高分辨磁共振在顱內(nèi)動脈再通術(shù)前的應(yīng)用進(jìn)展

張銀萍 曹文鋒

1）南昌大學(xué)醫(yī)學(xué)部，江西 南昌 330006 2）江西省人民醫(yī)院，江西 南昌 330006

顱內(nèi)動脈狹窄或閉塞（intracranial artery stenosis/occlusion disease，ICASO）是缺血性腦卒中的主要原因之一，它在亞洲人中比在西方人中更為普遍。在亞洲，30%～50%的卒中和＞50%的短暫性腦缺血發(fā)作由ICASO引起［1］。顱內(nèi)動脈疾病中，其主要病因是顱內(nèi)大動脈粥樣硬化；此外，煙霧病、夾層、血管炎、可逆性腦血管收縮綜合征（reversible cerebral vasoconstric?tion syndrome，RCVS）等均可引起顱內(nèi)血管狹窄。受累血管的影像學(xué)評估是卒中患者綜合評估的重要組成部分，傳統(tǒng)的影像學(xué)方法，如CT血管造影（computed tomography angiography，CTA）、磁共振血管成像（mag?netic resonance angiography，MRA）、數(shù)字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）、經(jīng)顱彩色多普勒超聲（transcranial Doppler ultrasound，TCD）等，只能評估動脈管腔情況，不能提供管壁的詳細(xì)特征［2］。高分辨血管壁磁共振成像（high-resolution magnetic resonance intracranial vessel wall imaging，HRMR-VWI）是一種用于評估和鑒別顱內(nèi)血管病變的診斷影像技術(shù)［3］，與傳統(tǒng)的血管成像相比，HRMR-VWI提供了更多有價(jià)值的病理生理學(xué)信息，可在體外觀察到顱內(nèi)血管壁病變，有助于顱內(nèi)動脈狹窄疾病的鑒別診斷。HRMR-VWI 也可以識別顱內(nèi)管腔血栓形成，并提供有價(jià)值的細(xì)節(jié)，包括程度、位置和長度等，是其他檢查手段所不能及，在指導(dǎo)血管內(nèi)治療方面有很大的應(yīng)用價(jià)值，有助于識別和篩選具有高成功率和適合血運(yùn)重建手術(shù)的患者，對提高手術(shù)成功率和降低手術(shù)并發(fā)癥有重要作用。

1 顱內(nèi)動脈狹窄或閉塞的病理生理改變

顱內(nèi)動脈粥樣硬化是ICASO 最常見的原因［1］。顱內(nèi)動脈粥樣硬化患者出現(xiàn)相關(guān)癥狀與斑塊破裂或斑塊內(nèi)出血及血栓形成有關(guān)，這可能導(dǎo)致血栓栓塞、穿支阻塞或管腔狹窄和灌注受損。在顱內(nèi)動脈粥樣硬 化 性 疾 ?。╥ntracranial atherosclerotic disease，ICAD）患者中，動脈到動脈栓塞、小穿支動脈阻塞和遠(yuǎn)端灌注受損，伴或不伴側(cè)支循環(huán)不良是ICASO 患者最重要的腦血管事件機(jī)制，在某些情況下，多個(gè)機(jī)制可能共存。腦成像上的梗死模式可能有助于臨床醫(yī)生推斷其機(jī)制：（1）動脈到動脈栓塞是由動脈粥樣硬化斑塊破裂攜帶到遠(yuǎn)端區(qū)域的血栓引起，導(dǎo)致ICASO伴或不伴額外的血栓，由血管變窄引起的血流紊流，以及內(nèi)皮上的速度增加和剪切應(yīng)力促使斑塊破裂，后者可能會破裂并可能導(dǎo)致血小板和凝血因子的激活，在由這種機(jī)制引起的缺血性腦卒中的情況下，通常會在磁共振彌散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）上看到多個(gè)分散的小梗死。（2）小穿支動脈阻塞通常是由動脈粥樣硬化斑塊突出到穿支孔口并因此損害血液流動引起，通常在DWI 上可以看到深部皮質(zhì)下梗死。（3）分水嶺梗死可能意味著其機(jī)制是低灌注或栓子清除率下降，磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）上其典型梗死灶的位置和形態(tài)呈邊緣區(qū)分布。（4）原位梗阻可能表現(xiàn)為中度甚至大面積梗死，尤其是頸內(nèi)動脈顱內(nèi)段、大腦中動脈近端或椎基底動脈受累導(dǎo)致急性大血管閉塞時(shí)，但與心臟栓塞患者相比，許多ICASO患者的梗死面積較小，因該病的慢性性質(zhì)導(dǎo)致側(cè)支循環(huán)發(fā)達(dá)［4-5］。HRMR-VWI技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用能夠確定潛在的病理生理機(jī)制，為進(jìn)一步的臨床治療提供了很大價(jià)值。

