基于高分辨率MRI 的動脈瘤壁強化的研究進(jìn)展

曾國飛，梁仁容，任康瑩

重慶市中醫(yī)院放射科，重慶400021

未破裂顱內(nèi)動脈瘤（unruptured intracranial aneurysms，UIAs）是一種常見的腦血管病變，在成人中的患病率為3%～5%；隨著無創(chuàng)血管神經(jīng)成像技術(shù)的改進(jìn)和應(yīng)用普及，其發(fā)病率逐年升高［1］。多數(shù)UIAs 無癥狀，但存在破裂風(fēng)險，一旦破裂可導(dǎo)致嚴(yán)重的臨床不良結(jié)局［2］。目前，旨在確保UIAs 安全的血管內(nèi)科或外科治療的患者中3%～10%有中風(fēng)或死亡風(fēng)險，且可能無法永久消除動脈瘤破裂風(fēng)險，而該病每年自發(fā)性破裂率低于1%，這一比率低于患者治療的相關(guān)危險。因此，確定一種評估UIAs 破裂風(fēng)險較高的指標(biāo)或征象在平衡治療風(fēng)險和效益之間的決策中具有重要的臨床價值［3］。最新研究表明，血管壁MRI 的動脈瘤壁強化（aneurysmal wall enhancement，AWE）對UIAs 的穩(wěn)定狀態(tài)評估具有高敏感度。筆者就AWE 的病理機制、檢查技術(shù)、判讀方法及應(yīng)用進(jìn)展4 個方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 AWE 的病理機制

AWE 是指在采用高分辨率MRI 血管壁成像（high resolution magnetic resonance vessel wall imaging，HRMR-VWI）技術(shù)行顱內(nèi)動脈檢查時，部分患者的動脈瘤壁在釓對比增強掃描后出現(xiàn)高信號的征象，被認(rèn)為與動脈瘤不穩(wěn)定或破裂有關(guān)［4］。HRMR-VWI 是一種較新的MRI 特殊成像技術(shù)，可實現(xiàn)對血管壁結(jié)構(gòu)與功能的評估，在顱內(nèi)血管病變的病理生理研究、治療方案決策、藥物療效評估等多方面具有重要應(yīng)用價值［5］。

近年來，隨著UIAs 組織病理學(xué)研究的深入，越來越多的證據(jù)表明炎癥在動脈瘤形成、生長和破裂中起主導(dǎo)作用［6-8］。高血壓、動脈硬化、吸煙、損傷等都會引起局部血管管壁發(fā)生炎癥，導(dǎo)致基質(zhì)金屬蛋白酶介導(dǎo)的細(xì)胞外基質(zhì)降解和平滑肌細(xì)胞凋亡，而平滑肌細(xì)胞是血管壁的主要基質(zhì)合成細(xì)胞；以上過程協(xié)同作用，逐漸削弱動脈壁，導(dǎo)致其擴張，以及動脈瘤的形成、破裂［9］。來自動物實驗和人體病理研究的結(jié)果表明，炎癥在UIAs 發(fā)病機制中起主導(dǎo)作用，瘤壁的炎癥反應(yīng)可引起瘤壁水腫及血供增加，當(dāng)注入釓對比劑時可在HRMR-VWI 上表現(xiàn)為AWE［10］。Swiatek 等［11］在研究AWE 與炎癥趨化因子之間的關(guān)系時，發(fā)現(xiàn)AWE 與動脈瘤內(nèi)白細(xì)胞介素-10 降低密切相關(guān)。Liu 等［12］對34 例UIAs 患者的HRMR-VWI資料及血液樣本進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，血清促炎細(xì)胞因子（包括白細(xì)胞介素1β、白細(xì)胞介素1 等）水平升高與AWE 的UIAs 緊密相關(guān)。Quan 等［13］將54 例UIAs 的組織病理學(xué)和免疫組織化學(xué)結(jié)果與術(shù)前HRMR-VWI資料進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)AWE 可準(zhǔn)確顯示UIAs 瘤壁的炎癥過程，且局限性AWE 可能與動脈粥樣硬化斑塊形成緊密相關(guān)。而Edjlali 等［14］對UIAs 進(jìn)行抗感染治療后發(fā)現(xiàn)AWE 強化程度有所降低。因此，現(xiàn)有的主流觀點認(rèn)為AWE 主要反映UIAs 瘤壁的炎癥狀態(tài)，是UIAs 穩(wěn)定性評估的新方法。

