唐小平　TANG Xiaoping王志強　WANG Zhiqiang龔良庚　GONG Lianggeng肖新蘭　XIAO Xinlan

作者單位南昌大學第二附屬醫(yī)院磁共振室　江西南昌　330006

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高分辨率血管壁MRI對煙霧病與腦動脈粥樣硬化的鑒別診斷

唐小平TANG Xiaoping
王志強WANG Zhiqiang
龔良庚GONG Lianggeng
肖新蘭XIAO Xinlan

作者單位
南昌大學第二附屬醫(yī)院磁共振室江西南昌330006

【摘要】目的 腦動脈粥樣硬化（ICAD）和煙霧病（MMD）是大腦中動脈閉塞的常見病因，盡管兩者血管壁有不同的病理變化，但某些情況下常規(guī)血管成像鑒別ICAD 和MMD仍較困難，本研究比較高分辨率血管壁MRI（HR-MRI）對MMD與ICAD血管壁成像的結(jié)果，探討HR-MRI對MMD與ICAD的鑒別診斷價值。資料與方法 42例MMD及107例ICAD患者行HR-MRI檢查，比較兩組大腦中動脈（MCA）狹窄段血管壁外徑及外緣面積、狹窄類型（偏心或向心性）、管壁信號強度（均勻或不均勻）及狹窄段周圍側(cè)支血管，兩組血管外徑及面積比較采用受試者操作特征（ROC）曲線分析。結(jié)果 MMD組MCA狹窄段血管壁外徑及外緣面積[（1.77±0.42）mm、（2.71±1.62）mm2]均小于ICAD組[（3.02±0.31）mm、（7.25±1.49）mm2]，差異均有統(tǒng)計學意義（ROC曲線下面積分別為0.982、0.963，P<0.001）。MMD組38例管腔向心性狹窄，ICAD組96例偏心性狹窄；MMD組39例管壁信號一致，ICAD組91例信號不一致；MCA狹窄段周圍側(cè)支血管形成在MMD組（88.1%）比ICAD組（9.3%）更常見；兩組差異均有統(tǒng)計學意義（χ2=87.89、78.60、86.62，P<0.001）。結(jié)論 與ICAD相比，HR-MRI顯示MMD狹窄段管腔外徑更小，向心性狹窄，管壁信號均勻及周圍側(cè)支血管增多，在MMD與ICAD的鑒別診斷中有很好的應用價值，為顱內(nèi)動脈狹窄的病因?qū)W診斷提供新思路。

【關(guān)鍵詞】腦底異常血管網(wǎng)??；顱內(nèi)動脈硬化；磁共振血管造影術(shù)；擴散加權(quán)成像；診斷，鑒別

Department of MRI, the Second Affiliated Hospital of Nanchang University, Nanchang 330006, China

Address Correspondence to: XIAO Xinlan

E-mail: jx_xiaoxinlan@sina.com

江西省自然科學基金項目（20132BAB205018）。

R743.1；R445.2

修回日期：2015-10-21

中國醫(yī)學影像學雜志

2016年 第24卷 第2期：86-90

煙霧?。╩oyamoya disease，MMD）是一種病因不明的慢性進展性顱底血管狹窄性疾病，以腦底部和軟腦膜新生異常血管網(wǎng)形成為特點[1]。MMD的診斷是基于血管造影表現(xiàn)的特征，但在某些情況下，如年輕患者伴動脈粥樣硬化危險因素，雙側(cè)大腦中動脈（middle cerebral artery，MCA）高度狹窄或閉塞的腦動脈粥樣硬化（intracranial atherosclerotic disease，ICAD），或僅表現(xiàn)為單側(cè)MCA閉塞的MMD[2-3]，常規(guī)血管造影發(fā)現(xiàn)典型MMD特征，不易區(qū)分MMD與ICAD（類MMD）。既往研究采用高分辨率血管壁MRI（high resolution magnetic resonance imaging，HR-MRI）鑒別顱內(nèi)血管狹窄的病因[4]，本研究擬比較HR-MRI對MMD和ICAD血管壁成像結(jié)果，探討HR-MRI對MMD與ICAD的鑒別診斷價值。

