高分辨磁共振成像在基底動脈粥樣硬化性疾病中的臨床應用

楊營營，李明利，徐蔚海

顱內動脈粥樣硬化引起30%～60%亞裔人群的缺血性卒中。其中，基底動脈粥樣硬化是腦干卒中的重要原因，掌握基底動脈粥樣硬化的特點對于防治后循環缺血性卒中具有重要意義。高分辨磁共振成像（high resolution magnetic resonance imaging，HR-MRI）使活體內顱內動脈管壁結構的可視化變為現實，尤其對基底動脈具有較高的分辨率。本文結合國內外的最新研究進展，旨在闡述HR-MRI在基底動脈粥樣硬化性疾病中的臨床應用。

1 HR-MRI技術

HR-MRI是目前評估顱內動脈管壁結構較為理想的檢測手段，具有無創、無輻射和分辨率高的優點，且觀察者內和觀察者間評估的一致性高。常用的成像包括三維時間飛躍法磁共振血管成像（3 dimensions time of flight magnetic resonance angiography，3D TOF MRA）和高分辨率自旋回波（fast spin echo，FSE）T2加權像（T2weighted imaging，T2WI）、T1加權像（T1WI）、質子密度加權像（proton density weighted image，PDWI），增強HR-MRI能更清晰地顯示管壁結構。二維高分辨磁共振成像（2 dimensions highresolution magnetic resonance imaging，2D HR-MRI）是以3D TOF MRA定位欲檢查的顱內血管（如基底動脈），做垂直于血管長軸的高分辨T2WI斷面成像。然而，因顱內動脈走行迂曲，2D HR-MRI常因不能保證斷面與血管長軸垂直而導致斑塊面積的錯誤評估。近年來，隨著技術的完善，3D HR-MRI不僅能在短時間內將全腦動脈進行掃描，還能在定位處垂直于血管長軸行斷面重建，以減少動脈走行迂曲所致的成像誤差（圖1），常見的序列如3D CUBE T1WI、3D TSE T1WI、3D SPACE、3D VISTA等[1-4]。

2 HR-MRI在研究基底動脈重塑中的應用

2.1 動脈重塑的定量評估 動脈重塑（arterial remodeling）是動脈在粥樣硬化的發展過程中向外擴張（擴張性重塑）或向內收縮（縮窄性重塑）的現象，常用重塑指數（remodeling index，RI）來描述重塑類型。重塑指數是斑塊部位管周面積與參考部位管周面積之比，參考部位多選擇斑塊近端相對正常的部位，RI＜0.95為縮窄性重塑（圖2），RI＞1.05為擴張性重塑（圖3），介于二者之間則為中性重塑[5]。管周面積是在垂直于血管長軸的HR-MRI斷面成像上由手工測量得到。

2.2 動脈重塑的臨床意義 形態學上，擴張性重塑可以減輕粥樣硬化斑塊造成的管腔狹窄，縮窄性重塑則加重狹窄。組織學上，擴張性重塑常與大的脂質核心、斑塊內的炎癥并存，縮窄性重塑常與小的脂質核心、斑塊鈣化和纖維化并存。關于冠狀動脈和頸動脈的研究表明，動脈重塑的類型與斑塊的易損性密切相關。隨著HR-MRI的發展，針對顱內動脈重塑的研究逐步開展，大腦中動脈的研究已經證實，擴張性重塑與癥狀性狹窄相關，縮窄性重塑與無癥狀性狹窄相關[6]。

2.3 基底動脈重塑的研究現狀 近年來，關于基底動脈重塑的研究相繼開展。Ma等[5]對32例癥狀性重度基底動脈狹窄患者研究發現，與非擴張性重塑斑塊相比，擴張性重塑斑塊更常見。Lee等[7]研究發現，急性動脈粥樣硬化性卒中患者的非狹窄顱內動脈也存在擴張性重塑。以上研究提示基底動脈粥樣硬化可能既存在斑塊處的擴張性或縮窄性重塑，也存在累及血管走行全程的無斑塊性擴張性重塑。

圖1 基底動脈的三維高分辨磁共振成像定位

圖2 基底動脈的縮窄性重塑

學者們還對基底動脈擴張性重塑與腦血管事件的關系進行了探討。Ichikawa等[8]提出基底動脈擴張性重塑與腦微出血關系密切，認為基底動脈擴張性重塑可能預示腦小血管病的發生。Tanaka等[9]發現基底動脈在正常范圍內的適度擴張與腦大血管病及小血管病均相關。Feng等[10]提出基底動脈的擴張性重塑與腦橋腔隙性梗死的發生密切相關。以上研究均提示基底動脈的擴張性重塑可能與癥狀性腦血管事件密切相關。

關于前、后循環動脈粥樣硬化性斑塊的差異，Qiao等[11]運用3D HR-MRI對42例非亞裔腦血管缺血事件患者進行研究發現，與前循環相比，后循環的斑塊負荷更大，重塑比率更高，擴張性重塑更常見，當斑塊負荷達55.3%時，后循環管腔才出現狹窄。由于后循環有較強的擴張性重塑能力，提示后循環斑塊更不易通過傳統的血管成像方法[如電子計算機斷層掃描血管成像（computed tomography angiography，CTA）、MRA]檢出。然而，Niu等[12]對71例中國北方急性缺血性卒中患者研究后認為，就擴張性重塑而言，基底動脈和大腦中動脈斑塊并無顯著性差異。因此，未來需要開展更多關于基底動脈和大腦中動脈斑塊的動脈重塑比較研究。

