顱內動脈粥樣硬化斑塊高分辨率磁共振成像研究進展

顱內動脈粥樣硬化是缺血性卒中的主要原因[1]。亞洲人群，特別是中國人動脈粥樣硬化更易累及顱內動脈，尤其以大腦中動脈受累最常見[2]。腦缺血事件的發(fā)生主要取決于顱內動脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性。目前對于顱內動脈粥樣硬化斑塊的評價正逐漸成為研究熱點。本文重點論述基于高分辨率磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）的顱內動脈粥樣硬化斑塊成像的研究進展。

1 高分辨率磁共振成像歷史展望

最初利用MRI對血管成像是取自于手術切除下來的髂動脈粥樣硬化段，這些研究提供了動脈粥樣硬化斑塊組成和MRI信號特點間的關系[3-4]。隨后，Naghavi等通過血管壁成像研究了胸主動脈夾層動脈瘤的管壁厚度[5]。1990年，Edelman等分析了頸動脈粥樣硬化性疾病的黑血和亮血成像技術，發(fā)現(xiàn)黑血成像在評估血管狹窄上精確性更高，更有優(yōu)勢。自此以后，研究多重點關注斑塊組成特點及MRI信號表現(xiàn)，對動脈粥樣硬化的評價不再僅局限于動脈狹窄[6]。

1995年，Aoki團隊進行了通過MRI評價顱內血管管壁的第一項研究，該團隊研究了顱內動脈頸內段和椎動脈的管壁強化和年齡的關系，結果顯示，隨著年齡增加，血管壁強化的程度有增加的趨勢[7]，這種關聯(lián)被認為與動脈粥樣硬化進展有關[8]。2003年，Naghavi等介紹了主要針對頸動脈不穩(wěn)定斑塊的模型，證明特定的斑塊成分可以導致患者的臨床癥狀進展，結局表現(xiàn)為血栓形成和栓塞[9]。

目前研究認為，除血管管腔狹窄外，動脈粥樣硬化斑塊組成，包括纖維帽的存在與狀態(tài)、斑塊內出血、脂質核心的存在與體積、新生血管、斑塊潰瘍、斑塊破裂等均可能是目前或未來血管事件的標志[10-12]。但目前這些因素在顱內動脈粥樣硬化斑塊的研究中尚顯不足，缺乏足夠的病理標本對照[13]。血管并不會狹窄，傳統(tǒng)血管成像也很難發(fā)現(xiàn)這種病變[18]。因此，近年來關于血管管腔的研究正逐漸成為熱點，高分辨率MRI黑血成像目前發(fā)展迅速，已經廣泛用于頸動脈不穩(wěn)定斑塊的鑒定[19-23]。顱內血管高分辨率MRI已經在探測病變區(qū)域斑塊特點上顯示出了初步可行性。該技術通過抑制血管內血液和血管外腦脊液信號，形成足夠的信號噪聲比（signal-to-noise ratio，SNR），提高空間分辨率，可以使血管壁結構得到清晰顯示[24]。相較于傳統(tǒng)的2維MRI，3維血管壁成像的應用正逐漸增多。3維成像可增加掃描的覆蓋面積，可以在各個方向重復掃描，進而能更加清楚地顯示血管壁病變[25]。楊萬群、張雪鋒等的研究均證明了在判斷大腦中動脈病變區(qū)域管壁面積、斑塊體積及斑塊成分上，高分辨率MRI已經顯示出了良好的可行性[26-27]。

2 顱內動脈粥樣硬化斑塊成像技術的可行性

目前評估血管病變最常用的檢查方式包括計算機斷層掃描血管造影（computed tomography angiography，CTA）、磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA）和數(shù)字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA），但這些檢查方式在血管管腔的評價上均存在局限性，如在鑒別顱內動脈粥樣硬化與血管炎、動脈夾層、煙霧病等病變方面困難較大[14-17]。此外，由于血管陽性重構的存在，部分患者動脈粥樣硬化的

