高分辨磁共振管壁成像在顱內(nèi)動脈夾層中的應(yīng)用價(jià)值

陸艷，李勇剛

動脈夾層是指動脈內(nèi)膜撕脫導(dǎo)致壁內(nèi)血腫的形成，當(dāng)累及內(nèi)膜與中膜時(shí)，導(dǎo)致血管管腔狹窄或閉塞，若累及外膜下時(shí)，動脈壁膨出，可形成夾層動脈瘤[1]。自發(fā)性顱內(nèi)血管夾層動脈瘤少見，然而東亞人群有著較高的發(fā)生率[2]，椎基底動脈夾層動脈瘤是最常見的類型[3]。顱內(nèi)血管夾層動脈瘤是導(dǎo)致青中年卒中較常見的原因[4]，因此，早期診斷顯得尤為重要。目前常用的血管成像有數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)、CT血管造影(computed tomography angiography，CTA)、磁共振血管成像(magnetic resonance angiography，MRA)等，DSA一直是診斷顱內(nèi)動脈夾層(intracranial arterial dissection，IAD)的金標(biāo)準(zhǔn)。它的最大優(yōu)勢在于顯影快，能全程動態(tài)觀察血管管腔的顯影狀況，但不能進(jìn)行橫斷面成像，無法顯示管壁、血腫、內(nèi)膜等結(jié)構(gòu)，這在一定程度上造成了假陰性[5]。高分辨磁共振管壁成像(high-resolution magnetic resonance imaging，HR-MRI)是利用磁共振原理抑制血管內(nèi)流動血液信號獲取血管壁等靜態(tài)組織圖像的一種成像方法，能夠?qū)用}血管壁病變的形態(tài)和成分進(jìn)行評估，它將提供額外的診斷價(jià)值[6]。3.0 T的HR-MRI結(jié)合DSA提供清晰的血管壁特征和準(zhǔn)確評估顱內(nèi)動脈夾層的血管腔，兩者結(jié)合起來對于理解IAD的潛在病理狀態(tài)和指導(dǎo)臨床治療是非常有用的[7]。本文將對高分辨磁共振管壁成像在顱內(nèi)動脈夾層中的應(yīng)用作簡要綜述。

1 高分辨率磁共振血管壁成像技術(shù)

由于顱內(nèi)血管管徑細(xì)小、走行深而扭曲、管壁較薄，因此顱內(nèi)血管管壁成像較顱外血管挑戰(zhàn)更大[8]，對技術(shù)條件的要求更嚴(yán)格。

磁場強(qiáng)度的選擇基于足夠的空間分辨率、良好的信噪比及合適的檢查時(shí)間等要求，且顯示顱內(nèi)動脈分辨率應(yīng)至少達(dá)到1 mm，1.5 T或3.0 T的設(shè)備可以滿足[9-10]，3.0 T也是目前研究中最普遍的。近10年來7.0 T也逐漸被應(yīng)用，但仍未普及[9]，在7.0 T磁共振上利用磁化預(yù)備的反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速自旋回波序列可以描述顱內(nèi)血管管壁及其病理學(xué)特征[11]。

高分辨磁共振顱內(nèi)管壁成像主要通過抑制血流信號以及Willis環(huán)血管周圍腦脊液信號實(shí)現(xiàn)[8]。文獻(xiàn)中大多數(shù)研究使用二維(two-dimensional，2D)黑血成像技術(shù)，但近年來三維(three-dimensional，3D)黑血技術(shù)運(yùn)用越來越廣泛。三維成像采集效率和信噪比較高，還可以實(shí)現(xiàn)各向同性分辨率采集等。

