高分辨磁共振血管壁成像在顱內動脈粥樣硬化性缺血性卒中的研究進展

劉宇博, 馮平勇, 楊海驍, 孫 婕, 張天資

(河北醫科大學第二醫院醫學 影像科，河北 石家莊 050000)

傳統的血管影像學檢查技術, 如CTA、MRA及DSA等應用已十分廣泛，但這些成像技術最大的局限性是不能顯示血管壁，都是以評估管腔狹窄為主。近年來隨著高分辨磁共振血管壁成像(high resolution magnetic resonance imaging vascular wall imaging, HR-VWI)技術的不斷發展及應用，我們可以清晰地觀察到血管腔和血管壁，使頭頸部血管的相關疾病越來越可視化，為臨床診療提供了更多信息和依據。HR-VWI在顱外頸動脈血管疾病中的應用漸趨成熟，近年來的研究熱點更傾向于顱內動脈。而顱內動脈狹窄性疾病是引起亞洲人群缺血性腦卒中(ischemic stroke，IS)的常見原因，其主要包括動脈粥樣硬化性疾病、煙霧病、中樞神經系統血管炎、顱內動脈夾層、可逆性腦血管收縮綜合征等[1-2]。其中顱內動脈粥樣硬化(intracranial atherosclerotic stenosis，ICAS)作為進一步腦血管事件的獨立危險因素，是亞洲人群IS的主要病因，約占我國IS患者的46.6%[3-4]。HR-VWI作為目前唯一可以在活體顯示顱內動脈管壁結構的無創檢查技術，已越來越多地應用于ICAS性IS患者。本文對HR-VWI在分析ICAS性IS的危險因素、無創性識別病因、判斷卒中類型及機制、分析顱內動脈粥樣硬化斑塊特點、評估預后及復發風險等方面進行綜述。

1 不同危險因素對ICAS性IS患者HR-VWI影像特征及相關血管參數特點的影響

IS的危險因素分為不可干預因素和可干預因素，不可干預因素包括性別、年齡、種族和遺傳性疾病等，可干預因素包括高血壓、高血脂、糖尿病(diabetes mellitus, DM)、同型半胱氨酸(homocysteine, HCY)、吸煙、飲酒、冠狀動脈疾病等[5-6]，而部分可干預因素影響著ICAS性IS的HR-VWI影像特征及相關血管參數，梳理總結如下：

1.1高血壓 ICAS性IS患者大多伴有高血壓，而高血壓又是ICAS性IS發生發展及復發的首要危險因素。高血壓在一定程度上影響著穿支動脈，其中以豆紋動脈為典型代表，通過HR-VWI可以觀察到高血壓對豆紋動脈的數量及深度的影響，即2、3級高血壓病患者雙側豆紋動脈的數量及深度低于正常人群[7]。

1.2高血脂 許多常見的危險因素并不能完全反映斑塊的穩定性，但低密度脂蛋白膽固醇/高密度脂蛋白膽固醇(LDL/HDL)比值升高可以作為HR-VWI上不穩定斑塊的預測因子[8]。有研究表明，高血脂人群發生血管病變的風險是非高血脂人群的7倍之多，并且高血脂還是大腦中動脈(middle cerebral artery, MCA)M1段病變的一項獨立危險因素[9]。

1.3DM及HCY 一項納入120例ICAS性IS患者的研究指出，DM與非DM患者左側MCA的管壁面積(wall area, WA)及左側MCA、基底動脈(basilar artery, BA)的管壁標化指數(normalized wall index, NWI)存在顯著性差異[10]。HCY是左側MCA的WA及NWI的獨立影響因素，而NWI可在一定程度上反映管壁增厚及顱內斑塊負荷。DM和HCY可以促使動脈粥樣硬化斑塊形成，造成管壁增厚，管腔狹窄。2型糖尿病(diabetes mellitus type 2, T2DM)患者較非T2DM患者雙側MCA、BA具有更大的WA[11]，更易出現顱內動脈管壁增厚。

1.4吸煙史 相關研究表明，穿支動脈受累(parent artery plaque occluding penetrating artery, POPA)患者的吸煙史明顯多于穿支動脈疾病(penetration artery disease, PDA)患者，推測吸煙能促進ICAS的形成[12]。另有研究指出，吸煙可以通過影響MCA粥樣硬化斑塊的表面連續性及強化方式參與缺血事件的發生，但其在MCA粥樣硬化性狹窄方面的作用不明顯[12-14]。

由此可見，明確IS的可干預危險因素，并結合HR-VWI影像特點進行積極有效的干預，在降低IS發生率、復發率、致殘率、死亡率及改善患者預后和提高生存質量等方面具有重要意義。

