高分辨磁共振血管壁成像在顱內動脈夾層中的研究進展

柏夏薇 吳昆華 * 孟迪

顱內動脈夾層 （intracranial arterial dissection,IAD）又稱顱內動脈剝離，指各種原因引起血管壁撕裂分層，裂口受到強有力的血液沖擊，循環(huán)血液通過裂口進入其間隙，導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，早期明確診斷至關重要[2]。迄今國內外對IAD均未有統(tǒng)一的影像診斷及分型標準。目前診斷顱內血管病變的影像技術主要包括數字減影血管造影（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，對血管壁結構顯示不清，對IAD的病因診斷存在不足。多項研究[6-7]表明，高分辨磁共振血管壁成像（high-resolution magnetic resonance vessel wall imaging，HRMR-VWI）技術可以清晰顯示顱內動脈管壁，對IAD的影像特征顯示更加直觀。本文通過文獻回顧，主要介紹HRMR-VWI在對IAD研究中的狀況和相關進展。

1 HRMR-VWI

顱內動脈的直徑小且走行迂曲，遠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，通過施加預飽和脈沖抑制管腔內血流信號，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，可使動脈內外血管壁均可顯示。

目前，臨床上的血管壁成像技術多以黑血序列為基礎，采用二維和三維成像技術。二維成像技術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。三維成像技術則多采用可變反轉角度的FSE序列，與二維成像技術相比，三維成像掃描范圍更廣泛，可從多方位重建圖像，臨床應用價值更廣泛。其中，3D可變聚焦翻轉角（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量的信噪比，近年來被廣泛應用于各種動脈成像。

總體而言，不同公司所使用的技術在原理上并無差異，但在技術參數的應用上略有不同，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 HRMR-VWI在IAD病變中的應用

2.1 IAD病變概述 IAD病變常見于頸內動脈床突上段、大腦中動脈M1段、基底動脈及椎動脈顱內段[8]。IAD病變的臨床癥狀常表現(xiàn)為枕部頭痛或頸部疼痛，如果不進行治療可能會導致嚴重的神經功能損害。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病變的病理學研究提示，該病的形成是一個動態(tài)的病理過程，血管內壁撕裂后，血液在動脈壓的作用下進入內膜和中膜或外膜和中膜之間形成壁內血腫，內膜破裂會形成真假腔和內膜瓣[8-9]。當夾層累及內膜和中膜時，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，形成瘤樣擴張，破裂后常引起蛛網膜下腔出血[2]。缺血性腦卒中的IAD病人死亡率為0～17%，而蛛網膜下腔出血的IAD病人的死亡率則高達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內膜瓣；②雙腔征；③壁內血腫；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，內膜瓣和雙腔征是IAD的直接征象，而壁內血腫是IAD的典型征象[1]。影像學上發(fā)現(xiàn)內膜瓣或雙腔征可作為IAD病變的診斷依據。多項研究[7，10]顯示，HRMRI對 IAD 病變中的直接征象（內膜瓣、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，左側椎動脈顱內段及基底動脈見新月形壁內血腫影。D圖為橫斷面HRMRI T1WI，基底動脈見雙腔征及高信號壁內血腫。

內膜瓣在T1WI黑血序列上呈等或高信號的瓣狀結構影，常位于血管腔內，但內膜瓣厚薄及血流偽影均會影響內膜瓣成像，因此進一步優(yōu)化HRMRI序列的空間分辨率可提高內膜瓣的檢出率。Han等[10]在研究中發(fā)現(xiàn)增強T1WI上有91.4%病例可以檢測到內膜瓣影，T2WI的檢出率為68.6%。Uemura等[11]對內膜瓣的研究中應用了優(yōu)化的非增強高分辨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，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]的研究顯示三維質子密度加權成像 （3D-proton-density weighted image,3D-PD）序列對內膜瓣的檢出率為88.2%，高于三維改良運動敏感驅動平衡預脈沖時間（3D-improved motion-sensitized driven equilibrium-preparation,3D-iMSDE-T1）序列增強前后的檢出率（29.4%和35.3%）。

雙腔征是診斷IAD的關鍵征象，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，真假腔內血液信號各不相同。真腔血流速度較高，有流空效應，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膜瓣及雙腔征。有研究[16]顯示16例IAD病人的影像征象根據出現(xiàn)頻率依次為壁內血腫、管腔狹窄、瘤樣擴張和內膜瓣，提示壁內血腫及管腔改變更常見。Han等[10]也提出了相同的觀點。

