侯宗易，楊曉帆，曹文慧，楊印東

(1.牡丹江醫(yī)學(xué)院；2.牡丹江醫(yī)學(xué)院附屬紅旗醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，黑龍江 牡丹江 157011)

動(dòng)脈粥樣硬化(ICAD)是導(dǎo)致中國(guó)人群缺血性卒中的主要原因之一，約70%的腦卒中由斑塊破裂所致。因此，早期識(shí)別易損斑塊對(duì)腦卒中的控制和預(yù)防非常重要[1]。目前，臨床上評(píng)估血管的檢查方法包括計(jì)算機(jī)斷層掃描血管成像(computed tomography angiography, CTA)，數(shù)字剪影血管造影(digital subtraction angiography, DSA)，磁共振血管成像( magnetic resonance angiography, MRA)等，然而，這些血管成像方式僅顯示管腔狹窄，不能提供有關(guān)血管壁的潛在病理信息。HR-MRI可以提供動(dòng)脈粥樣硬化和血管壁的特征信息。多項(xiàng)研究已經(jīng)證明了使用HR-MRI顯示顱內(nèi)動(dòng)脈的動(dòng)脈壁和管腔的可行性。某些血管壁或斑塊特征，如陽(yáng)性重構(gòu)、斑塊內(nèi)出血和斑塊負(fù)荷，可以被用來(lái)識(shí)別需要早期預(yù)防或更深入治療的高危患者。目前在臨床實(shí)踐和科學(xué)研究中使用的HR-MRI大多是在3.0T的磁場(chǎng)下進(jìn)行的，超高場(chǎng)強(qiáng)(7.0T)技術(shù)的出現(xiàn)使HR-MRI的應(yīng)用更加深入。

1 HR-MRI技術(shù)

HR-MRI是通過(guò)抑制血管內(nèi)血液流動(dòng)信號(hào)獲取血管壁等靜態(tài)組織圖像的一種成像方法，利用的是磁共振成像技術(shù)中的黑血技術(shù)，所謂黑血是指磁共振血管成像中，在血流進(jìn)入成像容積之前施加一個(gè)飽合射頻脈沖，使血流預(yù)飽和。當(dāng)其流入成像容積時(shí)再施加射頻脈沖，由于已被預(yù)飽合血流的縱向磁化矢量很小，幾乎不產(chǎn)生信號(hào)，所以血流呈黑色(低信號(hào))，而周圍組織為高信號(hào)，從而產(chǎn)生對(duì)比，襯托出血管的影像，又稱預(yù)飽合技術(shù)[2]。傳統(tǒng)的HR-MRI使用的是二維(two dimensional, 2D)序列。常規(guī)多對(duì)比度成像序列包括：時(shí)間飛躍法磁共振血管成像(time of flight magnetic resonance angiography, TOF-MRA)、T1加權(quán)成像(T1-weighted imaging, T1WI)、T2加權(quán)成像(T2-weighted imaging, T2WI)、質(zhì)子密度加權(quán)成像(proton density imaging, PDWI)。2D序列可以為病變血管壁提供更好的空間分辨率和信噪比。然而，在沒(méi)有管腔狹窄的情況下，它不能實(shí)現(xiàn)對(duì)多條血管病變的檢測(cè)。三維(three dimensional, 3D)成像技術(shù)可以檢測(cè)更多的病變血管，可以進(jìn)行多平面和曲面重建，并在不同的剖面圖上評(píng)估斑塊負(fù)荷和顱內(nèi)主要?jiǎng)用}的分布。同時(shí)三維成像技術(shù)掃描速度更快，空間分辨率更高，還可以減少部分容積效應(yīng)，從而使圖像更加清晰準(zhǔn)確。與3D技術(shù)相比，2D序列提供了相對(duì)更好的“面內(nèi)”空間分辨率，側(cè)重于更多關(guān)于血管壁病變的細(xì)節(jié)。因此，顱內(nèi)動(dòng)脈的最佳成像方案應(yīng)該同時(shí)包括2D和3D序列。

