高分辨磁共振在顱內動脈疾病診斷中的研究進展

范章燕 任力杰 蔡婧婧

[摘要] 各種顱內動脈疾病病因復雜，發(fā)病率高，特別是狹窄性顱內動脈疾病，在高分辨磁共振應用前，臨床上常難以進行鑒別。高分辨磁共振是唯一可以在活體內觀察顱內動脈管壁的檢查，且其是可重復性、高場強、無輻射的無創(chuàng)性檢查。不同狹窄性的顱內動脈疾病具有不同的管壁特征，高分辨磁共振在鑒別各種顱內動脈狹窄性疾病起著重要作用。隨著高分辨磁共振的發(fā)展，可以逐漸實現(xiàn)精準的影像學診斷。本文對各種狹窄性顱內動脈疾病的高分辨磁共振研究進展做一綜述。

[關鍵詞] 高分辨磁共振成像；顱內動脈；動脈硬化；夾層

[中圖分類號] R445.2 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2018）21-0165-04

[Abstract] The causes of various intracranial arterial diseases are complicated and the incidence is high， especially stenotic intracranial arterial disease. Before high-resolution magnetic resonance imaging， it is often difficult to distinguish clinically. High-resolution magnetic resonance is the only test that can observe intracranial arterial wall in vivo， and it is a non-invasive examination with repeatability， high field strength， and no radiation. Different stenotic intracranial arterial diseases have different characteristics of the vessel wall. High-resolution magnetic resonance imaging plays an important role in identifying various intracranial arterial stenosis diseases. With the development of high-resolution magnetic resonance， accurate imaging diagnosis can be gradually achieved. This article reviews the advances in high-resolution magnetic resonance imaging of various stenotic intracranial arterial diseases.

[Key words] High resolution magnetic resonance imaging； Intracranial arteries； Atherosclerosis； Dissection

顱內動脈疾病的疾病紛繁復雜，最常見為顱內動脈粥樣硬化，其次為煙霧病，還可見于顱內動脈夾層、血管炎等。目前，臨床上常用的評估顱內動脈的影像方法有CT血管成像、數(shù)字減影血管造影、磁共振血管成像、經顱多普勒等，存在一定局限性，無法準確判斷血管壁結構、分析血管狹窄原因。早期診斷顱內動脈疾病，可以避免延誤治療。高分辨磁共振成像（High-Resolution MRI，HRMRI）具有高場強、無輻射的無創(chuàng)性檢查，目前已用于診斷各種顱內動脈疾病。

1 HRMRI血管壁成像技術

隨著磁共振成像技術的發(fā)展，HRMRI的圖像質量不斷提高。研究表明，使用32通道頭頸聯(lián)合線圈，可以達到高信噪比，覆蓋范圍大，同時進行顱內和顱外動脈斑塊的高分辨率成像[1]。HRMRI血管壁成像主要采用黑血技術。通過運動增敏預脈沖和雙反轉恢復來產生足夠的圖像對比[2]。質子密度加權像（Proton density weighed imaging，PDWI）的信噪比高，可以用于測量斑塊相關指標，由于抑制腦脊液較差和較弱的對比增強，通常不用于對血管的病因分析，T1加權像（T1-weighted imaging，T1WI）、T2加權像（T2-weighted imaging，T2WI）常用于分析病因[3]。二維和三維成像技術常用于顱內動脈成像。三維成像具有各向同性分辨率的特點，能避免高估血管壁的厚度和降低容積效應[3]。因此三維成像在血管壁成像中具有極大的優(yōu)勢，容易發(fā)現(xiàn)小病變。目前3.0T HRMRI已經用于臨床，盡管7.0T HRMRI具有更高的信噪比，能進行多平面重建，但主要用于研究機構。隨著影像學技術的發(fā)展，逐漸實現(xiàn)對患者進行精準的影像學診斷。

