高分辨磁共振管壁成像在顱內(nèi)動脈疾病診斷中的應(yīng)用

王 諾綜述， 吳 濤審校

綜 述

高分辨磁共振管壁成像在顱內(nèi)動脈疾病診斷中的應(yīng)用

王 諾綜述， 吳 濤審校

顱內(nèi)動脈粥樣硬化性疾病(Intracranial Atherosclerotic Disease,ICAD)是缺血性卒中的重要病因之一。既往認(rèn)為動脈粥樣硬化導(dǎo)致管腔狹窄閉塞，進(jìn)而腦組織灌注不足、缺血壞死，而越來越多的研究表明僅關(guān)注狹窄程度不夠全面，需結(jié)合管壁及斑塊穩(wěn)定性評估卒中風(fēng)險(xiǎn)。高分辨磁共振(High-Resolution Magnetic Resonance Imaging,HR-MRI)技術(shù)在顯示斑塊的成分、活化特征、管壁形態(tài)等方面，較傳統(tǒng)的血管檢查有更多優(yōu)勢，本文探討了HR-MRI評價(jià)顱內(nèi)動脈粥樣硬化斑塊的研究進(jìn)展及前景，用來指導(dǎo)治療及評估療效。

腦卒中是導(dǎo)致人類殘疾和死亡的主要病因之一，缺血性腦卒中和短暫性腦缺血發(fā)作(Transient Ischemic Attack，TIA)是最常見的腦卒中類型，在我國，近70%的患者為缺血性腦卒中。不同于歐美國家，亞洲人動脈粥樣硬化最常分布于顱內(nèi)動脈，其中大腦中動脈 (Middle Cerebral Artery，MCA)動脈粥樣硬化所產(chǎn)生癥狀的比例約占38%[1]。傳統(tǒng)的顱內(nèi)血管評估方法僅顯示管腔狹窄程度，不能顯示管壁和粥樣硬化斑塊及其穩(wěn)定性，難以為臨床醫(yī)生提供更多病因機(jī)制方面的線索。HR-MRI最初應(yīng)用于頸動脈粥樣硬化性狹窄血管管壁結(jié)構(gòu)分析及斑塊成分的判斷，能夠無創(chuàng)顯示管壁結(jié)構(gòu)，檢測斑塊成分、穩(wěn)定性，并與組織病理活檢結(jié)果高度一致[2]，研究表明，關(guān)注管壁結(jié)構(gòu)可能比單純血管狹窄程度更具有臨床意義。頸動脈粥樣硬化狹窄的成功經(jīng)驗(yàn)給顯示顱內(nèi)粥樣硬化性狹窄血管管壁及斑塊奠定了基礎(chǔ)，逐漸成為顱內(nèi)動脈狹窄研究的熱點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景[3]。本文就近年來顱內(nèi)動脈管壁成像研究進(jìn)展綜述如下。

1 評估動脈粥樣硬化斑塊的活動性

大腦中動脈、椎基底動脈因較難獲得病理對照，尸檢結(jié)果顯示顱內(nèi)動脈易損斑塊成分主要為壞死的脂質(zhì)核心、新生血管及斑塊內(nèi)出血或斑塊內(nèi)血栓形成等，與頸動脈易損斑塊的病理研究結(jié)果相似。因此，目前往往借鑒頸動脈粥樣硬化斑塊的HR-MRI研究結(jié)果推斷顱內(nèi)動脈的動脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定性。

1.1 斑塊形態(tài)及負(fù)荷 正常人的大腦中動脈(MCA)管壁菲薄、呈細(xì)線狀或不顯示，而動脈粥樣硬化者的管壁常有不同程度增厚，一項(xiàng)研究癥狀性大腦中動脈硬化狹窄的患者和無癥狀患者對比，發(fā)現(xiàn)癥狀性大腦中動脈硬化狹窄的患者斑塊表面不規(guī)則(管腔面斑塊邊緣不連續(xù))有71%，而對照組僅19%，提示斑塊表面不規(guī)則可能與斑塊不穩(wěn)定相關(guān)[4]，2016年一項(xiàng)關(guān)于管壁特點(diǎn)與梗死類型關(guān)系[5]的研究進(jìn)一步證實(shí)，斑塊不規(guī)則與大動脈粥樣硬化型的A-to-A型相關(guān)，即容易發(fā)生分水嶺腦梗死。而另一項(xiàng)研究卻發(fā)現(xiàn)無癥狀的MCA患者病變血管多為局限性偏心斑塊，癥狀性MCA斑塊形態(tài)無任何特異性[6]。近期一項(xiàng)研究[7]結(jié)果表明，斑塊負(fù)荷和最小管腔面積較血管狹窄程度，在鑒別責(zé)任血管方面是更好的預(yù)測因子，當(dāng)狹窄程度≥50%，斑塊負(fù)荷≥77%且最小管腔面積≤2.0 mm2時(shí)，腦梗死責(zé)任血管陽性預(yù)測值為54.1%，陰性預(yù)測值為54.1%，敏感性為69.6%，特異性為75.5%，準(zhǔn)確性為71.5%。