1　資料與方法

1.1研究對象選擇2011年7月－2015年5月于南昌大學第二附屬醫(yī)院就診的癥狀性MCA狹窄患者，納入標準：磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA）顯示MCA狹窄或閉塞，且伴有相應的神經(jīng)功能缺失的臨床癥狀。共納入149例患者，其中MMD 組42例，ICAD組107例。MMD患者均符合2012年日本MMD的診斷及治療指南[3]：數(shù)字減影血管造影（digital subtract angiography，DSA）或MRA顯示頸內(nèi)動脈（internal carotid artery，ICA）末端狹窄或閉塞，和（或）大腦前動脈（anterior cerebral artery，ACA）和（或）MCA起始段狹窄或閉塞；腦底部出現(xiàn)異常血管網(wǎng)（在1個掃描層面發(fā)現(xiàn)腦底部有2個以上明顯的流空血管影，即可提示存在異常血管網(wǎng)）；排除動脈粥樣硬化危險因素。ICAD組：有2個或2個以上腦血管危險因素，包括年齡（男性>50歲，女性>60歲）、高血壓、糖尿病、高脂血癥、肥胖、吸煙。MCA狹窄程度分5級[5]：正常、輕度狹窄（狹窄率<50%）、中度狹窄（狹窄率為50%～69%）、重度狹窄（狹窄率為70%～99%并可見MCA遠端血管影）及閉塞。排除標準：心血管栓塞；頸內(nèi)動脈狹窄（狹窄率>50%）；無動脈粥樣硬化血管病變，如夾層、血管炎或大動脈炎；自身免疫性疾??；腦膜炎；顱內(nèi)新生物；唐氏綜合征；神經(jīng)纖維瘤??；顱腦創(chuàng)傷；病因不明；顱腦放射治療后；其他：鐮刀型紅細胞病、結(jié)節(jié)性硬化癥等；圖像質(zhì)量較差者。所有癥狀性MCA狹窄患者的一般資料見表1。所有患者行HR-MRI檢查前均完成臨床評估，均了解研究內(nèi)容并簽署知情同意書。

1.2儀器與方法采用GE Signa HDxT 3.0T MR儀，首先對MCA狹窄患者行擴散加權(quán)成像（DWI）及三維時間飛躍法MRA（3D-TOF-MRA）序列掃描，然后在MRA原始圖像上獲得MCA狹窄層面，用高分辨率T2WI和四反轉(zhuǎn)恢復（quadruple inversion-recovery，QIR）序列在所得MCA最狹窄層面上垂直定位，獲得垂直于MCA狹窄處切面圖像，顯示MCA管壁、管腔及狹窄段周圍血管的情況。掃描參數(shù)：DWI：TR 5600 ms，TE Minimum，視野24 cm×24 cm，層厚5.0 mm，層間距1.5 mm，b值取1000 s/mm2，采集次數(shù)1，掃描時間50 s。3D-TOF-MRA：TE Minimum，TR 19 ms，層厚1.4 mm，層間距0，視野24 cm，矩陣384×256，翻轉(zhuǎn)角8°，帶寬31 kHz，采集次數(shù)4。高分辨率T2：TE 53 ms，TR 2800 ms，層厚3.0 mm，層間距0，視野12 cm，矩陣512×256，回波鏈24，帶寬41 kHz，采集次數(shù)4。高分辨率QIR：TE Minimum，TR 800 ms，層厚3.0 mm，層間距0，視野12 cm，矩陣512×256，回波鏈12，帶寬31 kHz，采集次數(shù)4。

1.3HR-MRI分析所有圖像均由2名主治醫(yī)師以上職稱的神經(jīng)影像醫(yī)師采用盲法分析，為了評估組內(nèi)一致性，2個月后由同一名醫(yī)師再次評價。評價內(nèi)容：MCA狹窄段管腔外徑及面積、狹窄類型（偏心或向心性）、管壁信號強度（均勻或不均勻）及狹窄段周圍側(cè)支血管。判斷標準：①血管狹窄段管壁均勻環(huán)形增厚，為向心性狹窄；反之為偏心性狹窄。②狹窄處血管壁信號強度一致，為信號均勻；狹窄處血管壁出現(xiàn)高低混雜信號，為信號不均勻。③血管壁外徑及外緣面積手動勾畫測量，矢狀位高分辨率T2WI上選擇狹窄程度最重的部位進行測量，狹窄血管壁邊界認為是血管壁和腦膜或腦脊液之間的分界，血管壁外徑取2名觀察者測量的平均值。④狹窄段周圍側(cè)支血管：在1個掃描層面上發(fā)現(xiàn)MCA狹窄段周圍有2個以上明顯的流空血管影，提示存在側(cè)支循環(huán)。⑤將MCA狹窄部分進行定位，MCA的M1段劃分為近段、中段和遠段。對狹窄分段定位進行評估，2名觀察者意見不一致時協(xié)商解決。