血流動力學(xué)改變是導(dǎo)致上述血管壁病變形成、發(fā)展的重要原因。Zhang 等［15］回顧性分析了48 例患者共49 個UIAs 的四維血流MRI 和HRMR-VWI 資料，發(fā)現(xiàn)UIAs 內(nèi)的血流動力學(xué)參數(shù)，包括瘤內(nèi)平均壁面剪應(yīng)力（wall shear stress，WSS）、平均渦流強度及鄰近載瘤動脈的最大通過面速度、流入射流形態(tài)等，與AWE 模式顯著相關(guān)，且平均WSS 與平均渦流強度為AWE 模式的獨立預(yù)測因子。研究認(rèn)為，流入射流可沖擊動脈瘤壁、損傷內(nèi)皮層導(dǎo)致炎癥反應(yīng)，高速、高容量的集中流入射流比低速、低容量擴散流入射流對動脈瘤壁產(chǎn)生更強的沖擊，更易發(fā)生AWE；而WSS 是源自動脈瘤壁表面水平血流的切向力，當(dāng)動脈瘤壁暴露于低WSS 時，血管通透性增加，可表現(xiàn)為AWE，且WSS 值與AWE 分級之間存在顯著負(fù)相關(guān)，即隨著WSS 的降低，AWE 的程度增加。因此，AWE可能是血管壁炎癥、血管平滑肌通透性增加共同的表現(xiàn)，而血流動力學(xué)的改變促進(jìn)了這一影像改變進(jìn)程。

也有觀點認(rèn)為，AWE 可能僅是動脈瘤壁附近的慢血流偽影［16］。Cornelissen 等［17］對動脈瘤模型使用不同的HRMR-VWI 技術(shù)評估了慢血流對AWE 的影響，發(fā)現(xiàn)低流速組更易觀察到AWE，驗證了近壁慢流與AWE 相關(guān)，考慮可能因血流信號抑制不徹底，導(dǎo)致血管壁出現(xiàn)偽影所致。但隨著MRI 技術(shù)的發(fā)展，HRMR-VWI 總掃描時間、空間分辨率及血流偽影等方面都得到了很好的改善?，F(xiàn)有研究已明確AWE為動脈瘤血管壁的強化，而非血流偽影［18］。動脈瘤壁炎癥、血管平滑肌通透性增加是AWE 的主要發(fā)病機制，而血流動力學(xué)改變既可能是發(fā)生AWE 的誘因，也是AWE 進(jìn)展的病因。

2 AWE 的檢查技術(shù)

要實現(xiàn)顱內(nèi)動脈瘤壁的高分辨率MRI，掃描序列應(yīng)具有多重信號加權(quán)、二維及三維多平面采集、高空間分辨率、管腔內(nèi)血液信號抑制及管腔外腦脊液信號抑制［8］。