2 3.0T和7.0T HR-MRI評(píng)估動(dòng)脈粥樣硬化斑塊

動(dòng)脈粥樣硬化斑塊是由細(xì)胞外脂質(zhì)顆粒、泡沫細(xì)胞和碎片組成，它們累積在動(dòng)脈內(nèi)膜內(nèi)，形成脂質(zhì)和壞死核心，核心被一層富含膠原的基質(zhì)和內(nèi)皮細(xì)胞覆蓋的平滑肌細(xì)胞包裹，稱為“纖維帽”。斑塊隨著病變的慢性進(jìn)展逐漸擴(kuò)大，分為穩(wěn)定性或不穩(wěn)定性斑塊，不穩(wěn)定斑塊也叫易損斑塊。2000年美國(guó)心臟病協(xié)會(huì)(American Heart Association, AHA)將動(dòng)脈粥樣硬化斑塊分為8型：Ⅰ型，早期病變，存在泡沫細(xì)胞；Ⅱ型，脂紋，含脂滴的泡沫細(xì)胞層；Ⅲ型，粥瘤前病變，含細(xì)胞外脂滴；Ⅳ型，粥瘤，獨(dú)立的大塊細(xì)胞外脂核；Ⅴ型，纖維粥瘤；Ⅵ型，斑塊表面潰瘍，斑塊內(nèi)出血、血栓形成；Ⅶ型，鈣化斑塊；Ⅷ型，纖維斑塊[3]。Cai等人根據(jù)AHA分型，結(jié)合HR-MRI影像特點(diǎn)又分為為以下幾型：Ⅰ～Ⅱ型，壁厚接近正常，無(wú)鈣化；Ⅲ型，內(nèi)膜彌漫性增厚或無(wú)鈣化的偏心斑塊；Ⅳ～Ⅴ型，富含脂質(zhì)或壞死核心斑塊，周圍有纖維組織，可能有鈣化；Ⅵ型，斑塊表面糜爛、出血或鈣化；Ⅶ型，鈣化斑塊；Ⅷ型，無(wú)脂核纖維斑塊，可能有小鈣化[4]。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅶ型是穩(wěn)定斑塊，其余為易損斑塊。研究表明易損斑塊的危害性更大，其病理學(xué)特點(diǎn)包括：斑塊內(nèi)出血、纖維帽破裂、富含脂質(zhì)的壞死核心、新生血管和炎癥[5]。通過(guò)HR-MRI可以識(shí)別斑塊成分從而能確定易損斑塊，并預(yù)測(cè)斑塊破裂和發(fā)生腦卒中的風(fēng)險(xiǎn)。顱外頸內(nèi)動(dòng)脈的內(nèi)膜切除術(shù)標(biāo)本分析與HR-MRI的信號(hào)特征基本一致。然而，探討顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊病理表現(xiàn)與HR-MRI信號(hào)特征相關(guān)性的研究?jī)H限于死后動(dòng)脈標(biāo)本的研究。陳祥彥等人在一例中國(guó)成人的尸檢中證實(shí)了1.5T核磁T1序列上的高信號(hào)為斑塊內(nèi)出血[6]。他們還討論了T1加權(quán)脂肪抑制圖像與斑塊脂質(zhì)核心的相關(guān)性[6]。另一項(xiàng)病例報(bào)告顯示，有癥狀的左側(cè)頸動(dòng)脈狹窄患者在3.0T的T1和T2加權(quán)HR-MRI上的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊特征與死后病理結(jié)果(脂質(zhì)和疏松的基質(zhì)、纖維組織和鈣化)之間存在相關(guān)性[7]。斑塊內(nèi)出血分為急性出血和慢性出血，急性出血在T1W1和3D TOF序列上均呈現(xiàn)為高信號(hào)，慢性出血在T1W1、T2W2、PDWI和3D TOF圖像上均顯示為低/等信號(hào)。斑塊內(nèi)富含脂質(zhì)壞死核心T1WI和3D TOF圖像上均為等信號(hào)，但在PDWI和T2WI上為等信號(hào)或略高信號(hào)。斑塊鈣化在所有序列上均呈低信號(hào)，纖維帽破裂在T1WI、T2W和PDWI上均呈低信號(hào)，3D TOF表現(xiàn)為間斷的高信號(hào)。

