高分辨磁共振血管壁成像在颅内动脉粥样硬化性缺血性卒中的研究进展

刘宇博, 冯平勇, 杨海骁, 孙 婕, 张天资

(河北医科大学第二医院医学 影像科，河北 石家庄 050000)

传统的血管影像学检查技术, 如CTA、MRA及DSA等应用已十分广泛，但这些成像技术最大的局限性是不能显示血管壁，都是以评估管腔狭窄为主。近年来随着高分辨磁共振血管壁成像(high resolution magnetic resonance imaging vascular wall imaging, HR-VWI)技术的不断发展及应用，我们可以清晰地观察到血管腔和血管壁，使头颈部血管的相关疾病越来越可视化，为临床诊疗提供了更多信息和依据。HR-VWI在颅外颈动脉血管疾病中的应用渐趋成熟，近年来的研究热点更倾向于颅内动脉。而颅内动脉狭窄性疾病是引起亚洲人群缺血性脑卒中(ischemic stroke，IS)的常见原因，其主要包括动脉粥样硬化性疾病、烟雾病、中枢神经系统血管炎、颅内动脉夹层、可逆性脑血管收缩综合征等[1-2]。其中颅内动脉粥样硬化(intracranial atherosclerotic stenosis，ICAS)作为进一步脑血管事件的独立危险因素，是亚洲人群IS的主要病因，约占我国IS患者的46.6%[3-4]。HR-VWI作为目前唯一可以在活体显示颅内动脉管壁结构的无创检查技术，已越来越多地应用于ICAS性IS患者。本文对HR-VWI在分析ICAS性IS的危险因素、无创性识别病因、判断卒中类型及机制、分析颅内动脉粥样硬化斑块特点、评估预后及复发风险等方面进行综述。

1 不同危险因素对ICAS性IS患者HR-VWI影像特征及相关血管参数特点的影响

IS的危险因素分为不可干预因素和可干预因素，不可干预因素包括性别、年龄、种族和遗传性疾病等，可干预因素包括高血压、高血脂、糖尿病(diabetes mellitus, DM)、同型半胱氨酸(homocysteine, HCY)、吸烟、饮酒、冠状动脉疾病等[5-6]，而部分可干预因素影响着ICAS性IS的HR-VWI影像特征及相关血管参数，梳理总结如下：

1.1高血压 ICAS性IS患者大多伴有高血压，而高血压又是ICAS性IS发生发展及复发的首要危险因素。高血压在一定程度上影响着穿支动脉，其中以豆纹动脉为典型代表，通过HR-VWI可以观察到高血压对豆纹动脉的数量及深度的影响，即2、3级高血压病患者双侧豆纹动脉的数量及深度低于正常人群[7]。

1.2高血脂 许多常见的危险因素并不能完全反映斑块的稳定性，但低密度脂蛋白胆固醇/高密度脂蛋白胆固醇(LDL/HDL)比值升高可以作为HR-VWI上不稳定斑块的预测因子[8]。有研究表明，高血脂人群发生血管病变的风险是非高血脂人群的7倍之多，并且高血脂还是大脑中动脉(middle cerebral artery, MCA)M1段病变的一项独立危险因素[9]。

1.3DM及HCY 一项纳入120例ICAS性IS患者的研究指出，DM与非DM患者左侧MCA的管壁面积(wall area, WA)及左侧MCA、基底动脉(basilar artery, BA)的管壁标化指数(normalized wall index, NWI)存在显著性差异[10]。HCY是左侧MCA的WA及NWI的独立影响因素，而NWI可在一定程度上反映管壁增厚及颅内斑块负荷。DM和HCY可以促使动脉粥样硬化斑块形成，造成管壁增厚，管腔狭窄。2型糖尿病(diabetes mellitus type 2, T2DM)患者较非T2DM患者双侧MCA、BA具有更大的WA[11]，更易出现颅内动脉管壁增厚。

1.4吸烟史 相关研究表明，穿支动脉受累(parent artery plaque occluding penetrating artery, POPA)患者的吸烟史明显多于穿支动脉疾病(penetration artery disease, PDA)患者，推测吸烟能促进ICAS的形成[12]。另有研究指出，吸烟可以通过影响MCA粥样硬化斑块的表面连续性及强化方式参与缺血事件的发生，但其在MCA粥样硬化性狭窄方面的作用不明显[12-14]。

由此可见，明确IS的可干预危险因素，并结合HR-VWI影像特点进行积极有效的干预，在降低IS发生率、复发率、致残率、死亡率及改善患者预后和提高生存质量等方面具有重要意义。