2 顱內(nèi)動脈狹窄或閉塞的診斷方法

臨床上檢測顱內(nèi)血管成像的影像學(xué)方法有多種，以下簡要介紹在臨床上使用的血管影像檢查方法。

2.1 光學(xué)相干斷層掃描（optical coherence tomography，OCT）血管內(nèi)OCT通過低相干干涉測量法測量組織中的光學(xué)散射，從而提供血管內(nèi)病理學(xué)的高分辨率成像，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)10 μm的超高分辨率，使血管壁可視化接近組織學(xué)分辨率，比基于聲波后向散射或反射的血管內(nèi)超聲（intravascular ultrasound，IVUS）分辨率高出10倍以上，獲取OCT圖像只需幾秒鐘，且沒有干擾，可用于評估血管病變，包括管壁和管腔、斑塊成分、血栓形成、夾層、血管直徑、支架錯(cuò)位、支架內(nèi)再狹窄和穿支動脈位置等［6-7］，這是血管造影無法達(dá)到的［8］。但OCT導(dǎo)管視野和成像直徑較窄，高質(zhì)量圖像需要血液的清除且血液清除過程可能導(dǎo)致遠(yuǎn)端血栓栓塞，適用于彎曲顱內(nèi)血管導(dǎo)航的導(dǎo)管選擇有限［6］。雖然OCT具有極高分辨率，但有限的穿透深度妨礙了對整個(gè)血管壁的評估［8］。OCT 在臨床環(huán)境中的應(yīng)用主要局限于頸內(nèi)動脈近端非扭曲段，以及顱內(nèi)后循環(huán)較少扭曲段［9］。

2.2 血管內(nèi)超聲IVUS用于評估血管病變，與OCT有點(diǎn)類似，基于探頭從具有不同聲學(xué)特性組織檢測到的聲波后向散射或反射形成［10］。IVUS和OCT都可以評估血管壁病理學(xué)和不穩(wěn)定斑塊，但由于顱內(nèi)動脈曲折且直徑細(xì)小，尚未應(yīng)用于顱內(nèi)動脈。IVUS 與OCT相比，其穿透深度更好，但較低的分辨率使斑塊評估復(fù)雜化，而且導(dǎo)管直徑和采集時(shí)間都高于OCT［8］。

2.3 經(jīng)顱彩色多普勒超聲TCD是一種無創(chuàng)用于評估腦血流動力學(xué)的技術(shù)，通過檢測血液在顱內(nèi)的流速和流動方向等評估血管的狹窄程度。然而，這種方法的準(zhǔn)確性主要依賴于醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識，導(dǎo)致TCD的特異性及敏感性較低［11］。

2.4 CT 血管造影CTA 可以清晰地顯示顱內(nèi)血管狹窄病變。據(jù)報(bào)道，CTA對頸外疾病的敏感性和特異性分別為100%和63%，對顱內(nèi)疾病的敏感性和特異性高達(dá)100%［12］。CTA能夠識別血栓，評估斑塊，指導(dǎo)臨床治療，但需要注射碘劑，并有電離輻射［13］。