顱內(nèi)動(dòng)脈比頸動(dòng)脈(或其他主要外周動(dòng)脈)更小，為了顯示斑塊，需要高空間分辨率，因此也需要高信噪比。由于信噪比隨場(chǎng)強(qiáng)近似線性增加，7T磁共振成像可以提供小動(dòng)脈粥樣硬化斑塊成像所需的空間分辨率。此外，在活體顯示血管壁病變方面，幾種7T專用的顱內(nèi)血管壁序列已經(jīng)顯示出良好的結(jié)果。對(duì)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊進(jìn)行了體內(nèi)3.0T和體外7.0T磁共振成像與組織學(xué)的相關(guān)性研究，發(fā)現(xiàn)體外7.0T磁共振成像的高分辨率能夠更詳細(xì)地顯示頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的成分[8]。幾項(xiàng)尸檢分析探討了7.0T磁共振成像識(shí)別顱內(nèi)動(dòng)脈斑塊成分的可行性，并與組織病理學(xué)分析進(jìn)行了比較[9]，研究表明，7.0T HR-MRI對(duì)鑒別纖維狀和弱化的鈣成分的陽(yáng)性預(yù)測(cè)值分別為88%和93%[10]。在之前的一項(xiàng)研究中，Harteveld等人以定量的方式探討了7.0T HR-MRI的T1、T2、T2弛豫時(shí)間和質(zhì)子密度識(shí)別不同顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊成分的能力，結(jié)果顯示在7.0T HR-MRI中最有希望區(qū)分這些斑塊成分的序列是T1加權(quán)成像[11]。盡管上述研究證明了3.0T和7.0T高分辨磁共振成像識(shí)別顱內(nèi)動(dòng)脈斑塊成分的可行性，但高分辨磁共振成像在評(píng)估活體顱內(nèi)動(dòng)脈斑塊易損性方面仍面臨一些挑戰(zhàn)。

3 斑塊特征與缺血性腦卒中之間的關(guān)系

組織病理學(xué)證實(shí)，易損斑塊的特征是薄且不穩(wěn)定的纖維帽覆蓋大的脂質(zhì)核心，易于破裂，突然破裂可導(dǎo)致血栓形成，進(jìn)而導(dǎo)致心血管事件發(fā)生。一項(xiàng)具有里程碑意義的研究評(píng)估了頸動(dòng)脈斑塊纖維帽特征及其與患者神經(jīng)癥狀之間的關(guān)系[12]。該實(shí)驗(yàn)總共納入了53例頸動(dòng)脈粥樣硬化患者(28例有癥狀，25例無(wú)癥狀)在頸動(dòng)脈內(nèi)膜切除術(shù)(carotid endarterectomy, CEA)前進(jìn)行HR-MRI檢查，根據(jù)纖維帽情況分組，纖維帽破裂的患者近期短暫性腦缺血發(fā)作或卒中發(fā)生率是厚纖維帽患者的23倍。這項(xiàng)研究為MRI檢測(cè)到的纖維帽狀態(tài)與近期缺血性腦卒中之間的關(guān)聯(lián)提供了強(qiáng)有力的證據(jù)。至今，已經(jīng)有多項(xiàng)研究調(diào)查了斑塊的位置、形態(tài)、重構(gòu)模式和信號(hào)強(qiáng)度與急性腦血管事件之間的關(guān)系[13]。在大多數(shù)研究中，HR-MRI是在3.0T場(chǎng)強(qiáng)下進(jìn)行的。所有這些研究的目的都是為了尋找識(shí)別高危患者影像學(xué)標(biāo)記物，從而進(jìn)行危險(xiǎn)分層實(shí)現(xiàn)個(gè)體化治療。

顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化性卒中(intracranial atherosclerotic stroke, ICAS)是一種常見(jiàn)的卒中亞型。ICAS可由多種卒中機(jī)制引起，包括穿支閉塞病變和非穿支閉塞病變，前者是由大動(dòng)脈粥樣硬化斑塊阻塞穿支動(dòng)脈開(kāi)口所致，后者涉及動(dòng)脈到動(dòng)脈的栓塞引起的梗死。多項(xiàng)研究表明[14]，在40%～63.2%的深部穿支梗死患者中，HR-MRI在大腦中動(dòng)脈可以檢測(cè)到斑塊。有研究通過(guò)3D高分辨磁共振成像技術(shù)證實(shí)了大腦中動(dòng)脈斑塊位置與皮質(zhì)下梗死相關(guān)[15]。Xu等人首次探討了大腦中動(dòng)脈斑塊的位置及其臨床意義。研究結(jié)果表明，位于腹壁(44.8%)和下壁(31.7%)的斑塊患病率較高。而在他們的研究中，有癥狀的大腦中動(dòng)脈狹窄斑塊更多的位于上壁。這是因?yàn)榇┲?dòng)脈一般開(kāi)口于大腦中動(dòng)脈上壁。一項(xiàng)在HR-MRI對(duì)基底動(dòng)脈斑塊定位的研究顯示，橋腦外側(cè)梗死的患者動(dòng)脈粥樣硬化斑塊更多位于基底動(dòng)脈外側(cè)壁，腦橋外側(cè)支正是起源于此[16]。無(wú)癥狀的基底動(dòng)脈斑塊多位于前壁(32.4%)和后壁(35.0%)。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊一般位于分支動(dòng)脈開(kāi)口處，在行血管成形術(shù)和支架植入術(shù)時(shí)會(huì)導(dǎo)致破裂的斑塊進(jìn)入分支動(dòng)脈，增加分支動(dòng)脈閉塞風(fēng)險(xiǎn)。動(dòng)脈到動(dòng)脈的栓塞是缺血性腦卒中最常見(jiàn)的機(jī)制，重度狹窄的斑塊表面潰瘍、血流的剪切力或斑塊破裂導(dǎo)致血小板纖維蛋白原沉積，這可能會(huì)使下游遠(yuǎn)端血管栓塞，經(jīng)顱多普勒檢測(cè)到的微栓子信號(hào)可能與DWI序列上的多發(fā)梗死相關(guān)支持這一假說(shuō)。研究發(fā)現(xiàn)易損斑塊的特征如陽(yáng)性重塑、斑塊內(nèi)出血、斑塊增強(qiáng)與近期缺血性腦卒中的發(fā)生相關(guān)[17]。HR-MRI的重T1加權(quán)技術(shù)通常用于診斷斑塊內(nèi)出血，因?yàn)樗鼘?duì)檢測(cè)高信號(hào)強(qiáng)度具有更高的靈敏度。有研究通過(guò)HR-MRI探討動(dòng)脈到動(dòng)脈栓塞患者動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的特征，結(jié)果發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈到動(dòng)脈栓塞患者的斑塊高信號(hào)占比更高，斑塊表面不規(guī)則，這些都是易損斑塊的特點(diǎn)[18]。另一項(xiàng)研究評(píng)估了29例不同時(shí)期缺血性卒中患者顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊強(qiáng)化程度[19]。結(jié)果顯示，在所有急性期患者中，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊均明顯強(qiáng)化，而在亞急性期或慢性期患者中，供血血管內(nèi)斑塊的強(qiáng)化程度較輕或不強(qiáng)化。目前大多數(shù)研究結(jié)果都證明斑塊的特征與卒中的發(fā)生相關(guān)。但是也有不支持這一結(jié)論的觀點(diǎn)，一項(xiàng)基于43例癥狀性大腦中動(dòng)脈重度狹窄的研究發(fā)現(xiàn)，近期有和沒(méi)有缺血性腦卒中的患者在斑塊增強(qiáng)方面沒(méi)有顯著差異[20]。因此，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊與腦卒中的關(guān)系仍然需要我們繼續(xù)深入研究。

4 結(jié)語(yǔ)

動(dòng)脈粥樣硬化所致的心腦血管疾病死亡率、致殘率較高，危害較大。HR-MRI提高了我們對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的病理認(rèn)識(shí)，在卒中的病因、機(jī)制等方面也有極大的幫助。斑塊的特征與卒中之間的關(guān)系也成為了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。目前MRI已由1.5T、3.0T發(fā)展到了7.0T，使我們?cè)趯?duì)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的研究上有了更大的信心。