孫祎　劉曉晟

顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化的磁共振成像研究進(jìn)展

孫祎劉曉晟*

顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化（ICAD）與缺血性卒中關(guān)系密切，在我國已經(jīng)成為腦卒中最重要病因之一。MRA作為診斷ICAD的影像手段目前已廣泛應(yīng)用于臨床。高分辨力MRI可以提供血管壁結(jié)構(gòu)和斑塊成分等信息，目前ICAD的高分辨力MRI研究主要集中于評(píng)估斑塊特征和明確病理機(jī)制等方面。就ICAD的MRI研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)予以綜述。

顱內(nèi)動(dòng)脈；動(dòng)脈粥樣硬化；磁共振成像；血管壁；斑塊

DOI：10.19300/j.2016.Z3680

【Abstract】Intracranial atherosclerotic disease（ICAD）is closely associated with ischemic stroke.It has become one of the major causes of stroke in our country.MRA，as an imaging method for ICAD diagnosis，is widely used in clinic.Highresolution MRI can provide information of vascular structure and atherosclerotic plaques of ICAD.The interest of current high-resolution MRI research is focused on plaque characteristics evaluation and pathological mechanism determination. We reviewed current research status and future development trends of MRI in ICAD.

【Key words】Intracranial artery；Atherosclerosis；Magnetic resonance imaging；Vessel wall；Plaque

Int J Med Radiol，2016，39（2）：138-141

顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化（intracranial atherosclerotic disease，ICAD）是腦缺血事件最常見的病因之一，現(xiàn)有研究表明顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化的患病率具有種族差異［1］，亞裔和拉美裔及非洲裔較其他人種更容易發(fā)生腦卒中；而不同種族動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的好發(fā)部位有所不同，白種人多發(fā)生顱外動(dòng)脈狹窄，而亞裔、拉美裔及非洲裔則多以顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄為主。在中國人群中，33%～50%的腦卒中是由顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄或閉塞引起，而由ICAD引起的短暫性腦缺血發(fā)作（transient ischemic attack，TIA）占TIA病人的50%以上［2］。因此，對(duì)于ICAD的診治應(yīng)得到足夠重視。

目前已有多種成像方式用于評(píng)估ICAD，如DSA、CT血管成像（CT angiography，CTA），MR血管成像（MR angiography，MRA）和經(jīng)顱多普勒超聲等。這些檢查手段對(duì)于急性缺血性卒中病人的早期、快速、準(zhǔn)確的診斷發(fā)揮了重要作用，并為臨床了解發(fā)病機(jī)制、評(píng)價(jià)療效和判斷預(yù)后提供了豐富的影像資料。但這些方法不能直接顯示動(dòng)脈壁和斑塊的特征，由于不同種類的疾病均可以產(chǎn)生管腔狹窄或閉塞，故它們用于病因診斷還存在局限性。高分辨力MRI（HR-MRI）是目前唯一可以用于活體動(dòng)脈管壁成像的無創(chuàng)技術(shù)，具有無輻射、無創(chuàng)等優(yōu)點(diǎn)，可以提供動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形態(tài)和成分的信息。

1　ICAD發(fā)病機(jī)制

由ICAD導(dǎo)致的缺血性卒中的機(jī)制主要是斑塊破裂、載體動(dòng)脈斑塊堵塞穿支（parent artery plaque occluding a penetrating artery，POPA）、動(dòng)脈到動(dòng)脈栓塞和低灌注。在動(dòng)脈粥樣硬化的研究中發(fā)現(xiàn)，具有大的脂質(zhì)核心、炎性反應(yīng)、斑塊內(nèi)出血（intra-plaque hemorrhage，IPH）、纖維帽破裂的易損斑塊更容易破裂，易損斑塊即使不引起嚴(yán)重狹窄，也會(huì)導(dǎo)致不同程度的缺血性疾病的發(fā)生。當(dāng)血管嚴(yán)重狹窄或管腔閉塞，同時(shí)沒有形成側(cè)支循環(huán)時(shí)，動(dòng)脈遠(yuǎn)端供血區(qū)域的低灌注也會(huì)引起梗死［3］。POPA作為ICAD特有的發(fā)病機(jī)制，是載體動(dòng)脈壁鄰近穿支動(dòng)脈的斑塊體積逐漸變大，堵塞了穿支血管開口處，區(qū)別于穿支動(dòng)脈本身粥樣硬化及末端的纖維玻璃樣變。對(duì)于不同發(fā)病機(jī)制的ICAD病人，臨床采取不同的防治手段進(jìn)行干預(yù)，如動(dòng)脈到動(dòng)脈栓塞的病人行抗血小板及穩(wěn)定斑塊的治療，對(duì)于低灌注病人除了常規(guī)治療外還應(yīng)注重改善循環(huán)，進(jìn)一步評(píng)價(jià)是否需要手術(shù)治療，所以明確發(fā)病機(jī)制對(duì)于指導(dǎo)急性期治療、有針對(duì)性地進(jìn)行二級(jí)預(yù)防及預(yù)防復(fù)發(fā)有著重要意義。