2.5 磁共振血管成像在顱內(nèi)動脈狹窄的評價(jià)中，MRA的分辨率低于HRMR-VWI［14］。血管信號依賴于血流的方向和速度，容易產(chǎn)生偽影，可高估狹窄程度或血管閉塞導(dǎo)致假陽性結(jié)果，但血管輕度狹窄時(shí)又會低估血管的狹窄程度［12］。MRA 不需要造影劑、無電離輻射。

2.6 數(shù)字減影血管造影DSA是診斷血管狹窄的金標(biāo)準(zhǔn)，需要專業(yè)的熟練操作員，還需要有創(chuàng)性動脈穿刺和造影劑注射，并有神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)和電離輻射［12］。

3 HRMR-VWI成像技術(shù)

高分辨血管壁磁共振成像具有高空間分辨率、高組織對比度和多層面成像的優(yōu)點(diǎn)，主要采用黑血技術(shù)（腔內(nèi)信號受抑制），通過自旋回波、雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)、空間預(yù)飽和（飽和帶）等方法抑制血液和腦脊液產(chǎn)生成像信號［15-16］。顱內(nèi)血管壁成像技術(shù)基礎(chǔ)是二維和三維成像，二維成像的優(yōu)勢在于高平面內(nèi)空間分辨率，缺點(diǎn)是覆蓋范圍有限，顱內(nèi)動脈通常是彎曲的，易導(dǎo)致平均體積效應(yīng)，高估血管壁厚度［17-18］。二維成像最適用于已知的顱內(nèi)動脈狹窄段，顯示其病理過程（如動脈粥樣硬化斑塊特征）方面特別有用。三維成像優(yōu)勢在于覆蓋范圍更大、更高的空間分辨率、更高的信噪比，縮短了總掃描時(shí)間以及在多個(gè)平面上進(jìn)行各向同性重建的能力。三維成像已被證明能夠準(zhǔn)確評估血管的管腔直徑和壁厚/面積［15-16］。三維成像在血管壁成像中應(yīng)用廣泛，各向同性三維采集可以進(jìn)行垂直于幾乎任何局部血管方向的定制重建，具有最小的體積平均偽影，改善血管壁的可視化，非常適合于扭曲的顱內(nèi)血管［17-18］。二維和三維成像取決于應(yīng)該可視化的內(nèi)容。目前3.0T是臨床最常用的場強(qiáng)，與1.5T相比增加了場強(qiáng)，并有較高的對比度噪聲比（contrastto-noise ratio，CNR）和信噪比（signal-to-noise ratio，SNR），非常適合于顱內(nèi)動脈壁成像。與3.0T 相比，7.0T 場強(qiáng)的優(yōu)勢在于提高了CNR 和SNR，從而在合理的采集時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了更好的固有圖像對比度和更高的空間分辨率，并可以顯示較小的顱內(nèi)動脈，包括Willis環(huán)及其以外的更小直徑的動脈壁，但7.0T主要用于研究機(jī)構(gòu)［19］。HRMR-VWI對血管全面系統(tǒng)的評估能夠清晰地顯示管腔和管壁信息，對于指導(dǎo)臨床治療有很大作用。

4 HRMR-VWI血管壁成像在診斷血管疾病中的應(yīng)用優(yōu)勢

HRMR-VWI 具有優(yōu)越的對比度和高空間分辨率，可以顯示動脈狹窄的病理情況，在檢測動脈壁狀態(tài)和區(qū)分組織特征方面優(yōu)于傳統(tǒng)成像［20］。HRMRVWI的使用有助于研究腦卒中的發(fā)病機(jī)制，并指導(dǎo)疾病的治療。