2 HR-VWI在ICAS性IS病因學診斷及發病機制中的相關研究

國外對于IS病因學分型的研究大體分為兩個階段：1993年美國學者Adams[15]首先提出了TOAST分型，將IS按病因分為5型，即：大動脈粥樣硬化型(large-artery atherosclerosis, LAA)、心源性栓塞型(cardioembolism, CE)、小動脈閉塞型(small-vessel occlusion, SAO)、其他已知原因型(stroke of other determined etiology, SOE)、原因不明型(stroke of undetermined etiology, SUE)。2007年Han等[16]提出了改良TOAST分型，這一分型中新出現了動脈粥樣硬化性血栓形成型(atherothrombosis, AT)，并把原分型中的LAA歸入為其亞型。基于上述分型，研究者進行了一系列HR-VWI相關研究，結果表明LAA患者的高血壓、DM、冠心病發病人數遠高于其他4種分型，吸煙、飲酒者在LAA、SAO中占比很高，SAO平均年齡較大[17]。

國內學者根據IS病因、發病機制及其在HR-VWI上的表現提出了中國缺血性卒中分型標準(CISS)，將IS分為4種類型：動脈-動脈栓塞、POPA、低灌注導致栓子清除力下降及穿支動脈自身病變[18]。其中POPA為LAA卒中，而PDA屬于小血管病變，二者均可導致穿支動脈急性閉塞，而大動脈粥樣硬化是大多數穿支動脈供血區梗死的主要病因[14]。

對于部分管腔狹窄程度輕或表現為正性重構的動脈粥樣硬化性病變所致的IS，常規血管影像學篩查容易漏診，因此HR-VWI的優勢不言而喻，其不僅能提高病變的檢出率，還能提高病因分型的診斷率，這對臨床治療尤為重要[14, 19-20]。研究證實HR-VWI能提高BA粥樣硬化斑塊的檢出率[21]，除此之外，還能使LAA及SAO的診斷比例升高，SUE的比例降低，進而提高不明原因腦梗死的病因診斷[17]。

3 IS相關的顱內動脈粥樣硬化斑塊在HR-VWI的特征性表現

3.1易引起卒中發生和復發的易損斑塊特征

3.1.1斑塊成分及信號 斑塊內不同成分在HR-VWI上均有一定的特征性表現，脂質核心多為等信號，纖維帽及斑塊內的新鮮出血多為高信號，新生血管形成可表現為不同程度的強化，而鈣化在諸序列上多呈不規則形低信號[22-23]。相關尸檢結果驗證了不穩定斑塊的特征，因此當我們在影像上觀察到較大的脂質核心、薄或不連續的纖維帽、斑塊內出血(intraplaque hemorrhage, IPH)、新生血管形成及斑塊表面鈣化等征象時，應考慮到斑塊的不穩定性，其中IPH更是作為卒中風險的獨立預測因素，一旦發現，應及時提醒臨床醫師[24-25]。

3.1.2斑塊的分布及部位 在前循環中，斑塊多分布于頸內動脈和MCA，尤以MCA M1段為著；在后循環中，斑塊則多位于大腦后動脈和BA。斑塊部位與血流動力學及幾何形態有關，主要分布于血管分叉處的外側壁、血管彎曲處的內側壁及匯合處頂點[26]。MCA M1段向上型斑塊常位于上壁，更易累及穿支動脈引起相應癥狀。這類斑塊往往較厚、累及范圍更廣、狹窄程度更重，重塑率較大[27]。有研究發現，BA斑塊好發于兩側壁，而穿支血管主要起自兩側壁，因此BA極易發生穿支動脈梗死[28]。

3.1.3斑塊的負荷及強化 斑塊負荷是影響斑塊穩定性的因素之一，常用的評價指標有管腔面積、WA及管壁厚度等。較大的斑塊負荷在癥狀性動脈粥樣硬化狹窄患者中更常見，且更易增加腦卒中的發生及復發風險[29-30]。通常認為斑塊內新生血管形成、炎性反應及內皮細胞通透性增加是其表現為偏心性強化的原因。有研究報道，有癥狀者斑塊強化發生率及強化程度均明顯高于無癥狀者，表明斑塊強化可能為不穩定斑塊及卒中風險的標志, 并且在一定程度上，斑塊強化還與卒中復發相關[31-34]。由此可見，斑塊強化為高風險管壁特征，且強化程度及方式對腦缺血事件的發生與發展具有重要的提示作用。

3.1.4血管的狹窄與重構 血管狹窄是ICAS的重要評估指標，其狹窄程度是癥狀性卒中的獨立影響因素，但不足以作為血管受累的嚴重程度及預測未來腦血管事件的評估指標[35]。血管重構方式則更能體現斑塊的穩定性，影響著卒中的發生與發展。重構方式包括正性重構及負性重構，二者與斑塊成分相關且均可促使卒中的發生。前者常見大的脂質核心及斑塊內炎癥，后者則多為小的脂質核心，可伴鈣化和纖維化；前者管壁向腔外增厚，斑塊負荷及重構指數更大，斑塊穩定性差，易發生破裂，但減輕了管腔狹窄，后者管壁向腔內增厚，管腔狹窄加重，但管壁較前者穩定；前者多發生于癥狀性斑塊，而后者多發生于非癥狀性斑塊[36-38]。正性重構還與大腦中動脈供血區多發性梗死相關，且與動脈-動脈栓塞型的梗死模式相一致，而該模式又是卒中復發的高危因素[39]。此外，Qiao等[40]研究表明，后循環動脈更易發生正性重構。綜上，可以將正性重構視為不穩定斑塊和卒中類型鑒別的潛在標志。

