高分辨率核磁共振成像技術(shù)在腦血管疾病的臨床應(yīng)用進(jìn)展

本文作者：首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院放射科王晚千，楊旗，李坤成，文章發(fā)表在中國(guó)腦血管病雜志, 2017(7).

目前，高分辨率核磁共振成像（high-resolution magnetic resonance imaging，HR-MRI）作為唯一無(wú)創(chuàng)性對(duì)動(dòng)脈管壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察及分析的影像學(xué)技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于動(dòng)脈粥樣硬化、動(dòng)脈夾層、煙霧病、動(dòng)脈瘤及血管炎性反應(yīng)等多種腦血管疾病的影像學(xué)診斷及評(píng)估，鑒于該項(xiàng)技術(shù)良好的應(yīng)用前景，筆者對(duì)近年來(lái)HR-MRI技術(shù)在如下腦血管疾病中的應(yīng)用進(jìn)展綜述如下。

1.概述

HR-MRI通常指應(yīng)用1.5T或3.0T的磁共振設(shè)備，以較高空間分辨率（0.2～0.9mm）顯示動(dòng)脈管壁特征的成像技術(shù)。傳統(tǒng)的血管影像學(xué)檢查技術(shù)，如DSA、CT血管成像（CTA）和MR血管成像（MRA）等雖可清晰地顯示動(dòng)脈管腔的情況，但無(wú)法觀察到病變部位血管壁的影像學(xué)征象，如血管壁的重構(gòu)，斑塊在血管壁上的空間分布及斑塊成分等影像學(xué)特征。由于HR-MRI采用了預(yù)飽和脈沖技術(shù)，使血管內(nèi)流動(dòng)的血液信號(hào)受到抑制，當(dāng)血流信號(hào)變?yōu)椤昂谘睍r(shí)，則可清晰地顯示顱內(nèi)外動(dòng)脈血管壁的結(jié)構(gòu)。HR-MRI管壁成像序列通常包括T1加權(quán)像（T1 weighted imaging，T1WI）、T2加權(quán)像（T2 weighted imaging，T2WI）及質(zhì)子密度加權(quán)像（proton density weighed imaging，PDWI）等，其對(duì)動(dòng)脈管壁不同特征的顯示也各具優(yōu)勢(shì)，T1WI對(duì)于觀察斑塊內(nèi)出血、管腔內(nèi)血栓及管壁是否出現(xiàn)增強(qiáng)具有優(yōu)勢(shì)，T2WI對(duì)纖維帽的顯示優(yōu)于其他兩個(gè)序列。因此，T1WI和T2WI用于觀察及判斷斑塊內(nèi)不同成分更具優(yōu)勢(shì)，而PDWI對(duì)管壁厚度、斑塊大小的顯示更為清晰。

2.HR-MRI在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的應(yīng)用

動(dòng)脈粥樣硬化斑塊是造成亞洲人群缺血性卒中的最常見(jiàn)原因。早在2002年，國(guó)外研究者就利用HR-MRI技術(shù)對(duì)頸內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊進(jìn)行了研究，隨后越來(lái)越多的研究者利用HR-MRI對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈進(jìn)行觀察，在對(duì)大腦中動(dòng)脈（MCA）及基底動(dòng)脈狹窄患者的研究發(fā)現(xiàn)，HR-MRI可清晰顯示顱內(nèi)動(dòng)脈的粥樣硬化病灶，與傳統(tǒng)MRA技術(shù)相比，部分患者在MRA檢查中并未發(fā)現(xiàn)明顯的血管狹窄，但HRMRI檢查卻能觀察到動(dòng)脈粥樣硬化斑塊，且發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊常呈偏心性增厚及不均勻強(qiáng)化。

早期對(duì)血管的形態(tài)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，血管狹窄為一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，血管內(nèi)外徑可增大或縮小，血管壁厚度也會(huì)隨之發(fā)生改變，研究者稱其為血管重構(gòu)。血管重構(gòu)包括正性重構(gòu)和負(fù)性重構(gòu)，正性重構(gòu)指病變部分管壁外徑與正常管壁外徑的比值＞1.05，即血管外徑擴(kuò)大，負(fù)性重構(gòu)指病變部分管壁外徑與正常管壁外徑的比值＜0.95，即病變血管外徑縮窄。血管重構(gòu)在動(dòng)脈粥樣硬化預(yù)后及支架成形術(shù)后轉(zhuǎn)歸等方面具有重要價(jià)值。早期關(guān)于血管重構(gòu)的研究主要集中在冠狀動(dòng)脈及頸內(nèi)動(dòng)脈，提出血管重構(gòu)是支架置入術(shù)后血管再狹窄的重要原因。