1.4統(tǒng)計學方法采用SPSS 20.0軟件，兩組狹窄段血管外徑及外緣面積比較采用ROC曲線分析，確定最佳臨界值；計數(shù)資料比較采用χ2檢驗，觀察者間和觀察者內(nèi)的一致性評價采用Kappa檢驗，Kappa>0.75表示一致性較好，Kappa為0.40～0.75表示一致性一般，P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2　結(jié)果

2.1HR-MRI表現(xiàn)ICAD組及MMD組狹窄段分布見表1。MMD組與ICAD組管腔偏心性狹窄、管壁不均勻信號、MCA狹窄段周圍側(cè)支血管形成方面比較，差異均有統(tǒng)計學意義（χ2=87.89、78.60、86.62，P<0.001）；MMD組MCA狹窄段管腔外徑及外緣面積均小于ICAD組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.001），見表1及圖1、2。MCA狹窄段外徑及外緣面積對MMD和ICAD的診斷效能見表2。

表1 MMD組與ICAD組患者的臨床資料及HR-MRI結(jié)果比較

圖1　女，31歲，MMD。DSA示右側(cè)MCA主干近段狹窄伴煙霧血管形成（箭，A）；MRA示右側(cè)ICA主干纖細，MCA主干近段高度狹窄，狹窄段周圍多發(fā)細小血管影（箭，B）；HR-MRI矢狀位T1WI（C）及T2WI（D）示右側(cè)MCA主干近段管腔向心性狹窄、管壁信號均勻（箭）、周圍血管增多（箭頭）

圖2　男，54歲，ICAD。MRA示右側(cè)MCA主干近段節(jié)段性狹窄（箭），遠端分支稀疏（A）；HR-MRI矢狀位T1WI（B）及T2WI（C）示右側(cè)MCA主干近段管腔偏心性狹窄、管壁信號不均勻、周圍無血管增多（箭）；HR-MRI 矢狀位T1WI示右側(cè)MCA相對正常近心端管腔（箭，D）

表2　MCA狹窄段外徑及外緣面積對MMD和ICAD的診斷效能

2.2一致性評價狹窄類型和狹窄段周圍側(cè)支血管組間重復性較好（Kappa=0.763、0.760，P<0.001），信號強度組間重復性一般（Kappa=0.712，P<0.001）。狹窄類型和狹窄段周圍側(cè)支血管和信號強度組內(nèi)重復性較好（Kappa=0.912、0.916、0.921，P<0.001）。

3　討論

MMD是亞洲年輕人繼ICAD之后引起MCA狹窄或閉塞的一個因素[6]。本研究顯示，MMD患者發(fā)病年齡較ICAD小，MMD與ICAD的首發(fā)臨床癥狀均以腦缺血為主，與既往研究[1,3,7]結(jié)果一致。CT血管成像、MRA及DSA等傳統(tǒng)血管檢查主要集中在血管腔，不能全面、可靠地顯示血管壁結(jié)構(gòu)，有時鑒別MMD與ICAD較困難。HR-MRI在顯示顱內(nèi)動脈管壁結(jié)構(gòu)并鑒別動脈狹窄的病因方面具有重要意義[7]。本研究顯示，與ICAD組相應病變部位比較，MMD組MCA狹窄段管腔外徑及面積小，呈向心性狹窄，管壁信號均勻，周圍側(cè)支血管增多；而ICAD組狹窄段管腔外徑及面積更大，呈偏心性狹窄，管壁信號混雜，且MCA狹窄段周圍側(cè)支血管比MMD組少見。