腦血管病變復(fù)雜多樣，多對比度多參數(shù)HRMRVWI 在疾病診斷及鑒別診斷中具有重要價值。HRMR-VWI 掃描方案應(yīng)包括注射釓對比劑前后獲得的高空間分辨率的T1WI、T2WI 及TOF MRA 等。腦血管走行方向迂曲多變，常規(guī)MRI 掃描序列易產(chǎn)生部分容積效應(yīng)，而各向同性體素的三維采集可實現(xiàn)MPR，能有效避免或降低部分容積效應(yīng)的干擾［19］。雖然PDWI 系列較T1WI 具有更高的SNR，是T1WI 圖像的有效替代方法，但在腦血管壁成像時該序列腦脊液信號與血管壁信號相似，不利于腦血管病變的顯示。T2WI 在對動脈粥樣硬化斑塊鑒別診斷方面具有價值，建議一并采集［20］。TOF MRA 可顯示血管管腔與輪廓，有助于定位血管病變，為HRMR-VWI 后續(xù)序列的定位提供保障，但對于管腔嚴(yán)重狹窄的患者，TOF MRA 可能會因為低流速血流導(dǎo)致血管管腔內(nèi)出現(xiàn)流動偽影，這時建議采用對比增強MRA，以幫助于定義實際管腔［21］。

二維序列一般比三維序列具有更高的結(jié)構(gòu)分辨率，在重點檢查部位應(yīng)行二維序列掃描，而將三維序列與MPR 結(jié)合使用，避免在不同平面行多個二維采集，可整體縮短MRI 檢查時間。因此，在HRMRVWI 掃描方案中，應(yīng)考慮同時并合理使用三維和二維圖像［22］。

要實現(xiàn)血管壁的高清顯像，首先要實現(xiàn)血管腔內(nèi)的血流信號抑制及血管周圍腦脊液的信號抑制。過去一般采用“黑血技術(shù)”，即使用雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)、飽和脈沖法等方法來抑制管腔內(nèi)血液信號，但由于這些序列對血流的抑制能力有限，易在血流運動狀態(tài)發(fā)生異常時出現(xiàn)偽影，誤診為AWE。

隨著影像檢查技術(shù)的發(fā)展，特別是三維可變翻轉(zhuǎn)角快速自旋回波序列的應(yīng)用，包括GE 的CUBE 技術(shù)、Philips 的VISTA 技 術(shù)、Siemens 的SPACE 技 術(shù)等，可有效降低血流偽影的發(fā)生［23］。

3 AWE 的判讀方法

隨著對UIAs HRMR-VWI 表現(xiàn)的深入研究，AWE 的判讀方法也逐漸改良并優(yōu)化，對UIAs 危險程度分層的價值也越來越突出。

Matouk 等［24］首次報道了對比增強HRMR-VWI具有早期識別動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血患者動脈瘤破裂部位的能力，將破裂動脈瘤的影像特征歸納為厚壁強化，并與增強前HRMR-VWI 圖像進(jìn)行對比分析以明確動脈瘤壁的強化特點，通過與鄰近血管壁的厚度比較明確動脈瘤壁增厚特點，初步形成了AWE 概念，但這種評價方法無法實現(xiàn)對UIAs 危險程度的分層。

Nagahata 等［25］在對比研究動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血與UIAs 的瘤壁強化特點時，將AWE 與鄰近血管壁強化程度比較分為強強化、弱強化及無強化3 個等級，發(fā)現(xiàn)約73.8%的強強化AWE 發(fā)生動脈瘤破裂，而未破裂動脈瘤僅4.8%可見強強化AWE，因此，強強化可作為AWE 破裂的獨立高危因素。但在后續(xù)的研究應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，如僅采用強強化評估AWE 破裂風(fēng)險，則存在特異性較高而敏感性較低的不足，同時，因血管壁存在滋養(yǎng)血管，增強掃描正常血管壁也會存在一定的強化［26］，因此，這種評價方法仍具有一定的局限性。

