柏夏薇 吳昆華 * 孟迪
顱內(nèi)動脈夾層 (intracranial arterial dissection,IAD)又稱顱內(nèi)動脈剝離,指各種原因引起血管壁撕裂分層,裂口受到強(qiáng)有力的血液沖擊,循環(huán)血液通過裂口進(jìn)入其間隙,導(dǎo)致血管壁間剝離形成血腫[1-2]。IAD在東亞人群中發(fā)病率較高[3],是引起青中年人缺血性腦卒中和蛛網(wǎng)膜下腔出血的重要病因[4],以IAD為主要病因的卒中病人占所有病人的20%[5]。IAD有較高的致殘率及病死率,早期明確診斷至關(guān)重要[2]。迄今國內(nèi)外對IAD均未有統(tǒng)一的影像診斷及分型標(biāo)準(zhǔn)。目前診斷顱內(nèi)血管病變的影像技術(shù)主要包括數(shù)字減影血管造影(DSA)、CT血管成像(CTA)、磁共振血管成像(MRA)等,但這些技術(shù)雖可直接顯示血流情況,但只能間接反映血管腔及血管壁改變,對血管壁結(jié)構(gòu)顯示不清,對IAD的病因診斷存在不足。多項(xiàng)研究[6-7]表明,高分辨磁共振血管壁成像(high-resolution magnetic resonance vessel wall imaging,HRMR-VWI)技術(shù)可以清晰顯示顱內(nèi)動脈管壁,對IAD的影像特征顯示更加直觀。本文通過文獻(xiàn)回顧,主要介紹HRMR-VWI在對IAD研究中的狀況和相關(guān)進(jìn)展。
顱內(nèi)動脈的直徑小且走行迂曲,遠(yuǎn)端小動脈直徑甚至可<1 mm,故需要較高的空間分辨率,以清晰顯示毫米級別的微小病變[6]。HRMR-VWI以黑血成像序列為基礎(chǔ),通過施加預(yù)飽和脈沖抑制管腔內(nèi)血流信號,使管腔中低信號的血液與等信號血管壁形成明顯對比,從而能清晰描繪血管壁的形態(tài)學(xué)特征。MRI三維黑血序列不僅可以采用多平面重組(MPR)清晰顯示遠(yuǎn)端走行迂曲的小動脈,其具有的高分辨率還可以顯示<1 mm的微小病變(0.2~0.9 mm)[7]。此外,顱內(nèi)動脈Willis環(huán)周圍腦脊液對管腔外壁顯示有所影響,在某些情況下也需要抑制顱內(nèi)動脈周圍的腦脊液信號[6]。同時抑制血液和腦脊液,可使動脈內(nèi)外血管壁均可顯示。
目前,臨床上的血管壁成像技術(shù)多以黑血序列為基礎(chǔ),采用二維和三維成像技術(shù)。二維成像技術(shù)多采用快速自旋回波(FSE)序列獲得與血管管腔垂直的薄層短軸影像。三維成像技術(shù)則多采用可變反轉(zhuǎn)角度的FSE序列,與二維成像技術(shù)相比,三維成像掃描范圍更廣泛,可從多方位重建圖像,臨床應(yīng)用價值更廣泛。其中,3D可變聚焦翻轉(zhuǎn)角(variable refocusing flip angle sequences,VRFA)序列,由于其黑血的效果、快速的成像速度及高質(zhì)量的信噪比,近年來被廣泛應(yīng)用于各種動脈成像。
總體而言,不同公司所使用的技術(shù)在原理上并無差異,但在技術(shù)參數(shù)的應(yīng)用上略有不同,命名也各不相同,如西門子公司命名的可變翻轉(zhuǎn)角快速自旋回波(sampling perfection with application optimized contrast using different flip angle evolution,SPACE)序列,GE公司則稱其為3D快速自旋回波CUBE(3D fast spin echo-cube)序列,而飛利浦公司稱作容積采集各向同性快速自旋回波(volume isotropic turbo spin echo acquisition,VISTA)序列[6]。
