烟雾病及脑动脉粥样硬化相关大脑中动脉狭窄的高分辨力MRI研究进展

杜佳晨 王 芳

烟雾病及脑动脉粥样硬化相关大脑中动脉狭窄的高分辨力MRI研究进展

杜佳晨1王 芳2*

高分辨力MRI技术是一种无创伤、无辐射的检查方法，能够显示器官的细微结构，直观地显示动脉管壁及管腔的形态特征，成为评价大动脉病变较为成熟的影像检查方法。但由于大脑中动脉管腔直径小，且病理标本不易获取，高分辨力MRI在大脑中动脉的应用较少，就高分辨MRI在烟雾病和脑动脉粥样硬化相关大脑中动脉狭窄的应用及其相关病理学机制进行综述。

高分辨磁共振成像；烟雾病；脑动脉粥样硬化；病理学

Int J Med Radiol，2016，39（6）：612-614；632

大脑中动脉狭窄或闭塞是导致短暂性脑缺血发作和/或卒中的重要原因，脑动脉粥样硬化和烟雾病是导致大脑中动脉狭窄和/或闭塞的常见疾病。另外，烟雾病的诊断需要除外脑动脉粥样硬化及其他能引起相似脑血管改变的疾病[1]。传统的影像检查方法如DSA、CTA、MRA、TCD等只能显示血管管腔的狭窄，不能显示血管管壁的形态，更不能分析斑块的成分，很难区别DSA、CTA或MRA上表现相似的脑血管病变[2]。研究表明高分辨力MRI（high resolution MRI,HR MRI）对于观察大脑中动脉管壁、管腔、管腔内有无斑块及斑块的成分可重复性较高[2-4]。本文就HR MRI技术在脑动脉粥样硬化及烟雾病相关大脑中动脉狭窄的应用进行综述，旨在阐明大脑中动脉狭窄的HR MRI表现及可能的病理学机制。

1 HR MRI

血管壁的形态学改变为疾病的诊断提供重要的依据，正常脑血管管壁很薄，传统的影像检查很难显示，HR MRI克服了这一不足，可以显示管壁的边界，且能去除管腔内血液及血管周围脑脊液信号的干扰。HR MRI多采用黑血技术，即预饱和技术，是指在血流进入成像容积前，施加一个饱和射频脉冲使血流饱和，当其流入成像容积时再施加射频脉冲，被预饱和的血流纵向磁化矢量很小，几乎不产生MR信号，血流呈黑色，而周围组织呈高信号，从而获取血管管壁及静态组织的高对比影像[5]。

HR MRI包括T1WI、T2WI及质子加权像（proton density weighted imaging，PDWI）等多个扫描序列[5]。不同的序列可以有针对性地观察动脉管壁、管腔、斑块的形态、成分及管腔狭窄部位周围侧支循环的情况。如T1WI序列观察血管强化前后的影像、斑块内出血及血管狭窄部位周围侧支循环的形成较好[4,6]；T2WI及PDWI序列对管壁的边界、斑块内的脂核及纤维帽显示较好[7-8]。颈内动脉斑块的影像-病理学对照研究显示多MR序列相结合显示管壁、管腔及斑块的形态、成分得到研究者的一致认可[8-9]。研究表明脑动脉粥样硬化斑块与颈动脉斑块的HR MRI表现相似[10-11]。

2 HR MRI在烟雾病和脑动脉粥样硬化相关大脑中动脉狭窄的应用

与传统脑血管成像检查相比，HR MRI能够较清楚地显示血管管壁有无增厚及管壁增厚的方式（向心性或偏心性），管腔有无狭窄及管腔狭窄的程度，管腔内有无斑块及斑块的位置、形态、信号、增强扫描管壁、斑块的异常强化等，从而判别大脑中动脉狭窄的可能原因，如烟雾病、脑动脉粥样硬化、血管炎等[2，5，7]。研究表明HR MRI对烟雾病的诊断准确度与DSA相似，HR MRI显示颈内动脉远段或大脑中动脉管壁向心性强化的敏感度为90.6%，显示狭窄部位管壁变薄的敏感度为93.8%，两者均显示的敏感度为84.4%，证实其可以无创性诊断烟雾病[12]。HR MRI可以运用软件手动测量斑块的体积，通过分析斑块体积、斑块信号（如高信号代表出血或脂核）及强化方式（如动脉粥样硬化病人管壁偏心性强化、烟雾病病人不强化或均匀一致强化），评价脑动脉粥样硬化的动态演变、抗动脉粥样硬化药物的治疗效果及烟雾病病人管壁的病理学改变[5,7,13]。HR MRI可以观察急性脑血管事件发生时管腔、管壁及斑块成分的变化，作为临床风险评估的工具及观察疾病活动的指标，也可以作为探索脑血管狭窄的病因及疾病进展机制的研究工具[5,13-14]。