作者單位：上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院放射科，上海200127

通訊作者：劉曉晟，E-mail：miaxiaosheng@gmail.com

*審校者

2　MRA檢查

MRA可以清晰地顯示顱內(nèi)血管影像，如時(shí)間飛躍（time of flight，TOF）MRA及增強(qiáng)MRA已經(jīng)成為顱內(nèi)血管成像的常規(guī)技術(shù)。與DSA相比，3D-TOF MRA對(duì)動(dòng)脈狹窄的診斷有較高的敏感性和特異性，但在評(píng)價(jià)狹窄程度方面有夸大效應(yīng)［4］。

標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)強(qiáng)（1.5 T、3.0 T）的3D-TOF MRA僅能清晰顯示顱內(nèi)大血管，對(duì)于直徑很小的穿支血管顯影欠佳。目前已有高場(chǎng)強(qiáng)7.0 T HR-MRI設(shè)備用于顱內(nèi)血管成像，通過提高信噪比，顯著提高影像空間分辨力，從而提高成像質(zhì)量。并且由于高場(chǎng)強(qiáng)延長(zhǎng)了組織T1，可以增強(qiáng)血流信號(hào)和周圍組織的對(duì)比度［5］，一些研究結(jié)果表明，豆紋動(dòng)脈［6］、后交通動(dòng)脈的小分支［7］和基底動(dòng)脈（basliar artery，BA）穿支［8］均可顯影。釓對(duì)比劑用于增強(qiáng)掃描也可增加小分支遠(yuǎn)端的顯影率，增加穿支血管顯示數(shù)量［9］，但仍低于尸檢中穿支血管數(shù)量的平均值［10］。

3　HR-MRI檢查

利用HR-MRI可以對(duì)病變血管進(jìn)行定性及定量分析，即測(cè)量血管狹窄程度、血管管壁厚度、顯示粥樣硬化斑塊的位置和范圍以及斑塊負(fù)荷，并對(duì)斑塊成分進(jìn)行分析以判斷斑塊的穩(wěn)定性。目前，HRMRI判斷顱內(nèi)血管狹窄主要集中于大腦中動(dòng)脈（middle cerebral artery，MCA）及BA，已有研究以DSA為金標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)HR-MRI評(píng)估MCA狹窄程度的準(zhǔn)確性進(jìn)行研究，結(jié)果表明HR-MRI評(píng)價(jià)中重度狹窄及閉塞與DSA有良好的一致性［11］；此外，HR-MRI還能發(fā)現(xiàn)MRA沒有發(fā)現(xiàn)的斑塊［12-14］，所以HR-MRI可作為重要的補(bǔ)充手段用于ICAD的早期發(fā)現(xiàn)及病情評(píng)估。

3.1HR-MRI技術(shù)HR-MRI主要采用高磁場(chǎng)強(qiáng)度、預(yù)飽和黑血技術(shù)、快速自旋回波序列、雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)自旋回波技術(shù)、脂肪抑制技術(shù)等，通過抑制血流信號(hào)和周圍腦脊液及脂肪信號(hào)，可清晰顯示血管壁和管腔情況。目前應(yīng)用于臨床的有3D各向同性容積自旋回波序列（3D volumetric isotropic turbo spin echo acquisition）［15］、厚層塊選擇性相位敏感反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（slab-selective phase-sensitive inversionrecovery，SPI）［16］等序列，SPI序列可特異性識(shí)別高鐵血紅蛋白，檢測(cè)斑塊內(nèi)出血，有著極高的臨床應(yīng)用價(jià)值。由于顱內(nèi)動(dòng)脈不存在由于動(dòng)脈搏動(dòng)引起的運(yùn)動(dòng)偽影，故不需要進(jìn)行心電門控。