2.1顱內動脈粥樣硬化

各種顱內動脈疾病具有不同的病理，在HRMRI上具有不同的信號特征。3.0T HRMRI能準確識別和定量評估顱內動脈粥樣硬化斑塊成分[4]。斑塊不穩(wěn)定常導致癥狀發(fā)生，其不穩(wěn)定性與成分相關。導致斑塊不穩(wěn)定的因素包括纖維帽破裂、斑塊內出血、脂質核心大等[5，6]。HRMRI不同序列能夠識別上述斑塊特征。組織病理學檢查發(fā)現(xiàn)，不穩(wěn)定斑塊具有更大的管壁厚度和面積，HRMRI檢查與組織病理結果一致[7]。在HRMRI出現(xiàn)前，臨床上常以狹窄程度評估動脈硬化。應用HRMRI測量斑塊的面積和分析斑塊特征，更準確地判斷動脈硬化程度。研究表明，HRMRI識別斑塊成分的準確性達90.4%[8]。隨著HRMRI發(fā)展，動脈重塑逐漸受到重視。不同動脈重塑方式的程度和方式不同。正性重塑達到一定程度時，才引起血管狹窄。當管壁面積小于40%，冠狀動脈的管腔大小可無變化[9]。與前循環(huán)動脈相比，后循環(huán)具有更大的正性重塑能力，當斑塊負荷達到55.3%時，管腔出現(xiàn)狹窄[10]。對于頸動脈而言，當管壁面積小于62%，頸內動脈可以保持正常大小的管腔[11]。斑塊發(fā)展過程中可以轉變?yōu)樨撔灾厮?。因此，常?guī)的血管腔成像方法可能漏診責任斑塊。隨著HRMRI在臨床上的應用，在對患者進行隨訪時，HRMRI極其重要，能連續(xù)觀察患者的管壁病變。在大腦中動脈研究中，有癥狀組者斑塊負荷更大，而且斑塊可以是偏心，亦可以為向心性[12]。動脈硬化是進展性的，斑塊在發(fā)展過程亦可以變成全壁斑塊。HRMRI不僅能識別血管狹窄病因，還能預測中風的風險。斑塊內出血與癥狀相關。一項頸動脈斑塊HRMRI的Meta分析表明，斑塊內出血作為腦梗死的預測危險率為4.59（95%CI：2.91～7.24）[13]。病理研究表明前循環(huán)與后循環(huán)的斑塊特征不同，腔內血栓、鈣化更常見于后循環(huán)，后循環(huán)向心性斑塊更常見[12]。研究表明，癥狀性大腦中動脈狹窄患者，斑塊面積、管壁面積和重塑指數(shù)比無癥狀大[14]。動脈到動脈栓塞是大腦中動脈引起卒中重要機制。研究表明，斑塊表明不規(guī)則和高信號斑塊與動脈到動脈栓塞相關[15]。在難以與心源性栓塞鑒別時，HRMRI可以幫助檢測顱內動脈責任病變。斑塊強化與炎癥和血管形成有關[16]。研究表明，斑塊強化與缺血性卒中密切相關[17]。HRMRI研究顯示顱內動脈斑塊強化與斑塊領域近期的梗死有關。斑塊可分為不同強化程度，其強化程度與炎癥和腦梗死的病程相關，卒中急性期后斑塊明顯強化的程度逐漸降低，研究中，7例患者中有4例（57%）在發(fā)病后1個月出現(xiàn)局灶性增強，但在7個月后強化程度下降[18]。因此，推斷斑塊強化為卒中的危險因素，尤其是明顯強化。根據斑塊強化的特征，可以利用HRMRI識別出責任斑塊。動脈斑塊分布具有一定的規(guī)律。HRMRI研究表明，大腦中動脈斑塊常位于前壁和下壁，上壁和后壁相對較少[19]。對于癥狀性患者，上壁斑塊更常見[19]。Huang等[20]報道了一項對38例癥狀性基底動脈狹窄患者的研究，斑塊更常見于前壁（21.6%），而后壁（6.3%），左側壁（4.6%）和右側壁（2.6%）相對較少。不同的分布位置引起不同的腦梗死類型。分析斑塊分布位置有利于明確病因分型。確定斑塊和穿支動脈的關系，有助于評估血管成形術的風險。

2.2 顱內動脈夾層

DSA是診斷顱內動脈夾層的金標準，敏感性只有30%。內膜瓣、雙腔征是典型征象。由于顱內動脈夾層病因不明，臨床上常容易誤診為動脈硬化。研究顯示，HRMRI識別顱內動脈夾層的準確性更高[21]。內膜瓣在T1WI、T2WI上呈高信號。研究發(fā)現(xiàn)，67例研究對象中16%在CT血管成像、磁共振血管成像或數(shù)字減影血管造影上發(fā)現(xiàn)內膜瓣，42%研究對象在HRMRI發(fā)現(xiàn)內膜瓣和82%壁內血腫[22]。三維血管壁成像技術檢出率更高，約87.5%[23]。另外一項研究表明，HRMRI檢測91.4%內膜瓣和54.3%壁內血腫[24]。因此，HRMRI被認為是檢測壁內血腫的最佳成像工具。研究發(fā)現(xiàn)，62%～76%未破裂的椎基底動脈夾層出現(xiàn)血管病變改善[25]。一項對29例顱內動脈夾層患者進行隨訪發(fā)現(xiàn)，血管壁完全恢復正常6例，局部管壁增厚8例[26]。連續(xù)進行血管壁隨訪觀察，可以評估治療效果?；贖RMRI的病因識別有助于臨床醫(yī)生制定更有效的治療方案及評估預后。

