高分辨率磁共振血管壁成像在顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化性疾病中的應(yīng)用

張 梁，周志斌

武漢科技大學(xué)附屬天佑醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，湖北 武漢 430064

盡管現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)在診斷和治療方面取得不錯(cuò)的進(jìn)步，但以動(dòng)脈粥樣硬化為基礎(chǔ)的腦血管疾病仍然是全球患者死亡或致殘的主要原因。早期發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化，尤其是識(shí)別易損斑塊，對(duì)預(yù)防急性缺血性腦血管事件起著至關(guān)重要的作用。近年來(lái)，隨著臨床診斷需求的不斷提高以及影像技術(shù)的飛速發(fā)展，分子影像學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。分子影像學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，其通過(guò)構(gòu)建具有高度靈敏度及特異度的靶向分子探針，在非侵入性的高分辨率影像掃描下研究活體細(xì)胞和分子的生理及病理物學(xué)過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病的早期診斷、靶向性治療及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。3.0 T高分辨率磁共振血管壁成像（HR-VWI）因其場(chǎng)強(qiáng)較1.5 T磁共振更大，具有更高的信噪比，呈現(xiàn)出的圖像更加清晰，分辨率更高，可以顯示普通磁共振無(wú)法顯示的微小病變。另外，其采用的快速自旋回波T2序列抑制流動(dòng)質(zhì)子的橫向磁化信號(hào)使呈現(xiàn)的圖像不顯示血流信號(hào)而可以清晰顯示血管內(nèi)膜、纖維帽、脂質(zhì)核心及其鄰近組織信號(hào)，以達(dá)到不同信號(hào)區(qū)分血流與血管壁的目的，有助于顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化（ICAS）、血管痙攣、夾層、解剖異常和血管炎的鑒別診斷，是邁向分子影像的技術(shù)成果之一，具有廣泛的應(yīng)用前景。2017年美國(guó)神經(jīng)病學(xué)學(xué)會(huì)推薦將HR-VWI用于臨床實(shí)踐以區(qū)分顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄的原因以及識(shí)別癥狀性非狹窄性顱內(nèi)動(dòng)脈疾病[1]。

1 動(dòng)脈粥樣硬化的病理機(jī)制研究

動(dòng)脈粥樣硬化形成的病理機(jī)制十分復(fù)雜，目前尚未完全闡明。據(jù)現(xiàn)有的研究表明，在動(dòng)脈粥樣硬化的早期，低密度脂蛋白膽固醇及其氧化產(chǎn)物、同型半胱氨酸、高血壓、血管分叉部位的血流動(dòng)力學(xué)紊亂等眾多因素[2]可以損害內(nèi)皮細(xì)胞（EC）引起內(nèi)皮功能障礙及血管通透性增加。受損的EC表達(dá)多種生長(zhǎng)因子及黏附分子促進(jìn)白細(xì)胞動(dòng)脈浸潤(rùn)，血小板激活以及平滑肌細(xì)胞的增殖[3]。平滑肌細(xì)胞受到招募后向內(nèi)膜下遷移并增殖分泌細(xì)胞外基質(zhì)形成纖維帽。單核/巨噬細(xì)胞在黏附分子的引導(dǎo)下進(jìn)入內(nèi)膜下吞噬沉積的脂質(zhì)形成泡沫細(xì)胞，其吞噬脂質(zhì)后暴露的抗原引起樹突狀細(xì)胞（DC）抗原呈遞并激活細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程促進(jìn)局部炎癥反應(yīng)形成壞死核心。隨著脂質(zhì)累積及炎癥進(jìn)展，斑塊內(nèi)壞死核心不斷增大，纖維帽被巨噬細(xì)胞分泌的基質(zhì)金屬蛋白酶不斷降解，斑塊不穩(wěn)定性逐漸增加并最終破潰發(fā)生急性缺血事件。如果斑塊內(nèi)脂質(zhì)得以清除，炎癥得以控制，則纖維帽厚度增厚，壞死核心縮小形成穩(wěn)定斑塊[4-5]。因此，早期發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化，尤其是識(shí)別易損斑塊并加以干預(yù)，對(duì)延緩動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展，預(yù)防急性心腦血管事件具有重要意義。

