高分辨MR血管壁成像用于颅内动脉粥样硬化疾病研究进展

乔 晨，宋清伟，王 峰*

(1.大连医科大学附属第一医院介入科，2.放射科，辽宁 大连 116011)

颅内动脉粥样硬化疾病(intracranial atherosclerotic disease， ICAD)可从管壁轻度增厚、无狭窄斑块演变为管腔重度狭窄，最常累及基底动脉、颈内动脉、大脑中动脉、颅内椎动脉、大脑后动脉及大脑前动脉。与颅外动脉相比，颅内动脉管径细小，近端约2～3 mm、远端<1 mm，且走行纡曲、位置较深[1-3]。现有多项影像学技术均可用于评估血管斑块，主要基于有创的数字减影血管造影(digital subtraction angiography， DSA)、侵袭性较低的多普勒超声、CT血管造影(CT angiography， CTA)及MR血管造影(MR angiography， MRA)等早期显示狭窄程度或检测血管闭塞，鉴别血管壁内原发性ICAD的病因存在一定局限性[4-6]。高分辨率MR血管壁成像(high-resolution vessel wall MR imaging， HR VW-MRI)具有高空间分辨率、无电离辐射等优点，可有效、定量评估易损斑块，有助于提高血管疾病检出率。本文就HR VW-MRI技术及其评估ICAD研究进展进行综述。

1 VW-MRI技术

1.1 传统2D成像技术 传统二维血管壁成像技术包括空间预饱和技术、双重反转恢复(double inversion recovery， DIR)技术及四反转恢复技术。有效抑制流动血液和脑脊液信号是血管壁成像的关键，而2D成像技术无法抑制层面内的血流；其中DIR技术具有层面内分辨率高、图像模糊效应轻及扫描速度快等优点，最为常用，结合心电同步技术，根据检测到的QRS波发射反转脉冲，对于局部血管病变仍有一定应用价值[7-8]。

1.2 3D自旋回波序列 常用3D自旋回波序列包括Philips各向同性的快速自旋回波容积(volume isotropic turbo spin echo acquisition， VISTA)、Siemens可变翻转角快速自旋回波(sampling perfection with application optimized contrast using different flip angle evolutions， SPACE)和GE的CUBE序列[商品名，主要基于3D fast spin echo with an eXtended echo train acquisition (3D-FSE-XETA)][9-10]；均于2个方向进行相位编码、1个方向进行“层”编码，分割更加细致，且自旋回波序列中大部分血液信号会流空，故可基本抑制血液信号。另外，3D自旋回波序列可实现3个方向上的体素各向同性，经多平面重建或曲面重建后可无几何失真[11]。

1.3 运动敏感驱动平衡(motion sensitized driven equilibrium， MSDE)技术 MSDE为黑血成像，主要通过在3D序列基础上增加1对运动敏感梯度使流动的组织信号衰减有效抑制颈部静脉和锁骨下动脉信号；可在极短时间内抑制血流信号并抵抗主磁场B0和发射场B1的不均匀性，但可能使图像信噪比下降[7]。

1.4 延迟进动定制激发(delays alternating with nutation for tailored excitation， DANTE)技术 DANTE可较好显示静态组织，对B0和B1场的均匀性要求不高。研究[12]表明，DANTE技术用于采集颈部脊髓的交错多层2D和3D图像极具价值，可为颅内管壁成像和颈部脊髓成像提供更好的对比度。WANG等[13]尝试开发联合抑制血液和脑脊液的技术，用以改善脑脊液和血管壁对比度，结果显示DANTE-VISTA可有效抑制脑脊液信号、进一步提高管腔边界的清晰度。

根据美国神经放射学会推荐和我国专家共识[14-16]，行HR VW-MRI时需确保短轴和长轴平面均能显示血管壁，可选择在正交平面中多次使用2D序列扫描，重点观察已知的病变血管，但血管倾斜度和曲率可致部分容积平均效应，使动脉壁外观变得混乱，故有一定局限性；也可选择应用3D序列，重新格式化各向同性数据，之后在多个2D平面中观察。3D采集覆盖面广，可全面显示典型部位的颅内斑块，还可在任何平面上重建3D各向同性体积采集，实现回顾性可视化曲折血管中的斑块。2D序列层面内分辨率高、图像模糊效应轻，故最佳血管壁成像协议应同时包括2D和3D序列。

