高分辨磁共振成像在基底动脉粥样硬化性疾病中的临床应用

杨营营，李明利，徐蔚海

颅内动脉粥样硬化引起30%～60%亚裔人群的缺血性卒中。其中，基底动脉粥样硬化是脑干卒中的重要原因，掌握基底动脉粥样硬化的特点对于防治后循环缺血性卒中具有重要意义。高分辨磁共振成像（high resolution magnetic resonance imaging，HR-MRI）使活体内颅内动脉管壁结构的可视化变为现实，尤其对基底动脉具有较高的分辨率。本文结合国内外的最新研究进展，旨在阐述HR-MRI在基底动脉粥样硬化性疾病中的临床应用。

1 HR-MRI技术

HR-MRI是目前评估颅内动脉管壁结构较为理想的检测手段，具有无创、无辐射和分辨率高的优点，且观察者内和观察者间评估的一致性高。常用的成像包括三维时间飞跃法磁共振血管成像（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加权像（T2weighted imaging，T2WI）、T1加权像（T1WI）、质子密度加权像（proton density weighted image，PDWI），增强HR-MRI能更清晰地显示管壁结构。二维高分辨磁共振成像（2 dimensions highresolution magnetic resonance imaging，2D HR-MRI）是以3D TOF MRA定位欲检查的颅内血管（如基底动脉），做垂直于血管长轴的高分辨T2WI断面成像。然而，因颅内动脉走行迂曲，2D HR-MRI常因不能保证断面与血管长轴垂直而导致斑块面积的错误评估。近年来，随着技术的完善，3D HR-MRI不仅能在短时间内将全脑动脉进行扫描，还能在定位处垂直于血管长轴行断面重建，以减少动脉走行迂曲所致的成像误差（图1），常见的序列如3D CUBE T1WI、3D TSE T1WI、3D SPACE、3D VISTA等[1-4]。

2 HR-MRI在研究基底动脉重塑中的应用

2.1 动脉重塑的定量评估 动脉重塑（arterial remodeling）是动脉在粥样硬化的发展过程中向外扩张（扩张性重塑）或向内收缩（缩窄性重塑）的现象，常用重塑指数（remodeling index，RI）来描述重塑类型。重塑指数是斑块部位管周面积与参考部位管周面积之比，参考部位多选择斑块近端相对正常的部位，RI＜0.95为缩窄性重塑（图2），RI＞1.05为扩张性重塑（图3），介于二者之间则为中性重塑[5]。管周面积是在垂直于血管长轴的HR-MRI断面成像上由手工测量得到。

2.2 动脉重塑的临床意义 形态学上，扩张性重塑可以减轻粥样硬化斑块造成的管腔狭窄，缩窄性重塑则加重狭窄。组织学上，扩张性重塑常与大的脂质核心、斑块内的炎症并存，缩窄性重塑常与小的脂质核心、斑块钙化和纤维化并存。关于冠状动脉和颈动脉的研究表明，动脉重塑的类型与斑块的易损性密切相关。随着HR-MRI的发展，针对颅内动脉重塑的研究逐步开展，大脑中动脉的研究已经证实，扩张性重塑与症状性狭窄相关，缩窄性重塑与无症状性狭窄相关[6]。

2.3 基底动脉重塑的研究现状 近年来，关于基底动脉重塑的研究相继开展。Ma等[5]对32例症状性重度基底动脉狭窄患者研究发现，与非扩张性重塑斑块相比，扩张性重塑斑块更常见。Lee等[7]研究发现，急性动脉粥样硬化性卒中患者的非狭窄颅内动脉也存在扩张性重塑。以上研究提示基底动脉粥样硬化可能既存在斑块处的扩张性或缩窄性重塑，也存在累及血管走行全程的无斑块性扩张性重塑。

图1 基底动脉的三维高分辨磁共振成像定位

图2 基底动脉的缩窄性重塑

学者们还对基底动脉扩张性重塑与脑血管事件的关系进行了探讨。Ichikawa等[8]提出基底动脉扩张性重塑与脑微出血关系密切，认为基底动脉扩张性重塑可能预示脑小血管病的发生。Tanaka等[9]发现基底动脉在正常范围内的适度扩张与脑大血管病及小血管病均相关。Feng等[10]提出基底动脉的扩张性重塑与脑桥腔隙性梗死的发生密切相关。以上研究均提示基底动脉的扩张性重塑可能与症状性脑血管事件密切相关。

关于前、后循环动脉粥样硬化性斑块的差异，Qiao等[11]运用3D HR-MRI对42例非亚裔脑血管缺血事件患者进行研究发现，与前循环相比，后循环的斑块负荷更大，重塑比率更高，扩张性重塑更常见，当斑块负荷达55.3%时，后循环管腔才出现狭窄。由于后循环有较强的扩张性重塑能力，提示后循环斑块更不易通过传统的血管成像方法[如电子计算机断层扫描血管成像（computed tomography angiography，CTA）、MRA]检出。然而，Niu等[12]对71例中国北方急性缺血性卒中患者研究后认为，就扩张性重塑而言，基底动脉和大脑中动脉斑块并无显著性差异。因此，未来需要开展更多关于基底动脉和大脑中动脉斑块的动脉重塑比较研究。