為進(jìn)一步提高HRMR-VWI 對UIAs 破裂危險程度分層準(zhǔn)確性，許多學(xué)者提出改良的AWE 判讀方法：Zhang 等［27］將強化程度對比參照改為肌肉，并對強化模式定義為局部強化（部分瘤壁強化）、環(huán)周強化（整個瘤壁強化）；Zhu 等［28］將強化對比參照改為垂體柄，并將強化模式分為無強化、局灶性強化（AWE區(qū)域＜50%）、異質(zhì)性強化（AWE 區(qū)域為50%～99%）和周向性（AWE 區(qū)域為100%）強化；Edjlali 等［29］在保留垂體柄為強化對比參照時，將強化模式分為0 級（無強化或局限性強化）、1 級（局灶性厚壁強化，最大管壁厚度≥1 mm）、2 級（薄周向強化，最大管壁厚度＜1 mm）、3 級（厚周向強化，最大管壁厚度≥1 mm）。對比上述3 種判讀方法，筆者認(rèn)為，Edjlali 等的評估方法最為切實可靠，一方面，UIAs 好發(fā)于頸內(nèi)動脈交通動脈段及眼動脈段，與垂體柄解剖位置較接近，測值時更方便，同時，垂體柄、頸內(nèi)動脈壁的供血動脈為頸內(nèi)動脈分支，而頭面部肌肉主要由頸外動脈供血，因此，采用頭面部肌肉作為參考標(biāo)準(zhǔn)易因動脈供血異常導(dǎo)致評估不準(zhǔn)確；另一方面，血管壁增厚和強化是血管壁炎性反映的主要表現(xiàn)，在評估動脈瘤穩(wěn)定性的同時必然會評估壁強化與壁增厚。Hashimoto等［30］對120 例UIAs 進(jìn)行長期HRMR-VWI 隨訪（24～215 個月，平均65 個月）時發(fā)現(xiàn)，基于垂體柄對比增強率的AWE 強化程度及同時兼顧了強化范圍與瘤壁厚度的AWE 強化模式能夠?qū)IAs 進(jìn)行定量的危險度分層，是當(dāng)前最佳的AWE 評價方法，進(jìn)一步驗證了筆者的觀點。

4 AWE 的應(yīng)用進(jìn)展

隨著影像檢查技術(shù)的發(fā)展及研究的深入，HRMRVWI 為顱內(nèi)血管系統(tǒng)病變的診斷提供了新的思路，彌補了常規(guī)血管成像無法觀察到血管壁的技術(shù)不足，為動脈瘤的科學(xué)研究及臨床實踐注入了新的活力。AWE 是在HRMR-VWI 上可識別的關(guān)鍵影像學(xué)表現(xiàn)，在動脈瘤穩(wěn)定性評估的相關(guān)研究已較深入，隨著AWE 研究的深入，其臨床應(yīng)用也逐漸廣泛。

AWE 是動脈瘤穩(wěn)定性評估中較為重要的影像指標(biāo)。Omodaka 等［31］在對26 例患者共62 個動脈瘤的HRMR-VWI 深入分析時發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)動脈瘤壁周向強化（circumferential enhancement along the aneurysm wall，CEAW）的動脈瘤更常表現(xiàn)出不穩(wěn)定狀態(tài)（即破裂、有癥狀或具有隨時間變化的形態(tài)結(jié)構(gòu)），CEAW在不穩(wěn)定動脈瘤中的患病率超過80%，說明其對不穩(wěn)定狀態(tài)高度敏感，但約30%的穩(wěn)定動脈瘤也表現(xiàn)為CEAW，說明其對不穩(wěn)定狀態(tài)的特異性低。臨床工作中，僅當(dāng)動脈瘤不穩(wěn)定性指標(biāo)具有高度特異性時，才對UIAs 進(jìn)行侵入性治療，以避免穩(wěn)定動脈瘤患者因過度治療而帶來的風(fēng)險。Edjlali 等［29］對263 例患者共333 個UIAs 行HRMR-VWI 并評估瘤壁強化特點，與縱向隨訪確定的動脈瘤穩(wěn)定性進(jìn)行對比研究，發(fā)現(xiàn)周向厚壁強化（circumferential thick enhancementalong the aneurysm wall，CTEAW）評估UIAs 穩(wěn)定性的特異度為84.4%，陰性預(yù)測值94.3%，證明CTEAW 在區(qū)分穩(wěn)定動脈瘤和不穩(wěn)定動脈瘤方面具有很高的特異性，可實現(xiàn)UIAs 穩(wěn)定性的精準(zhǔn)評估。CTEAW 是目前HRMR-VWI 診斷UIAs 穩(wěn)定性較為普遍接受的指標(biāo)。