2.1 IAD病變概述 IAD病變常見于頸內(nèi)動脈床突上段、大腦中動脈M1段、基底動脈及椎動脈顱內(nèi)段[8]。IAD病變的臨床癥狀常表現(xiàn)為枕部頭痛或頸部疼痛,如果不進(jìn)行治療可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的神經(jīng)功能損害。形成夾層的病因包括自發(fā)性、醫(yī)源性和創(chuàng)傷性損傷。IAD病變的病理學(xué)研究提示,該病的形成是一個動態(tài)的病理過程,血管內(nèi)壁撕裂后,血液在動脈壓的作用下進(jìn)入內(nèi)膜和中膜或外膜和中膜之間形成壁內(nèi)血腫,內(nèi)膜破裂會形成真假腔和內(nèi)膜瓣[8-9]。當(dāng)夾層累及內(nèi)膜和中膜時,會造成動脈管腔狹窄或閉塞,常引起缺血性腦卒中;若累及外膜下時,動脈壁向外膨出,形成瘤樣擴(kuò)張,破裂后常引起蛛網(wǎng)膜下腔出血[2]。缺血性腦卒中的IAD病人死亡率為0~17%,而蛛網(wǎng)膜下腔出血的IAD病人的死亡率則高達(dá)31%~50%,且容易引起再次出血[5]。
2.2 IAD病變的典型影像征象 IAD病變的典型影像征象主要有:①內(nèi)膜瓣;②雙腔征;③壁內(nèi)血腫;④動脈管腔改變。動脈夾層在HRMR-VWI上的典型征象表現(xiàn)見圖1。其中,內(nèi)膜瓣和雙腔征是IAD的直接征象,而壁內(nèi)血腫是IAD的典型征象[1]。影像學(xué)上發(fā)現(xiàn)內(nèi)膜瓣或雙腔征可作為IAD病變的診斷依據(jù)。多項(xiàng)研究[7,10]顯示,HRMRI對 IAD 病變中的直接征象(內(nèi)膜瓣、真假腔)有較高的檢出率,可以評估傳統(tǒng)成像方法無法確診的疑似IAD病變的病人。IAD影像特征如圖2所示。
圖1 動脈夾層在HRMR-VWI上的典型征象
圖2 IAD病人,男,43歲。A圖為MIP影像,示左側(cè)椎動脈及基底動脈重度狹窄。B、C圖為冠狀面及矢狀面HRMRI T1WI,左側(cè)椎動脈顱內(nèi)段及基底動脈見新月形壁內(nèi)血腫影。D圖為橫斷面HRMRI T1WI,基底動脈見雙腔征及高信號壁內(nèi)血腫。
內(nèi)膜瓣在T1WI黑血序列上呈等或高信號的瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)影,常位于血管腔內(nèi),但內(nèi)膜瓣厚薄及血流偽影均會影響內(nèi)膜瓣成像,因此進(jìn)一步優(yōu)化HRMRI序列的空間分辨率可提高內(nèi)膜瓣的檢出率。Han等[10]在研究中發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)T1WI上有91.4%病例可以檢測到內(nèi)膜瓣影,T2WI的檢出率為68.6%。Uemura等[11]對內(nèi)膜瓣的研究中應(yīng)用了優(yōu)化的非增強(qiáng)高分辨FSE序列,使用了較長的TR(6 000 s),從而增加了T2對比,使該序列對小病變的分辨力增強(qiáng),與傳統(tǒng)成像方法(MRI、CTA、DSA)對比,在高分辨 FSE 序列上可以清楚顯示3例病人的內(nèi)膜瓣和雙腔征,而這3例病人在傳統(tǒng)影像檢查模式中僅有2例發(fā)現(xiàn)了雙腔征。Woo等[12]的研究顯示三維質(zhì)子密度加權(quán)成像 (3D-proton-density weighted image,3D-PD)序列對內(nèi)膜瓣的檢出率為88.2%,高于三維改良運(yùn)動敏感驅(qū)動平衡預(yù)脈沖時間(3D-improved motion-sensitized driven equilibrium-preparation,3D-iMSDE-T1)序列增強(qiáng)前后的檢出率(29.4%和35.3%)。