1.2 管壁重構(gòu) 動脈重塑包括兩種，一種表現(xiàn)為管腔向心性收縮，加重管腔狹窄，稱之為“負(fù)性重構(gòu)”(Negative Remodeling，NR)；另一種表現(xiàn)為動脈壁向外圍擴(kuò)張，管腔并不狹窄，為“正性重構(gòu)”(Positive Remodeling，PR)。正性重構(gòu)時(shí)，動脈粥樣硬化斑塊常導(dǎo)致動脈外生性生長，可以減輕由斑塊引起的管腔狹窄[8]。在冠脈循環(huán)中，包含出血或炎癥的斑塊管腔的正性重構(gòu)更常見，這一特征表明，正性重塑是不穩(wěn)定斑塊的一項(xiàng)病理學(xué)指標(biāo)[9]。HR-MRI研究發(fā)現(xiàn)癥狀性MCA粥樣硬化斑塊平均向外生長，而無癥狀性斑塊平均向內(nèi)生長[4]， HR-MRI表現(xiàn)為正性重構(gòu)的患者，TCD可監(jiān)測到更多的微栓子，支持正性重構(gòu)的斑塊是可以產(chǎn)生血栓栓塞的高危斑塊[10]。目前證實(shí)腦血管缺血事件責(zé)任血管斑塊負(fù)荷達(dá)到55.3%左右時(shí)管腔才開始表現(xiàn)狹窄，且發(fā)現(xiàn)大腦后循環(huán)較前循環(huán)更易發(fā)生正性重構(gòu)，猜測血流、交感神經(jīng)支配、遺傳因素等可能影響管壁重構(gòu)的方式[11]。

1.3 斑塊內(nèi)出血 大腦中動脈粥樣硬化性腦梗死患者尸檢發(fā)現(xiàn)30%斑塊內(nèi)有出血，而無腦梗死患者僅15%有斑塊內(nèi)出血[12]。Ryu等[3]發(fā)現(xiàn)部分斑塊在T1WI、T2WI上均可見局限性高信號，尤其是癥狀性患者中，結(jié)合動脈斑塊病理研究的結(jié)果，推測可能是斑塊內(nèi)出血。有研究[12]以顱內(nèi)肌肉組織做參考，斑塊內(nèi)出血在T1像表現(xiàn)為高信號，是肌肉信號的1.5倍。顱外頸動脈粥樣硬化斑塊內(nèi)出血已被證明是斑塊易損性最重要的因素之一，是缺血性卒中復(fù)發(fā)強(qiáng)烈預(yù)測因素[13]。一項(xiàng)MCA重度狹窄(狹窄程度>70%)管壁成像研究發(fā)現(xiàn)短T1(認(rèn)為是斑塊內(nèi)出血)在癥狀性大腦中動脈狹窄較非癥狀性狹窄斑塊更常見(20% vs 2%，P=0.01)[12]。但HR-MRI是在體、無創(chuàng)的檢查工具，需要有前瞻性的研究來證實(shí)MCA在T1表現(xiàn)為高信號(斑塊內(nèi)出血)是否是卒中危險(xiǎn)分層有價(jià)值的標(biāo)記[12]。