壁內血腫是指假腔內血液凝結或積累的狀態(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構的異常信號影，且真腔受壓移位。壁內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)，壁內血腫在T1WI和增強T1WI上最容易檢出。Heldner等[18]對IAD病變病人的壁內血腫的動態(tài)變化進行研究，發(fā)現(xiàn)大部分病人在2周內血腫體積增加，在隨后3個月的隨訪中，80%的病人中不再檢測到壁內血腫，6個月后所有病人均沒有檢出壁內血腫。

瘤樣擴張是夾層動脈瘤最常見的征象之一，指擴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)瘤樣擴張在前后循環(huán)中存在顯著差異，后循環(huán)中瘤樣擴張程度高于前循環(huán)，且后循環(huán)中瘤樣擴張更常見，推測可能與前后循環(huán)的不同撕裂機制有關，前循環(huán)趨向于內膜下撕裂，而后循環(huán)趨向于外膜下撕裂。多項研究[7,20]發(fā)現(xiàn)，IAD病變的受累血管在增強HRMRI中可見管壁強化，提示夾層的發(fā)生可能與血管炎有關。

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出血可在T1WI上表現(xiàn)為高信號，夾層中壁內血腫也可表現(xiàn)為T1WI高信號，但IAD的壁內血腫范圍較斑塊內出血范圍廣，且由于其真腔較小，壁內血腫面積常常更大，血管外徑?？梢姅U張；而斑塊內出血累及范圍較小，其內除高信號的出血影外，還能看到脂質等其他斑塊成分，且管腔擴張不明顯，需要對管徑進行測量計算其壁厚指數[22]。IAD病變多可引起血管壁強化[20]，呈血管炎樣改變，其強化程度多高于原發(fā)性血管炎，且多呈同心圓樣強化[23-24]；而原發(fā)性血管炎的強化更為均勻，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行分析，發(fā)現(xiàn)最常見的誤診病因是動脈夾層（65.2%）。當血管走行迂曲或先天發(fā)育不良時，血管內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，所產生的血流偽影會被誤認為是內膜瓣，造成對IAD的誤診[21]。IAD中內膜瓣征象在多方位均顯示清晰，且增強掃描可見強化；而血流偽影常僅在一個方位顯示，且增強掃描無強化。此外，當IAD形成動脈瘤樣擴張時，擴張的假腔壓迫真腔，導致血管管腔完全閉塞，無法顯示雙腔征及內膜瓣影，導致對夾層的漏診。腦脊液與亞急性期壁內血腫在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。需結合T1WI的信號特點來鑒別兩者，腦脊液在T1WI上呈低信號，亞急性期壁內血腫呈高信號。

對于可疑IAD的病人可以使用3D黑血成像技術，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，結合多個序列觀察各組織信號特點可減少漏誤診率，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，經重建后病變管腔的內膜瓣清晰顯示，提示多方位重建有助于減少遠端小動脈夾層的漏診與誤診。Choi等[27]對102例病人進行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)及預后密切相關，而HRMR-VWI可以無創(chuàng)地發(fā)現(xiàn)血管壁內的微小變化，對IAD征象的檢出率高于傳統(tǒng)的血管成像技術[11,19]，有助于提高該病診斷的準確率。

此外，HRMR-VWI有助于了解夾層的分期及轉歸。Heldner等[18]應用HRMRI對壁內血腫的動態(tài)變化進行監(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行臨床分期。Saito等[28]通過HRMR-VWI對夾層管壁強化程度的定量分析，發(fā)現(xiàn)夾層管壁強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，病人的內膜瓣、雙腔、瘤樣擴張（最大外徑、最大壁厚、壁厚指數和重塑指數）、壁內血腫信號強度和血管壁增強情況均有所改善。另一項研究[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，對于已經確診的病人，可以通過HRMR-VWI隨訪及動態(tài)觀察顱內動脈夾層管壁、管腔變化規(guī)律，有助于全面了解疾病的病理生理及轉歸，為尋找病因、臨床分期、個體化治療及評價預后提供依據。

3 總結與展望

IAD病變是引起青中年人缺血性腦卒中和蛛網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，還可以結合影像組學和人工智能等新技術，進一步深入研究IAD病變的特征性，結合臨床特點及影像特征，提高診斷敏感度，更好地制定個體化治療方案及評價預后，提高治療效果。