2 高分辨率磁共振血管壁成像在顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化性疾?。↖CAD）中的臨床應(yīng)用

2.1 對(duì)ICAD的評(píng)估

動(dòng)脈粥樣硬化是最常見的顱內(nèi)動(dòng)脈病變，一項(xiàng)納入2864例急性腦缺血中國(guó)患者的前瞻性多中心研究顯示ICAS在急性腦缺血患者中的患病率為46.6%[6]。對(duì)于ICAS患者，HR-VWI可以在體內(nèi)顯示顱內(nèi)血管壁病變情況。依據(jù)成像，增強(qiáng)的不均勻偏心性管壁增厚代表動(dòng)脈粥樣硬化斑塊，斑塊中的纖維帽通?？拷芮?，在磁共振T2加權(quán)像（T2WI）上表現(xiàn)為高信號(hào)，增強(qiáng)掃描可見強(qiáng)化。脂質(zhì)核心在T2WI上為低信號(hào)，增強(qiáng)掃描無(wú)強(qiáng)化。部分有滋養(yǎng)動(dòng)脈的斑塊可表現(xiàn)出分層強(qiáng)化現(xiàn)象。目前已有研究證實(shí)臨床使用高分辨率磁共振血管壁成像識(shí)別ICAS斑塊具有相當(dāng)高的敏感性及準(zhǔn)確率[7-8]。HR-VWI在對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的評(píng)估上具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：（1）評(píng)價(jià)血管重塑：血管動(dòng)脈粥樣硬化病變部位發(fā)生的重塑可分為管壁向外擴(kuò)張、管腔正常或減小的正性重塑，以及管壁不向外擴(kuò)張、管腔減小的負(fù)性重塑，其中以正性重塑較為多見。HR-VWI可直接顯示血管壁結(jié)構(gòu)，評(píng)價(jià)血管重構(gòu)類型，并且在大腦中動(dòng)脈粥樣硬化患者中，正性重構(gòu)患者比負(fù)性重構(gòu)患者具有更高的斑塊破裂及卒中風(fēng)險(xiǎn)[9]。（2）判斷狹窄程度：HR-VWI圖像質(zhì)量?jī)?yōu)于傳統(tǒng)MRI，能清晰顯示血管壁結(jié)構(gòu)，利于精確評(píng)價(jià)斑塊狹窄程度。有研究回顧性分析了高分辨率HR-VWI、CT血管造影（CTA）、數(shù)字減影血管造影（DSA）等3種成像模式在測(cè)量大腦中動(dòng)脈（MCA）狹窄程度的準(zhǔn)確性，發(fā)現(xiàn)高分辨率HR-VWI測(cè)量結(jié)果的相關(guān)性優(yōu)于DSA及CTA[10]。（3）判斷斑塊成分：斑塊穩(wěn)定性與眾多因素有關(guān)，包括纖維帽厚度、脂質(zhì)核心大小、有無(wú)斑塊內(nèi)炎癥、出血等。