顱內動脈粥樣硬化斑塊高分辨率磁共振成像研究進展

顱內動脈粥樣硬化是缺血性卒中的主要原因[1]。亞洲人群，特別是中國人動脈粥樣硬化更易累及顱內動脈，尤其以大腦中動脈受累最常見[2]。腦缺血事件的發生主要取決于顱內動脈粥樣硬化斑塊的穩定性。目前對于顱內動脈粥樣硬化斑塊的評價正逐漸成為研究熱點。本文重點論述基于高分辨率磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）的顱內動脈粥樣硬化斑塊成像的研究進展。

1 高分辨率磁共振成像歷史展望

最初利用MRI對血管成像是取自于手術切除下來的髂動脈粥樣硬化段，這些研究提供了動脈粥樣硬化斑塊組成和MRI信號特點間的關系[3-4]。隨后，Naghavi等通過血管壁成像研究了胸主動脈夾層動脈瘤的管壁厚度[5]。1990年，Edelman等分析了頸動脈粥樣硬化性疾病的黑血和亮血成像技術，發現黑血成像在評估血管狹窄上精確性更高，更有優勢。自此以后，研究多重點關注斑塊組成特點及MRI信號表現，對動脈粥樣硬化的評價不再僅局限于動脈狹窄[6]。

1995年，Aoki團隊進行了通過MRI評價顱內血管管壁的第一項研究，該團隊研究了顱內動脈頸內段和椎動脈的管壁強化和年齡的關系，結果顯示，隨著年齡增加，血管壁強化的程度有增加的趨勢[7]，這種關聯被認為與動脈粥樣硬化進展有關[8]。2003年，Naghavi等介紹了主要針對頸動脈不穩定斑塊的模型，證明特定的斑塊成分可以導致患者的臨床癥狀進展，結局表現為血栓形成和栓塞[9]。

目前研究認為，除血管管腔狹窄外，動脈粥樣硬化斑塊組成，包括纖維帽的存在與狀態、斑塊內出血、脂質核心的存在與體積、新生血管、斑塊潰瘍、斑塊破裂等均可能是目前或未來血管事件的標志[10-12]。但目前這些因素在顱內動脈粥樣硬化斑塊的研究中尚顯不足，缺乏足夠的病理標本對照[13]。血管并不會狹窄，傳統血管成像也很難發現這種病變[18]。因此，近年來關于血管管腔的研究正逐漸成為熱點，高分辨率MRI黑血成像目前發展迅速，已經廣泛用于頸動脈不穩定斑塊的鑒定[19-23]。顱內血管高分辨率MRI已經在探測病變區域斑塊特點上顯示出了初步可行性。該技術通過抑制血管內血液和血管外腦脊液信號，形成足夠的信號噪聲比（signal-to-noise ratio，SNR），提高空間分辨率，可以使血管壁結構得到清晰顯示[24]。相較于傳統的2維MRI，3維血管壁成像的應用正逐漸增多。3維成像可增加掃描的覆蓋面積，可以在各個方向重復掃描，進而能更加清楚地顯示血管壁病變[25]。楊萬群、張雪鋒等的研究均證明了在判斷大腦中動脈病變區域管壁面積、斑塊體積及斑塊成分上，高分辨率MRI已經顯示出了良好的可行性[26-27]。

2 顱內動脈粥樣硬化斑塊成像技術的可行性

目前評估血管病變最常用的檢查方式包括計算機斷層掃描血管造影（computed tomography angiography，CTA）、磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA）和數字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA），但這些檢查方式在血管管腔的評價上均存在局限性，如在鑒別顱內動脈粥樣硬化與血管炎、動脈夾層、煙霧病等病變方面困難較大[14-17]。此外，由于血管陽性重構的存在，部分患者動脈粥樣硬化的

3 斑塊成像研究進展

3.1 磁共振成像常用序列對斑塊成分的識別目前高分辨率MRI圖像有多個序列，不同序列對管壁顯像重點不同。多個圖像序列對比可以更全面地評估血管壁信號特點，增加診斷的準確性[28]。常用序列包括利用白血技術的3維時間飛躍序列（3D time of flight，3D-TOF）及黑血的T1序列（T1-weighted imaging，T1WI）、T2序列（T2-weighted imaging，T2WI）、質子序列（proton density weighted imaging，PDWI）、磁化準備快速梯度回波序列（magnetization prepared rapid gradient echo，MP-RAGE）、T1強化序列（T1contrast enhanced weighted imaging，T1+C）[29]。

TOF序列通過增強血流的信號強度，提高了血流與周圍血管壁的信號對比強度，可較好地分辨頸動脈斑塊表面鈣化與纖維帽[30]。顱內動脈由于管腔更細，纖維帽難以顯示，此序列多用于觀察顱內動脈有無狹窄。

有研究認為T1WI適合判斷斑塊內出血，斑塊高信號提示斑塊內出血的特異性為84%，敏感性為84%[13]。PDWI序列上管壁和管腔形成很高的對比，更適合對粥樣硬化斑塊進行量化分析[31]。目前認為，T2WI序列中斑塊邊緣高信號代表纖維帽，在斑塊外高信號區域代表富含泡沫狀巨噬細胞和黏多糖的組織。脂質核心在T1WI多表現為不同的中到高信號區域，低信號多位于斑塊周圍非脂質核心區域；脂質在T2WI序列多為低到中等信號強度，高信號多出現在斑塊近心端及血管分叉處，但仍缺乏病理研究對其進行驗證[32]。T2WI可以看作是T1WI的補充序列，兩個序列聯合分析可以增加病變診斷的敏感性和特異性[21]。T1WI、T2WI和PDWI這3個序列是目前高分辨率MRI最常用的序列。