4.1 顱內(nèi)動脈粥樣硬化性血管狹窄疾病HRMR-VWI 可以對有或無癥狀的顱內(nèi)動脈粥樣硬化性狹窄早期識別和診斷，減少缺血性卒中發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)［21］。HRMR-VWI 可以定量分析管腔和管壁，測量管壁的面積、體積和管腔狹窄程度，分析斑塊特性（如動脈重塑、位置和易損性等）［2］。HRMR-VWI圖像質(zhì)量優(yōu)于傳統(tǒng)成像，提高了狹窄嚴(yán)重程度的量化，利于精確評價(jià)斑塊狹窄程度。研究發(fā)現(xiàn)，HRMR-VWI 對血管狹窄的診斷具有高度的敏感性和特異性，測量結(jié)果與DSA、CTA 高度一致［20］。HRMR-VWI 可以評估動脈重塑類型。盡管管腔成像是ICAD 評估的參考標(biāo)準(zhǔn)，但狹窄評估往往低估了ICAD的存在和負(fù)擔(dān)，因ICAD 經(jīng)常進(jìn)行正性重塑。動脈重塑包括正性重塑（動脈壁向外增厚，但管腔不明顯變窄）和負(fù)性重塑（斑塊向管腔內(nèi)生長，管腔狹窄）［18］。目前的薈萃分析證實(shí)，正性重塑是顱內(nèi)斑塊的特定脆弱性標(biāo)志物［22］。在相同狹窄程度的情況下，正性重塑比負(fù)向重塑具有更高的脆弱性。重塑模式是影響圍手術(shù)期并發(fā)癥的重要因素，術(shù)前HRMR-VWI可全面評估動脈重塑，指導(dǎo)顱內(nèi)血管再通。HRMR-VWI可以顯示斑塊位置及斑塊和穿支動脈之間的解剖關(guān)系。斑塊通常發(fā)生在穿支血管開口的對面，通常是大腦中動脈（middle cerebral artery，MCA）和基底動脈的腹壁［23］。有研究表明，斑塊的位置與圍手術(shù)期并發(fā)癥密切相關(guān)，血管成形術(shù)和支架植入術(shù)后，分支血管周圍的斑塊與分支閉塞有關(guān)，可能發(fā)生的機(jī)制是由于“掃雪”效應(yīng)（在血管成形術(shù)或支架置入過程中將斑塊推入分支或穿支動脈）［24］。ZHOU 等［25］通過對39 例癥狀性基底動脈（basilar artery，BA）狹窄患者的圖像觀察發(fā)現(xiàn)，BA 斑塊更容易在曲折血管的內(nèi)弧形成，彎曲的BA中斑塊在內(nèi)?。?9%）多于外弧（31%），腹壁（66.7%）多于背側(cè)壁（2.6%），左側(cè)（12.8%）少于右側(cè)（17.9%）。WON等［26］對34例急性MCA梗死患者研究發(fā)現(xiàn)，分支閉塞性疾?。╞ranch occlusive disease，BOD）患者斑塊邊緣更靠近并阻塞穿支動脈口，狹窄程度低于動脈到動脈栓塞患者，BOD 組斑塊主要位于穿支動脈主要出處的背側(cè)（41.2%）和上側(cè)（41.2%）。HRMR-VWI可以評估顱內(nèi)粥樣硬化斑塊易損性，可以準(zhǔn)確區(qū)分斑塊內(nèi)出血（intra-plaque hemorrhage，IPH）和脂質(zhì)核心，因不同成分在多對比度序列圖像中具有不同的信號特征。較大脂質(zhì)核、出血、斑塊表面鈣化以及斑塊纖維帽較薄是易損斑塊的特征［27］。IPH 在T2呈低信號和T1高信號，脂質(zhì)核心在T2W序列上呈低信號，在T1W序列上呈等信號［28］。斑塊增強(qiáng)反映了病灶內(nèi)炎癥和新血管形成［29］。研究表明，罪犯斑塊具有更多的對比增強(qiáng)、更高程度的狹窄，并具有同心形態(tài)［30］，斑塊增強(qiáng)是卒中復(fù)發(fā)的獨(dú)立預(yù)測因子［31］。HRMR-VWI通過評估管腔的狹窄程度和斑塊特征，有助于臨床醫(yī)生對未來不良事件的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分層，也為介入治療提供有價(jià)值的影像信息。