2 HR-VWI在ICAS性IS病因学诊断及发病机制中的相关研究

国外对于IS病因学分型的研究大体分为两个阶段：1993年美国学者Adams[15]首先提出了TOAST分型，将IS按病因分为5型，即：大动脉粥样硬化型(large-artery atherosclerosis, LAA)、心源性栓塞型(cardioembolism, CE)、小动脉闭塞型(small-vessel occlusion, SAO)、其他已知原因型(stroke of other determined etiology, SOE)、原因不明型(stroke of undetermined etiology, SUE)。2007年Han等[16]提出了改良TOAST分型，这一分型中新出现了动脉粥样硬化性血栓形成型(atherothrombosis, AT)，并把原分型中的LAA归入为其亚型。基于上述分型，研究者进行了一系列HR-VWI相关研究，结果表明LAA患者的高血压、DM、冠心病发病人数远高于其他4种分型，吸烟、饮酒者在LAA、SAO中占比很高，SAO平均年龄较大[17]。

国内学者根据IS病因、发病机制及其在HR-VWI上的表现提出了中国缺血性卒中分型标准(CISS)，将IS分为4种类型：动脉-动脉栓塞、POPA、低灌注导致栓子清除力下降及穿支动脉自身病变[18]。其中POPA为LAA卒中，而PDA属于小血管病变，二者均可导致穿支动脉急性闭塞，而大动脉粥样硬化是大多数穿支动脉供血区梗死的主要病因[14]。

对于部分管腔狭窄程度轻或表现为正性重构的动脉粥样硬化性病变所致的IS，常规血管影像学筛查容易漏诊，因此HR-VWI的优势不言而喻，其不仅能提高病变的检出率，还能提高病因分型的诊断率，这对临床治疗尤为重要[14, 19-20]。研究证实HR-VWI能提高BA粥样硬化斑块的检出率[21]，除此之外，还能使LAA及SAO的诊断比例升高，SUE的比例降低，进而提高不明原因脑梗死的病因诊断[17]。

3 IS相关的颅内动脉粥样硬化斑块在HR-VWI的特征性表现

3.1易引起卒中发生和复发的易损斑块特征

3.1.1斑块成分及信号 斑块内不同成分在HR-VWI上均有一定的特征性表现，脂质核心多为等信号，纤维帽及斑块内的新鲜出血多为高信号，新生血管形成可表现为不同程度的强化，而钙化在诸序列上多呈不规则形低信号[22-23]。相关尸检结果验证了不稳定斑块的特征，因此当我们在影像上观察到较大的脂质核心、薄或不连续的纤维帽、斑块内出血(intraplaque hemorrhage, IPH)、新生血管形成及斑块表面钙化等征象时，应考虑到斑块的不稳定性，其中IPH更是作为卒中风险的独立预测因素，一旦发现，应及时提醒临床医师[24-25]。

3.1.2斑块的分布及部位 在前循环中，斑块多分布于颈内动脉和MCA，尤以MCA M1段为著；在后循环中，斑块则多位于大脑后动脉和BA。斑块部位与血流动力学及几何形态有关，主要分布于血管分叉处的外侧壁、血管弯曲处的内侧壁及汇合处顶点[26]。MCA M1段向上型斑块常位于上壁，更易累及穿支动脉引起相应症状。这类斑块往往较厚、累及范围更广、狭窄程度更重，重塑率较大[27]。有研究发现，BA斑块好发于两侧壁，而穿支血管主要起自两侧壁，因此BA极易发生穿支动脉梗死[28]。

3.1.3斑块的负荷及强化 斑块负荷是影响斑块稳定性的因素之一，常用的评价指标有管腔面积、WA及管壁厚度等。较大的斑块负荷在症状性动脉粥样硬化狭窄患者中更常见，且更易增加脑卒中的发生及复发风险[29-30]。通常认为斑块内新生血管形成、炎性反应及内皮细胞通透性增加是其表现为偏心性强化的原因。有研究报道，有症状者斑块强化发生率及强化程度均明显高于无症状者，表明斑块强化可能为不稳定斑块及卒中风险的标志, 并且在一定程度上，斑块强化还与卒中复发相关[31-34]。由此可见，斑块强化为高风险管壁特征，且强化程度及方式对脑缺血事件的发生与发展具有重要的提示作用。

3.1.4血管的狭窄与重构 血管狭窄是ICAS的重要评估指标，其狭窄程度是症状性卒中的独立影响因素，但不足以作为血管受累的严重程度及预测未来脑血管事件的评估指标[35]。血管重构方式则更能体现斑块的稳定性，影响着卒中的发生与发展。重构方式包括正性重构及负性重构，二者与斑块成分相关且均可促使卒中的发生。前者常见大的脂质核心及斑块内炎症，后者则多为小的脂质核心，可伴钙化和纤维化；前者管壁向腔外增厚，斑块负荷及重构指数更大，斑块稳定性差，易发生破裂，但减轻了管腔狭窄，后者管壁向腔内增厚，管腔狭窄加重，但管壁较前者稳定；前者多发生于症状性斑块，而后者多发生于非症状性斑块[36-38]。正性重构还与大脑中动脉供血区多发性梗死相关，且与动脉-动脉栓塞型的梗死模式相一致，而该模式又是卒中复发的高危因素[39]。此外，Qiao等[40]研究表明，后循环动脉更易发生正性重构。综上，可以将正性重构视为不稳定斑块和卒中类型鉴别的潜在标志。