雙腔征是診斷IAD的關(guān)鍵征象,通常呈現(xiàn)為真假腔[13]。真腔一般較小,呈類圓形;而假腔則較寬,有時假腔擴(kuò)張會壓迫真腔,致真腔變窄或閉塞[14]。由于血流速度和血流形式不同,真假腔內(nèi)血液信號各不相同。真腔血流速度較高,有流空效應(yīng),在黑血序列常呈低信號,亮血序列上呈高信號;假腔血流速度較慢,容易形成血液湍流與停滯,腔內(nèi)常形成血腫或血栓,信號常表現(xiàn)為不均勻,黑血序列上多呈高信號,亮血序列信號較真腔低[15]。然而,并不是所有病人都有明顯的內(nèi)膜瓣及雙腔征。有研究[16]顯示16例IAD病人的影像征象根據(jù)出現(xiàn)頻率依次為壁內(nèi)血腫、管腔狹窄、瘤樣擴(kuò)張和內(nèi)膜瓣,提示壁內(nèi)血腫及管腔改變更常見。Han等[10]也提出了相同的觀點(diǎn)。
壁內(nèi)血腫是指假腔內(nèi)血液凝結(jié)或積累的狀態(tài)[17],于T1WI上通常表現(xiàn)為受累動脈壁增厚,增厚的管壁邊緣可見新月形結(jié)構(gòu)的異常信號影,且真腔受壓移位。壁內(nèi)血腫在不同時期會表現(xiàn)為不同信號特征,急性期(<3 d)血腫內(nèi)含反磁性的氧合血紅蛋白,表現(xiàn)為T1WI上呈等或低信號、T2WI上呈等或低信號;亞急性期(3 d~2個月)血腫含順磁性的正鐵血紅蛋白,表現(xiàn)為T1WI上呈高信號、T2WI上呈高信號;慢性期(>2個月)血腫主要由含鐵血黃素構(gòu)成,表現(xiàn)為T1WI上呈等或低信號、T2WI上呈低信號。Han等[10]在對位于椎-基底動脈的IAD病變研究中發(fā)現(xiàn),壁內(nèi)血腫在T1WI和增強(qiáng)T1WI上最容易檢出。Heldner等[18]對IAD病變病人的壁內(nèi)血腫的動態(tài)變化進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)大部分病人在2周內(nèi)血腫體積增加,在隨后3個月的隨訪中,80%的病人中不再檢測到壁內(nèi)血腫,6個月后所有病人均沒有檢出壁內(nèi)血腫。
瘤樣擴(kuò)張是夾層動脈瘤最常見的征象之一,指擴(kuò)張血管外徑為正常血管的1.5倍[19]。有研究者[7]在對IAD病變的定量分析中發(fā)現(xiàn)瘤樣擴(kuò)張?jiān)谇昂笱h(huán)中存在顯著差異,后循環(huán)中瘤樣擴(kuò)張程度高于前循環(huán),且后循環(huán)中瘤樣擴(kuò)張更常見,推測可能與前后循環(huán)的不同撕裂機(jī)制有關(guān),前循環(huán)趨向于內(nèi)膜下撕裂,而后循環(huán)趨向于外膜下撕裂。多項(xiàng)研究[7,20]發(fā)現(xiàn),IAD病變的受累血管在增強(qiáng)HRMRI中可見管壁強(qiáng)化,提示夾層的發(fā)生可能與血管炎有關(guān)。
2.3 鑒別診斷與漏誤診原因分析 IAD病變通常需要與動脈粥樣硬化斑塊及原發(fā)性血管炎相鑒別。動脈粥樣硬化斑塊內(nèi)出血可在T1WI上表現(xiàn)為高信號,夾層中壁內(nèi)血腫也可表現(xiàn)為T1WI高信號,但I(xiàn)AD的壁內(nèi)血腫范圍較斑塊內(nèi)出血范圍廣,且由于其真腔較小,壁內(nèi)血腫面積常常更大,血管外徑??梢姅U(kuò)張;而斑塊內(nèi)出血累及范圍較小,其內(nèi)除高信號的出血影外,還能看到脂質(zhì)等其他斑塊成分,且管腔擴(kuò)張不明顯,需要對管徑進(jìn)行測量計(jì)算其壁厚指數(shù)[22]。IAD病變多可引起血管壁強(qiáng)化[20],呈血管炎樣改變,其強(qiáng)化程度多高于原發(fā)性血管炎,且多呈同心圓樣強(qiáng)化[23-24];而原發(fā)性血管炎的強(qiáng)化更為均勻,可表現(xiàn)為向心樣[24]。