3 斑塊成像研究進展

3.1 磁共振成像常用序列對斑塊成分的識別目前高分辨率MRI圖像有多個序列，不同序列對管壁顯像重點不同。多個圖像序列對比可以更全面地評估血管壁信號特點，增加診斷的準確性[28]。常用序列包括利用白血技術的3維時間飛躍序列（3D time of flight，3D-TOF）及黑血的T1序列（T1-weighted imaging，T1WI）、T2序列（T2-weighted imaging，T2WI）、質子序列（proton density weighted imaging，PDWI）、磁化準備快速梯度回波序列（magnetization prepared rapid gradient echo，MP-RAGE）、T1強化序列（T1contrast enhanced weighted imaging，T1+C）[29]。

TOF序列通過增強血流的信號強度，提高了血流與周圍血管壁的信號對比強度，可較好地分辨頸動脈斑塊表面鈣化與纖維帽[30]。顱內動脈由于管腔更細，纖維帽難以顯示，此序列多用于觀察顱內動脈有無狹窄。

有研究認為T1WI適合判斷斑塊內出血，斑塊高信號提示斑塊內出血的特異性為84%，敏感性為84%[13]。PDWI序列上管壁和管腔形成很高的對比，更適合對粥樣硬化斑塊進行量化分析[31]。目前認為，T2WI序列中斑塊邊緣高信號代表纖維帽，在斑塊外高信號區(qū)域代表富含泡沫狀巨噬細胞和黏多糖的組織。脂質核心在T1WI多表現(xiàn)為不同的中到高信號區(qū)域，低信號多位于斑塊周圍非脂質核心區(qū)域；脂質在T2WI序列多為低到中等信號強度，高信號多出現(xiàn)在斑塊近心端及血管分叉處，但仍缺乏病理研究對其進行驗證[32]。T2WI可以看作是T1WI的補充序列，兩個序列聯(lián)合分析可以增加病變診斷的敏感性和特異性[21]。T1WI、T2WI和PDWI這3個序列是目前高分辨率MRI最常用的序列。

MP-RAGE序列對斑塊內出血較為敏感，目前認為出血在此序列上表現(xiàn)為高信號，此序列可以清楚地區(qū)分斑塊內出血與脂質核心[33]。T1+C序列主要用于分析斑塊內炎癥、新生血管和厚纖維帽成分，目前認為上述病變在該序列表現(xiàn)為高信號，斑塊在該序列的高信號表明斑塊不穩(wěn)定，有較大的破裂風險，尚需病理研究進一步檢驗[34-36]，目前認為鈣化在各序列均呈信號[37]。

3.2 斑塊分布 最近研究表明，穿支動脈閉塞所致腦梗死在血管造影未見狹窄時，高分辨率MRI更容易發(fā)現(xiàn)動脈粥樣硬化斑塊，多見于大腦中動脈及基底動脈[38]。大腦中動脈的斑塊分布在預測癥狀嚴重性及卒中類型上非常重要，Yoon認為大腦中動脈上壁斑塊與深部梗死灶有關，可能是與上壁斑塊容易阻塞豆紋動脈開口有關[39]。多數(shù)大腦中動脈斑塊位于穿支開口對側。基底動脈斑塊多位于腹側壁。通過高分辨率MRI可以明確斑塊的分布，可以更好地指導介入手術，降低術后并發(fā)癥[40]。顱內其他動脈斑塊分布規(guī)律仍有待更多研究證實。斑塊分布可能是預測卒中癥狀出現(xiàn)的重要因素，但尚需更多研究證實[41]。

3.3 斑塊強化 動脈粥樣硬化斑塊強化被認為與斑塊內新生血管生成有關，許多研究認為斑塊強化與急性缺血性卒中密切相關，是斑塊穩(wěn)定性的標志[7，14，42]。然而實際上斑塊強化與急性缺血性卒中的關系受多種因素的影響。Ryu等的研究認為狹窄程度而非斑塊強化是缺血事件的獨立預測因素[43]。此外，Kim等的研究認為斑塊強化與癥狀性顱內動脈硬化患者卒中復發(fā)相關[44]。

