MRI 動態(tài)增強掃描在腦小血管病診斷中的應(yīng)用進(jìn)展

陳曉宇，王希明

（1.蘇州大學(xué)醫(yī)學(xué)部第一臨床醫(yī)學(xué)院，江蘇 蘇州 215006；2.蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，江蘇 蘇州 215006）

腦小血管?。╟erebral small vessel disease，cSVD）是臨床常見的一種緩慢進(jìn)展的腦部血管疾病，主要影響大腦小動脈、微動脈、微靜脈和毛細(xì)血管［1］。血-腦脊液屏障的破壞、通透性增強是cSVD 的起點［2］。血-腦脊液屏障是指血液與神經(jīng)細(xì)胞之間的三層結(jié)構(gòu)，即毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞及其細(xì)胞間的緊密連接（基膜和神經(jīng)膠質(zhì)膜）［3］。血-腦脊液屏障的完整性隨衰老緩慢下降，在癡呆和小血管疾病患者中更嚴(yán)重。血-腦脊液屏障功能衰竭在cSVD 及阿爾茨海默病等與年齡相關(guān)的疾病中起著關(guān)鍵作用，且比缺血這個假說能更全面地解釋許多影像學(xué)和病理學(xué)現(xiàn)象［4］。cSVD 影像學(xué)特征包括近期皮質(zhì)下小梗死、腔隙性梗死、白質(zhì)高信號（white matter hyperintensities，WMH）、血管周圍間隙擴大（enlarged perivascular spaces，EPVS）、腦微出血（cerebral microbleeds，CMBs）和腦萎縮［5］。

MRI 動態(tài)增強掃描是目前研究血-腦脊液屏障滲透率最常用的方法，其圖像參數(shù)變異系數(shù)較低，可重復(fù)性較好；且隨掃描時間延長，可重復(fù)性系數(shù)降低，即掃描時間越長，可重復(fù)性越高［6］。MRI 動態(tài)增強掃描是利用快速的MRI 序列獲取對比劑注射前后的圖像，來顯示對比劑進(jìn)入組織并最終被清除的過程，可反映組織灌注程度及血管通透性。現(xiàn)階段用于MRI 動態(tài)增強掃描數(shù)據(jù)分析的方法主要包括半定量和定量分析。半定量分析主要是分析ROI 內(nèi)組織的TIC，無需選擇與組織相匹配的藥代動力學(xué)模型，常用的半定量參數(shù)有AUC、達(dá)峰時間、最大信號強度、最大斜率、廓清速率等；定量分析需選擇與組織血供狀態(tài)相匹配的藥代動力學(xué)模型，常用參數(shù)有正向容量轉(zhuǎn)移常數(shù)（Ktrans）、反向速率常數(shù)（Kep）、細(xì)胞外間隙容積分?jǐn)?shù)（VL）、血管內(nèi)血漿容積分?jǐn)?shù)（VP）等。Ktrans表示對比劑從血管擴散至組織間隙的過程，即對比劑的攝?。籏ep描述的是對比劑返回至血管內(nèi)廓清的過程［7］。MRI 動態(tài)增強掃描結(jié)合示蹤動力學(xué)模型被廣泛應(yīng)用于評估體內(nèi)組織的灌注情況和通透性，因為對比劑易在細(xì)胞外空間積聚，而Patlak 模型被認(rèn)為是最適合擬合低滲透數(shù)據(jù)的模型［8］，這是目前鑒別血-腦脊液屏障通透性改變與cSVD 相關(guān)或與年齡相關(guān)的最好方法。

1 近期皮質(zhì)下小梗死和腔隙性梗死

近期皮質(zhì)下小梗死是指皮質(zhì)下幾周內(nèi)發(fā)生的直徑＜20 mm 的病變，可演變成腔隙性梗死或在T2WI上未見明顯軟化的高信號，或可能消失；腔隙性梗死是直徑3～15 mm 的圓形或卵圓形、充滿液體（類似于腦脊液信號）的腔隙［5］。

Taheri 等［9］使用Patlak模型獲得對比劑 從血管進(jìn)入組織的速率Ktrans，從健康對照受試者的集合數(shù)據(jù)中獲得正常血-腦脊液屏障滲透系數(shù)的上限和置信區(qū)間（95%CI），Ktrans正常值定義為對照組數(shù)值95%范圍的上限；而皮質(zhì)下缺血性血管病（subcortical ischemic vascular disease，SIVD）患者Ktrans值高于正常閾值，其血-腦脊液屏障通透性明顯高于健康對照組（P＜0.05），且腦脊液白蛋白水平也因血-腦脊液屏障通透性增加而升高。MRI 動態(tài)增強掃描和白蛋白指數(shù)說明SIVD 患者血-腦脊液屏障的破壞，提示SIVD 的病理改變與血-腦脊液屏障的通透性增加有關(guān)。研究表明，腔隙性梗死或輕度皮質(zhì)缺血性卒中后3 年，WMH 越多、年齡越大、血-腦脊液屏障通透性越高，其預(yù)后愈差［10］。

