高分辨磁共振成像在基底動脈粥樣硬化性疾病中的臨床應(yīng)用

楊營營，李明利，徐蔚海

顱內(nèi)動脈粥樣硬化引起30%～60%亞裔人群的缺血性卒中。其中，基底動脈粥樣硬化是腦干卒中的重要原因，掌握基底動脈粥樣硬化的特點對于防治后循環(huán)缺血性卒中具有重要意義。高分辨磁共振成像（high resolution magnetic resonance imaging，HR-MRI）使活體內(nèi)顱內(nèi)動脈管壁結(jié)構(gòu)的可視化變?yōu)楝F(xiàn)實，尤其對基底動脈具有較高的分辨率。本文結(jié)合國內(nèi)外的最新研究進(jìn)展，旨在闡述HR-MRI在基底動脈粥樣硬化性疾病中的臨床應(yīng)用。

1 HR-MRI技術(shù)

HR-MRI是目前評估顱內(nèi)動脈管壁結(jié)構(gòu)較為理想的檢測手段，具有無創(chuàng)、無輻射和分辨率高的優(yōu)點，且觀察者內(nèi)和觀察者間評估的一致性高。常用的成像包括三維時間飛躍法磁共振血管成像（3 dimensions time of flight magnetic resonance angiography，3D TOF MRA）和高分辨率自旋回波（fast spin echo，F(xiàn)SE）T2加權(quán)像（T2weighted imaging，T2WI）、T1加權(quán)像（T1WI）、質(zhì)子密度加權(quán)像（proton density weighted image，PDWI），增強(qiáng)HR-MRI能更清晰地顯示管壁結(jié)構(gòu)。二維高分辨磁共振成像（2 dimensions highresolution magnetic resonance imaging，2D HR-MRI）是以3D TOF MRA定位欲檢查的顱內(nèi)血管（如基底動脈），做垂直于血管長軸的高分辨T2WI斷面成像。然而，因顱內(nèi)動脈走行迂曲，2D HR-MRI常因不能保證斷面與血管長軸垂直而導(dǎo)致斑塊面積的錯誤評估。近年來，隨著技術(shù)的完善，3D HR-MRI不僅能在短時間內(nèi)將全腦動脈進(jìn)行掃描，還能在定位處垂直于血管長軸行斷面重建，以減少動脈走行迂曲所致的成像誤差（圖1），常見的序列如3D CUBE T1WI、3D TSE T1WI、3D SPACE、3D VISTA等[1-4]。

2 HR-MRI在研究基底動脈重塑中的應(yīng)用

2.1 動脈重塑的定量評估 動脈重塑（arterial remodeling）是動脈在粥樣硬化的發(fā)展過程中向外擴(kuò)張（擴(kuò)張性重塑）或向內(nèi)收縮（縮窄性重塑）的現(xiàn)象，常用重塑指數(shù)（remodeling index，RI）來描述重塑類型。重塑指數(shù)是斑塊部位管周面積與參考部位管周面積之比，參考部位多選擇斑塊近端相對正常的部位，RI＜0.95為縮窄性重塑（圖2），RI＞1.05為擴(kuò)張性重塑（圖3），介于二者之間則為中性重塑[5]。管周面積是在垂直于血管長軸的HR-MRI斷面成像上由手工測量得到。

2.2 動脈重塑的臨床意義 形態(tài)學(xué)上，擴(kuò)張性重塑可以減輕粥樣硬化斑塊造成的管腔狹窄，縮窄性重塑則加重狹窄。組織學(xué)上，擴(kuò)張性重塑常與大的脂質(zhì)核心、斑塊內(nèi)的炎癥并存，縮窄性重塑常與小的脂質(zhì)核心、斑塊鈣化和纖維化并存。關(guān)于冠狀動脈和頸動脈的研究表明，動脈重塑的類型與斑塊的易損性密切相關(guān)。隨著HR-MRI的發(fā)展，針對顱內(nèi)動脈重塑的研究逐步開展，大腦中動脈的研究已經(jīng)證實，擴(kuò)張性重塑與癥狀性狹窄相關(guān)，縮窄性重塑與無癥狀性狹窄相關(guān)[6]。