1.4 斑塊強(qiáng)化 研究證實(shí)斑塊強(qiáng)化與斑塊不穩(wěn)定有關(guān)。組織學(xué)的研究證實(shí)[14]頸動脈斑塊有炎性成分或新生血管形成的最容易強(qiáng)化，提示斑塊不穩(wěn)定；另一項(xiàng)研究認(rèn)為顱內(nèi)動脈斑塊強(qiáng)化的意義可能不如頸動脈強(qiáng)化重要，且發(fā)現(xiàn)癥狀性大腦中動脈斑塊強(qiáng)化無特異性，猜測斑塊強(qiáng)化可能有其他作用機(jī)制[6]。近來研究表明斑塊特征與ICAD發(fā)病機(jī)制有關(guān)，在非穿支動脈阻塞的患者中斑塊幾乎均勻強(qiáng)化，而穿支動脈阻塞疾病患者中，僅1/4有強(qiáng)化[15]。而另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)急性腦梗死與3 m之內(nèi)梗死的患者相比，斑塊強(qiáng)化無差別，認(rèn)為斑塊強(qiáng)化在急性卒中事件后的幾個(gè)月內(nèi)不會降低，這與先前研究不符[16]。一項(xiàng)關(guān)于斑塊強(qiáng)化與卒中復(fù)查相關(guān)的研究[17]，隨訪18 m得出結(jié)論，斑塊強(qiáng)化是卒中再發(fā)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。在某些顱內(nèi)斑塊，表現(xiàn)強(qiáng)化的纖維帽和增厚的內(nèi)膜，這可識別間隔的非強(qiáng)化層，但可能由于管壁成像對顱內(nèi)斑塊空間分辨率有限，斑塊常出現(xiàn)彌漫性強(qiáng)化或完全不強(qiáng)化，影響結(jié)果的準(zhǔn)確性[18]。

2 鑒別癥狀性、非狹窄性顱內(nèi)動脈疾病

當(dāng)臨床頻發(fā)TIA或發(fā)生腦梗死，常規(guī)影像學(xué)未發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)動脈狹窄時(shí)，管壁成像或可提供病因?qū)W線索。一篇報(bào)道的15個(gè)腦梗死患者，管腔均未見明顯硬化狹窄，常規(guī)臨床檢查未發(fā)現(xiàn)其他可以引起卒中的明確因素，而管壁成像檢查發(fā)現(xiàn)9個(gè)患者(60%)的責(zé)任血管(大腦中或基底動脈)管壁有強(qiáng)化斑塊[19]。一項(xiàng)HR-MRI研究[20]評估MRA陰性的大腦中動脈斑塊在同側(cè)和對側(cè)紋狀體區(qū)梗死的患者的發(fā)病率，證實(shí)了雙側(cè)斑塊發(fā)生率相同(分別為46%和45%)。但是這項(xiàng)研究沒有報(bào)道梗死同側(cè)和對側(cè)MCA斑塊在增強(qiáng)相是否有差別。HR-MRI還可以幫助診斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)血管炎、管腔輕度異常的動脈夾層。CTA僅表現(xiàn)為管腔可疑狹窄，而HR-MRI通過觀察管壁結(jié)構(gòu)，診斷癥狀性顱內(nèi)動脈夾層。

3 評估斑塊部位及手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)

顱內(nèi)動脈粥樣硬化斑塊是腦血管事件的罪魁禍?zhǔn)祝S著研究的進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)斑塊的部位與部分深穿支梗死相關(guān)。HR-MRI發(fā)現(xiàn)，大腦中動脈管壁斑塊多生長在腹側(cè)(45%)或下側(cè)(32%)，較上側(cè)或背側(cè)(穿支動脈開口處)更多見[21]，而基底動脈斑塊易生長在血管腹側(cè)壁，即穿支動脈開口的對側(cè)面[22]。然而一些動脈粥樣硬化斑塊確實(shí)接近穿支動脈開口，并且HR-MRI已經(jīng)證實(shí)，大腦中動脈斑塊導(dǎo)致深穿支梗死確實(shí)比常規(guī)斑塊更多地累及管壁的上壁(24% vs 7%)[23]。當(dāng)嚴(yán)格控制動脈粥樣硬化危險(xiǎn)因素、積極藥物治療的基礎(chǔ)上，仍頻繁發(fā)生缺血事件，則需外科干預(yù)。對于動脈粥樣硬化不穩(wěn)定斑塊，血管成形術(shù)或可產(chǎn)生“雪犁效應(yīng)”，即斑塊脫落栓塞分支血管[18]。針對顱內(nèi)動脈粥樣硬化介入治療的SAMMPRIS和VISSIT研究均因過高的并發(fā)癥而被提前中止， 1 y后對照組終點(diǎn)事件高達(dá)12.2%，介入治療組終點(diǎn)事件更是超過20%[24]。而通過確定患者顱內(nèi)動脈粥樣硬化斑塊與分支開口的相對位置，HR-MRI可幫助評估顱內(nèi)血管成形術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)[25]。

