煙霧病及腦動脈粥樣硬化相關(guān)大腦中動脈狹窄的高分辨力MRI研究進展

杜佳晨 王 芳

煙霧病及腦動脈粥樣硬化相關(guān)大腦中動脈狹窄的高分辨力MRI研究進展

杜佳晨1王 芳2*

高分辨力MRI技術(shù)是一種無創(chuàng)傷、無輻射的檢查方法，能夠顯示器官的細微結(jié)構(gòu)，直觀地顯示動脈管壁及管腔的形態(tài)特征，成為評價大動脈病變較為成熟的影像檢查方法。但由于大腦中動脈管腔直徑小，且病理標本不易獲取，高分辨力MRI在大腦中動脈的應(yīng)用較少，就高分辨MRI在煙霧病和腦動脈粥樣硬化相關(guān)大腦中動脈狹窄的應(yīng)用及其相關(guān)病理學機制進行綜述。

高分辨磁共振成像；煙霧??；腦動脈粥樣硬化；病理學

Int J Med Radiol，2016，39（6）：612-614；632

大腦中動脈狹窄或閉塞是導(dǎo)致短暫性腦缺血發(fā)作和/或卒中的重要原因，腦動脈粥樣硬化和煙霧病是導(dǎo)致大腦中動脈狹窄和/或閉塞的常見疾病。另外，煙霧病的診斷需要除外腦動脈粥樣硬化及其他能引起相似腦血管改變的疾病[1]。傳統(tǒng)的影像檢查方法如DSA、CTA、MRA、TCD等只能顯示血管管腔的狹窄，不能顯示血管管壁的形態(tài)，更不能分析斑塊的成分，很難區(qū)別DSA、CTA或MRA上表現(xiàn)相似的腦血管病變[2]。研究表明高分辨力MRI（high resolution MRI,HR MRI）對于觀察大腦中動脈管壁、管腔、管腔內(nèi)有無斑塊及斑塊的成分可重復(fù)性較高[2-4]。本文就HR MRI技術(shù)在腦動脈粥樣硬化及煙霧病相關(guān)大腦中動脈狹窄的應(yīng)用進行綜述，旨在闡明大腦中動脈狹窄的HR MRI表現(xiàn)及可能的病理學機制。

1 HR MRI

血管壁的形態(tài)學改變?yōu)榧膊〉脑\斷提供重要的依據(jù)，正常腦血管管壁很薄，傳統(tǒng)的影像檢查很難顯示，HR MRI克服了這一不足，可以顯示管壁的邊界，且能去除管腔內(nèi)血液及血管周圍腦脊液信號的干擾。HR MRI多采用黑血技術(shù)，即預(yù)飽和技術(shù)，是指在血流進入成像容積前，施加一個飽和射頻脈沖使血流飽和，當其流入成像容積時再施加射頻脈沖，被預(yù)飽和的血流縱向磁化矢量很小，幾乎不產(chǎn)生MR信號，血流呈黑色，而周圍組織呈高信號，從而獲取血管管壁及靜態(tài)組織的高對比影像[5]。

HR MRI包括T1WI、T2WI及質(zhì)子加權(quán)像（proton density weighted imaging，PDWI）等多個掃描序列[5]。不同的序列可以有針對性地觀察動脈管壁、管腔、斑塊的形態(tài)、成分及管腔狹窄部位周圍側(cè)支循環(huán)的情況。如T1WI序列觀察血管強化前后的影像、斑塊內(nèi)出血及血管狹窄部位周圍側(cè)支循環(huán)的形成較好[4,6]；T2WI及PDWI序列對管壁的邊界、斑塊內(nèi)的脂核及纖維帽顯示較好[7-8]。頸內(nèi)動脈斑塊的影像-病理學對照研究顯示多MR序列相結(jié)合顯示管壁、管腔及斑塊的形態(tài)、成分得到研究者的一致認可[8-9]。研究表明腦動脈粥樣硬化斑塊與頸動脈斑塊的HR MRI表現(xiàn)相似[10-11]。