2 WMH

WMH 是排除其他疾病（如多發(fā)性硬化、白質(zhì)營養(yǎng)不良等）所致的腦白質(zhì)異常，腦白質(zhì)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)T2WI 高信號、T1WI 等或低信號的病變［5］，好發(fā)于深部腦白質(zhì)和腦室旁，臨床多采用Fazekas 量表進(jìn)行評分。WMH 是老年人常見的神經(jīng)影像學(xué)表現(xiàn)，一般呈雙側(cè)、對稱分布。年齡是WMH 面積增大的危險因素，但原始WMH 面積也與其進(jìn)展有關(guān)，往往原始面積越大，WMH 進(jìn)展越快［11］。

研究表明，認(rèn)知功能隨WMH 和深部核團的滲漏率增加而下降，血-腦脊液屏障完整性受損參與了WMH 的發(fā)病機制，也是導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙一系列病理過程的一部分［11］。由于WMH 的存在和年齡的增加，正常白質(zhì)逐漸出現(xiàn)WMH，表明白質(zhì)的損害正在加劇，間質(zhì)中水增加是WMH 病理的主要過程，血-腦脊液屏障滲漏可能先于WMH 出現(xiàn)［12］。Taheri 等［9］發(fā)現(xiàn)，滲漏率增加區(qū)域在WMH 范圍內(nèi)，而滲透率最高處在WMH 的中心。Wong 等［13］畫了3 個ROI：正常白質(zhì)區(qū)、WMH 區(qū)和正?；屹|(zhì)區(qū)，分別計算滲漏量VL、滲漏率Ktrans和腦血流量（cerebral blood flow，CBF）的平均值，發(fā)現(xiàn)WMH 區(qū)的VL、Ktrans高于正常白質(zhì)和灰質(zhì)，WMH 區(qū)的CBF 低于正常白質(zhì)和灰質(zhì)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義；在WMH 區(qū)周圍，越靠近WMH，VL越高，CBF 越低。與正常白質(zhì)和灰質(zhì)比較，WMH 區(qū)滲漏率更高，滲漏體積更大，說明血-腦脊液屏障在WMH 附近逐漸受損；血-腦脊液屏障的損傷和CBF 的降低在接近WMH 時最強，而遠(yuǎn)離WMH 時則不明顯。

Zhang 等［14］對cSVD 患者行MRI 動態(tài)增強掃描和神經(jīng)心理學(xué)測試，選擇正常白質(zhì)區(qū)、WMH 區(qū)和灰質(zhì)區(qū)作為ROI，分別得到滲漏率Ktrans、滲漏量VL及認(rèn)知領(lǐng)域的整體認(rèn)知、執(zhí)行功能、信息處理速度和記憶能力評分，尋找血-腦脊液屏障滲漏與認(rèn)知能力及WMH 體積之間的關(guān)系；發(fā)現(xiàn)在cSVD 患者中，正常白質(zhì)區(qū)和WMH 區(qū)中較高的Ktrans與認(rèn)知領(lǐng)域的執(zhí)行功能及信息處理速度降低存在顯著相關(guān)性，灰質(zhì)區(qū)中較高的Ktrans與認(rèn)知領(lǐng)域的記憶降低存在顯著相關(guān)性，表明cSVD 患者的認(rèn)知功能障礙可能與血-腦脊液屏障滲漏有關(guān)。本研究中，較大的WMH 體積與較低的Ktrans之間存在相關(guān)性，但還需進(jìn)一步研究。利用同一批影像學(xué)資料，Zhang 等［15］研究WMH 滲漏橫斷面發(fā)現(xiàn)，cSVD 患者在正常白質(zhì)區(qū)、灰質(zhì)區(qū)和WMH區(qū)，表現(xiàn)出更大的細(xì)微滲漏區(qū)，這一發(fā)現(xiàn)表明cSVD患者腦組織滲漏的空間體積明顯增大，而與健康對照組相比，滲漏率差異無統(tǒng)計學(xué)意義。這與另一研究的結(jié)果［16］相悖，原因可能是前者［15］在 病例選擇時未排除卒中患者，而卒中可導(dǎo)致血-腦脊液屏障的破壞。