HR-VWI可清晰顯示纖維帽厚度、脂質(zhì)核心大小[11]。在HR-VWI增強(qiáng)掃描下，斑塊內(nèi)炎癥、出血均可顯示強(qiáng)化信號(hào)，這些強(qiáng)化信號(hào)通常表示斑塊不穩(wěn)定性增加，并且是與癥狀相關(guān)的最強(qiáng)獨(dú)立標(biāo)志物[12-13]，缺乏斑塊內(nèi)強(qiáng)化信號(hào)或者隨訪過(guò)程中斑塊內(nèi)強(qiáng)化信號(hào)逐漸減弱通常表示其并非致病原因[14]。有研究[15]報(bào)道了1例反復(fù)大腦中動(dòng)脈梗塞患者的臨床案例：前3次病程中，患者M(jìn)RA示左側(cè)大腦中動(dòng)脈M1～M2段連接處完全閉塞，左頸內(nèi)動(dòng)脈斑塊形成，行靜脈內(nèi)重組組織纖溶酶原激活劑溶栓治療后，行CTA復(fù)查示左側(cè)MCA完全再通，患者臨床癥狀完全康復(fù)。最后一次病程中，患者溶栓治療康復(fù)后行HR-VWI檢查發(fā)現(xiàn)患者左頸內(nèi)動(dòng)脈斑塊成分復(fù)雜且脆弱并伴有斑塊內(nèi)出血。行頸動(dòng)脈內(nèi)膜切除術(shù)后將斑塊進(jìn)行病檢，結(jié)果與HR-VWI檢查結(jié)果一致，隨訪1年內(nèi)患者未再發(fā)生類似癥狀。（4）判斷狹窄病因：傳統(tǒng)影像學(xué)只能顯示狹窄及狹窄程度，無(wú)法明確狹窄病因，因此無(wú)法為臨床診療決策提供有效幫助。但HR-VWI可以清晰顯示血管壁結(jié)構(gòu)，血管痙攣表現(xiàn)為均勻一致的管壁增厚管腔縮小，增強(qiáng)掃描管壁無(wú)強(qiáng)化信號(hào)；血管炎性病變表現(xiàn)為管壁增厚管腔縮小，增強(qiáng)掃描管壁可見同心性強(qiáng)化信號(hào)；煙霧病病變血管僅表現(xiàn)為管腔縮小，無(wú)管壁增厚，增強(qiáng)掃描管壁有或無(wú)強(qiáng)化信號(hào)；而動(dòng)脈粥樣硬化斑塊所致狹窄則表現(xiàn)為管壁增厚伴有偏心性強(qiáng)化信號(hào)[16]。（5）觀察狹窄的形態(tài)學(xué)特征：有研究對(duì)46例有癥狀的基底動(dòng)脈狹窄患者使用3D高分辨率磁共振成像掃描[17]，依據(jù)圖像結(jié)果使用重塑指數(shù)≥1.05定義為陽(yáng)性重塑（PR），重塑指數(shù)≤0.95作為負(fù)重塑，研究發(fā)現(xiàn)PR組的血管面積、壁面積、斑塊大小和斑塊負(fù)荷百分比顯著高于非PR組（P＜0.001）。另外，所有患者大多數(shù)斑塊（90.9%）位于背壁，左壁和右壁并且大多數(shù)斑塊（68.2%）是偏心分布的。依據(jù)這些形態(tài)學(xué)特征可以評(píng)估斑塊負(fù)荷及斑塊分布，為介入治療提供有價(jià)值的影像信息。