圖3 基底動脈的擴張性重塑

圖4 基底動脈的斑塊內出血

3 HR-MRI在評估基底動脈斑塊成分中的應用

在HR-MRI上，基底動脈的管壁結構表現為正常管壁、管壁環形增厚和偏心斑塊3種形式，偏心斑塊常被定義為局限性的偏心管壁增厚，最厚處超過最薄處的1.5倍以上。傳統上，多認為偏心管壁增厚是動脈粥樣硬化的特征性標志，而環形管壁增厚是血管炎的標志[13]。然而，Zhu等[14]研究發現，環形管壁增厚可見于近半數基底動脈狹窄患者，而且癥狀性基底動脈狹窄多與混合性管壁增厚（環形和偏心管壁增厚）共存。

基底動脈粥樣硬化斑塊主要成分為斑塊內出血、纖維帽、脂質核心。HR-MRI上斑塊信號特點與組織病理活檢結果具有良好的一致性[15]。習慣上，將斑塊內出血定義為斑塊在T1WI呈高信號，且信號強度大于鄰近肌肉的150%（圖4）；將纖維帽定義為T2WI上斑塊表面近管腔處的高信號帶；將脂質核心定義為T2WI上纖維帽下低信號。

研究表明，斑塊內出血在癥狀性基底動脈狹窄患者中發生率較高，提示斑塊內出血與急性腦梗死相關[16]。此外，將斑塊或管壁強化定義為T1WI增強與T1WI相比信號增高。研究表明，基底動脈粥樣硬化性狹窄處近端的管壁強化與近期供血區梗死相關[17]；基底動脈斑塊強化提示更高的缺血性卒中風險[3]；隨缺血性卒中發生時間的延長，斑塊強化程度逐漸下降[18]。因此，增強HR-MRI可作為評估基底動脈粥樣硬化發生卒中風險的無創性理想工具。綜上所述，斑塊內出血和斑塊強化與斑塊的易損性密切相關。

4 HR-MRI在評估基底動脈斑塊分布中的應用

在顱內動脈中，基底動脈最易在血管內治療后發生穿支動脈卒中[19]，因此，掌握基底動脈斑塊與穿支動脈的位置關系至關重要，通過HR-MRI了解基底動脈斑塊的分布情況有助于指導血管內治療，盡可能減少并發癥的發生。

描述基底動脈斑塊的橫向分布時，選擇垂直于血管長軸的HR-MRI斷面成像，將基底動脈的橫斷面等分為四部分：腹側、左側、背側、右側（圖5）。Huang等[20]采用2D HR-MRI對38例后循環缺血性卒中患者研究發現，基底動脈粥樣硬化性斑塊主要分布在基底動脈的腹側。然而，Chen等[21]采用3D VISTA分析61個基底動脈斑塊發現，斑塊更易累及2個或更多象限，斑塊在各象限的出現率并無顯著性差異；相對于腹側、背側，雙側壁的斑塊負荷更大。北京協和醫院的最新研究結果表明，低度狹窄的基底動脈粥樣硬化性斑塊在腹側、背側、側壁的分布無明顯差異；然而，癥狀性斑塊更易累及背側和側壁，無癥狀性斑塊易累及腹側[22]。這些研究結果的不一致可能由研究對象及研究方法的差異所致。此外，對斑塊的縱向分布總結發現，斑塊縱向分布較長；相對于小腦下前動脈近端，基底動脈斑塊多見于小腦下前動脈遠端。解剖上，基底動脈的穿支動脈通常開口于左、右側壁，始于小腦前下動脈的遠端。由此可見，斑塊多累及穿支動脈開口處，這與基底動脈血管內治療的高風險相一致。

5 展望

傳統的血管成像方法只能檢測出較明顯的血管狹窄，而高分辨磁共振成像的廣泛應用使發現早期粥樣硬化性病變成為可能。同時，由于基底動脈重塑、斑塊信號和斑塊分布在一定程度上能反映缺血性卒中發生的風險，斑塊成像可視為評估顱內動脈粥樣硬化的理想工具。然而，高分辨磁共振成像在應用中仍存在一些局限性，如斑塊特征的評估易受觀察者主觀推測影響；分辨率尚有待提高；斑塊信號與病理成分的關系需要進一步證實等。此外，目前的研究集中于中、重度基底動脈粥樣硬化性狹窄的斑塊和癥狀性基底動脈狹窄的斑塊，很少涉及早期基底動脈粥樣硬化性病變和無癥狀性基底動脈狹窄性斑塊的特點，然而，探索早期病變的特征對于掌握動脈粥樣硬化的病理生理機制至關重要。因此，未來需要對基底動脈粥樣硬化性疾病的高分辨磁共振成像開展更多研究，以通過斑塊成像精準評估缺血性卒中的風險。

圖5 基底動脈斑塊的橫向分布

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