图3 基底动脉的扩张性重塑

图4 基底动脉的斑块内出血

3 HR-MRI在评估基底动脉斑块成分中的应用

在HR-MRI上，基底动脉的管壁结构表现为正常管壁、管壁环形增厚和偏心斑块3种形式，偏心斑块常被定义为局限性的偏心管壁增厚，最厚处超过最薄处的1.5倍以上。传统上，多认为偏心管壁增厚是动脉粥样硬化的特征性标志，而环形管壁增厚是血管炎的标志[13]。然而，Zhu等[14]研究发现，环形管壁增厚可见于近半数基底动脉狭窄患者，而且症状性基底动脉狭窄多与混合性管壁增厚（环形和偏心管壁增厚）共存。

基底动脉粥样硬化斑块主要成分为斑块内出血、纤维帽、脂质核心。HR-MRI上斑块信号特点与组织病理活检结果具有良好的一致性[15]。习惯上，将斑块内出血定义为斑块在T1WI呈高信号，且信号强度大于邻近肌肉的150%（图4）；将纤维帽定义为T2WI上斑块表面近管腔处的高信号带；将脂质核心定义为T2WI上纤维帽下低信号。

研究表明，斑块内出血在症状性基底动脉狭窄患者中发生率较高，提示斑块内出血与急性脑梗死相关[16]。此外，将斑块或管壁强化定义为T1WI增强与T1WI相比信号增高。研究表明，基底动脉粥样硬化性狭窄处近端的管壁强化与近期供血区梗死相关[17]；基底动脉斑块强化提示更高的缺血性卒中风险[3]；随缺血性卒中发生时间的延长，斑块强化程度逐渐下降[18]。因此，增强HR-MRI可作为评估基底动脉粥样硬化发生卒中风险的无创性理想工具。综上所述，斑块内出血和斑块强化与斑块的易损性密切相关。

4 HR-MRI在评估基底动脉斑块分布中的应用

在颅内动脉中，基底动脉最易在血管内治疗后发生穿支动脉卒中[19]，因此，掌握基底动脉斑块与穿支动脉的位置关系至关重要，通过HR-MRI了解基底动脉斑块的分布情况有助于指导血管内治疗，尽可能减少并发症的发生。

描述基底动脉斑块的横向分布时，选择垂直于血管长轴的HR-MRI断面成像，将基底动脉的横断面等分为四部分：腹侧、左侧、背侧、右侧（图5）。Huang等[20]采用2D HR-MRI对38例后循环缺血性卒中患者研究发现，基底动脉粥样硬化性斑块主要分布在基底动脉的腹侧。然而，Chen等[21]采用3D VISTA分析61个基底动脉斑块发现，斑块更易累及2个或更多象限，斑块在各象限的出现率并无显著性差异；相对于腹侧、背侧，双侧壁的斑块负荷更大。北京协和医院的最新研究结果表明，低度狭窄的基底动脉粥样硬化性斑块在腹侧、背侧、侧壁的分布无明显差异；然而，症状性斑块更易累及背侧和侧壁，无症状性斑块易累及腹侧[22]。这些研究结果的不一致可能由研究对象及研究方法的差异所致。此外，对斑块的纵向分布总结发现，斑块纵向分布较长；相对于小脑下前动脉近端，基底动脉斑块多见于小脑下前动脉远端。解剖上，基底动脉的穿支动脉通常开口于左、右侧壁，始于小脑前下动脉的远端。由此可见，斑块多累及穿支动脉开口处，这与基底动脉血管内治疗的高风险相一致。

5 展望

传统的血管成像方法只能检测出较明显的血管狭窄，而高分辨磁共振成像的广泛应用使发现早期粥样硬化性病变成为可能。同时，由于基底动脉重塑、斑块信号和斑块分布在一定程度上能反映缺血性卒中发生的风险，斑块成像可视为评估颅内动脉粥样硬化的理想工具。然而，高分辨磁共振成像在应用中仍存在一些局限性，如斑块特征的评估易受观察者主观推测影响；分辨率尚有待提高；斑块信号与病理成分的关系需要进一步证实等。此外，目前的研究集中于中、重度基底动脉粥样硬化性狭窄的斑块和症状性基底动脉狭窄的斑块，很少涉及早期基底动脉粥样硬化性病变和无症状性基底动脉狭窄性斑块的特点，然而，探索早期病变的特征对于掌握动脉粥样硬化的病理生理机制至关重要。因此，未来需要对基底动脉粥样硬化性疾病的高分辨磁共振成像开展更多研究，以通过斑块成像精准评估缺血性卒中的风险。

图5 基底动脉斑块的横向分布

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