雖然AWE 對UIAs 的診斷具有重要價值，但傳統(tǒng)的動脈瘤形態(tài)學(xué)依據(jù)及血流動力學(xué)參數(shù)仍在動脈瘤穩(wěn)定性評估方面占主導(dǎo)作用，因此，研究AWE 與傳統(tǒng)影像學(xué)依據(jù)在評估UIAs 穩(wěn)定性中的關(guān)系具有重要價值。Lv 等［32］將動脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)（包括動脈瘤大小、縱橫比、徑線比、高寬比、瘤頸指數(shù)、非球形指數(shù)及流入角）與AWE 進(jìn)行對比研究，發(fā)現(xiàn)具有AWE 的UIAs 大小、縱橫比、徑線比、瘤頸因子和非球形指數(shù)值均高于無AWE 組；陳勇春等［33-34］進(jìn)行了相似研究，其結(jié)果與Lv 等一致，同時還發(fā)現(xiàn)動脈瘤直徑、瘤壁強化率是動脈瘤破裂風(fēng)險的獨立危險因素。上述研究表明HRMR-VWI 上存在AWE 與常規(guī)形態(tài)學(xué)破裂危險因素顯著相關(guān)。Khan 等［35］將動脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)及血流動力學(xué)參數(shù)與AWE 進(jìn)行對比研究，發(fā)現(xiàn)AWE 與形態(tài)學(xué)參數(shù)關(guān)系和Lv 等研究結(jié)果一致，同時還發(fā)現(xiàn)WSS 與AWE 密切相關(guān)，且只有低WSS 與AWE 獨立相關(guān)，該研究結(jié)果表明AWE 患者的低WSS 可能預(yù)示著一個生長和重塑過程，該過程可能導(dǎo)致動脈瘤破裂，同時提出了傳統(tǒng)影像學(xué)依據(jù)與AWE 相結(jié)合可提高對UIAs 穩(wěn)定性診斷性能的觀點，筆者認(rèn)為這將是今后研究的重要方向。

除對動脈瘤穩(wěn)定性進(jìn)行評估外，AWE 也可應(yīng)用于動脈瘤的療效評估及預(yù)后觀察。Elsheikh 等［36］對血管內(nèi)治療后接受HRMR-VWI 檢查的30 個動脈瘤進(jìn)行了長期隨訪，發(fā)現(xiàn)80%的動脈瘤中可見AWE，而無AWE 的動脈瘤與愈合時間及復(fù)發(fā)之間存在顯著相關(guān)性，表明AWE 是動脈瘤血管內(nèi)治療后的常見表現(xiàn)，可能反映了動脈瘤愈合過程。Larsen 等［37］也進(jìn)行了相似研究，并對治療后AWE 的位置進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)動脈瘤頸部和穹頂?shù)腁WE 最常見，并隨著時間的推移而減少，考慮可能與術(shù)中損傷的慢性恢復(fù)有關(guān)。

5 總結(jié)

UIAs 的臨床決策與其穩(wěn)定性緊密相關(guān)，HRMRVWI 可為UIAs 的穩(wěn)定性評估提供新的方法，其中以AWE 應(yīng)用最廣泛。AWE 主要與動脈瘤壁炎癥、血管平滑肌通透性增加及新生血管形成相關(guān)，是評估動脈瘤不穩(wěn)定性的指標(biāo)。對有AWE 的UIAs 患者進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，并結(jié)合傳統(tǒng)的動脈瘤形態(tài)學(xué)依據(jù)及血流動力學(xué)參數(shù)綜合評價，有望為動脈瘤的風(fēng)險分層提供更加準(zhǔn)確可靠的信息，具有重要的臨床價值。