2.2 在顱內(nèi)動(dòng)脈夾層及動(dòng)脈瘤中的應(yīng)用價(jià)值

動(dòng)脈粥樣硬化及高血壓是動(dòng)脈夾層及動(dòng)脈瘤形成的重要危險(xiǎn)因素。HR-VWI能清晰顯示血管壁結(jié)構(gòu)，在動(dòng)脈夾層和動(dòng)脈瘤的診斷及鑒別診斷中具有重要價(jià)值。動(dòng)脈夾層在HR-VWI圖像上可見到明顯血管壁分層以及強(qiáng)化信號(hào)的壁內(nèi)血腫[18]。Zhang等[19]的研究依據(jù)HR-VWI結(jié)合DSA將39例椎基底動(dòng)脈夾層動(dòng)脈瘤（VBA-DA）患者分為經(jīng)典型、狹窄型、螺旋型、出血型4類，隨訪3～25月后發(fā)現(xiàn)：經(jīng)典VBA-DA患者具有更高的改善率和更低的惡化率，螺旋和出血性VBA-DA患者的臨床結(jié)果較差。在治療效果方面，VBA-DA狹窄患者的臨床療效差于經(jīng)典型，但優(yōu)于螺旋型和出血型。使用HR-VWI檢測(cè)壁內(nèi)血腫和夾層皮瓣為VBA-DA的診斷提供了基礎(chǔ)信息并通過(guò)分型對(duì)治療和預(yù)后有一定指導(dǎo)意義。對(duì)于未破裂的顱內(nèi)動(dòng)脈瘤，HR-VWI檢查可以顯示出動(dòng)脈瘤的形態(tài)特征以及瘤壁的強(qiáng)化信號(hào)，這通?？梢苑从吵鰟?dòng)脈壁炎癥情況并有助于不穩(wěn)定動(dòng)脈瘤的識(shí)別，是顱內(nèi)動(dòng)脈瘤破裂風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的新型成像標(biāo)志物[20]。有研究回顧性分析了37例動(dòng)脈瘤患者的HR-VWI影像資料及臨床資料[21]，結(jié)果顯示動(dòng)脈瘤壁增強(qiáng)在有頭痛、動(dòng)眼神經(jīng)麻痹等前驅(qū)癥狀的患者中比在無(wú)癥狀患者中的發(fā)生率更高，在多變量logistic回歸分析中，動(dòng)脈瘤壁增強(qiáng)是與癥狀相關(guān)的唯一獨(dú)立因素。Hu等[22]的前瞻性研究為此提供了進(jìn)一步的病理學(xué)證據(jù)：破裂及不穩(wěn)定動(dòng)脈瘤壁增強(qiáng)信號(hào)與淋巴細(xì)胞及巨噬細(xì)胞的侵入有關(guān)。此外，研究使用HR-VWI對(duì)1例多發(fā)動(dòng)脈瘤行MCA動(dòng)脈瘤夾閉術(shù)的患者隨訪1年[23]，發(fā)現(xiàn)患者部分動(dòng)脈瘤已自發(fā)消退，HR-VWI圖像上未見壁增強(qiáng)信號(hào)及血栓形成證據(jù)。雖然無(wú)法確定患者動(dòng)脈瘤自發(fā)消退原因是血壓嚴(yán)格控制的結(jié)果還是血流動(dòng)力改變后的結(jié)果亦或存在其他原因，但可以表明HR-VWI在動(dòng)脈瘤的隨訪觀察中具有重要價(jià)值。

2.3 在癥狀性非狹窄性ICAD（nICAD）中的應(yīng)用

盡管高度狹窄的ICAD是大多數(shù)卒中的病因，但nICAD同樣可以導(dǎo)致卒中并且容易被“金標(biāo)準(zhǔn)”的DSA遺漏。有研究報(bào)道了1例復(fù)發(fā)性血栓栓塞性中風(fēng)和TIA但常規(guī)顱內(nèi)血管影像學(xué)檢查（包括CTA、MRA、DSA）陰性的nICAD病例[24]?；颊咝蠬R-VWI檢查后識(shí)別出多個(gè)具有高風(fēng)險(xiǎn)特征的非狹窄斑塊，考慮其為患者血栓栓塞事件的病因，隨后將治療方案從抗凝治療過(guò)渡到抗血小板治療及他汀治療，長(zhǎng)期隨訪顯示患者斑塊處于穩(wěn)定狀態(tài)并且未再發(fā)生栓塞事件。上述案例表明HR-VWI在nICAD的診斷中具有重要價(jià)值，早期使用HR-VWI對(duì)有癥狀的ICAD患者進(jìn)行影像學(xué)檢查有助于病因診斷，并對(duì)治療有重要指導(dǎo)意義，因?yàn)镠R-VWI上斑塊內(nèi)強(qiáng)化信號(hào)可能代表有斑塊內(nèi)出血風(fēng)險(xiǎn)，啟動(dòng)抗凝治療應(yīng)更加謹(jǐn)慎以避免出血增加引起斑塊破裂。