3 烟雾病和脑动脉粥样硬化相关大脑中动脉狭窄的HR MRI表现及病理机制

3.1 烟雾病相关大脑中动脉狭窄的HR MRI表现及病理机制1957年烟雾病首次由日本报道，1969年由SUZUKI和TAKAKU命名为Moyamoya（日语为烟雾的意思），是指颈内动脉末端和/或大脑前动脉和或大脑中动脉起始端进行性狭窄或闭塞，并伴有颅底异常血管网形成，是一种原因不明的慢性脑血管病[15]。

3.1.1 烟雾病的HR MRI表现目前烟雾病诊断的金标准为DSA，但DSA只能观察血管管腔的狭窄及烟雾状血管的形成，不能评估管壁及管腔的形态学改变。HR MRI可直观地显示血管管壁、管腔及血管狭窄部位周围侧支循环的形成。烟雾病病人受累血管多表现为管腔均匀性变窄，管壁及管腔内信号均匀，有研究者将其描述为大脑中动脉的“缩小”,狭窄血管周边有大量小的侧支循环血管形成，表现为颅底异常血管网[4,7,12]。HR MRI增强扫描显示烟雾病病人动脉管壁无明显强化，管腔均匀性变窄[4,16]。但Ryoo等[12]研究显示烟雾病病人颈内动脉末端呈均匀一致强化，推测可能为血管壁增生部分的强化。

3.1.2 烟雾病HR MRI表现的病理机制尸检及组织病理学研究指出，相对于其他疾病所致的大脑中动脉狭窄，烟雾病病人的血管外径、管壁面积及血管重建指数降低程度更为显著[4,12,17]。越来越多的证据表明烟雾病病人受累血管的主要病理学改变为血管内膜增生致管腔狭窄或闭塞（主要是平滑肌细胞和内皮细胞增生）及中膜重构（主要是平滑肌细胞萎缩）[18-22]。Takagi等[22]对大脑中动脉M4段进行活组织病理学研究发现，烟雾病病人血管内膜的平均厚度比对照组明显增厚，而中膜平均厚度较对照组明显变薄，且中膜的退化更为显著。研究显示烟雾病致血管进行性狭窄的过程中，管壁的总厚度没有改变，动脉管壁的外膜可能增厚或无改变，但不会变薄，且烟雾病所致脑卒中与烟雾状血管的状态具有相关性[7]。上述研究结果可以解释烟雾病病人受累动脉的HR MRI表现，即管腔均匀性变窄,但血管管壁没有增厚。

3.2 脑动脉粥样硬化相关大脑中动脉狭窄的HR MRI表现及病理学机制脑动脉粥样硬化致穿支动脉闭塞、斑块破裂及脑血流低灌注可能是引起短暂性脑缺血发作和/或卒中的主要原因[2,23]。传统的影像检查可以精确地测量管腔直径并对管腔狭窄程度进行分级，但不能对血管狭窄的原因做出判断，亦不能评价斑块的成分及斑块的稳定性，故脑动脉粥样硬化的诊断多不够肯定。HR MRI能够显示管壁增厚，分析斑块的成分，依据斑块的形态及成分，对病人发生脑卒中的风险做出评价，从而更好地阐述脑动脉粥样硬化所致脑缺血的病理生理学机制[11,14,23]。