4 臨床應(yīng)用的重要限制

無論斑塊形態(tài)或穩(wěn)定性研究，目前臨床上大多數(shù)[12～14]都是參考顱外頸動脈甚至冠狀動脈影像學(xué)特征推測的，缺乏病理學(xué)證據(jù)。應(yīng)用HR-MRI準(zhǔn)確診斷需要依賴豐富的成像技術(shù)和識圖經(jīng)驗(yàn)。影像學(xué)醫(yī)師如果缺乏經(jīng)驗(yàn)，正常的管壁成像變異也容易誤診為病理狀態(tài)。識圖時(shí)T1像強(qiáng)化可為診斷提供重要線索，但當(dāng)血液流速慢、管腔外周信號抑制不完全，滋養(yǎng)血管延伸、毗鄰動脈的增強(qiáng)的靜脈，都可致動脈管壁假性強(qiáng)化，甚至誤導(dǎo)研究者及臨床醫(yī)生。管壁成像多數(shù)在病理狀態(tài)下進(jìn)行，但病理狀態(tài)往往已對影像學(xué)表現(xiàn)有影響，影響臨床醫(yī)生對疾病的判斷。Power等[26]證實(shí)，顱內(nèi)動脈栓塞患者行機(jī)械取栓后管壁成像改變類似于原發(fā)性血管炎。且HR-MRI掃描時(shí)間長，患者很難耐受，依從性差，且圖像質(zhì)量易受患者配合程度的影響。目前臨床上大多使用3.0T高分辨率管壁成像以獲得更清晰的圖像，但某些醫(yī)療機(jī)構(gòu)尚無能力引進(jìn)該技術(shù)。且顱內(nèi)血管位置深、顱骨及周圍組織的干擾，即使應(yīng)用3.0T磁共振，顯示纖維帽、管壁周圍結(jié)構(gòu)仍欠清。國外已有人應(yīng)用7.0T MRI，初步研究提示7.0T可大大提高顱內(nèi)動脈圖像質(zhì)量、提高確診率[27]。

5 總 結(jié)

HR-MRI是傳統(tǒng)顱內(nèi)動脈影像學(xué)檢查的重要補(bǔ)充，在顯示管腔狹窄程度方面與“金標(biāo)準(zhǔn)”DSA有很好的一致性[3]，而在顯示管壁結(jié)構(gòu)方面有獨(dú)特的優(yōu)勢，且無創(chuàng)、無輻射，可動態(tài)隨訪觀察，已成為神經(jīng)科一重要輔助診斷技術(shù)。越來越多的研究表明，HR-MRI不僅可以用于各種原因?qū)е碌娜毖宰渲胁∫虻姆治觯踔量梢杂糜趧用}瘤、蛛網(wǎng)膜下腔出血等的研究。但目前絕大多數(shù)研究為病例對照研究，需要大樣本前瞻性的研究來指導(dǎo)臨床。且該檢查要求豐富的經(jīng)驗(yàn)，需通過管壁成像多序列仔細(xì)檢查及和MRA對比，取得準(zhǔn)確結(jié)論。

[1]Wong LIC.Global burden of intracranial atherosclerosis[J].Int J Stroke,2006,1:158-159.

[2]Cai JM,Hatsukami TS,Ferguson MS,et al.Classification of human carotid atherosclerotic lesions with in vivo multicontrast magnetic resonance imaging[J].Circulation,2002,106:1368-1373.

[3]Ryu CW,Jahng GH,Kim EJ,et al.High resolution wall and lumen MRI of the middle cerebral arteries at 3 tesla[J].Cerebrovasc Dis,2009,27:433-442.

[4]Chung GH,Kwak HS,Hwang SB,et al.High-resolution MR imaging in patients with symptomatic middle cerebral artery stenosis[J].Eur J Radiol,2012,81:4069-4074.

[5]Zhao DL,Deng G,Xie B,et al.Wall characteristics and mechanisms of ischaemic stroke in patients with atherosclerotic middle cerebral artery stenosis:a high-resolution MRI study[J].Neurol Res,2016,38(7):606-613.

[6]Dieleman N,Yang W,Abrigo JM,et al.Magnetic resonance imaging of plaque morphology,burden,and distribution in patients with symptomatic middle cerebral artery stenosis[J].Stroke,2016,47(7):1797-1802.

[7]Teng Z,Peng W,Zhan Q,et al.An assessment on the incremental value of high-resolution magnetic resonance imaging to identify culprit plaques in atherosclerotic disease of the middle cerebral artery[J].Eur Radiol,2016,26(7):2206-2214.