3.2HR-MRI對(duì)腦梗死病因的評(píng)價(jià)由于HRMRI可以提供斑塊的位置、形態(tài)、動(dòng)脈狹窄程度等信息，因此能夠更清楚地認(rèn)識(shí)卒中的發(fā)病機(jī)制。如果在梗死區(qū)域的上游斑塊出現(xiàn)了纖維帽破裂或者斑塊內(nèi)出血，那么這種腦梗死發(fā)生的機(jī)制有可能是動(dòng)脈到動(dòng)脈栓塞；如果體積較大的穩(wěn)定斑塊致血管阻塞，導(dǎo)致動(dòng)脈遠(yuǎn)端血流量減少，那么病變則是由血流灌注不足引起。Gao等［17］對(duì)55例經(jīng)MRA證實(shí)的MCA或BA中重度狹窄（狹窄程度≥50%）的病人行HR-MRI檢查，病因?qū)W亞型的分布為大動(dòng)脈粥樣硬化型35例（64%），穿支動(dòng)脈疾?。╬enetrating artery disease，PAD）型20例（36%），其中依據(jù)大動(dòng)脈粥樣硬化機(jī)制分型為POPA的共19例（35%），動(dòng)脈到動(dòng)脈栓塞/低灌注16例（29%）。該研究在梗死相對(duì)應(yīng)的載體動(dòng)脈上發(fā)現(xiàn)了粥樣硬化斑塊，也表明HR-MRI區(qū)分PAD及POPA是有效的。Xu等［18］研究報(bào)道了“deep tiny flow voids（DTFV）”，即沿閉塞MCA分布的細(xì)小血管影，在該研究中，71%（20/28）的無癥狀MCA閉塞的病人發(fā)現(xiàn)了DTFV，明顯多于有癥狀的病人（5/32，16%）（P＜0.001）。大面積梗死的9例病人中，均未發(fā)現(xiàn)DTFV；在健康對(duì)照組中，也無一例發(fā)現(xiàn)DTFV。表明DTFV可能是腦深部側(cè)支循環(huán)形成，而不是MCA的正常分支。目前關(guān)于MCA側(cè)支循環(huán)的研究較少，是值得關(guān)注的研究方向。

3.3HR-MRI在判斷斑塊特征中的作用

3.3.1HR-MRI對(duì)斑塊成分的判斷易損斑塊與腦卒中或腦缺血事件密切相關(guān)。Chen等［19］對(duì)72例經(jīng)MRA證實(shí)的MCA狹窄的病人進(jìn)行尸檢，研究表明在梗死相關(guān)的斑塊中，較大的壞死脂核、斑塊內(nèi)出血、新生血管及血栓的檢出率明顯高于其他斑塊，提示辨識(shí)斑塊成分對(duì)明確卒中病因的重要性。然而由于顱內(nèi)動(dòng)脈的特殊部位及解剖結(jié)構(gòu)，目前尚缺乏病理標(biāo)本與MR影像的對(duì)照。因?yàn)轱B內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊與頸動(dòng)脈斑塊的發(fā)病機(jī)制相似，故現(xiàn)階段均采用頸動(dòng)脈斑塊的研究結(jié)論來評(píng)估ICAD斑塊。

纖維帽可以在頸動(dòng)脈HR-MRI檢查中清晰地顯示出來。一些研究在T2WI上觀察到了MCA表面的高信號(hào)［20-21］，推測(cè)為纖維帽，研究還發(fā)現(xiàn)，T2WI高信號(hào)帶在有癥狀群體和無癥狀群體間的分布沒有明顯差異。

頸動(dòng)脈IPH被認(rèn)為是缺血性卒中的危險(xiǎn)因素。HR-MRIT1WI高信號(hào)與卒中發(fā)生密切相關(guān)，提示IPH。一項(xiàng)研究報(bào)道了IPH的重復(fù)性研究［22］，觀察者自身判斷IPH具有較好的一致性（κ=0.79；0.57～0.96），不同觀察者間對(duì)斑塊內(nèi)出血的判斷略有差異（κ=0.68；0.47～0.92），這可能是由于以下幾點(diǎn)：MCA斑塊內(nèi)出血發(fā)生率比頸動(dòng)脈低［23］；復(fù)雜的出血信號(hào)往往與脂質(zhì)核心的信號(hào)重疊而難以辨別；MCA管壁面積及斑塊面積都明顯低于頸動(dòng)脈，使得微小出血灶更難以識(shí)別。目前，用于檢測(cè)頸動(dòng)脈IPH的T1加權(quán)三維磁化強(qiáng)度預(yù)備梯度回波序列（magnetization-prepared rapid gradient echo，MP-RAGE）已被證實(shí)具有良好的特異性與敏感性［16］，如果將其應(yīng)用于顱內(nèi)病變將有助于對(duì)ICAD IPH的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。

動(dòng)脈斑塊增強(qiáng)檢查可以顯示斑塊內(nèi)新生血管及炎癥情況，對(duì)疾病的鑒別診斷也有一定幫助［24］。早期有研究顯示，導(dǎo)致急性腦梗死的責(zé)任血管會(huì)出現(xiàn)斑塊明顯強(qiáng)化，癥狀組斑塊平均強(qiáng)化程度也明顯高于無癥狀組［25］，提示增強(qiáng)檢查有助于評(píng)估斑塊的穩(wěn)定性，近期van der Kolk等［26］的研究也對(duì)該觀點(diǎn)提供了支持。另有一項(xiàng)研究指出，在有癥狀的BA狹窄病人中，斑塊近端及最大狹窄處的強(qiáng)化程度高于斑塊遠(yuǎn)端［27］。然而Klein等［14］的發(fā)現(xiàn)與上述結(jié)果不符，該研究中入組病人的BA斑塊均有明顯強(qiáng)化。所以斑塊強(qiáng)化是否可以作為腦梗死的預(yù)測(cè)指標(biāo)仍具有爭(zhēng)議。