León等[25]對101例缺血性腦卒中的病人進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)最常見的誤診病因是動脈夾層(65.2%)。當(dāng)血管走行迂曲或先天發(fā)育不良時,血管內(nèi)常形成血液湍流或滯留,黑血成像序列對血流信號抑制效果不佳,所產(chǎn)生的血流偽影會被誤認(rèn)為是內(nèi)膜瓣,造成對IAD的誤診[21]。IAD中內(nèi)膜瓣征象在多方位均顯示清晰,且增強(qiáng)掃描可見強(qiáng)化;而血流偽影常僅在一個方位顯示,且增強(qiáng)掃描無強(qiáng)化。此外,當(dāng)IAD形成動脈瘤樣擴(kuò)張時,擴(kuò)張的假腔壓迫真腔,導(dǎo)致血管管腔完全閉塞,無法顯示雙腔征及內(nèi)膜瓣影,導(dǎo)致對夾層的漏診。腦脊液與亞急性期壁內(nèi)血腫在T2WI上均可呈高信號,兩者在T2WI上有時無法鑒別,易造成對夾層的誤診、漏診。需結(jié)合T1WI的信號特點(diǎn)來鑒別兩者,腦脊液在T1WI上呈低信號,亞急性期壁內(nèi)血腫呈高信號。
對于可疑IAD的病人可以使用3D黑血成像技術(shù),多方位重建觀察病變血管管腔及管壁,確保病變可以在每個方位均清晰顯示,結(jié)合多個序列觀察各組織信號特點(diǎn)可減少漏誤診率,提高診斷率。Cho等[26]報道了2例由3D HRMR-VWI發(fā)現(xiàn)的小腦后下動脈夾層,經(jīng)重建后病變管腔的內(nèi)膜瓣清晰顯示,提示多方位重建有助于減少遠(yuǎn)端小動脈夾層的漏診與誤診。Choi等[27]對102例病人進(jìn)行3D-iMSDE-T1掃描,重建橫斷面、冠狀面和矢狀面,將基于2DHRMRI的診斷與3D-iMSDE-T1診斷進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)3D-iMSDE-T1對IAD的診斷效能高于2DHRMRI。
2.4 臨床意義 IAD的病理征象與臨床表現(xiàn)及預(yù)后密切相關(guān),而HRMR-VWI可以無創(chuàng)地發(fā)現(xiàn)血管壁內(nèi)的微小變化,對IAD征象的檢出率高于傳統(tǒng)的血管成像技術(shù)[11,19],有助于提高該病診斷的準(zhǔn)確率。
此外,HRMR-VWI有助于了解夾層的分期及轉(zhuǎn)歸。Heldner等[18]應(yīng)用HRMRI對壁內(nèi)血腫的動態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)不同時期的血腫信號不同,提示其有助于對夾層病變進(jìn)行臨床分期。Saito等[28]通過HRMR-VWI對夾層管壁強(qiáng)化程度的定量分析,發(fā)現(xiàn)夾層管壁強(qiáng)化程度同樣有助于夾層的分期。Park等[29]對未破裂的椎動脈夾層進(jìn)行定量分析,發(fā)現(xiàn)從急性期階段到慢性期階段,病人的內(nèi)膜瓣、雙腔、瘤樣擴(kuò)張(最大外徑、最大壁厚、壁厚指數(shù)和重塑指數(shù))、壁內(nèi)血腫信號強(qiáng)度和血管壁增強(qiáng)情況均有所改善。另一項(xiàng)研究[30]對312例缺血性腦卒中病人隨訪發(fā)現(xiàn),單純夾層病人的腦血管病復(fù)發(fā)率低于動脈粥樣硬化病人,且單純夾層病人血管狹窄改善比動脈粥樣硬化病人更常見。
總之,HRMR-VWI不僅提高了IAD病變的檢出率,對于已經(jīng)確診的病人,可以通過HRMR-VWI隨訪及動態(tài)觀察顱內(nèi)動脈夾層管壁、管腔變化規(guī)律,有助于全面了解疾病的病理生理及轉(zhuǎn)歸,為尋找病因、臨床分期、個體化治療及評價預(yù)后提供依據(jù)。
IAD病變是引起青中年人缺血性腦卒中和蛛網(wǎng)膜下腔出血的重要病因,需要臨床盡早做出明確診斷。HRMR-VWI不僅能夠在活體中無創(chuàng)性直接顯示血管壁病變,也可通過隨訪及動態(tài)觀察已確診的病人的管壁病變轉(zhuǎn)歸,這在常規(guī)成像中是無法檢測到的。在未來的研究工作中,還可以結(jié)合影像組學(xué)和人工智能等新技術(shù),進(jìn)一步深入研究IAD病變的特征性,結(jié)合臨床特點(diǎn)及影像特征,提高診斷敏感度,更好地制定個體化治療方案及評價預(yù)后,提高治療效果。