2 VW-MRI临床应用

2.1 评估易损斑块 颅内动脉的易损斑块通常表现为不稳定斑块或斑块有血栓形成倾向，其组织学构成自高到低依次为脂质坏死核、斑块内出血和巨噬细胞浸润。重构是ICAD发展过程中的重要病理生理现象。颅内动脉发生粥样硬化病变后可有正性重构和负性重构2种表现，以减少斑块对管腔的侵蚀而维持其内径。正性重构表现为血管壁增厚代偿性向外生长，也称代偿性扩张，更为常见；负性重构表现为斑块侵犯管腔四周，外膜增厚并加重管腔狭窄；二者均可导致脑卒中。症状性大脑中动脉(middle cerebral artery， MCA)狭窄患者的粥样硬化斑块更不稳定，易有危险栓子脱落，影像学上斑块更多表现为正性重构[17]。也有学者[18]通过对比观察症状性与无症状性MCA和基底动脉(basilar artery， BA)狭窄患者，发现其重构方式无明显差异。HR VW-MRI有助于检出其他影像学方法难以发现的早期ICAD和判断血管重构类型[19]。

斑块内出血(intra-plaque hemorrhage， IPH)增强T1WI呈高信号是颅内动脉易损斑块的主要特征之一。纤维帽T2WI表现为斑块表面近管腔处的高信号带，脂质核为纤维帽下的低信号。研究[18]表明，MCA和BA 的IPH发生率在症状性ICAD患者明显高于无症状者。ICAD斑块分层表现与颈动脉粥样硬化斑块的VW-MRI表现相关[20]，故HR VW-MRI可识别ICAD所致IPH；但对于IPH的发生率、起始时间、初始特点及其是否为脑卒中的高危因素尚待进一步观察。

此外，易损斑块常可发生强化，其机制可能为新生血管形成、活动性炎症反应或内皮细胞渗透性增加；斑块强化可能与近期缺血性卒中事件发生密切相关[21-22]。SKARPATHIOTAKIS等[23]采用HR VW-MRI观察29例缺血性脑卒中合并ICAD患者，发现斑块强化程度随时间推移而逐渐减弱，提示斑块强化可能与炎症相关。由于HR VW-MRI空间分辨率有限，部分斑块不会出现弥漫性增强表现，故尚无法确定斑块强化是否可用于预测急性缺血性卒中。

2.2 鉴别诊断颅内血管病变 虽然多普勒超声、CTA、MRA和DSA等成像方式均可用于评估颅内动脉管腔状态，但无法判断导致颅内动脉闭塞的具体病因。HR VW-MRI有助于鉴别ICAD与其他颅内血管疾病所致动脉狭窄。既往研究[24]表明，HR VW-MRI可有效识别症状性后循环病变。HR VW-MRI显示的动脉粥样硬化斑块以偏心性增厚及不均匀强化为特征；中枢神经系统血管炎所致动脉壁增厚多较平滑、均匀、呈同心状并可强化；颅内动脉夹层可表现为壁内血肿及受累动脉节段管腔狭窄；烟雾病多表现为颈内动脉远端同心圆性强化，血管外径变小，伴周边侧支血管形成[25-27]。虽然约18%的动脉粥样硬化斑块无明显强化，使增强T1WI评估外部边界的效果受限，但结合T1WI和T2WI可将HR VW-MRI鉴别ICAD与其他血管病变的敏感度从90.1%提高至96.3%[28-29]。

2.3 辅助血管内介入治疗 与颅外动脉硬化相似，ICAD通常与管壁偏心性、不规则增厚有关。血管内介入是治疗动脉粥样硬化的常用方法，但血管成形术可能导致“扫雪”效应，即斑块在传输支架过程中破裂并推移或压迫穿支开口致其闭塞。在与冠状动脉粥样硬化相关的血管内介入手术中，“扫雪”效应约见于30%患者，分支血管闭塞率高达19%[17]。ICAD主要累及MCA和BA，HR VW-MRI有助于确定动脉粥样硬化斑块位置，避免血管内介入治疗并发症。XU等[17]观察粥样硬化斑块在MCA的分布，发现与冠状动脉粥样硬化相似，MCA粥样硬化斑块多位于与穿透动脉开口处相对的腹壁和下壁，而BA粥样硬化斑块主要位于腹壁，故“扫雪”效应在颅内血管成形术中可能并不常见。另一方面，对于靠近穿透动脉的BA斑块，释放自膨式支架前，应以小型气囊对狭窄的BA进行预扩张。术前行HR VW-MRI有助于识别BA壁上偏心的粥样硬化斑块位置，清楚显示真腔与假腔的解剖关系，指导植入BA支架。

3 小结

作为一种高度通用的非侵入性技术，HR VW-MRI对于早期检出颅内斑块、准确评估斑块成分、判断斑块稳定性及预测脑血管事件风险等方面的应用价值越来越受到重视，用于防治脑卒中具有重要临床意义。目前HR VW-MRI仍存在成像序列多、扫描时间长、空间和组织分辨率有限等问题，期待未来研究有助于逐一加以克服。