HR-MRI可清晰顯示管壁的結(jié)構(gòu)，優(yōu)于傳統(tǒng)的影像學(xué)檢查方法，從而使研究者能更精確測(cè)量血管壁厚度，用以計(jì)算顱內(nèi)血管重構(gòu)比率。通過(guò)HR-MRI檢查的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，癥狀性MCA狹窄患者相較于非癥狀性MCA狹窄患者有更高的血管正性重構(gòu)比例，而無(wú)癥狀性MCA狹窄者多為負(fù)性重構(gòu)，提示擴(kuò)張性增厚的粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性較差，易致動(dòng)脈狹窄患者發(fā)生卒中事件。對(duì)基底動(dòng)脈的研究發(fā)現(xiàn)，非穿支閉塞型病變患者的血管正性重構(gòu)指數(shù)明顯高于穿支閉塞型病變患者，研究認(rèn)為當(dāng)血管發(fā)生正性重構(gòu)后更易因斑塊的破裂，栓塞遠(yuǎn)端血管而引起非穿支閉塞型病變。Klein等對(duì)25例橋旁正中梗死患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，其中66%的患者M(jìn)RA檢查結(jié)果顯示基底動(dòng)脈未見(jiàn)明顯異常，但經(jīng)HR-MRI檢查發(fā)現(xiàn)，其中77%的病變?cè)诨讋?dòng)脈穿支開(kāi)口處可見(jiàn)粥樣硬化斑塊的存在。

Xu等發(fā)現(xiàn)，在癥狀性MCA狹窄患者中，粥樣硬化斑塊更多分布于穿支開(kāi)口的對(duì)側(cè)，即MCA的前壁和下壁，該結(jié)果與以往對(duì)于冠狀動(dòng)脈斑塊位置的研究結(jié)果一致。有研究者指出，HR-MRI不僅能清晰顯示位于顱內(nèi)較大動(dòng)脈內(nèi)的粥樣硬化斑塊，還能顯示MCA或基底動(dòng)脈分支小血管的病變。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性是預(yù)測(cè)卒中發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。斑塊內(nèi)部脂質(zhì)壞死核的大小、纖維帽的厚薄、斑塊內(nèi)是否出血等多種因素均可對(duì)斑塊的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

HR-MRI可通過(guò)觀察粥樣硬化斑塊成分判斷斑塊的易損性，進(jìn)而有助于評(píng)估患者的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)、預(yù)后，并選擇合適的治療方法。脂質(zhì)核心在T1WI序列為等信號(hào)，在T2WI序列為等或低信號(hào)；纖維帽在T1WI及T2WI上均為等信號(hào)；鈣化在T1WI及T2WI上均為低信號(hào)。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的強(qiáng)化、斑塊內(nèi)高信號(hào)及斑塊內(nèi)信號(hào)的均質(zhì)性等HR-MRI征象，均有助于提示斑塊的穩(wěn)定性。Qiao等把斑塊強(qiáng)化程度分為不同等級(jí)，發(fā)現(xiàn)斑塊強(qiáng)化程度與缺血性卒中的發(fā)生有明顯的相關(guān)性。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的強(qiáng)化涉及一系列復(fù)雜的病理過(guò)程，可能與血管炎性反應(yīng)及新生血管形成有關(guān)，也可能因易損斑塊破裂，而致對(duì)比劑滲入血管間隙使斑塊出現(xiàn)強(qiáng)化。

通過(guò)HR-MRI對(duì)74例基底動(dòng)脈狹窄患者的觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)斑塊信號(hào)比周圍信號(hào)高150%以上時(shí)，認(rèn)為存在斑塊內(nèi)出血，并指出斑塊內(nèi)出血信號(hào)可作為評(píng)價(jià)卒中發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。通過(guò)HR-MRI技術(shù)，明確卒中發(fā)生的不同原因，可為臨床治療方案的選擇提供有效的幫助。Jiang等對(duì)動(dòng)脈支架置入術(shù)后的患者進(jìn)行HRMRI評(píng)估發(fā)現(xiàn)，當(dāng)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的位置距離穿支血管較近時(shí)，支架置入的風(fēng)險(xiǎn)較大。顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的脂質(zhì)核心在T1WI上表現(xiàn)為等或稍高信號(hào)，但一直缺乏病理學(xué)結(jié)果的證實(shí)。近年來(lái)，HR-MRI技術(shù)對(duì)判斷管壁及斑塊形態(tài)的準(zhǔn)確性方面，通過(guò)組織病理學(xué)得到了驗(yàn)證。