4.2 顱內(nèi)動脈夾層研究表明，HRMR-VWI 在檢測夾層體征和實(shí)現(xiàn)椎基底動脈夾層動脈瘤的明確診斷方面優(yōu)于導(dǎo)管血管造影。HRMR-VWI可以提供血管橫截面圖像，清晰地顯示夾層動脈瘤內(nèi)膜瓣、雙腔征和壁內(nèi)血腫，增強(qiáng)后可見偏心壁強(qiáng)化［17］。顱內(nèi)動脈夾層的壁內(nèi)血腫有時(shí)與顱內(nèi)動脈粥樣硬化的斑塊內(nèi)出血難以鑒別，在椎動脈夾層中，HRMR-VWI有助于鑒別診斷，在T2加權(quán)成像上，假腔顯示比IPH更低的信號強(qiáng)度［29］。

4.3 煙霧病HRMR-VWI 可用于區(qū)分煙霧?。╩oyamoya disease，MMD）和煙霧綜合征（moyamoya syndrome，MMS）。MMS 是類似煙霧病的進(jìn)行性狹窄，涉及相同的血管區(qū)域，但繼發(fā)于顱內(nèi)動脈粥樣硬化疾病等。研究表明，MMD中血管呈負(fù)性動脈重塑，與動脈粥樣硬化相比顱內(nèi)動脈有更小的管徑且呈向心性減小，向心性斑塊多見，管壁信號均一、輕微且均勻強(qiáng)化，與病理研究結(jié)果相似。顱內(nèi)動脈粥樣硬化性MMS呈正性重塑，偏心斑塊多見，斑塊成分復(fù)雜呈混雜信號影，局灶偏心強(qiáng)化［29，32］。

4.4 血管炎血管炎分為原發(fā)性血管炎、與全身感染性疾病或自身免疫性疾病相關(guān)的繼發(fā)性血管炎。腦活檢是其診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但它會帶來1%～2%的永久性神經(jīng)并發(fā)癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，而且對異質(zhì)性血管受累的敏感性只有50%～75%［29］，HRMR-VWI 可對其進(jìn)行鑒別。KESAV等［33］對49例近期出現(xiàn)癥狀性狹窄的卒中患者進(jìn)行HRMR-VWI檢查后顯示，血管炎呈彌漫光滑、多灶向心增厚伴均一強(qiáng)化，動脈粥樣硬化斑塊多是局灶偏心增厚，伴局灶偏心強(qiáng)化。在明確診斷進(jìn)行腦活檢時(shí)可以利用HRMR-VWI 進(jìn)行靶向腦活檢，提高中樞神經(jīng)系統(tǒng)血管炎腦活檢的診斷率［29］。

4.5 可逆性腦血管收縮綜合征DSA被認(rèn)為是區(qū)分RCVS 與中樞神經(jīng)系統(tǒng)血管炎和ICAD 的金標(biāo)準(zhǔn)，但DSA 是有創(chuàng)操作。HRMR-VWI 可鑒別RCVS 與血管炎，兩者通常為多灶性狹窄伴向心性管壁增厚，但RCVS管壁增厚可消失，而且很少強(qiáng)化。與顱內(nèi)動脈粥樣硬化相比沒有正性重塑和偏心增強(qiáng)［29］。