3.2IS责任斑块特征 责任斑块是发生IS供血动脉上唯一的斑块或供血动脉最狭窄处的斑块[40]。准确识别责任斑块并综合评估其强化指数、强化程度、负荷及血管狭窄程度等指标可以预测卒中发生的风险。责任斑块以上指标均高于非责任斑块，但最小管腔面积显著小于非责任斑块，更加验证了责任斑块更易发生炎性反应且不稳定[41-42]。研究发现， MCA的责任与非责任斑块均较少出现T1WI高信号，提示MCA斑块相对缺乏IPH或血栓[42]。相对大斑块、小管腔、斑块信号混杂伴强化为症状性MCA责任斑块的特征；而BA的责任斑块则具有更大的血管外壁面积及WA，可作为脑血管事件发生的危险因素[43]。比较MCA和BA责任斑块特征发现：MCA责任斑块的血管重构率更小，血管的狭窄率和斑块负荷更重，推测二者脑血管疾病发生发展的病理机制存在一定的差异。另有研究发现，斑块强化与急性IS有关，且随时间延长强化程度逐渐减低[44]。综上，准确识别并评估责任斑块的稳定性，对IS的预防、治疗和预后等方面十分重要。

4 HR-VWI在ICAS性IS治疗、预后及复发方面的研究

4.1治疗 近年来，HR-VWI在卒中治疗方面的应用也取得了重大进展。目前卒中的治疗主要包括药物治疗和血管内治疗。HR-VWI可以反映斑块强化程度的变化，进而对ICAS性IS患者药物治疗效果进行评估[45]。多项临床研究证实，发病3小时以内的急性脑梗死患者静脉使用组织型纤溶酶原激活剂(recombinant tissue plasminogen activator, rt-PA)能显著改善临床预后，但很少有关于HR-VWI对rt-PA疗效评估的相关研究。通过HR-VWI评估他汀类药物疗效的相关研究指出，大剂量他汀类药物可以减小斑块强化体积及管壁面积指数、减轻管腔狭窄程度，进而有效稳定斑块[46]。

颅内动脉严重狭窄的卒中患者应该倾向于置入支架来降低复发率[47]。HR-VWI对于颅内动脉狭窄介入治疗的术前评估具有重要价值，通过评估斑块的位置、大小、稳定性及穿支动脉闭塞风险来减少“雪犁现象”或并发症的出现[3, 48]。对于支架种类的选择可以根据血管的走行来决定，走行迂曲的动脉优先选择自膨胀支架，而走行平直的动脉优先选择球囊扩张支架[49]。有研究报道，通过HR-VWI可观察到颅内动脉机械取栓后未行支架置入者管壁的增厚和强化，并且自膨胀支架置入后仍能清晰显示管腔情况及斑块强化面积的变化[50-51]。

4.2预后 准确判断卒中的预后有助于临床治疗并及时采取预防措施。杨亚妮[52]研究表明，年龄、高血压、高胆固醇血症、入院NHISS评分及ICAS易损斑块是IS预后不良的危险因素，易损斑块还是影响患者临床预后的独立危险因素[53]。李鑫等[54]指出，同时出现磁共振3D CUBE T1序列血栓高信号和磁敏感血管征的急性IS患者出院时NIHSS评分更高，3个月预后也更差，因此二者的联合应用能更好地预测患者预后。

4.3复发 预测IS发生的危险因素同样是其复发的危险因素。IS的复发可能会带来比第一次卒中更加严重的后果，因此逐渐受到重视，成为近年来的研究热点。但由于对这种复发性卒中患者的HR-VWI随访有一定困难，相关报道仍较少见。有研究指出，ICAS斑块数量越多、责任斑块增强比越高、斑块负荷越重，IS的复发风险越高，且HR-VWI有助于卒中复发风险分层[5, 55]。

5 HR-VWI的应用前景及局限性

HR-VWI可以在体外、无创、无辐射地显示ICAS斑块，评估其成分和稳定性，在ICAS性IS的危险因素、病因诊断，发病机制、危险分层、临床治疗及预后评估等方面展现了巨大的潜力及应用前景，有助于风险分层管理，精准预测脑血管事件的发生和指导个体化治疗。针对目前的研究现状，仍存在许多问题：颅内斑块成分的精准识别和穿支动脉真实三维结构的重现仍被有限的分辨率所限制；扫描时间长、费用较高、病人耐受性差等问题仍限制其在临床的广泛应用；缺乏组织病理学的对照及大样本研究；对危险因素及病因学诊断的研究还不够完善和明确。综上，HR-VWI在ICAS性IS的应用广度毋庸置疑，而对其深度和精度的探索应是研究者们今后不断努力的方向。