2.3 基底動脈重塑的研究現(xiàn)狀 近年來，關(guān)于基底動脈重塑的研究相繼開展。Ma等[5]對32例癥狀性重度基底動脈狹窄患者研究發(fā)現(xiàn)，與非擴(kuò)張性重塑斑塊相比，擴(kuò)張性重塑斑塊更常見。Lee等[7]研究發(fā)現(xiàn)，急性動脈粥樣硬化性卒中患者的非狹窄顱內(nèi)動脈也存在擴(kuò)張性重塑。以上研究提示基底動脈粥樣硬化可能既存在斑塊處的擴(kuò)張性或縮窄性重塑，也存在累及血管走行全程的無斑塊性擴(kuò)張性重塑。

圖1 基底動脈的三維高分辨磁共振成像定位

圖2 基底動脈的縮窄性重塑

學(xué)者們還對基底動脈擴(kuò)張性重塑與腦血管事件的關(guān)系進(jìn)行了探討。Ichikawa等[8]提出基底動脈擴(kuò)張性重塑與腦微出血關(guān)系密切，認(rèn)為基底動脈擴(kuò)張性重塑可能預(yù)示腦小血管病的發(fā)生。Tanaka等[9]發(fā)現(xiàn)基底動脈在正常范圍內(nèi)的適度擴(kuò)張與腦大血管病及小血管病均相關(guān)。Feng等[10]提出基底動脈的擴(kuò)張性重塑與腦橋腔隙性梗死的發(fā)生密切相關(guān)。以上研究均提示基底動脈的擴(kuò)張性重塑可能與癥狀性腦血管事件密切相關(guān)。

關(guān)于前、后循環(huán)動脈粥樣硬化性斑塊的差異，Qiao等[11]運用3D HR-MRI對42例非亞裔腦血管缺血事件患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，與前循環(huán)相比，后循環(huán)的斑塊負(fù)荷更大，重塑比率更高，擴(kuò)張性重塑更常見，當(dāng)斑塊負(fù)荷達(dá)55.3%時，后循環(huán)管腔才出現(xiàn)狹窄。由于后循環(huán)有較強(qiáng)的擴(kuò)張性重塑能力，提示后循環(huán)斑塊更不易通過傳統(tǒng)的血管成像方法[如電子計算機(jī)斷層掃描血管成像（computed tomography angiography，CTA）、MRA]檢出。然而，Niu等[12]對71例中國北方急性缺血性卒中患者研究后認(rèn)為，就擴(kuò)張性重塑而言，基底動脈和大腦中動脈斑塊并無顯著性差異。因此，未來需要開展更多關(guān)于基底動脈和大腦中動脈斑塊的動脈重塑比較研究。

圖3 基底動脈的擴(kuò)張性重塑

圖4 基底動脈的斑塊內(nèi)出血

3 HR-MRI在評估基底動脈斑塊成分中的應(yīng)用

在HR-MRI上，基底動脈的管壁結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為正常管壁、管壁環(huán)形增厚和偏心斑塊3種形式，偏心斑塊常被定義為局限性的偏心管壁增厚，最厚處超過最薄處的1.5倍以上。傳統(tǒng)上，多認(rèn)為偏心管壁增厚是動脈粥樣硬化的特征性標(biāo)志，而環(huán)形管壁增厚是血管炎的標(biāo)志[13]。然而，Zhu等[14]研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)形管壁增厚可見于近半數(shù)基底動脈狹窄患者，而且癥狀性基底動脈狹窄多與混合性管壁增厚（環(huán)形和偏心管壁增厚）共存。

基底動脈粥樣硬化斑塊主要成分為斑塊內(nèi)出血、纖維帽、脂質(zhì)核心。HR-MRI上斑塊信號特點與組織病理活檢結(jié)果具有良好的一致性[15]。習(xí)慣上，將斑塊內(nèi)出血定義為斑塊在T1WI呈高信號，且信號強(qiáng)度大于鄰近肌肉的150%（圖4）；將纖維帽定義為T2WI上斑塊表面近管腔處的高信號帶；將脂質(zhì)核心定義為T2WI上纖維帽下低信號。