5 高分辨磁共振在顱內(nèi)動脈狹窄或閉塞中的應(yīng)用

目前對于非急性顱內(nèi)動脈閉塞或狹窄的最佳治療尚無共識，研究表明，血管內(nèi)再通術(shù)是治療非急性ICASO的一種有效方法［34］。非急性ICASO的血管內(nèi)再通有不同的結(jié)果和圍手術(shù)期并發(fā)癥，再通成功率為53.1%～92.3%。圍手術(shù)期并發(fā)癥發(fā)生率為14.3%～30.7%，主要包括血管穿孔、血栓栓塞、支架內(nèi)血栓形成、高灌注損傷等［35-44］。因此，系統(tǒng)的術(shù)前評估對于識別具有較高再通成功率的患者非常重要。研究表明，HRMR-VWI 顯示的閉塞長度、角度、管壁狀態(tài)與再通術(shù)成功率相關(guān)。腦血管造影不能精確判斷血管閉塞長度，腦血管造影判斷閉塞長度主要依據(jù)閉塞近端與遠(yuǎn)端側(cè)支血管重建的距離，可能比潛在動脈粥樣硬化病變的真實(shí)長度長［45-46］。CHAI 等［47］發(fā)現(xiàn)，與DSA 相比，HRMR-VWI 可以正確檢測慢性閉塞顱內(nèi)動脈的串聯(lián)病變和閉塞長度范圍，更好地評估狹窄或閉塞段的情況，包括血管壁信號強(qiáng)度、閉塞形態(tài)、閉塞角度和長度等。GAO等［45］對50例非急性顱內(nèi)椎動脈閉塞患者進(jìn)行再通發(fā)現(xiàn)，閉塞長度越短、角度越大，再通成功率越高，手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率越小，閉塞長度>15 mm是導(dǎo)致再通失敗的因素之一。HOU等［48］評價(jià)了HRMR-VWI 引導(dǎo)下25 例癥狀性非急性ICASO 患者血管內(nèi)再通的作用，再通成功19 例（76.0%），1 例（4.0%）發(fā)生圍手術(shù)期栓塞，與以往研究相比，手術(shù)并發(fā)癥明顯減少，可能是因高分辨率HRMR-VWI 提供了有關(guān)閉塞段的信息，如閉塞形態(tài)、角度和長度等。閉塞長度短的再通手術(shù)成功率高。在慢性頸內(nèi)動脈閉塞的患者中，手術(shù)成功組的閉塞長度也比手術(shù)失敗組短。有殘余管腔的阻塞與成功的再通有關(guān)，與失敗組相比，再通組有更多殘余管腔閉塞的患者（84.2%比33.3%）［46］。HRMRI確定的腔和壁變化可以預(yù)測成功的血管內(nèi)再通。LIU等［49］對75例非急性閉塞的頸內(nèi)動脈患者進(jìn)行血管內(nèi)再通研究發(fā)現(xiàn)，血管再通術(shù)成功率與無血管壁塌陷、閉塞長度短、管腔閉塞段T1序列高信號有關(guān)。血管壁塌陷在再通失敗組比例（90.50%）高于再通成功組（37.0%），T1序列高信號在再通組比例（64.00%）高于再通失敗組（9.50%）。HRMR-VWI 可以清楚地顯示閉塞血管的直徑，研究表明閉塞血管的直徑可以預(yù)測再通的成功率，通過HRMR-VWI 測量閉塞血管的直徑，有助于識別具有更高成功率和更適合血運(yùn)重建手術(shù)的患者，頸內(nèi)動脈C1段或頸內(nèi)動脈C2段的同側(cè)與對側(cè)直徑比（I/C比）和頸內(nèi)動脈C7 段的直徑與再通成功呈正相關(guān)［50］。HRMR-VWI清楚地顯示了管腔狹窄程度和管壁的詳細(xì)特征，有助于對慢性顱內(nèi)動脈狹窄或閉塞患者再通術(shù)前的評估，有助于識別和篩選具有更高成功率和更適合血運(yùn)重建手術(shù)的患者。

6 總結(jié)與展望

HRMR-VWI 能清晰顯示管壁的病理信息，為再通術(shù)對患者狹窄段的評估提供了有用信息，為卒中風(fēng)險(xiǎn)分層提供額外的診斷價(jià)值。術(shù)前HRMR-VWI成像的臨床應(yīng)用，為顱內(nèi)動脈狹窄患者的顱內(nèi)再通提高了手術(shù)成功率，降低了圍手術(shù)期并發(fā)癥發(fā)生率，對指導(dǎo)血管內(nèi)治療方面有廣闊的應(yīng)用前景。但HRMR-VWI也存在一定的局限性，顯示的斑塊成分信息缺乏病理學(xué)支持。由于其掃描時(shí)間較長，尚未作為臨床常規(guī)檢查，上述有關(guān)研究大部分是小樣本研究，對血管再通術(shù)前的應(yīng)用價(jià)值尚需更大樣本的前瞻性研究證實(shí)。相信隨著HRMR-VWI 不斷的發(fā)展，對顱內(nèi)動脈狹窄疾病的發(fā)病機(jī)制和再通術(shù)前的評估有進(jìn)一步新的認(rèn)識。