2.3 煙霧病

煙霧病在東亞比全球其他地方更常見，病因尚不清楚，目前基因組研究提示RNF213基因為東亞人群煙霧病患者的易感基因[27]。研究表明，煙霧病患者大腦中動脈的HRMRI特征為外徑和壁厚顯著小于動脈粥樣硬化組，血管呈向心性狹窄，管壁信號均勻，不同階段的煙霧病患者的大腦中動脈管壁厚度無明顯差異；而顱內動脈粥樣硬化主要表現(xiàn)為管腔呈偏心性狹窄、信號強度不均勻[28]。煙霧病大多數(shù)累及前循環(huán)中，后循環(huán)偶爾涉及，且椎動脈和基底動脈很少涉及[28]。煙霧病綜合征常有動脈硬化等繼發(fā)性原因引起，HRMRI可以用于鑒別煙霧病和煙霧綜合征，煙霧綜合征患者的血管壁常有其原發(fā)病的特征[29]。煙霧病血管壁病變逐漸加重，因此煙霧病患者應進行動態(tài)影像學隨訪。

2.4原發(fā)性中樞神經系統(tǒng)血管炎

由于臨床表現(xiàn)不具有特異性，其診斷極具挑戰(zhàn)性。數(shù)字減影血管造影表現(xiàn)為多發(fā)節(jié)段性腦動脈狹窄、閉塞或擴張，敏感性僅為70%，特異度低至30%[30]。臨床上常易將血管炎患者診斷為不明原因型。部分患者得不到及時的治療。HRMRI血管壁成像有助于診斷原發(fā)性中樞神經系統(tǒng)血管炎。血管炎的血管壁特征與其他顱內動脈疾病不同。大多數(shù)原發(fā)性中樞神經系統(tǒng)血管炎患者的HRMRI特征為血管壁彌漫性光滑、均勻、向心性增厚和強化，少數(shù)患者管壁增厚和強化表現(xiàn)為偏心性[31]。血管炎與非典型的動脈硬化容易混淆。研究表明，T2WI序列有助于區(qū)分潛在病變，血管炎在T2WI上為等信號，而動脈硬化呈現(xiàn)為高信號或混合高信號[3]。血管炎患者的血管壁強化與炎癥相關，由于內皮的滲透性增加，對比劑從管腔滲漏到血管壁。血管壁增強提示血管炎的活動。在動脈粥樣硬化病變中，斑塊的強化可能與斑塊不穩(wěn)定性相關[30]。此外，原發(fā)性中樞神經系統(tǒng)血管炎的強化通常持續(xù)很長時間，長達13.5個月[31]。Pfefferkorn等[32]研究發(fā)現(xiàn)，4例原發(fā)性中樞神經系統(tǒng)血管炎進行免疫抑制劑治療后，隨訪HRMRI顯示2例患者在2個月增強穩(wěn)定，2例患者6個月內有增強消退。關于血管炎的強化消退的時間仍無定論，無法明確持續(xù)強化為持續(xù)的炎癥活動或是治療不充分。中樞神經系統(tǒng)血管炎的強化差異，需要進行大樣本的前瞻性研究。目前原發(fā)性中樞神經系統(tǒng)血管炎診斷的金標準是病理活檢，但創(chuàng)傷性大，患者不易接受，而HRMRI具有無創(chuàng)性、無輻射，易被患者接受，成為重要的輔助影像檢查。