白質(zhì)疏松癥是一種神經(jīng)傳導(dǎo)纖維脫髓鞘疾病，CT 表現(xiàn)為腦室周圍低密度影，T2WI 或FLAIR 呈高信號［17］。在cSVD 患者中，白質(zhì)疏松癥患者腦白質(zhì)的AUC 最大，AUC 與白質(zhì)疏松程度呈正相關(guān)［2］，說 明cSVD 白質(zhì)疏松癥患者腦白質(zhì)的血-腦脊液屏障通透性增加，此結(jié)論可能為今后的臨床治療提供新方法。

3 EPVS

EPVS 是動脈、小動脈、靜脈和小靜脈周圍的腦外液體空間的延伸。隨著患者年齡的增加，血管周圍間隙會變得越來越明顯，EPVS 信號強度與所有序列上的腦脊液信號強度相似；因其與血管平行，在平行于血管的層面呈線性異常信號；在垂直于血管的層面呈圓形或卵圓形，直徑通常＜3 mm［5］；在軸向T2WI中，表現(xiàn)為半卵圓中心和基底節(jié)區(qū)的圓形或管狀高信號［5］。

一項關(guān)于EPVS 的橫斷面研究，將半卵圓中心和基底節(jié)區(qū)的EPVS 作為ROI，采用5 分視覺評分量表（0 分，無EPVS；1 分，1～10 處EPVS；2 分，11～20 處EPVS；3 分，21～40 處EPVS；4 分，＞40 處EPVS）分別評估半卵圓中心和基底節(jié)區(qū)EPVS 的嚴(yán)重程度，分為低級別（0～1 分）和高級別（2～4 分），用Patlak 模型得到滲漏率Ktrans、AUC 和VP；發(fā)現(xiàn)基底節(jié)區(qū)EPVS 低級別比高級別具有更高的Ktrans、AUC和更低的VP，但高級別和低級別EPVS 在半卵圓中心中的Ktrans、AUC 和VP值的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，推測基底節(jié)區(qū)EPVS 和半卵圓中心的EPVS 發(fā)病機制可能不同［18］。

4 CMBs 和腦萎縮

CMBs 在T2*WI、SWI 上容易顯示，表現(xiàn)為直徑2～5 mm 的極低信號區(qū)域，但在CT、FLAIR、T1WI 或T2WI 序列上不易發(fā)現(xiàn)［5］。出血的病理機制主要是高血壓導(dǎo)致的腦小血管硬化和腦小血管淀粉樣變性［19］。腦萎縮是一種與腦外傷或梗死所致的腦組織丟失無關(guān)的腦組織體積減小和腦室擴大；根據(jù)顱內(nèi)容積和其他測量結(jié)果，推測腦萎縮是由于外周（腦溝、腦裂等）和中央（腦室等）腦脊液間隙增大所致［5］。目前，尚未見到MRI 動態(tài)增強掃描在CMBs 和腦萎縮方面的研究報道。

5 cSVD 總負(fù)荷評分與血-腦脊液屏障通透性的關(guān)系

cSVD 對大腦的影響可以用一個0～4 分的總負(fù)荷評分更全面地估計：存在腔隙性梗死（≥1 處）計1 分；CMBs（≥1 處）計1 分；基底節(jié)區(qū)中重度EPVS（≥11 處）計1 分；WMH Fazekas 評分≥2 分（即早期融合的深部WMH 或腦室周圍WMH 延伸到深部白質(zhì)）計1 分［20］。這種方法能綜合反映cSVD 嚴(yán)重性，評分越高，cSVD 越嚴(yán)重，則發(fā)生腦卒中、認(rèn)知障礙、步態(tài)異常的風(fēng)險就越大，但腦萎縮不在該評分中。Li等［16］研究發(fā)現(xiàn)，滲漏率Ktrans、AUC 與cSVD 總負(fù)荷評分呈正相關(guān)，即血-腦脊液屏障通透性與cSVD 總負(fù)荷評分呈正相關(guān)；且較高的cSVD 負(fù)荷評分與正常白質(zhì)、灰質(zhì)、深部核團中較低的血漿分?jǐn)?shù)之間存在關(guān)聯(lián)，這與另一篇研究結(jié)論［11］一致，由于血漿分?jǐn)?shù)與CBF 有關(guān)，進(jìn)一步說明了cSVD 與降低的CBF 之間的聯(lián)系。

隨著影像學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，臨床對cSVD 的認(rèn)識逐步加深，但仍存在有許多爭議。MRI 動態(tài)增強掃描作為目前研究血-腦脊液屏障滲透率最常用的方法，不僅提供了組織灌注程度及血管通透性參數(shù)，也量化了血-腦脊液屏障的破損程度，為cSVD 后續(xù)的治療和預(yù)后提供了新的思路。