三維黑血技術(shù)包括黑血雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)(double inversion recovery，DIR)、運(yùn)動致敏驅(qū)動平衡(motion-sensitized driven equilibrium，MSDE)或改進(jìn)的運(yùn)動致敏驅(qū)動平衡(improved motion-sensitized driven equilibrium，iMSDE)以及變延遲進(jìn)動定制激發(fā)(delay alternating with nutation for tailored excitation，DANTE)等[10，12]。雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)黑血成像(double inversion recovery black blood imaging，DIR-BBI)應(yīng)用改善的自旋回波序列反轉(zhuǎn)脈沖抑制流動的血流以呈現(xiàn)黑血，并提供了對腔內(nèi)病變檢測的高度敏感性，它還提供了優(yōu)異的血管壁空間和組織對比分辨率，可以更好地檢測壁增厚和出血。MSDE或iMSDE在采集成像之前使用預(yù)備的90°和180°翻轉(zhuǎn)角射頻脈沖，比雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)具有更短的準(zhǔn)備時(shí)間和更大的覆蓋范圍，然而，這可能導(dǎo)致在準(zhǔn)備期間的信號損失和血液或腦脊液信號的不完全抑制，并且易受磁場不均勻性干擾[10，12]。DANTE最近被引入顱內(nèi)血管壁成像以改善黑血技術(shù)，其誘導(dǎo)靜態(tài)組織信號的衰減小于MSDE。DANTE使用一系列低翻轉(zhuǎn)角非選擇性脈沖與梯度脈沖交錯(cuò)，重復(fù)時(shí)間短，使得靜態(tài)組織信號被保留，流動的組織信號被削減，但這種抑制對0.1 cm/s以上的流速不敏感[10]。3D可變再聚焦翻轉(zhuǎn)角度序列(variable refocusing flip angle sequences，VRFA)是目前被廣泛應(yīng)用和研究的3D技術(shù)，相對于傳統(tǒng)3D和2D成像技術(shù)，它能夠提供較高的圖像質(zhì)量、較大的掃描范圍、較短的掃描時(shí)間和良好的血流抑制。不同公司對該技術(shù)的命名不同，其中西門子將其命名為SPACE(sampling perfection with application optimized contrast using different flip angle evolution)，飛利浦則稱其為VISTA (volume isotropic turbo spin echo acquisition)，GE公司將其命名為CUBE (3D fast spin echo with an extended echo train acquisition，3D-fSE-XETA)[8]。Sakurai等[13]研究表明在亞急性期椎基底動脈夾層中，由于序列內(nèi)源性流動間隙強(qiáng)化，VISTA可以顯示管壁和管腔異常而無流動偽影或偽影非常小，在發(fā)現(xiàn)內(nèi)膜瓣和壁內(nèi)血腫上有和黑血序列一樣的診斷價(jià)值。Li等[14]研究的3D CUBE T1WI序列，由于其應(yīng)用短重復(fù)時(shí)間(time of repetition，TR)(567 ms)與短回波時(shí)間(time of echo，TE)(16 ms)提供頸內(nèi)動脈管壁、管腔和周圍腦脊液間足夠的對比度，從而清晰地顯示了顱內(nèi)動脈管壁圖像，有助于重復(fù)性觀察動脈管壁異常。

2 顱內(nèi)動脈夾層的高分辨率管壁成像

2.1 影像學(xué)特征

雙腔征和內(nèi)膜瓣是診斷IAD的直接征象。動脈夾層的真腔和假腔，由于血流速度和血流形式不同，在MRI上表現(xiàn)為不同信號影[15]。T1WI和T2WI均可見真腔較窄，呈類圓形低信號，假腔較寬，呈新月狀高信號；有血腫形成時(shí)，由于磁共振管壁成像使用了黑血技術(shù)，有助于準(zhǔn)確區(qū)分真腔的黑色血流和假腔內(nèi)的血腫。

影像學(xué)上發(fā)現(xiàn)內(nèi)膜瓣基本可以診斷夾層[16]。隨著3D HR-MRI的發(fā)展，內(nèi)膜瓣的檢出率逐漸提高。一些HR-MRI診斷顱內(nèi)動脈夾層的研究應(yīng)用3D T1-iMSDE (three-dimensional T1-improved motion-sensitized driven equilibrium)技術(shù)，有效地抑制血流信號，將內(nèi)膜瓣與流動偽影區(qū)分，但它可導(dǎo)致信號丟失。Jin等[17]在對比研究3D-iMSDE-T1與3D PD (three-dimensional proton density)序列時(shí)，在17例夾層病例中，3D PD發(fā)現(xiàn)的內(nèi)膜瓣占88.2%，而增強(qiáng)前后3D-iMSDE-T1發(fā)現(xiàn)內(nèi)膜瓣分別占29.4%和35.3%，壁內(nèi)血腫與血管擴(kuò)張二者差異并無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此，3D PD比3D-iMSDE-T1在內(nèi)膜瓣的觀察上具有明顯優(yōu)勢。Uemura等[16]在觀察內(nèi)膜瓣實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)用優(yōu)化的高清磁共振快速自旋回波序列(high-resolution fast spin echo，HR-FSE)，由于其較長的TR (6000 s)，減小T1效應(yīng)而增加T2對比，從而增強(qiáng)了小病變的分辨率。在3例夾層中均能發(fā)現(xiàn)內(nèi)膜瓣，而傳統(tǒng)的影像學(xué)手段如CTA、MRA及DSA僅有兩例發(fā)現(xiàn)雙腔征，那些懷疑夾層而不能用傳統(tǒng)影像學(xué)手段診斷的病例可以應(yīng)用HR-FSE檢測內(nèi)膜瓣以診斷夾層。內(nèi)膜瓣在MRI黑血序列上呈高信號的瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)，位于血管腔中，但內(nèi)膜瓣成像受其厚度、周圍血液變化等影響較大，如假腔有動態(tài)血流出入且內(nèi)膜較薄時(shí)，則較難顯影；而且目前沒有能準(zhǔn)確檢測內(nèi)膜瓣的非對比劑增強(qiáng)的HR-MRI標(biāo)準(zhǔn)序列，主要是高空間分辨率與圖像質(zhì)量以及掃描時(shí)間較長的沖突，因此優(yōu)化HR-MRI序列是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。