2.5 可逆性腦血管收縮綜合征

盡管可逆性腦血管收縮綜合征與原發(fā)性中樞神經系統(tǒng)血管炎的臨床及影像學特征相似，但臨床治療方案存在較大差異。HRMRI成像可以鑒別血管炎和可逆性腦血管收縮綜合征。兩種疾病都表現(xiàn)為動脈壁增厚，但后續(xù)隨訪發(fā)現(xiàn)可逆性腦血管收縮綜合征血管壁增厚可以緩解[31]。研究表明，顱內動脈粥樣硬化可累及遠端分支，而血管炎和可逆性腦血管收縮綜合征主要累及一級分支[29]?？赡嫘阅X血管收縮綜合征在HRMRI上表現(xiàn)為向心性，無增強或彌漫性增強[29]?？赡嫘阅X血管收縮綜合征動脈壁增厚和缺乏動脈壁缺乏強化與其病理一致。血管收縮后導致管壁厚度增加。Laneuville等[33]報道了一例病例，可逆性腦血管收縮綜合征患者動脈內注射米力農后，血管狹窄和癥狀緩解，用于血管炎無明顯變化，認為米力農具有鑒別兩種疾病作用。由于可逆性腦血管收縮綜合征具有可逆性，需要動態(tài)觀察血管壁情況。

3 展望

傳統(tǒng)評估顱內動脈的影像學方法可以有效評估動脈管腔狹窄情況，無法明確動脈管壁情況，HRMRI是目前唯一適合活體內觀察顱內動脈的方法，不僅能辨別斑塊成分、動脈重塑及斑塊分布，判斷斑塊的穩(wěn)定性，還可以鑒別各種顱內動脈疾病，在明確腦梗死病因分型和指導個體化治療中起著重要作用，且能動態(tài)觀察疾病進展及治療效果。HRMRI不足之處在于，掃描時間較長、病情較重以及老年患者常無法完成全部序列。隨著影像學技術的發(fā)展，HRMRI掃描時間進一步縮短，HRMRI分辨率不斷提高，將會成為評估顱內動脈病變的常規(guī)檢查。

[參考文獻]

[1] Hu XQ，Li Y，Zhang L，et al.A 32-channel coil system for MR vessel wall imaging of intracranial and extracranial arteries at 3T[J].Magn Reson Imaging，2017，36：86-92.

[2] Lindenholz A，van der Kolk AG，Zwanenburg JJM，et al. The use and pitfalls of intracranial vessel wall imaging：How we Do it[J]. Radiology，2018，286（1）：12-28.

[3] Tan HW，Chen X，Maingard J，et al. Intracranial vessel wall imaging with magnetic resonance imaging：Current techniques and applications[J].World Neurosurg，2018， 112：186-198.

[4] Mossa-Basha M，Alexander M，et al. Vessel wall imaging for intracranial vascular disease evaluation[J]. J Neurointerv Surg，2016，8（11）：1154-1159.

[5] Finn AV， Nakano M，Narula J，et al. Concept of vulnerable/unstable plaque[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol，2010，30（7）：1282-1292.

[6] Marnane M，Prendeville S，McDonnell C，et al. Plaque inflammation and unstable morphology are associated with early stroke recurrence in symptomatic carotid stenosis[J]. Stroke，2014，45（3）：801-806.

[7] Xia Z，Yang H，Yuan X，et al.High-resolution magnetic resonance imaging of carotid atherosclerotic plaques-a correlation study with histopathology[J].Vasa，2017，46（4）：283-290.

[8] Gao T，He X，Yu W，et al.Atherosclerotic plaque pathohistology and classification with high-resolution MRI[[J].Neurological Research，2011，33（3）：325-330.

[9] Stary HC，Chandler AB，Dinsmore RE，et al.A definition of advanced types of atherosclerotic lesions and a histological classification of atherosclerosis. A report from the Committee on Vascular Lesions of the Council on Arteriosclerosis，American Heart Association[J]. Circulation， 1995，92（5）：1355-1374.

[10] Qiao Y，Anwar Z，Intrapiromkul J，et al.Patterns and implications of intracranial arterial remodeling in stroke patients[J].Stroke，2016，47（2）：434-440.

[11] Astor BC，Sharrett AR，Coresh J，et al.Remodeling of carotid arteries detected with MR imaging：Atherosclerosis risk in communities carotid MRI study[J]. Radiology，2010，256（3）：879-886.

[12] Yang WJ，F(xiàn)isher M，Zheng L，et al. Histological characteristics of intracranial atherosclerosis in a Chinese Population：A postmortem study[J].Front Neurol，2017，（8）：488.

[13] Hosseini AA，Kandiyil N，MacSweeney STS，et al. Carotid plaque hemorrhage on magnetic resonance imaging strongly predicts recurrent ischemia and stroke[J]. Ann Neurol，2013，73（6）：774-784.