3.2IS責任斑塊特征 責任斑塊是發生IS供血動脈上唯一的斑塊或供血動脈最狹窄處的斑塊[40]。準確識別責任斑塊并綜合評估其強化指數、強化程度、負荷及血管狹窄程度等指標可以預測卒中發生的風險。責任斑塊以上指標均高于非責任斑塊，但最小管腔面積顯著小于非責任斑塊，更加驗證了責任斑塊更易發生炎性反應且不穩定[41-42]。研究發現， MCA的責任與非責任斑塊均較少出現T1WI高信號，提示MCA斑塊相對缺乏IPH或血栓[42]。相對大斑塊、小管腔、斑塊信號混雜伴強化為癥狀性MCA責任斑塊的特征；而BA的責任斑塊則具有更大的血管外壁面積及WA，可作為腦血管事件發生的危險因素[43]。比較MCA和BA責任斑塊特征發現：MCA責任斑塊的血管重構率更小，血管的狹窄率和斑塊負荷更重，推測二者腦血管疾病發生發展的病理機制存在一定的差異。另有研究發現，斑塊強化與急性IS有關，且隨時間延長強化程度逐漸減低[44]。綜上，準確識別并評估責任斑塊的穩定性，對IS的預防、治療和預后等方面十分重要。

4 HR-VWI在ICAS性IS治療、預后及復發方面的研究

4.1治療 近年來，HR-VWI在卒中治療方面的應用也取得了重大進展。目前卒中的治療主要包括藥物治療和血管內治療。HR-VWI可以反映斑塊強化程度的變化，進而對ICAS性IS患者藥物治療效果進行評估[45]。多項臨床研究證實，發病3小時以內的急性腦梗死患者靜脈使用組織型纖溶酶原激活劑(recombinant tissue plasminogen activator, rt-PA)能顯著改善臨床預后，但很少有關于HR-VWI對rt-PA療效評估的相關研究。通過HR-VWI評估他汀類藥物療效的相關研究指出，大劑量他汀類藥物可以減小斑塊強化體積及管壁面積指數、減輕管腔狹窄程度，進而有效穩定斑塊[46]。

顱內動脈嚴重狹窄的卒中患者應該傾向于置入支架來降低復發率[47]。HR-VWI對于顱內動脈狹窄介入治療的術前評估具有重要價值，通過評估斑塊的位置、大小、穩定性及穿支動脈閉塞風險來減少“雪犁現象”或并發癥的出現[3, 48]。對于支架種類的選擇可以根據血管的走行來決定，走行迂曲的動脈優先選擇自膨脹支架，而走行平直的動脈優先選擇球囊擴張支架[49]。有研究報道，通過HR-VWI可觀察到顱內動脈機械取栓后未行支架置入者管壁的增厚和強化，并且自膨脹支架置入后仍能清晰顯示管腔情況及斑塊強化面積的變化[50-51]。

4.2預后 準確判斷卒中的預后有助于臨床治療并及時采取預防措施。楊亞妮[52]研究表明，年齡、高血壓、高膽固醇血癥、入院NHISS評分及ICAS易損斑塊是IS預后不良的危險因素，易損斑塊還是影響患者臨床預后的獨立危險因素[53]。李鑫等[54]指出，同時出現磁共振3D CUBE T1序列血栓高信號和磁敏感血管征的急性IS患者出院時NIHSS評分更高，3個月預后也更差，因此二者的聯合應用能更好地預測患者預后。

4.3復發 預測IS發生的危險因素同樣是其復發的危險因素。IS的復發可能會帶來比第一次卒中更加嚴重的后果，因此逐漸受到重視，成為近年來的研究熱點。但由于對這種復發性卒中患者的HR-VWI隨訪有一定困難，相關報道仍較少見。有研究指出，ICAS斑塊數量越多、責任斑塊增強比越高、斑塊負荷越重，IS的復發風險越高，且HR-VWI有助于卒中復發風險分層[5, 55]。

5 HR-VWI的應用前景及局限性

HR-VWI可以在體外、無創、無輻射地顯示ICAS斑塊，評估其成分和穩定性，在ICAS性IS的危險因素、病因診斷，發病機制、危險分層、臨床治療及預后評估等方面展現了巨大的潛力及應用前景，有助于風險分層管理，精準預測腦血管事件的發生和指導個體化治療。針對目前的研究現狀，仍存在許多問題：顱內斑塊成分的精準識別和穿支動脈真實三維結構的重現仍被有限的分辨率所限制；掃描時間長、費用較高、病人耐受性差等問題仍限制其在臨床的廣泛應用；缺乏組織病理學的對照及大樣本研究；對危險因素及病因學診斷的研究還不夠完善和明確。綜上，HR-VWI在ICAS性IS的應用廣度毋庸置疑，而對其深度和精度的探索應是研究者們今后不斷努力的方向。