隨著癥狀性ICAD血管壁增厚或斑塊體積增大，正性重構(gòu)（血管壁向外膨脹性生長）會減輕斑塊體積造成的狹窄效應，引起血管腔代償性擴張、血管外徑及面積增大[8]。MMD通常表現(xiàn)為血管管腔外徑及面積較小。Takagi等[9]的一項尸體解剖組織病理學研究將MMD組的MCA平均厚度與無MMD組比較，結(jié)果顯示MMD組MCA管腔外徑更小。Kaku等[10]采用MRI三維穩(wěn)態(tài)分析MMD患者的血管，結(jié)果發(fā)現(xiàn)MMD組ICA和MCA主干外徑明顯小于對照組或ICAD組，提示血管縮窄性改變是MMD的一種重要病理現(xiàn)象。本研究顯示，ICAD組MCA狹窄段管腔偏心性狹窄和管壁信號不均勻，與上述ICA和冠狀動脈研究一致，并與近期采用HR-MRI研究MCA粥樣硬化狹窄分析[11-12]結(jié)果一致。MCA狹窄段不同的信號強度可能反映MMD和ICAD的組織病理學差異。動脈粥樣硬化的動脈壁特點是纖維包膜、脂質(zhì)沉積、炎癥鈣化、中心壞死、出血或其他異常[13]，上述改變均可以導致HR-MRI上管壁信號不均勻。本研究中，MCA斑塊內(nèi)T1、T2壓脂高信號，提示斑塊內(nèi)出血改變[14-15]。MMD組MCA狹窄段管腔向心性狹窄、管壁信號均勻。MMD組織病理學檢查提示受累動脈細小、內(nèi)皮細胞增生、內(nèi)膜明顯增厚，內(nèi)彈力層均勻增厚而致使動脈管腔向心性狹窄或閉塞。中膜平滑肌層萎縮、薄弱與部分消失。光鏡下顯示內(nèi)彈力板破壞重的部位平滑肌層完全消失、內(nèi)膜增厚，且動脈壁內(nèi)無明顯脂質(zhì)沉積，血管外膜無明顯病理改變[3]，可能是MMD受累動脈管壁信號均勻所致。

本研究中，MMD組MCA狹窄段周圍側(cè)支血管增多，提示煙霧血管形成。MMD病程中腦血管新生和側(cè)支循環(huán)形成貫穿始終。隨著MMD的進展，ICA末端由狹窄至閉塞，并向其近端擴展，腦血流動力學紊亂加重和剪切力增加促進了側(cè)支循環(huán)的出現(xiàn)與開放。這些煙霧狀血管網(wǎng)起自頸內(nèi)動脈或基底動脈末端閉塞段近側(cè)，主要來自豆紋動脈、脈絡膜前動脈，在基底節(jié)和內(nèi)囊部位形成廣泛的血管網(wǎng)進入MCA供血區(qū)[3]。ICAD組MCA狹窄段周圍血管較少，這與其狹窄或閉塞后側(cè)支循環(huán)開放有關(guān)，其側(cè)支循環(huán)血管可以來自硬膜內(nèi)、硬膜及硬膜外血管，分為原發(fā)性側(cè)支循環(huán)（Willis環(huán)）和繼發(fā)性側(cè)支循環(huán)（皮質(zhì)軟腦膜支吻合、腦外代償?shù)龋蔍CAD組MCA狹窄段周圍較少出現(xiàn)細小血管。

本研究中，11例ICAD患者MCA表現(xiàn)為向心性狹窄且外緣管徑減小，這部分ICAD患者表現(xiàn)為負性重構(gòu)（血管外徑向內(nèi)縮窄性生長）加重管腔狹窄。4例MMD患者表現(xiàn)為管腔偏心性狹窄，3例管壁信號不均勻。Yamashita等[16]的MMD組織病理學研究報道主要動脈的內(nèi)膜偏心性增厚，因此存在一種可能性，即部分早期MMD患者表現(xiàn)為偏心性狹窄，最后發(fā)展成向心性狹窄。煙霧狀血管是過度生長和擴張的深穿支，易發(fā)生血管壁纖維蛋白沉積、彈力層斷裂、中膜變薄、微動脈瘤形成等不同的病理變化，從而繼發(fā)血栓形成或出血，導致HR-MRI上管壁信號混雜。因此，由本研究可見，MMD與ICAD在狹窄段血管外徑、狹窄類型、信號強度及狹窄段周圍側(cè)支血管方面存在重疊，提示有時單獨依靠HR-MRI對MMD與ICAD的鑒別診斷有一定的難度。Ryoo等[4]研究顯示，不管MMD癥狀表現(xiàn)如何，MMD患者HR-MRI表現(xiàn)為雙側(cè)ICA遠端及MCA近端管壁向心性強化。而多數(shù)ICAD患者中，癥狀性ICAD表現(xiàn)為MCA狹窄段和ICA遠端偏心性局灶性強化，無癥狀性ICAD血管壁一般不強化。這種影像學表現(xiàn)差異有助于兩者的鑒別診斷。MMD的血管壁強化機制可能與內(nèi)皮細胞及血管平滑肌細胞增殖有關(guān)，ICAD的血管壁或斑塊的強化機制可能與新生血管形成和炎癥因子沉積有關(guān)。