[8]Glagov S,Weisenberg E,Zarins CK,et al.Compensatory enlargement of human atherosclerotic coronary arteries[J].N Engl J Med,1987,316:1371-1375.

[9]Burke AP,Kolodgie FD,Farb A,et al.Morphological predictors of arterial remodeling in coronary atherosclerosis[J].Circulation,2002,105:297-303.

[10]Shi MC,Wang SC,Zhou HW,et al.Compensatory remodeling in symptomatic middle cerebral artery atherosclerotic stenosis:a high-resolution MRI and microemboli monitoring study[J].Neurol Res,2012,34:153-158.

[11]Qiao Y,Guallar E,Wasserman BA,et al.Patterns and Implications of Intracranial arterial remodeling in stroke patients[J].Stroke,2016,47(2):434-440.

[12]Xu WH,Li ML,Gao S,et al.Middle cerebral artery intraplaque hemorrhage:prevalence and clinical relevance[J].Ann Neurol,2012,71(2):195-198.

[13]Hosseini AA,Kandiyil N,Macsweeney ST,et al.Carotid plaque hemorrhage on magnetic resonance imaging strongly predicts recurrent ischemia and stroke[J].Ann Neurol,2013,73:774-784.

[14]Kerwin W,Hooker A,Spilker M,et al.Quantitative magnetic resonance imaging analysis of neovasculature volume in carotid atherosclerotic plaque[J].Circulation,2003,107(6):851-856.

[15]Skarpathiotakis M,Mandell DM,Swartz RH,et al.Intracranial atherosclerotic plaque enhancement in patients with ischemic stroke[J].AJNR Am J Neuroradiol,2013,34:299-304.

[16]Lou X,Ma N,Ma L,et al.Contrast-enhanced 3T high-resolution MR imaging in symptomatic atherosclerotic basilar artery stenosis[J].AJNR Am J Neuroradiol,2013,34:513-517.

[17]Kim JM,Jung KH,Sohn CH,et al.Intracranial plaque enhancement from high resolution vessel wall magnetic resonance imaging predicts stroke recurrence[J].Int J Stroke,2016,11(2):171-179.

[18]Mandell DM,Mossa-Basha M,Qiao Y,et al.Intracranial vessel wall MRI:principles and expert consensus recommendations of the American Society of Neuroradiology[J].Am J Neuroradiol,2017,38(2):218-229.

[19]Chung JW,Kim BJ,Sohn CH,et al.Branch atheromatous plaque: a major cause of lacunar infarction (high-resolution MRI study)[J].Cerebrovasc Dis Extra,2012,2:36-44.

[20]Xu WH,Li ML,Niu JW,et al.Intracranial artery atherosclerosis and lumen dilation in cerebral small-vessel diseases:a high-resolution MRI study[J].CNS Neurosci Ther,2014,20:364- 367.

[21]Zhu XJ,Du B,Lou X,et al.Morphologic characteristics of atherosclerotic middle cerebral arteries on 3T high-resolution MRI[J].AJNR Am J Neuroradiol,2013,34:1717-1722.

[22]Huang B,Yang WQ,Liu XT,et al.Basilar artery atherosclerotic plaques distribution in symptomatic patients:a 3.0T high-resolution MRI study[J].Eur J Radiol,2013,82:e199-203.

[23]Xu WH,Li ML,Gao S,et al.Plaque distribution of stenotic middle cerebral artery and its clinical relevance[J].Stroke,2011,42:2957-2959.

[24]Zaidat OO,Fitzsimmons BF,Woodward BK,et al.Effect of a balloon expandable intracranial stent vs medical therapy on risk of stroke in patients with symptomatic intracranial stenosis:the VISSIT randomized clinical trial[J].JAMA,2015,313(12):1240-1248.

[25]Jiang WJ,Yu W,Ma N,et al.High-resolution MRI guided endovascular intervention of basilar artery disease[J].Neuroimaging,2011,3:375-378.

[26]Power S,Matouk C,Casaubon LK,et al.Vessel wall magnetic resonance imaging in acute ischemic stroke:effects of embolism and mechanical thrombectomy on the arterial wall[J].Stroke,2014,45:2330-2334.

[27]Zhu C,Haraldsson H,Tian B,et al.High resolution imaging of the intracranial vessel wall at 3 and 7T using 3D fast spin echo MRI[J].MAGMA,2016,29(3):559-570.

2017-02-20；

2017-03-30

(上海長海醫(yī)院腦血管內(nèi)科，上海 200433)

吳 濤，E-mail：twu163@163.com