[14] Zhang DF，Chen YC，Chen H，et al. A high-resolution MRI study of relationship between remodeling patterns and ischemic stroke in patients with atherosclerotic middle cerebral artery stenosis[J].Front Aging Neurosci，2017， 9：140.

[15] Wu F，Song H，Ma Q，et al. Hyperintense plaque on intracranial vessel wall magnetic resonance imaging as a predictor of artery-to-artery embolic infarction[J]. Stroke，2018，49（4）：905-911.

[16] de Havenon A，Mossa-Basha M，Shah L，et al.High-resolution vessel wall MRI for the evaluation of intracranial atherosclerotic disease[J]. Neuroradiology，2017，59（12）：1193-1202.

[17] Shi Z，Zhu C，Degnan AJ，et al. Identification of high-risk plaque features in intracranial atherosclerosis：Initial experience using a radiomic approach[J]. Eur Radiol，2018.

[18] Abe A，Sekine T，Sakamoto Y，et al. Contrast-enhanced high-resolution MRI for evaluating time course changes in middle cerebral artery plaques[J]. J Nippon Med Sch，2018， 85（1）：28-33.

[19] Xu WH，Li ML，Gao S，et al. Plaque distribution of stenotic middle cerebral artery and its clinical relevance[J]. Stroke， 2011，42（10）：2957-2959.

[20] Huang B，Yang WQ，Liu XT，et al. Basilar artery atherosclerotic plaques distribution in symptomatic patients：A 3.0T high-resolution MRI study[J]. Eur J Radiol，2013，82（4）：199-203.

[21] Uemura M，Akaiwa Y，Toriyabe M，et al. Spontaneous middle cerebral artery dissection demonstrated by high-resolution T1-weighted 3D image[J].Cerebrovasc Dis，2013，36（3）：243-244.

[22] Wang Y，Lou X，Li Y，et al.Imaging investigation of intracranial arterial dissecting aneurysms by using 3T high-resolution MRI and DSA：From the interventional neuroradiologists' view[J].Acta Neurochir（Wien），2014，156（3）：515–525.

[23] Takano K，Yamashita S，Takemoto K，et al. MRI of intracranial vertebral artery dissection：Evaluation of intramural haematoma using a black blood，variable-flip-angle 3D turbo spin-echo sequence[J]. Neuroradiology，2013， 55（7）：845-851.

[24] Han M，Rim NJ，Lee JS，et al. Feasibility of high-resolution MR imaging for thediagnosis of intracranial vertebrobasilar artery dissection[J].Eur Radiol，2014，24（12）：3017-3024.

[25] Yoshimoto Y，Wakai S，Kawano T，et al.Unruptured intracranial vertebral artery dissection.Clinical course and serial radiographic imagings[J]. Stoke，1997，28（2）：370-374.

[26] Jung SC，Kim HS，Choi CG，et al. Spontaneous and unruptured chronic intracranial artery dissection：High-resolution magnetic resonance imaging findings[J].Clinical Neuroradiology，2016.

[27] Hu J，Luo J，Chen Q，et al.The susceptibility pathogenesis of moyamoya[J].World Neurosurg，2017，101：731-741.

[28] Yu LB，Zhang Q，Shi ZY，et al.High-resolution magnetic resonance imaging of moyamoya disease[J]. Chinese Medical Journal，2015，128（23）：3231-3237.

[29] Mossa-Basha M，Shibata DK，Hallam DK，et al.Added value of vessel wall magnetic resonance imaging for differentiation of nonocclusive intracranial vasculopathies[J].Stroke，2017，48（11）：3026-3033.

[30] Cosottini M，Canovetti S，Pesaresi I，et al.3-T magnetic resonance angiography in primary angiitis of the central nervous system[J].Comput Assist Tomogr，2013，37（4）：493-498.

[31] Obusez EC，Hui F，Hajj-Ali RA，et al.High-resolution MRI vessel wall imaging：Spatial and temporal patterns of reversible cerebral vasoconstriction syndrome and central nervous system vasculitis[J]. AJNR Am J Neuroradiol，2014，35（8）：1527-1532.

[32] Pfefferkorn T，Linn J，Habs M，et al.Black blood MRI in suspected large artery primary angiitis of the central nervous system[J].J Neuroimaging，2013，23（3）：379-383.

[33] Laneuville M，Ding J，Shamy M，et al. Intra-arterial milrinone may differentiate fulminant RCVS from vasculitis[J].Neurology，2017，89（10）：1093-1094.

（收稿日期：2018-04-23）