內膜等結構，而HRMRVWI能彌補這一不足。

頭頸動脈夾層主要是由于動脈管壁的完整性受損，使得血液進入動脈管壁。高分辨率磁共振成像可以明確顯示血管壁情況，例如管腔狹窄與閉塞情況、內膜瓣、雙腔征等[16]。李琰等采用高分辨率磁共振成像檢查觀察了經臨床確診的73例頭頸動脈夾層患者的影像學表現(xiàn)，評估其與急性缺血性腦卒中的關系，結果提示管腔狹窄與管腔閉塞、內膜瓣與夾層動脈瘤與急性缺血性腦卒中顯著相關[17]。有學者采用HRMR-VWI觀察不同階段自發(fā)性未破裂的基底動脈夾層瘤的影像學指標，發(fā)現(xiàn)各影像學指標具有顯著差異，可以初步指導臨床分期。動脈管腔表面不光整及管腔內血栓形成是頭頸動脈夾層發(fā)生卒中事件的獨立預測因子，目前腦血管造影作為頭頸動脈夾層金標準，高分辨率可以發(fā)現(xiàn)腦血管造影無法發(fā)現(xiàn)的早期血管壁的病變，識別無癥狀的高?；颊?，并可無創(chuàng)性對患者進行隨訪[18]。

3 HRMR-VWI在煙霧病中的應用

煙霧病是一種慢性進行性閉塞性腦血管疾病，是東亞年輕人中腦動脈狹窄閉塞的主要原因之一，目前其發(fā)病機制尚不明確，臨床癥狀也沒有特征性的表現(xiàn)。煙霧病主要特征性病變是雙側頸內動脈末端和（或）大腦前動脈及中動脈起始段管腔嚴重狹窄或閉塞并伴有軟腦膜煙霧狀血管形成，早期的煙霧病不一定表現(xiàn)為典型的煙霧狀血管網，對于不典型煙霧病及早期煙霧病的診斷比較困難。目前DSA是診斷煙霧病的基礎，但在特殊情況下常規(guī)血管造影很難區(qū)分顱內動脈粥樣硬化性疾病與煙霧病。HRMR-VWI在煙霧病的早期診斷方面具有十分重要的價值。有研究發(fā)現(xiàn)利用HRMR-VWI對煙霧病患者進行成像發(fā)現(xiàn)煙霧病狹窄段管腔較顱內動脈粥樣硬化患者管腔外徑小，呈向心性狹窄，管壁信號均勻且周圍側枝血管多等[19]，有研究使用HRMR-VWI對經腦血管造影檢查確診的大腦中動脈閉塞性卒中患者進行檢查，結果顯示：煙霧病患者更年輕，并且狹窄部位的外徑較小，在煙霧病患者中病灶偏心性狹窄及病灶強化較少見[20]，這與Ryoo等[21]的研究結果一致。煙霧病通常需要進行外科血管重建手術治療，藥物治療對其沒有顯著效果。因此，早期診斷煙霧病對臨床決策具有重要意義。

4 HRMR-VWI在中樞神經系統(tǒng)血管炎中的應用

中樞神經系統(tǒng)血管炎可累及顱內任何血管，是一種透壁性炎癥，其病理表現(xiàn)主要破壞動脈中膜，可引起血管狹窄或堵塞，導致顱內低灌注，最終導致缺血性卒中。它的病程復雜，因血管壁炎癥的活動度不同導致不同的臨床癥狀。目前評價中樞神經系統(tǒng)血管炎主要依靠患者的臨床癥狀、實驗室檢查及影像學結果綜合分析。中樞神經系統(tǒng)血管炎的HRMR-VWI顯示血管壁多為非局灶性狹窄病變，典型病變表現(xiàn)為血管壁彌漫性增厚，增強MRI呈明顯均勻環(huán)形強化[22]，而動脈粥樣硬化的血管壁多為局灶斑塊和不對稱增厚。有研究[23]比較了21例經臨床確診為中樞神經系統(tǒng)血管炎的患者在活動期及非活動期血管壁的表現(xiàn)特點，結果顯示活動期時的血管壁最大厚度及強化程度明顯大于非活動時期，該研究指出HRMR-VWI對評價中樞神經系統(tǒng)血管炎的活動性具有重要的臨床價值。中樞神經系統(tǒng)血管炎是顱內動脈狹窄及缺血性中風事件的重要原因，因此，早期診斷和適當治療對這種疾病的預后和結果很重要。HRMR-VWI對血管壁和管腔結構的改變具有獨特的顯示效果，對病因學診斷具有很高的價值。