2.4 HR-VWI在腦小動(dòng)脈病變及腔隙性腦梗死中的應(yīng)用

腦小動(dòng)脈病變主要包括腦小動(dòng)脈閉塞及動(dòng)脈粥樣硬化性狹窄，是導(dǎo)致腔隙性腦梗死的重要病因。一項(xiàng)來(lái)自中國(guó)國(guó)家卒中登記局的橫斷面研究顯示：性別（尤其是男性）、高血脂水平、高BMI、較高的血小板計(jì)數(shù)及糖尿病與腦小動(dòng)脈病變患者缺血性卒中相關(guān)[25]。針對(duì)腔隙性腦梗死，常規(guī)影像學(xué)檢查很難捕捉到小動(dòng)脈管腔狹窄或閉塞等異常病變，但HR-VWI可以有效顯示小動(dòng)脈病變情況。有研究對(duì)腔隙性腦梗死患者進(jìn)行HR-VWI檢查發(fā)現(xiàn)約60%的患者存在分支動(dòng)脈粥樣硬化斑塊，在增強(qiáng)掃描下伴有急性癥狀的腔隙性腦梗死患者罪犯斑塊均有所增強(qiáng)，而使用普通1.5 T磁共振檢查無(wú)法顯示細(xì)小分致動(dòng)脈的病變可能導(dǎo)致假陰性情況增加對(duì)臨床診斷治療產(chǎn)生干擾[26]。Xia等[27]將157例橋腦腔隙性梗死的患者分為腦橋-腦橋梗死（PPIs）組及小腦-橋腦梗死（SDPIs）組，對(duì)所有患者進(jìn)行HR-VWI檢查發(fā)現(xiàn)PPI組中與梗塞相關(guān)的基底動(dòng)脈斑塊的患病率顯著高于SDPI組，而與梗塞無(wú)關(guān)的斑塊的患病率兩組相似，這說(shuō)明HRVWI檢查有助于明確橋腦腔隙性梗死的發(fā)病機(jī)制。鑒于橋腦梗死可能具有更高的危險(xiǎn)性以及對(duì)神經(jīng)功能的不利影響，對(duì)于伴有斑塊內(nèi)強(qiáng)化信號(hào)的急性癥狀性腔隙性橋腦梗死患者，積極干預(yù)危險(xiǎn)因素可能是獲益的[28-29]。

3 高分辨率磁共振血管壁成像在ICAS科學(xué)研究中的應(yīng)用

HR-VWI除了具有極高的臨床實(shí)用價(jià)值外，還是研究動(dòng)脈粥樣硬化性疾病及腫瘤性疾病的重要手段。在一些靶向分子材料的幫助下，如超微超順磁性氧化鐵顆粒[30]、混合金屬氧化物-肽兩親膠束[31]、樹枝狀分子聚合物[2]、基于納米粒子的氟化磁共振造影劑[32]等，高分辨率磁共振掃描可以實(shí)現(xiàn)對(duì)某些特定細(xì)胞尤其是巨噬細(xì)胞以及炎癥分子（如CC趨化因子、血管細(xì)胞黏附分子、基質(zhì)金屬蛋白酶[33]等）的追蹤顯影，有助于超早期發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化并為觀察某些細(xì)胞的功能變化及分子生物學(xué)過(guò)程提供進(jìn)一步的幫助。

4 總結(jié)

盡管HR-VWI檢查具有眾多優(yōu)點(diǎn)，在ICAD中的診斷、鑒別診斷及隨訪中具有重要價(jià)值，但大多數(shù)證據(jù)來(lái)源于小范圍的回顧性研究分析，缺乏大規(guī)模前瞻性臨床實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。且目前將其常規(guī)應(yīng)用于臨床檢查仍言之尚早，血管壁內(nèi)的任何損傷或炎癥都可導(dǎo)致增強(qiáng)信號(hào)的出現(xiàn)，這對(duì)于診斷來(lái)說(shuō)是非特異性的，可能出現(xiàn)假陽(yáng)性情況對(duì)診斷產(chǎn)生干擾。此外，血管壁整體形態(tài)特征仍然是診斷的有用且可靠的線索，臨床醫(yī)生使用HR-VWI時(shí)，不應(yīng)將其視為診斷的唯一關(guān)鍵，應(yīng)根據(jù)患者病史、實(shí)驗(yàn)室檢查、其他成像技術(shù)甚至基因檢查進(jìn)行綜合評(píng)估。對(duì)于研究人員而言，斑塊內(nèi)強(qiáng)化信號(hào)為我們提供了一個(gè)重要的研究方向：未來(lái)的研究應(yīng)集中在闡明ICAS斑塊增強(qiáng)的潛在機(jī)制上，這將使靶向治療具有成功實(shí)現(xiàn)的可能。