2 HR MRI在煙霧病和腦動脈粥樣硬化相關(guān)大腦中動脈狹窄的應(yīng)用

與傳統(tǒng)腦血管成像檢查相比，HR MRI能夠較清楚地顯示血管管壁有無增厚及管壁增厚的方式（向心性或偏心性），管腔有無狹窄及管腔狹窄的程度，管腔內(nèi)有無斑塊及斑塊的位置、形態(tài)、信號、增強掃描管壁、斑塊的異常強化等，從而判別大腦中動脈狹窄的可能原因，如煙霧病、腦動脈粥樣硬化、血管炎等[2，5，7]。研究表明HR MRI對煙霧病的診斷準確度與DSA相似，HR MRI顯示頸內(nèi)動脈遠段或大腦中動脈管壁向心性強化的敏感度為90.6%，顯示狹窄部位管壁變薄的敏感度為93.8%，兩者均顯示的敏感度為84.4%，證實其可以無創(chuàng)性診斷煙霧病[12]。HR MRI可以運用軟件手動測量斑塊的體積，通過分析斑塊體積、斑塊信號（如高信號代表出血或脂核）及強化方式（如動脈粥樣硬化病人管壁偏心性強化、煙霧病病人不強化或均勻一致強化），評價腦動脈粥樣硬化的動態(tài)演變、抗動脈粥樣硬化藥物的治療效果及煙霧病病人管壁的病理學改變[5,7,13]。HR MRI可以觀察急性腦血管事件發(fā)生時管腔、管壁及斑塊成分的變化，作為臨床風險評估的工具及觀察疾病活動的指標，也可以作為探索腦血管狹窄的病因及疾病進展機制的研究工具[5,13-14]。

3 煙霧病和腦動脈粥樣硬化相關(guān)大腦中動脈狹窄的HR MRI表現(xiàn)及病理機制

3.1 煙霧病相關(guān)大腦中動脈狹窄的HR MRI表現(xiàn)及病理機制1957年煙霧病首次由日本報道，1969年由SUZUKI和TAKAKU命名為Moyamoya（日語為煙霧的意思），是指頸內(nèi)動脈末端和/或大腦前動脈和或大腦中動脈起始端進行性狹窄或閉塞，并伴有顱底異常血管網(wǎng)形成，是一種原因不明的慢性腦血管病[15]。

3.1.1 煙霧病的HR MRI表現(xiàn)目前煙霧病診斷的金標準為DSA，但DSA只能觀察血管管腔的狹窄及煙霧狀血管的形成，不能評估管壁及管腔的形態(tài)學改變。HR MRI可直觀地顯示血管管壁、管腔及血管狹窄部位周圍側(cè)支循環(huán)的形成。煙霧病病人受累血管多表現(xiàn)為管腔均勻性變窄，管壁及管腔內(nèi)信號均勻，有研究者將其描述為大腦中動脈的“縮小”,狹窄血管周邊有大量小的側(cè)支循環(huán)血管形成，表現(xiàn)為顱底異常血管網(wǎng)[4,7,12]。HR MRI增強掃描顯示煙霧病病人動脈管壁無明顯強化，管腔均勻性變窄[4,16]。但Ryoo等[12]研究顯示煙霧病病人頸內(nèi)動脈末端呈均勻一致強化，推測可能為血管壁增生部分的強化。

3.1.2 煙霧病HR MRI表現(xiàn)的病理機制尸檢及組織病理學研究指出，相對于其他疾病所致的大腦中動脈狹窄，煙霧病病人的血管外徑、管壁面積及血管重建指數(shù)降低程度更為顯著[4,12,17]。越來越多的證據(jù)表明煙霧病病人受累血管的主要病理學改變?yōu)檠軆?nèi)膜增生致管腔狹窄或閉塞（主要是平滑肌細胞和內(nèi)皮細胞增生）及中膜重構(gòu)（主要是平滑肌細胞萎縮）[18-22]。Takagi等[22]對大腦中動脈M4段進行活組織病理學研究發(fā)現(xiàn)，煙霧病病人血管內(nèi)膜的平均厚度比對照組明顯增厚，而中膜平均厚度較對照組明顯變薄，且中膜的退化更為顯著。研究顯示煙霧病致血管進行性狹窄的過程中，管壁的總厚度沒有改變，動脈管壁的外膜可能增厚或無改變，但不會變薄，且煙霧病所致腦卒中與煙霧狀血管的狀態(tài)具有相關(guān)性[7]。上述研究結(jié)果可以解釋煙霧病病人受累動脈的HR MRI表現(xiàn)，即管腔均勻性變窄,但血管管壁沒有增厚。

3.2 腦動脈粥樣硬化相關(guān)大腦中動脈狹窄的HR MRI表現(xiàn)及病理學機制腦動脈粥樣硬化致穿支動脈閉塞、斑塊破裂及腦血流低灌注可能是引起短暫性腦缺血發(fā)作和/或卒中的主要原因[2,23]。傳統(tǒng)的影像檢查可以精確地測量管腔直徑并對管腔狹窄程度進行分級，但不能對血管狹窄的原因做出判斷，亦不能評價斑塊的成分及斑塊的穩(wěn)定性，故腦動脈粥樣硬化的診斷多不夠肯定。HR MRI能夠顯示管壁增厚，分析斑塊的成分，依據(jù)斑塊的形態(tài)及成分，對病人發(fā)生腦卒中的風險做出評價，從而更好地闡述腦動脈粥樣硬化所致腦缺血的病理生理學機制[11,14,23]。

3.2.1 腦動脈粥樣硬化的HR MRI表現(xiàn)腦動脈粥樣硬化可以導(dǎo)致大腦中動脈任何部位的管腔狹窄，以大腦中動脈M1和M2段多見[4,24]。HR MRI顯示大