當(dāng)然，并不是所有夾層都有內(nèi)膜瓣存在，壁內(nèi)血腫和瘤樣擴(kuò)張似乎是夾層在HR-MR中最常見的征象[18-19]，也有助于診斷夾層。動脈瘤樣擴(kuò)張指管徑為正常的1.5倍[20]，Jung等[21]對急性顱內(nèi)動脈夾層進(jìn)行定量分析發(fā)現(xiàn)動脈瘤樣擴(kuò)張的影像學(xué)指標(biāo)(最大外徑、重塑指數(shù)、校對重塑指數(shù)、壁厚指數(shù)和長度)在顱內(nèi)前后循環(huán)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，椎動脈(vertebral artery，VA)比大腦中動脈(middle cerebral artery，MCA)與大腦前動脈(anterior cerebral artery，ACA)顯著，它們可能是評估急性顱內(nèi)動脈夾層的輔助征象；而且MCA與ACA的擴(kuò)張直徑小于150%，提示可能需要不同的瘤樣擴(kuò)張的診斷標(biāo)準(zhǔn)。壁內(nèi)血腫通常是由于內(nèi)膜撕脫導(dǎo)致，但也有研究表明鄰近新生或滋養(yǎng)血管破裂亦可致壁內(nèi)血腫[22-23]，但壁內(nèi)血腫信號強(qiáng)度隨時(shí)間演變，因此，壁內(nèi)血腫和斑塊內(nèi)出血之間的區(qū)別有時(shí)可能是具有挑戰(zhàn)性的，并且可能取決于臨床信息，例如患者年齡，動脈粥樣硬化危險(xiǎn)因素，癥狀和影像學(xué)發(fā)現(xiàn)，如后續(xù)觀察到的明顯的形態(tài)變化[22]。

2.2 臨床意義

研究表明，動脈夾層是一個(gè)動態(tài)的自發(fā)修復(fù)的過程，影像學(xué)表現(xiàn)也隨時(shí)間改變。Park等[23]在自發(fā)的未破裂的基底動脈夾層瘤不同階段的HRMRI定性及定量分析中，發(fā)現(xiàn)內(nèi)膜瓣、雙腔征、瘤樣擴(kuò)張及壁內(nèi)血腫出現(xiàn)率或信號強(qiáng)度從急性期到慢性期遞減，定量指標(biāo)瘤樣擴(kuò)張(最大外徑、平均壁厚、壁厚指數(shù)及重塑指數(shù))和壁內(nèi)血腫信號強(qiáng)度在早期階段值較慢性期高，管壁強(qiáng)化亦是早期階段較強(qiáng)，而慢性期減弱，因此夾層及夾層瘤早期與慢性期HR-MRI影像學(xué)表現(xiàn)上的顯著差異可以為臨床分期提供幫助。

大多數(shù)HR-MRI研究診斷急性期顱內(nèi)動脈夾層，而慢性期夾層可以分為以下幾種情況：完全修復(fù)、完全修復(fù)伴有微小管壁改變、不完全修復(fù)伴有微小管壁改變、夾層動脈瘤、閉塞。Jung等[24]用HR-MRI描述出自發(fā)性的未破裂的IAD的慢性期的成像特征，并能檢測到動脈壁中的微小變化，這些變化是血管造影術(shù)不能檢測到的。夾層未完全修復(fù)的血管管壁局部增厚伴有強(qiáng)化，夾層動脈瘤顯示殘余夾層管壁梭形擴(kuò)張，阻塞者由于管腔外徑縮小導(dǎo)致管腔閉塞伴彌漫性強(qiáng)化，這些影像學(xué)特征均反映組織病理學(xué)特征，有助于夾層預(yù)后指導(dǎo)。Zhang等[25]對大或巨型椎基底動脈夾層血管內(nèi)栓塞治療后的HR-MRI隨訪中，1例術(shù)后顯示新的壁內(nèi)血腫信號，3例術(shù)后顯示持續(xù)的壁內(nèi)出血信號，雖然不能獨(dú)立評價(jià)預(yù)后，但HR-MRI能夠有效地監(jiān)測壁內(nèi)血腫信號的演變。