3.4 斑塊鈣化 鈣化對顱內動脈粥樣硬化斑塊的影響仍存在爭議。冠狀動脈斑塊和頸動脈斑塊的研究顯示斑塊鈣化可以促進斑塊穩(wěn)定[45-46]。關于顱內動脈粥樣硬化性斑塊，Chen等人的尸檢研究并未發(fā)現(xiàn)顱內動脈斑塊鈣化與缺血性卒中之間存在關系[47]。由于缺乏充足的客觀證據(jù)，目前仍不能確定斑塊鈣化與斑塊穩(wěn)定性之間的關系。

3.5 顱內動脈粥樣硬化斑塊定量評價

3.5.1 斑塊負荷 斑塊負荷被認為是與斑塊易損性有關的重要因素之一，因為它可直接反映動脈粥樣硬化病變的演變，斑塊負荷越大，斑塊越不穩(wěn)定。管壁厚度、管壁面積（體積）是斑塊負荷常用的評價指標[48]。

3.5.2 斑塊形態(tài) 目前，對于斑塊形態(tài)進行量化的指標主要包括：斑塊面積、斑塊體積、管腔面積、管壁面積、最大管壁厚度及重構指數(shù)等[49-51]。徐蔚海認為癥狀性大腦中動脈狹窄病變區(qū)域有更大的管壁面積，更高的血管重構指數(shù)；有研究[52-53]認為癥狀性大腦中動脈狹窄病變區(qū)域血管重構指數(shù)更高，斑塊表面更不規(guī)則。此外，楊文杰[54]認為斑塊向心性和偏心性或許與斑塊破裂無關，仍需要更多影像數(shù)據(jù)去驗證。

3.5.3 血管重構 高分辨率MRI加深了對顱內動脈粥樣硬化的認識，通過高分辨率MRI可以看到有的嚴重的顱內動脈粥樣硬化可能不會導致管腔狹窄。一項法國的尸檢研究顯示，62%死于缺血性卒中的患者患有顱內動脈粥樣硬化，但其中只有約半數(shù)患者可以發(fā)現(xiàn)明顯的影像學狹窄[55]。粥樣硬化病變初期，通過血管重構可以保持管腔在正常范圍，但是管壁卻急劇增厚，這增加了顱內動脈粥樣硬化斑塊的破裂風險；陽性重構血管較之陰性重構血管更可能發(fā)生血管事件[4]。癥狀性狹窄處血管陽性重構明顯多于陰性重構[52-53]。

4 局限性及未來發(fā)展趨勢

高分辨率MRI可以作為顱內動脈病變診斷和鑒別方面的良好補充，該技術憑借對血管壁的顯示可以提高疾病診斷的特異性，也可以診斷普通血管成像難以發(fā)現(xiàn)的非血管狹窄疾病和腦小血管病，還可以用來評價治療的遠期療效。

目前顱內血管高分辨率MRI多集中在頸內動脈末端，大腦中動脈M1段和基底動脈，由于掃描線圈的限制，一次掃描難以確定顱內所有大血管病變的情況。此外，由于顱內血管迂曲，重建高分辨率圖像顯示斑塊時可能會導致測量誤差。此外，高分辨率MRI掃描時間較長，花費較高，也限制了其廣泛應用。斑塊的成像依賴于血管壁的成像，目前發(fā)展迅速。一些研究機構目前已經將血管壁成像評估納入臨床檢查常規(guī)成像方案里，但是目前血管壁成像研究雖有廣泛應用的趨勢，但未得以規(guī)范。未來圖像質量還需要進一步優(yōu)化。目前的研究表明，特定人群中，血管壁成像可以提供比普通檢查更高的價值，但是量化這些檢查信息仍然需要更多深入的研究。未來研究重點在評價斑塊的易損性，從而使斑塊成像更好地指導治療及隨訪。這將大大地有利于患者的個體化治療，同時也更有助于闡述顱內動脈粥樣硬化疾病的病理、生理學機制。

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【點睛】本文對高分辨率磁共振成像在顱內動脈粥樣硬化斑塊成分、管壁重構等對缺血性卒中有重要影響的特點方面的研究進行了概述。