研究表明，斑塊內(nèi)出血在癥狀性基底動脈狹窄患者中發(fā)生率較高，提示斑塊內(nèi)出血與急性腦梗死相關(guān)[16]。此外，將斑塊或管壁強(qiáng)化定義為T1WI增強(qiáng)與T1WI相比信號增高。研究表明，基底動脈粥樣硬化性狹窄處近端的管壁強(qiáng)化與近期供血區(qū)梗死相關(guān)[17]；基底動脈斑塊強(qiáng)化提示更高的缺血性卒中風(fēng)險[3]；隨缺血性卒中發(fā)生時間的延長，斑塊強(qiáng)化程度逐漸下降[18]。因此，增強(qiáng)HR-MRI可作為評估基底動脈粥樣硬化發(fā)生卒中風(fēng)險的無創(chuàng)性理想工具。綜上所述，斑塊內(nèi)出血和斑塊強(qiáng)化與斑塊的易損性密切相關(guān)。

4 HR-MRI在評估基底動脈斑塊分布中的應(yīng)用

在顱內(nèi)動脈中，基底動脈最易在血管內(nèi)治療后發(fā)生穿支動脈卒中[19]，因此，掌握基底動脈斑塊與穿支動脈的位置關(guān)系至關(guān)重要，通過HR-MRI了解基底動脈斑塊的分布情況有助于指導(dǎo)血管內(nèi)治療，盡可能減少并發(fā)癥的發(fā)生。

描述基底動脈斑塊的橫向分布時，選擇垂直于血管長軸的HR-MRI斷面成像，將基底動脈的橫斷面等分為四部分：腹側(cè)、左側(cè)、背側(cè)、右側(cè)（圖5）。Huang等[20]采用2D HR-MRI對38例后循環(huán)缺血性卒中患者研究發(fā)現(xiàn)，基底動脈粥樣硬化性斑塊主要分布在基底動脈的腹側(cè)。然而，Chen等[21]采用3D VISTA分析61個基底動脈斑塊發(fā)現(xiàn)，斑塊更易累及2個或更多象限，斑塊在各象限的出現(xiàn)率并無顯著性差異；相對于腹側(cè)、背側(cè)，雙側(cè)壁的斑塊負(fù)荷更大。北京協(xié)和醫(yī)院的最新研究結(jié)果表明，低度狹窄的基底動脈粥樣硬化性斑塊在腹側(cè)、背側(cè)、側(cè)壁的分布無明顯差異；然而，癥狀性斑塊更易累及背側(cè)和側(cè)壁，無癥狀性斑塊易累及腹側(cè)[22]。這些研究結(jié)果的不一致可能由研究對象及研究方法的差異所致。此外，對斑塊的縱向分布總結(jié)發(fā)現(xiàn)，斑塊縱向分布較長；相對于小腦下前動脈近端，基底動脈斑塊多見于小腦下前動脈遠(yuǎn)端。解剖上，基底動脈的穿支動脈通常開口于左、右側(cè)壁，始于小腦前下動脈的遠(yuǎn)端。由此可見，斑塊多累及穿支動脈開口處，這與基底動脈血管內(nèi)治療的高風(fēng)險相一致。

5 展望

傳統(tǒng)的血管成像方法只能檢測出較明顯的血管狹窄，而高分辨磁共振成像的廣泛應(yīng)用使發(fā)現(xiàn)早期粥樣硬化性病變成為可能。同時，由于基底動脈重塑、斑塊信號和斑塊分布在一定程度上能反映缺血性卒中發(fā)生的風(fēng)險，斑塊成像可視為評估顱內(nèi)動脈粥樣硬化的理想工具。然而，高分辨磁共振成像在應(yīng)用中仍存在一些局限性，如斑塊特征的評估易受觀察者主觀推測影響；分辨率尚有待提高；斑塊信號與病理成分的關(guān)系需要進(jìn)一步證實等。此外，目前的研究集中于中、重度基底動脈粥樣硬化性狹窄的斑塊和癥狀性基底動脈狹窄的斑塊，很少涉及早期基底動脈粥樣硬化性病變和無癥狀性基底動脈狹窄性斑塊的特點，然而，探索早期病變的特征對于掌握動脈粥樣硬化的病理生理機(jī)制至關(guān)重要。因此，未來需要對基底動脈粥樣硬化性疾病的高分辨磁共振成像開展更多研究，以通過斑塊成像精準(zhǔn)評估缺血性卒中的風(fēng)險。

圖5 基底動脈斑塊的橫向分布

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