Yang等研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)HR-MRI技術(shù)觀察到在T1WI上的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊脂質(zhì)核心信號(hào)與尸檢病理結(jié)果有良好的一致性。對(duì)新西蘭大白兔的動(dòng)脈粥樣硬化模型采用HR-MRI進(jìn)行觀察，通過(guò)組織病理學(xué)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，HR-MRI在測(cè)量管腔及管壁面積上與病理組織學(xué)測(cè)量值有較好的相關(guān)性（管腔相關(guān)系數(shù)：r=0.750，P＜0.05；管壁相關(guān)系數(shù)：r=0.867，P＜0.05），提示HR-MRI可精確測(cè)量血管腔的大小及血管壁的面積。

總之，HR-MRI能對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈的管壁結(jié)構(gòu)及斑塊形態(tài)進(jìn)行清晰地顯示，不僅提高了臨床診斷的精確性，為臨床預(yù)后及指導(dǎo)治療提供了可靠的依據(jù)。

3.HR-MRI在動(dòng)脈夾層中的應(yīng)用

動(dòng)脈夾層是導(dǎo)致青年卒中的重要原因。診斷夾層的傳統(tǒng)“金標(biāo)準(zhǔn)”為DSA，但該技術(shù)為有創(chuàng)檢查，且無(wú)法對(duì)夾層的直接征象進(jìn)行觀察。由于HRMRI技術(shù)“黑血”序列的運(yùn)用，可使血管壁結(jié)構(gòu)得到清晰顯示，因此對(duì)動(dòng)脈夾層的直接征象，如雙腔征、內(nèi)膜片及壁內(nèi)血腫可進(jìn)行很好的影像學(xué)評(píng)估。HR-MRI技術(shù)的早期研究主要針對(duì)夾層動(dòng)脈的直接征象進(jìn)行描述及觀察，提高了動(dòng)脈夾層的雙腔征及內(nèi)膜瓣的診斷陽(yáng)性率，可觀察到約91%的患者有內(nèi)膜片存在。Wang等發(fā)現(xiàn)，76例椎動(dòng)脈夾層患者中有61%可觀察到壁內(nèi)血腫，而內(nèi)膜片的發(fā)生率則為42%。以往研究認(rèn)為，壁內(nèi)血腫是動(dòng)脈夾層最常見(jiàn)的HR-MRI征象。壁內(nèi)血腫在T1WI或PDWI上常為新月形、環(huán)形或曲線樣異常信號(hào)，但當(dāng)壁內(nèi)血腫形態(tài)的HR-MRI表現(xiàn)不典型時(shí)，則可能與斑塊內(nèi)出血難以鑒別。因此，還需結(jié)合患者年齡、病史、臨床癥狀及是否存在動(dòng)脈粥樣硬化的危險(xiǎn)因素等臨床信息進(jìn)行綜合判斷。

腦脊液在T2WI序列表現(xiàn)為高信號(hào)，常使壁內(nèi)血腫形態(tài)無(wú)法較好的顯示，故T1WI對(duì)壁內(nèi)血腫的觀察優(yōu)于T2WI。有研究利用HR-MRI技術(shù)對(duì)動(dòng)脈夾層的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了觀察，Habs等對(duì)頸動(dòng)脈夾層患者進(jìn)行2周的隨訪觀察發(fā)現(xiàn)，急性期時(shí)壁內(nèi)血腫為T(mén)1WI和T2WI均為低信號(hào)；亞急性期時(shí)壁內(nèi)血腫則表現(xiàn)為T(mén)1WI和T2WI均為高信號(hào)；慢性期時(shí)隨著時(shí)間的變化，壁內(nèi)血腫的高信號(hào)逐漸降低，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)壁內(nèi)血腫信號(hào)的動(dòng)態(tài)變化與顱內(nèi)血腫的變化差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