本研究的局限性為：①缺乏組織病理學與HRMRI結(jié)果的相互關(guān)系，未來需縱向前瞻性研究包括組織病理學分析；②本研究未對MMD和繼發(fā)于ICAD的煙霧綜合征進行HR-MRI比較，但所有的ICAD患者均有MCA中重度狹窄，部分患者表現(xiàn)為ICA末端狹窄或煙霧血管形成，因為煙霧綜合征繼發(fā)于ICAD，是ICAD的高級形式，而不是另外一種疾病，本研究可能有助于區(qū)分MMD和繼發(fā)于ICAD的煙霧綜合征；③研究對象的納入非連續(xù)性，可能存在選擇性偏倚。

總之，HR-MRI顯示，MMD較癥狀性ICAD狹窄段管腔外徑及外緣面積更小，向心性狹窄或閉塞，管壁信號均勻及狹窄段周圍側(cè)支血管增多。這種獨特的影像學表現(xiàn)有助于對MMD病理機制的理解以及其與ICAD的鑒別，為顱內(nèi)動脈狹窄的病因?qū)W診斷提供了新思路。

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（本文編輯張春輝）

Chinese Journal of Medical Imaging 2016 Volume 24(2): 86-90

Differentiation Between Moyamoya Disease and Intracranial Atherosclerosis by Using High Resolution MRI

【Abstract】Purpose Intracranial atherosclerotic disease (ICAD) and moyamoya disease (MMD) are two common causes of middle cerebral artery (MCA) occlusion. Although they have different vascular wall pathologies, it seems difficult to differentiate MMD from ICAD in some situations by using conventional vessel imaging techniques. This study aims to compare the vessel wall imaging findings of MMD and ICAD on high resolution magnetic resonance imaging (HR-MRI) so as to explore the differential diagnostic value of HR-MRI in MMD and ICAD. Materials and Methods Forty-two patients with MMD and 107 patients with ICAD were recruited and underwent HR-MRI examination. The size and diameter of the outer stenotic vessel wall of MCA, stenotic type (concentricity or eccentricity), signal intensity (homogeneous or heterogeneous) and stenotic segment collateralization were compared between the two groups. The outer diameter and area of the stenotic vessel wall were analyzed with a receiver operating characteristic (ROC) curve. Results The MMD group displayed a smaller outer diameter and area in the stenotic portion than ICAD group [(1.77±0.42) mm, (2.71±1.62) mm2for MMD vs. (3.02±0.31) mm, (7.25±1.49) mm2]for ICAD; the area under curve of the ROC was 0.982 and 0.963 respectively, P<0.001). The MMD group had 38 cases with concentric lesions and the ICAD group had 96 cases with eccentric lesions; 39 cases in the MMD group showed homogeneous signal intensity and 91 cases in the ICAD group were heterogeneous; and focal MCA stenotic segment collateralization in diseased areas was more frequently seen in the MMD group (88.1% in MMD vs. 9.3% in ICAD); all the differences were significant (χ2=87.89, 78.60 and 86.62, P<0.001). Conclusion The HR-MRI findings show that MMD is associated with smaller diameter of outer stenotic segment wall, homogeneous signal intensity, and concentric occlusive lesions with more stenotic segment collateralization, compared with symptomatic ICAD, which proves that HR-MRI is useful in differentiating MMD from ICAD and provides a new approach for intracranial artery stenosis etiological diagnosis.

【Key words】Moyamoya disease; Intracranial arteriosclerosis; Magnetic resonance angiography; Diffusion weighted imaging; Diagnosis, differential

收稿日期：2015-08-10

中圖分類號

基金項目

通訊作者肖新蘭

Doi：10.3969/j.issn.1005-5185.2016.02.002