3.3.2HR-MRI對(duì)血管重構(gòu)模式的判斷血管重構(gòu)與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病關(guān)系密切，血管重構(gòu)有兩種模式，即正性重構(gòu)（positive remodeling，PR）和負(fù)性重構(gòu)（negative remodeling，NR）。PR表現(xiàn)為血管壁增厚同時(shí)向外擴(kuò)大，故動(dòng)脈管腔無明顯狹窄。而NR表現(xiàn)為管腔的狹窄。有癥狀的MCA狹窄病人以PR為主，重構(gòu)指數(shù)較無癥狀病人更高，在無癥狀病人中，斑塊以NR為主；Feng等［28］也報(bào)道了在一組腦橋梗死病人中，BA粥樣硬化斑塊以PR為主，這與MCA及冠狀動(dòng)脈的研究類似。其原因可能是PR斑塊較NR斑塊有更大的斑塊負(fù)荷，出血及破裂概率較高，而NR由于纖維化改變、脂核體積較小等因素而相對(duì)穩(wěn)定。由于普通MRA不能顯示血管壁的情況，難以發(fā)現(xiàn)管壁PR［29］，所以應(yīng)用HR-MRI可以更早發(fā)現(xiàn)病變，對(duì)臨床進(jìn)行早期干預(yù)有重要意義。

3.3.3HR-MRI對(duì)斑塊分布的判斷目前國內(nèi)外對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄的斑塊分布研究較少，一項(xiàng)研究表明前循環(huán)的動(dòng)脈硬化斑塊主要位于大腦前動(dòng)脈的遠(yuǎn)端和分叉處，以及大腦中動(dòng)脈的M1、M2段［28］。Xu等［29］的研究表明，MCA斑塊多位于前壁及下壁，較少位于上壁及后壁；與無癥狀MCA狹窄相比，癥狀性MCA狹窄病人中，斑塊更多分布于穿支動(dòng)脈開口鄰近處的上壁，即鄰近穿支動(dòng)脈開口的斑塊可能導(dǎo)致此動(dòng)脈供血區(qū)的梗死，這與Zhao等［21］的研究結(jié)果相仿；Sui等［30］對(duì)46個(gè)MCA動(dòng)脈粥樣硬化斑塊進(jìn)行了分析，結(jié)果26個(gè)斑塊位于前壁，明顯多于其他部位，并且發(fā)現(xiàn)在癥狀性MCA狹窄病人中，約80%的斑塊位于前壁、后壁和下壁。造成差異的原因可能是不同研究的病人入組條件不同。前兩者納入條件為MCA狹窄率大于50%的無癥狀性和癥狀性ICAD病人，而后者的研究人群是初發(fā)急性腦梗死的病人。對(duì)于這一爭(zhēng)議，還需要更多大樣本前瞻性研究來進(jìn)行論證。另有研究發(fā)現(xiàn)BA斑塊主要分布于前壁［31］。Kim等［32］還發(fā)現(xiàn)大腦中動(dòng)脈M1段的不同形狀與斑塊位置的相關(guān)性，直線型和U型血管的斑塊大多位于上壁，而倒U型和S型血管的斑塊多位于下壁，這也提示血管形狀可能是影響動(dòng)脈粥樣硬化斑塊發(fā)生位置的一個(gè)重要因素。

4　結(jié)論

HR-MRI有助于對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈壁的結(jié)構(gòu)、斑塊的成分、發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識(shí)，為評(píng)價(jià)斑塊的穩(wěn)定性與缺血性卒中的關(guān)系提供了依據(jù)，使其在腦卒中的診斷中展現(xiàn)廣闊的應(yīng)用前景。但HR-MRI仍有一定局限性，掃描時(shí)間較長(zhǎng)及病人依從性差等仍未得到解決，可能需要新型線圈、更高場(chǎng)強(qiáng)的設(shè)備來彌補(bǔ)這些不足。隨著新型技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)有難題的攻克，能夠使人們對(duì)ICAD的病理生理過程進(jìn)行全面科學(xué)的闡釋，也將會(huì)在疾病的治療和預(yù)防等方面發(fā)揮更重要的作用。

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（收稿2015-08-04）

Magnetic resonance imaging of intracranial atherosclerosis：recent progress in research

SUN Yi，LIU Xiaosheng.Department of Radiology，Renji Hospital，School of Medicine，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200127，China