血管壁炎癥可能是顱頸動脈夾層的病理學(xué)因素之一[26]，研究中發(fā)現(xiàn)頸動脈夾層在對比增強(qiáng)HRMRI中有血管周圍增強(qiáng)，這種管壁強(qiáng)化可歸功于炎癥發(fā)展過程內(nèi)膜增生、肉芽組織或滋養(yǎng)血管的強(qiáng)化[27]。Swartz等[28]研究了不同原因血管病變的管壁成像特點(diǎn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在動脈夾層中受累血管呈現(xiàn)不規(guī)則偏心強(qiáng)化，由此提出動脈夾層的發(fā)生可能與血管壁的炎癥相關(guān)。血管壁炎癥亦可提示不穩(wěn)定性，Zhang等[3]利用管壁增強(qiáng)MR探測血管內(nèi)治療后椎基底動脈夾層瘤的進(jìn)展，提示HR-MRI的管壁強(qiáng)化可以幫助臨床預(yù)測夾層動脈瘤的危險(xiǎn)性。

隨著影像診斷要求的提高，且傳統(tǒng)MR由于空間分辨率局限性難以檢測到細(xì)小動脈管壁異常，HR-MRI的顱內(nèi)血管壁成像可以達(dá)到＜1 mm的分辨率(0.2～0.9 mm，1.5 T或3.0 T)[3，12]，HRMRI提供了隱藏結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息，如內(nèi)膜瓣、假腔的入口、壁內(nèi)血腫的大小和小分支血管的開口(DSA單獨(dú)無法做到)，HR-MRI日益成為管腔技術(shù)的補(bǔ)充，成為診斷顱內(nèi)動脈夾層的常規(guī)檢查。Madokoro等[29]研究發(fā)現(xiàn)T2加權(quán)管壁成像比其他任何技術(shù)更容易發(fā)現(xiàn)小腦后下動脈管腔變化，而T1加權(quán)管壁成像能夠觀察到壁內(nèi)血腫，兩者均有助于診斷小腦后下動脈夾層夾層。Song等[30]報(bào)道了HR-MRI能發(fā)現(xiàn)大腦中動脈M2段夾層，HR-MRI不僅提高了顱內(nèi)動脈夾層的檢出率，對于已經(jīng)診斷的夾層患者，通過HR-MRI的隨訪及動態(tài)觀察，對于尋找病因、臨床分期、治療和預(yù)后判斷均有一定的價(jià)值。

3 局限性與展望

顱外頸內(nèi)動脈直徑較大且位置表淺，成像相對容易，還可與病理對比。與頸部血管相比，顱內(nèi)動脈夾層更具挑戰(zhàn)性。在東亞人群中，顱內(nèi)基底動脈夾層比顱外更多見，中國自發(fā)的顱內(nèi)動脈夾層占67.1%，而且顱內(nèi)動脈直徑小、走形迂曲、變異多、較難得到病理進(jìn)行對比證實(shí)，未來的研究也可以關(guān)注顱內(nèi)血管壁成像的病理學(xué)驗(yàn)證[8-9，15]。

壁內(nèi)血腫雖然是動脈夾層的典型征象，但其信號隨時(shí)間變化而改變。血腫急性期T1WI呈低信號，亞急性期呈高信號，2個(gè)月后多呈等信號，急性期血腫在T2WI多呈不均勻高信號。一方面，由于壁內(nèi)血腫可能在急性期和慢性期呈等信號，T1WI可能會錯(cuò)過這些階段；另一方面，粥樣動脈硬化斑塊與斑塊內(nèi)出血顯示為T1WI高信號，易與壁內(nèi)血腫混淆。因此夾層各期特別是急慢性期特點(diǎn)需要進(jìn)一步更多的研究來指導(dǎo)診斷。

HR-MRI可直接觀察到動脈夾層的特征性壁內(nèi)血腫，但管壁成像的定位仍然依賴MRA檢查，可導(dǎo)致檢查時(shí)間延長[31]。非對比血管成像和斑塊內(nèi)出血同時(shí)成像(simultaneous noncontrast angiography and intraplaque hemorrhage，SNAP)序列僅用一次掃描獲得MRA和MR管壁圖像，它的出現(xiàn)大大縮短了掃描時(shí)間。Li等[32]研究表明在評估顱頸動脈夾層管腔狹窄與壁內(nèi)血腫時(shí)，SNAP具有與多序列MRI較好的一致性，并節(jié)省了50%的掃描時(shí)間。SNAP序列作為一種新型管壁成像技術(shù)，或許可以替代傳統(tǒng)黑血成像技術(shù)，提高診斷效率。

HR-MRI作為目前唯一能夠在活體內(nèi)顯示血管管壁結(jié)構(gòu)的無創(chuàng)影像技術(shù)，在動脈夾層診斷和鑒別及病因診斷中將發(fā)揮重大作用。未來還可以結(jié)合分子影像技術(shù)，進(jìn)一步深入研究動脈夾層等血管性疾病的發(fā)病機(jī)制，將有利于制訂個(gè)體化治療方案，提高治療效果和改善臨床預(yù)后。