MP-RAGE序列對斑塊內出血較為敏感，目前認為出血在此序列上表現為高信號，此序列可以清楚地區分斑塊內出血與脂質核心[33]。T1+C序列主要用于分析斑塊內炎癥、新生血管和厚纖維帽成分，目前認為上述病變在該序列表現為高信號，斑塊在該序列的高信號表明斑塊不穩定，有較大的破裂風險，尚需病理研究進一步檢驗[34-36]，目前認為鈣化在各序列均呈信號[37]。

3.2 斑塊分布 最近研究表明，穿支動脈閉塞所致腦梗死在血管造影未見狹窄時，高分辨率MRI更容易發現動脈粥樣硬化斑塊，多見于大腦中動脈及基底動脈[38]。大腦中動脈的斑塊分布在預測癥狀嚴重性及卒中類型上非常重要，Yoon認為大腦中動脈上壁斑塊與深部梗死灶有關，可能是與上壁斑塊容易阻塞豆紋動脈開口有關[39]。多數大腦中動脈斑塊位于穿支開口對側?；讋用}斑塊多位于腹側壁。通過高分辨率MRI可以明確斑塊的分布，可以更好地指導介入手術，降低術后并發癥[40]。顱內其他動脈斑塊分布規律仍有待更多研究證實。斑塊分布可能是預測卒中癥狀出現的重要因素，但尚需更多研究證實[41]。

3.3 斑塊強化 動脈粥樣硬化斑塊強化被認為與斑塊內新生血管生成有關，許多研究認為斑塊強化與急性缺血性卒中密切相關，是斑塊穩定性的標志[7，14，42]。然而實際上斑塊強化與急性缺血性卒中的關系受多種因素的影響。Ryu等的研究認為狹窄程度而非斑塊強化是缺血事件的獨立預測因素[43]。此外，Kim等的研究認為斑塊強化與癥狀性顱內動脈硬化患者卒中復發相關[44]。

3.4 斑塊鈣化 鈣化對顱內動脈粥樣硬化斑塊的影響仍存在爭議。冠狀動脈斑塊和頸動脈斑塊的研究顯示斑塊鈣化可以促進斑塊穩定[45-46]。關于顱內動脈粥樣硬化性斑塊，Chen等人的尸檢研究并未發現顱內動脈斑塊鈣化與缺血性卒中之間存在關系[47]。由于缺乏充足的客觀證據，目前仍不能確定斑塊鈣化與斑塊穩定性之間的關系。

3.5 顱內動脈粥樣硬化斑塊定量評價

3.5.1 斑塊負荷 斑塊負荷被認為是與斑塊易損性有關的重要因素之一，因為它可直接反映動脈粥樣硬化病變的演變，斑塊負荷越大，斑塊越不穩定。管壁厚度、管壁面積（體積）是斑塊負荷常用的評價指標[48]。

3.5.2 斑塊形態 目前，對于斑塊形態進行量化的指標主要包括：斑塊面積、斑塊體積、管腔面積、管壁面積、最大管壁厚度及重構指數等[49-51]。徐蔚海認為癥狀性大腦中動脈狹窄病變區域有更大的管壁面積，更高的血管重構指數；有研究[52-53]認為癥狀性大腦中動脈狹窄病變區域血管重構指數更高，斑塊表面更不規則。此外，楊文杰[54]認為斑塊向心性和偏心性或許與斑塊破裂無關，仍需要更多影像數據去驗證。

3.5.3 血管重構 高分辨率MRI加深了對顱內動脈粥樣硬化的認識，通過高分辨率MRI可以看到有的嚴重的顱內動脈粥樣硬化可能不會導致管腔狹窄。一項法國的尸檢研究顯示，62%死于缺血性卒中的患者患有顱內動脈粥樣硬化，但其中只有約半數患者可以發現明顯的影像學狹窄[55]。粥樣硬化病變初期，通過血管重構可以保持管腔在正常范圍，但是管壁卻急劇增厚，這增加了顱內動脈粥樣硬化斑塊的破裂風險；陽性重構血管較之陰性重構血管更可能發生血管事件[4]。癥狀性狹窄處血管陽性重構明顯多于陰性重構[52-53]。

4 局限性及未來發展趨勢

高分辨率MRI可以作為顱內動脈病變診斷和鑒別方面的良好補充，該技術憑借對血管壁的顯示可以提高疾病診斷的特異性，也可以診斷普通血管成像難以發現的非血管狹窄疾病和腦小血管病，還可以用來評價治療的遠期療效。

目前顱內血管高分辨率MRI多集中在頸內動脈末端，大腦中動脈M1段和基底動脈，由于掃描線圈的限制，一次掃描難以確定顱內所有大血管病變的情況。此外，由于顱內血管迂曲，重建高分辨率圖像顯示斑塊時可能會導致測量誤差。此外，高分辨率MRI掃描時間較長，花費較高，也限制了其廣泛應用。斑塊的成像依賴于血管壁的成像，目前發展迅速。一些研究機構目前已經將血管壁成像評估納入臨床檢查常規成像方案里，但是目前血管壁成像研究雖有廣泛應用的趨勢，但未得以規范。未來圖像質量還需要進一步優化。目前的研究表明，特定人群中，血管壁成像可以提供比普通檢查更高的價值，但是量化這些檢查信息仍然需要更多深入的研究。未來研究重點在評價斑塊的易損性，從而使斑塊成像更好地指導治療及隨訪。這將大大地有利于患者的個體化治療，同時也更有助于闡述顱內動脈粥樣硬化疾病的病理、生理學機制。

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【點睛】本文對高分辨率磁共振成像在顱內動脈粥樣硬化斑塊成分、管壁重構等對缺血性卒中有重要影響的特點方面的研究進行了概述。