對(duì)未破裂顱內(nèi)動(dòng)脈夾層患者分別進(jìn)行2周至2個(gè)月的隨訪，發(fā)現(xiàn)83.9%的患者夾層形態(tài)逐漸發(fā)生變化，其中61.5%的患者夾層范圍變小，18.3%的患者動(dòng)脈夾層愈合，管腔變?yōu)檎?，而椎?dòng)脈夾層急性期血管壁強(qiáng)化的發(fā)生率明顯高于慢性期。

總之，HR-MRI技術(shù)對(duì)動(dòng)脈夾層直接征象的觀察優(yōu)于傳統(tǒng)影像學(xué)檢查手段，提高了動(dòng)脈夾層診斷的準(zhǔn)確性。

4.HR-MRI在煙霧病中的應(yīng)用

煙霧病是一種不明原因的腦血管疾病，通常發(fā)生在頸內(nèi)動(dòng)脈末端，并累及MCA和（或）大腦前動(dòng)脈的起始段，可表現(xiàn)為進(jìn)行性動(dòng)脈狹窄或閉塞并伴顱底異常增生的血管網(wǎng)形成。DSA可直觀地觀察到煙霧血管網(wǎng)的形成，對(duì)該病的診斷及分型有重要作用，但煙霧病早期顱內(nèi)動(dòng)脈管腔進(jìn)行性狹窄尚無(wú)煙霧血管形成時(shí)，DSA難以與動(dòng)脈粥樣硬化導(dǎo)致的血管狹窄相鑒別，而HR-MRI技術(shù)有助于鑒別不同原因所致的顱內(nèi)血管狹窄。HR-MRI的征象為大多煙霧病患者在頸內(nèi)動(dòng)脈終末端或MCA起始處管壁出現(xiàn)向心性強(qiáng)化，雙側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈末端管壁的同心圓性強(qiáng)化，而動(dòng)脈粥樣硬化引起的狹窄多為偏心性強(qiáng)化，單側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈末端管壁的不均勻強(qiáng)化。曾有多項(xiàng)研究利用血管重構(gòu)指數(shù)對(duì)煙霧病血管的狹窄特征進(jìn)行HR-MRI評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)煙霧病患者的血管狹窄多為負(fù)性重構(gòu)，即煙霧病患者管壁增厚程度均低于動(dòng)脈粥樣硬化引起的管壁狹窄（1.61～2.01mm比3.03～3.31mm），該結(jié)果得到了病理組織學(xué)的證實(shí)。

煙霧病患者M(jìn)CA的血管中膜變薄但血管內(nèi)膜增厚，故動(dòng)脈內(nèi)膜病理性收縮有可能導(dǎo)致了煙霧病患者顱內(nèi)血管進(jìn)行性狹窄。煙霧病HR-MRI的影像學(xué)特征多為頸內(nèi)動(dòng)脈末端管壁雙側(cè)病變，同心圓性強(qiáng)化，外徑縮小及周邊側(cè)支血管重建，有助于臨床鑒別不同類型的顱內(nèi)血管狹窄，從而尋找煙霧病的潛在病因。

5.HR-MRI在血管炎性反應(yīng)疾病中的應(yīng)用

原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)血管炎（primary angiitis of central nervous system，PACNS）是指一種累及中樞神經(jīng)系統(tǒng)的血管炎性反應(yīng)疾病，其年發(fā)病率約2.4/100萬(wàn)。部分典型PACNS患者的影像學(xué)特征可表現(xiàn)為顱內(nèi)血管粗細(xì)不均、多發(fā)節(jié)段性狹窄，但均缺乏特異性，常需與多發(fā)顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化或可逆性腦血管收縮綜合征（reversible cerebral vasoconstriction syndrome，RCVS）等進(jìn)行鑒別。

Obusez等認(rèn)為，PACNS患者的血管管壁多為同心圓性狹窄及均質(zhì)性強(qiáng)化。而也有研究顯示，PACNS患者一支血管可多處狹窄，且狹窄處均強(qiáng)化，不同強(qiáng)化程度提示了PACNS的活動(dòng)程度不同。將PACNS與RCVS患者的多個(gè)HR-MRI特征進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，PACNS患者血管狹窄持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，且所有PACNS患者的病變血管均出現(xiàn)強(qiáng)化，而所有RCVS患者的病變血管均未出現(xiàn)強(qiáng)化。雖然RCVS的病因不明，但HR-MRI提供了不同的血管形態(tài)學(xué)變化信息，其可為早期鑒別RCVS與動(dòng)脈粥樣硬化提供良好的影像學(xué)依據(jù)，但仍有待進(jìn)一步大樣本的臨床試驗(yàn)證實(shí)。