3.2.1 脑动脉粥样硬化的HR MRI表现脑动脉粥样硬化可以导致大脑中动脉任何部位的管腔狭窄，以大脑中动脉M1和M2段多见[4,24]。HR MRI显示大

脑中动脉管腔多呈偏心性狭窄；管腔内可见斑块；斑块周围的环形低信号表明斑块位于管腔内；斑块多位于血管下壁、腹侧，表面多不规则，呈低、等、高混杂信号或单一信号，T2WI多可见高信号[6,10,13,23]。研究表明大脑中动脉内壁完整可能与纤维帽形成有关[6,13]。HR MRI增强扫描显示大部分脑动脉粥样硬化病人血管管壁及部分斑块呈均匀强化，当平扫斑块呈混杂信号时，增强后呈不均匀强化。还有研究[5-6]表明随着脑血管事件发生间期的延长，管壁及斑块强化程度逐渐减低。

3.2.2 动脉粥样硬化HR MRI表现的病理机制颈动脉斑块内膜剥脱的病理结果与HR MRI对比研究表明，HR MRI可以识别斑块成分，对斑块内出血、纤维帽及脂核检出的特异度为74%～90%，敏感度为81%～90%[14]。有研究者[17,23]提出大脑中动脉粥样硬化的病理学表现可能与冠状动脉及颈动脉粥样硬化相同，如动脉硬化管壁组织病理学改变有纤维帽、脂质核、炎性细胞浸润、钙化、坏死核心及斑块内出血等；偏心性狭窄代表斑块形成；斑块信号不均代表斑块含有不同的成分,斑块内的高信号代表斑块内出血或脂核。Trion等[25]研究表明动脉粥样硬化病人动脉管壁的增厚与平滑肌细胞增生、细胞外基质增多及钙盐沉积有关。早期研究表明冠状动脉粥样硬化血管重构有两种机制，分别是正性重构和负性重构。斑块形成、血管向外延伸、管腔扩张即为正性重构；负性重构指管腔直径变小[26]。研究表明颅内动脉粥样硬化血管重塑与上述表现一致。有症状病人以正性血管重构为主，无症状病人以负性血管重构多见；且有症状病人的斑块较无症状病人更不稳定，更容易破裂[7,10,23]。部分脑动脉粥样硬化病人MRA显示脑血管正常，但HR MRI提示管腔内斑块形成，其可能机制为血管发生了正性重构[6-7,26]。

目前颅内动脉管壁没有滋养血管是公认的事实。多项研究表明随着年龄的增长，血管近端有滋养血管形成，管壁强化可能与新生滋养血管形成、血管内皮损伤致血管渗透性增高、对比剂摄取增加及巨噬细胞浸润有关[13,27-28]。另有研究[6,29]表明斑块的强化与纤维帽破裂有关，且得到了组织学的证实。

综上所述，HR MRI能够无创显示大脑中动脉管壁、管腔及管腔内斑块，是评估大脑中动脉疾病病人卒中风险的重要手段。对于传统影像表现相似的脑血管疾病，HR MRI在判断病因、分析病理机制方面发挥着重要的作用。

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（收稿2016－07－15）

The developments of high resolution MRI in evaluating middle cerebral artery stenosis associated with moyamoya disease and intracranial atherosclerosis

DU Jiachen1,WANG Fang2.
1 Graduate School,Taishan Medical University,Taian 271000,China;2 Department of Radiology,Qilu Hospital of Shandong University

High resolution magnetic resonance imaging is a noninvasive and nonionizing imaging modality for showing fine structure of organs,and visually delineating morphological features of arterial lumen and wall.So far,high resolution magnetic resonance imaging has been maturely used to evaluate large artery disease.However,there are relatively few studies concerning the application of high resolution magnetic resonance imaging in evaluating middle cerebral artery, due to its small lumen diameter and the difficulty of obtaining histopathological specimen.In this review,we summarized the application of high resolution magnetic resonance imaging in evaluating middle cerebral artery stenosis associated with atherosclerosis or moyamoya disease and related pathological mechanisms.

High resolution magnetic resonance imaging;Moyamoya disease;Intracranial atherosclerosis; Pathology

10.19300/j.2016.Z4448

R445.2；R743

A

1泰山医学院研究生部，泰安271000；2山东大学齐鲁医院放射科

王芳，E-mail:329571483@qq.com

*审校者

山东省重点研究计划（2015GSF118135）