腦中動脈管腔多呈偏心性狹窄；管腔內(nèi)可見斑塊；斑塊周圍的環(huán)形低信號表明斑塊位于管腔內(nèi)；斑塊多位于血管下壁、腹側(cè)，表面多不規(guī)則，呈低、等、高混雜信號或單一信號，T2WI多可見高信號[6,10,13,23]。研究表明大腦中動脈內(nèi)壁完整可能與纖維帽形成有關(guān)[6,13]。HR MRI增強掃描顯示大部分腦動脈粥樣硬化病人血管管壁及部分斑塊呈均勻強化，當平掃斑塊呈混雜信號時，增強后呈不均勻強化。還有研究[5-6]表明隨著腦血管事件發(fā)生間期的延長，管壁及斑塊強化程度逐漸減低。

3.2.2 動脈粥樣硬化HR MRI表現(xiàn)的病理機制頸動脈斑塊內(nèi)膜剝脫的病理結(jié)果與HR MRI對比研究表明，HR MRI可以識別斑塊成分，對斑塊內(nèi)出血、纖維帽及脂核檢出的特異度為74%～90%，敏感度為81%～90%[14]。有研究者[17,23]提出大腦中動脈粥樣硬化的病理學表現(xiàn)可能與冠狀動脈及頸動脈粥樣硬化相同，如動脈硬化管壁組織病理學改變有纖維帽、脂質(zhì)核、炎性細胞浸潤、鈣化、壞死核心及斑塊內(nèi)出血等；偏心性狹窄代表斑塊形成；斑塊信號不均代表斑塊含有不同的成分,斑塊內(nèi)的高信號代表斑塊內(nèi)出血或脂核。Trion等[25]研究表明動脈粥樣硬化病人動脈管壁的增厚與平滑肌細胞增生、細胞外基質(zhì)增多及鈣鹽沉積有關(guān)。早期研究表明冠狀動脈粥樣硬化血管重構(gòu)有兩種機制，分別是正性重構(gòu)和負性重構(gòu)。斑塊形成、血管向外延伸、管腔擴張即為正性重構(gòu)；負性重構(gòu)指管腔直徑變小[26]。研究表明顱內(nèi)動脈粥樣硬化血管重塑與上述表現(xiàn)一致。有癥狀病人以正性血管重構(gòu)為主，無癥狀病人以負性血管重構(gòu)多見；且有癥狀病人的斑塊較無癥狀病人更不穩(wěn)定，更容易破裂[7,10,23]。部分腦動脈粥樣硬化病人MRA顯示腦血管正常，但HR MRI提示管腔內(nèi)斑塊形成，其可能機制為血管發(fā)生了正性重構(gòu)[6-7,26]。

目前顱內(nèi)動脈管壁沒有滋養(yǎng)血管是公認的事實。多項研究表明隨著年齡的增長，血管近端有滋養(yǎng)血管形成，管壁強化可能與新生滋養(yǎng)血管形成、血管內(nèi)皮損傷致血管滲透性增高、對比劑攝取增加及巨噬細胞浸潤有關(guān)[13,27-28]。另有研究[6,29]表明斑塊的強化與纖維帽破裂有關(guān)，且得到了組織學的證實。

綜上所述，HR MRI能夠無創(chuàng)顯示大腦中動脈管壁、管腔及管腔內(nèi)斑塊，是評估大腦中動脈疾病病人卒中風險的重要手段。對于傳統(tǒng)影像表現(xiàn)相似的腦血管疾病，HR MRI在判斷病因、分析病理機制方面發(fā)揮著重要的作用。

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（收稿2016－07－15）

The developments of high resolution MRI in evaluating middle cerebral artery stenosis associated with moyamoya disease and intracranial atherosclerosis

DU Jiachen1,WANG Fang2.
1 Graduate School,Taishan Medical University,Taian 271000,China;2 Department of Radiology,Qilu Hospital of Shandong University

High resolution magnetic resonance imaging is a noninvasive and nonionizing imaging modality for showing fine structure of organs,and visually delineating morphological features of arterial lumen and wall.So far,high resolution magnetic resonance imaging has been maturely used to evaluate large artery disease.However,there are relatively few studies concerning the application of high resolution magnetic resonance imaging in evaluating middle cerebral artery, due to its small lumen diameter and the difficulty of obtaining histopathological specimen.In this review,we summarized the application of high resolution magnetic resonance imaging in evaluating middle cerebral artery stenosis associated with atherosclerosis or moyamoya disease and related pathological mechanisms.

High resolution magnetic resonance imaging;Moyamoya disease;Intracranial atherosclerosis; Pathology

10.19300/j.2016.Z4448

R445.2；R743

A

1泰山醫(yī)學院研究生部，泰安271000；2山東大學齊魯醫(yī)院放射科

王芳，E-mail:329571483@qq.com

*審校者

山東省重點研究計劃（2015GSF118135）