6.HR-MRI在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤中的應(yīng)用

動(dòng)脈瘤是多種原因?qū)е碌木植垦鼙诋惓Ｍ蛊?，顱內(nèi)動(dòng)脈瘤破裂常引起嚴(yán)重后果。關(guān)于動(dòng)脈瘤發(fā)生機(jī)制的研究表明，炎性細(xì)胞浸潤(rùn)使動(dòng)脈壁彈力層破壞，平滑肌細(xì)胞遷移致動(dòng)脈壁厚薄不均，均可導(dǎo)致動(dòng)脈瘤的發(fā)生。炎性細(xì)胞持續(xù)不斷地浸潤(rùn)動(dòng)脈瘤，使其局部管壁功能失調(diào)，可導(dǎo)致動(dòng)脈瘤破裂。因此，動(dòng)脈瘤壁增強(qiáng)可作為血管壁炎性反應(yīng)的標(biāo)記。一項(xiàng)27例未破動(dòng)脈瘤的研究顯示，對(duì)比劑滲透率越高的動(dòng)脈瘤，其破裂的風(fēng)險(xiǎn)越大，動(dòng)脈瘤壁的強(qiáng)化與動(dòng)脈瘤破裂存在相關(guān)性。

劉鵬觀察發(fā)現(xiàn)，栓塞術(shù)后有64.4%（85例）的患者出現(xiàn)了動(dòng)脈瘤壁強(qiáng)化，但術(shù)后1年隨訪發(fā)現(xiàn)，動(dòng)脈瘤的瘤壁強(qiáng)化逐漸減弱。但在34例動(dòng)脈瘤術(shù)后患者的長(zhǎng)期隨訪中發(fā)現(xiàn)，50%的患者出現(xiàn)了動(dòng)脈瘤的瘤壁強(qiáng)化，僅2例患者術(shù)后發(fā)生了破裂。因此，提出動(dòng)脈瘤的瘤壁是否出現(xiàn)強(qiáng)化，不應(yīng)作為評(píng)價(jià)動(dòng)脈瘤破裂的危險(xiǎn)因素。HR-MRI不僅可對(duì)動(dòng)脈瘤破裂風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，還可對(duì)動(dòng)脈瘤瘤壁形態(tài)進(jìn)行很好的評(píng)價(jià)。Kleinloog等使用7.0THR-MRI對(duì)動(dòng)脈瘤壁厚度進(jìn)行測(cè)量，并與病理標(biāo)本測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，發(fā)現(xiàn)其結(jié)果有良好的一致性。Fanning等對(duì)181例動(dòng)脈瘤術(shù)后患者的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，利用HR-MRI測(cè)量動(dòng)脈瘤的大小可作為評(píng)價(jià)動(dòng)脈瘤危險(xiǎn)性的獨(dú)立因素，對(duì)動(dòng)脈瘤瘤壁厚度的測(cè)量可用于動(dòng)態(tài)評(píng)估動(dòng)脈瘤的穩(wěn)定性。HR-MRI技術(shù)對(duì)動(dòng)脈瘤破裂風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估以及對(duì)瘤體形態(tài)學(xué)的評(píng)價(jià)具有重要作用。

7.總結(jié)

HR-MRI技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)影像學(xué)檢查在顱內(nèi)血管疾病顯示的不足，可用于對(duì)血管壁形態(tài)、血管重構(gòu)等特征進(jìn)行觀察計(jì)算、對(duì)斑塊穩(wěn)定性等進(jìn)行有效評(píng)價(jià)、對(duì)動(dòng)脈瘤破裂風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，并有助于煙霧病及血管炎性反應(yīng)疾病的鑒別診斷。因此，該技術(shù)對(duì)認(rèn)識(shí)腦血管病的發(fā)病機(jī)制，對(duì)指導(dǎo)藥物、介入治療及判斷預(yù)后等均有重要臨床意義。但HR-MRI技術(shù)也存在一定的局限性，如部分HR-MRI影像學(xué)征象仍有待于病理組織學(xué)檢查的支持，對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的評(píng)價(jià)尚無(wú)統(tǒng)一的量化標(biāo)準(zhǔn)，由于其序列掃描時(shí)間較長(zhǎng)，目前尚未作為臨床常規(guī)檢查，缺乏大樣本長(zhǎng)期隨訪的研究。