5 HRMR-VWI在顱內動脈瘤中的應用

動脈瘤主要是指動脈管壁局部病理性擴張，顱內動脈瘤破裂后會導致蛛網膜下腔出血，其病死率較高，早期對顱內動脈瘤進行安全評估對臨床治療極為關鍵。顱內動脈瘤的發(fā)病機制尚不清楚，可能與內彈力層變性有關系。目前臨床多采用PHASES評分來評估動脈瘤的穩(wěn)定性，但是這種評價是根據患者的臨床特征而具有局限性。對于未破裂的動脈瘤，動脈瘤的部位、形態(tài)、大小可以通過傳統(tǒng)的血管成像來了解，HRMRVWI可以顯示動脈瘤的形態(tài)特征以及瘤壁的強化特征，從而反映出動脈壁炎癥情況，有助于識別不穩(wěn)定動脈瘤，是一種新的顱內動脈瘤破裂風險評估的影像學征象。有研究使用HRMR-VWI對82例動脈瘤的影像進行分析，發(fā)現(xiàn)瘤壁的強化、最大瘤體瘤深與近端載瘤動脈的直徑的比值（SR值）可以作為動脈瘤破裂的獨立危險因素[24]。有學者對58例顱內動脈瘤患者進行HRMR-VWI檢查，發(fā)現(xiàn)影響瘤壁強化的因素主要包括子囊及SR值[25]，破裂動脈瘤瘤壁強化明顯高于未破裂動脈瘤。動脈瘤壁強化在有頭痛、動神經麻痹等前驅癥狀的患者中較無癥狀的患者更為常見。顱內動脈瘤壁的增強與炎癥有關，炎癥導致動脈瘤壁薄弱，動脈瘤壁擴張形成子囊，從而導致形態(tài)改變，最終導致動脈瘤破裂。早期對顱內動脈瘤進行安全評估對臨床治療極為關鍵，HRMR-VWI在對顱內動脈瘤患者的隨訪過程中有重要價值。

6 HRMR-VWI對介入治療的幫助

目前在對缺血性腦卒中患者的治療中一項很重要的治療方法就是血管內介入治療（endovascular interventional treatment，EIT）。大部分患者會使用CT成像來評估EIT治療的可行性。有研究對非急性期癥狀性顱內大動脈閉塞的患者使用HRMR-VWI來評估閉塞段的閉塞長度、病變性質和潛在腔隙，結合患者的臨床情況，篩選合適的病例，實施介入手術治療安全可行，短期內患者的缺血情況得到改善，降低卒中的復發(fā)率[26]。介入手術治療會使斑塊移位導致分支或者穿支動脈閉塞，靠近分支血管口斑塊能增加分支堵塞的風險，HRMRVWI對于介入治療的最大優(yōu)勢在于它可以清楚顯示斑塊與穿支動脈的關系。

HRMR-VWI作為一種無創(chuàng)傷、無輻射的檢查技術，在顱內動脈疾病中的應用十分廣泛，它可以顯示動脈管壁結構，為早期診斷管壁異常病變提供技術支持，在顱內動脈疾病的診斷、鑒別診斷及在介入治療方面具有十分廣闊的應用前景。但是目前關于HRMR-VWI還有一定的局限性，取得顱內血管病理結果的對照較為困難，無法做病理對照，大多數(shù)證據來源于小范圍的回顧性分析研究，目前該檢查掃描時間長，費用較高，將其常規(guī)廣泛應用于臨床還言之過早。對于影像組學在HRMR-VWI斑塊特征方面還有很大的潛力等待發(fā)掘。