颅内动脉粥样硬化是中国缺血性卒中患者的最主要原因。血管壁增厚、强化以及不稳定斑块的存在等,在不伴有血管腔狭窄的情况下常被传统成像方法所忽视,但这些管壁特征对于明确缺血性卒中的机制却有着重要意义。近年来,高分辨率磁共振成像(HRMRI)给无创显示颅内动脉的管壁及斑块特征带来了希望,被认为是目前唯一能在体进行颅内动脉血管管壁成像研究的方法。
一、颅内动脉易损斑块相关特征的HRMRI成像分析
近期,大脑中动脉(middlecerebralartery,MCA)尸检结果表明颅内动脉易损斑块亦表现为大的坏死脂肪核心、新生血管形成、斑块内出血、以及斑块内血栓形成等,与冠状动脉及颈动脉的研究结果类似。目前针对颅内动脉斑块稳定性相关的特征的HRMRI成像分析缺乏活体病理对照,大多是基于颈动脉及冠状动脉的斑块MR信号特征,对其与临床缺血事件进行相关分析探讨。
1.斑块负荷:
斑块负荷被认为是影响斑块稳定性的重要因素之一,因为它可直接反映动脉粥样硬化病变的消长。血管管壁厚度及管壁面积是评价斑块负荷的常用指标,且研究表明,这些量化指标具有很高的可重复性及可信度。Xu等和Ryu等对粥样硬化性MCA狭窄患者的斑块负荷及管壁特征进行分析,结果显示症状性MCA狭窄患者较无症状者具有更大的斑块负荷及管壁面积。近年来针对颅内动脉斑块的一系列研究证实了较大的斑块负荷的不稳定性,易继发卒中的风险。HRMRI对斑块负荷的定量分析,对卒中风险的预测及临床干预有重要的指导意义。
2.斑块纤维帽:
虽然HRMRI对颈动脉斑块不稳定纤维帽的判定有很高的敏感性及特异性,但对于颅内动脉而言,其直径细小,斑块的可视化及对成分区别较为困难。Xu等发现不论是症状组还是无症状组患者,大多数MCA斑块内于T2WI图像上可见高信号带。Chung等研究表明,MCA斑块中T2WI像上的高信号灶于症状组与无症状组之间无明显差别。Xu与Chung等都认为斑块近管腔表面的T2WI高信号灶可能代表纤维帽。因对颅内动脉斑块成分的信号特点无法得到病理证实,且HRMRI研究的样本量小,仍停滞于能否对纤维帽进行可视化的状态,缺乏对其稳定性以及与卒中发生之间关系的系统性研究,此方面仍需进一步探讨。
3.斑块脂质核:
斑块内大的脂质核是斑块不稳定的特征之一。研究已证实,颈动脉斑块的HRMRI图像上脂质核的信号区与组织病理学有很好的一致性。而且,在对颈动脉狭窄患者的横向及前瞻性研究中表明,HRMRI图像上大的脂质核面积与卒中症状紧密相关。但对于颅内动脉粥样硬化而言,HRMRI用于显示斑块内有无脂质核及脂核大小的报道较少。Turan等对8例颅内动脉斑块的进行活体HRMRI成像并行病理对照分析,发现脂质核可在75%的病例中看到。然而,颅内动脉斑块脂核的有无、脂核大小与卒中发生及预后之间的关系仍不清楚,尚待深入研究。
4.斑块内出血:
斑块内微血管破裂,引起红细胞膜集聚、胆固醇沉积、巨噬细胞浸润及坏死核扩大,从而导致斑块增大及不稳定性增加。对颈动脉粥样硬化斑块的HRMRI横向及前瞻性研究证实,HRMRI探测的斑块内出血与卒中等缺血事件发生密切相关。但其在颅内动脉斑块内出血的探测刚刚兴起,处于初步研究阶段。Ryu等在采用3.0TMRI对粥样硬化性MCA狭窄的研究中发现,相对于无症状MCA狭窄患者,斑块内的T1及T2高信号灶多见于症状性MCA狭窄患者。此报道首次提示颅内动脉斑块内的高信号灶可能代表斑块内的出血病灶。Turan等根据颈动脉研究的经验,将斑块内出血定义为在T1WI图像中病变的信号强度大于等于邻近肌肉信号强度的%,发现HRMRI能同样显示颅内动脉粥样硬化性狭窄病变的斑块内出血。随后,Xu等对例重度狭窄(70%)的粥样硬化的MCA进行HRMRI,研究发现斑块内出血在有症状患者较无症状患者中多见(19.6%和3.2%,P=0.01)。但是,在Xu等研究中,依据Turan等的对HRMRI判定斑块内出血的标准,发现HRMRI对判定的斑块内出血的比率较低,仅在11例狭窄(10.1%,11/)的MCA中被检测到斑块内出血。综上,虽然HRMRI对颅内动脉斑块内出血能予以判定,且与近期缺血症状相关,但仍缺乏对卒中风险预测的前瞻性随访研究。而且,仅依据T1WI序列有无高信号灶对斑块出血进行判定,具有一定的局限性。近期,一些新的三维成像序列及成像方法已被学者应用在颈动脉斑块研究中,证实能更敏感探测斑块内出血。但目前尚未发现应用于颅内动脉斑块内出血,此可为以后研究热点。
5.斑块强化:
斑块强化与斑块内的血供及内皮细胞的通透性增加有关,内皮细胞通透性的增加促进对比剂外渗入斑块内。颈动脉及颅内动脉粥样硬化斑块的一些研究表明,斑块的强化可以作为临床症状的预测指标,发生急性卒中事件的多数患者其相关供血动脉的斑块增强时可出现明显强化。Skarpathiotakis等发现缺血性卒中发生4周内,所有颅内动脉粥样硬化患者其供血区动脉均出现了明显强化,且随着增强扫描时间与发生卒中的时间间隔增加,斑块强化程度呈现降低趋势。Vakil等回顾性分析了颅内动脉斑块强化与临床症状之间的关系,发现有临床症状的患者与无临床症状的患者出现斑块强化的比率有明显差异。近期一些研究对于对颅内小动脉如MCA斑块强化进行了分析。Klein等使用对比增强HRMRI技术对6例有症状MCA狭窄进行评价,发现全部病例均可见斑块强化。Vergouwen等报道,卒中后5个月时对相应MCA狭窄进行管壁成像,仍然可以观察到斑块强化,提示MCA斑块可能一直不稳定,或者再次变得不稳定。虽然一些回顾性研究发现颅内动脉斑块强化与急性缺血性卒中之间紧密相关联,但少数研究报道,部分患者随着卒中后时间窗的增加,斑块仍保持一直强化。因此,目前对于斑块强化与急性缺血性卒中事件的确切关系仍存在一定争议,且还没有充足的前瞻性研究证明能否根据颅内动脉硬化性斑块的强化来筛选卒中的高危患者,以及其与卒中预后的关系仍不明了。
6.管壁重构模式:
动脉重构现象是动脉粥样硬化疾病中普遍存在的重要病理机制。血管重构模式与冠状动脉斑块成分密切相关。年,Klein等在研究基底动脉(BA)时就发现部分患者的磁共振血管成像(MRA)图像显示为正常管腔,而HRMRI却可见动脉粥样硬化性斑块,提出颅内动脉可能存在与冠状动脉同样的动脉重构现象。随后,近年来几篇研究亦报道了颅内动脉粥样硬化疾病中的重构现象。Xu等、Chung等以及本课题组之前研究均发现,与无症状MCA狭窄相比,有症状MCA狭窄有更高的正性重构(PR)率。Zhu等分析了44例症状性MCA狭窄的动脉重构模式,结果显示负性重构(negativeremodeling,NR)病变与PR病变相比,血管面积、管壁面积、斑块负荷比率及偏心指数更小。Ma等对32例重度基底动脉狭窄患者的研究中发现,PR较非PR常见,并且PR组的斑块体积和斑块负荷更大。Shi等进一步研究发现,PR在有症状MCA狭窄患者中较常见,且PR组比非PR组有更大的血管面积和管壁面积,且在存在PR的症状性MCA狭窄患者中能检测到更多微栓子信号。上述对于颅内动脉粥样硬化性狭窄的重构现象的研究均提示狭窄血管的管壁重构模式与斑块的特性相关,PR可能与斑块的不稳定性关系密切。
二、斑块位置分布及其与梗死的关系
对于颅内动脉而言,因介入术后可能伴发的"雪梨效应"及穿支动脉缺血事件发生,对于斑块位置分布的识别尤为重要。近年来,一些学者应用HRMRI对MCA、BA的斑块位置分布及其与临床缺血事件进行了探讨,使得对颅内动脉斑块分布特点及其临床意义有了进一步认知。Xu等对92例MCA狭窄患者的斑块分布进行研究,发现粥样斑块主要分布于前壁与下壁,明显多于上壁及后壁,差异有统计学意义(P0.);且症状性MCA狭窄患者中,相比于无穿支梗死,发生穿支梗死的血管粥样斑块更多分布于上壁(P=0.),较少分布于前壁(P=0.)、下壁(P=0.)。Huang等对38例BA粥样硬化患者的斑块分布行3.0TMRI分析,显示斑块位于腹侧壁者占21.6%、左侧壁占4.6%、背侧壁占6.3%及右侧壁占2.6%,分布腹侧壁的斑块明显多见(P=0.)。以上研究表明,颅内动脉斑块同冠状动脉斑块一样,易发生在正对于穿支动脉开口的位置,斑块位置越邻近穿支动脉开口,越易累及穿支动脉,引起脑梗死。Yoon等对MCA的斑块分布与单发皮质下梗死灶的位置之间进行相关性研究,发现位于上壁的斑块较下壁斑块更易发生近端的皮质下梗死灶,提示斑块的位置对单发皮质下梗死灶的分布有重要的决定意义。但是目前仍缺乏对斑块位置分布与临床缺血事件的前瞻性的随访研究。
三、颅内粥样硬化性狭窄的管壁特征对梗死机制的预测
临床上,卒中机制通常是根据患者临床表现与梗死的部位及大小间接推测而出。近年来,随着HRMRI的出现,能在体直观显示斑块及管壁的特征,从而可以揭示斑块破裂特征以及继发血栓栓塞事件等卒中机制,对卒中预防方案的选择有着重要的指导作用。
目前,仅有少数学者基于HRMRI横断面影像对颅内动脉管壁特征与脑梗死机制之间进行相关研究。Kim等对34例有MCA供血区梗死或一过性脑缺血发作患者进行了MCA的HRMRI成像,发现其中14例MCA管壁存在具有稳定性特征的斑块,12例管壁有不稳定性特征的斑块,且具有不稳定性斑块的患者较稳定性斑块的患者更常发生动脉–动脉的梗死。Gao等对55例有MCA或BA明显狭窄的急性脑梗死患者行HRMRI检查,并依据脑梗死的不同机制,将梗死患者分为两组:穿支动脉疾病组和大动脉粥样硬化组。发现20例患者(36%)判定为有穿支动脉疾病,35例患者为大动脉粥样硬化组。有穿支动脉疾病的患者较大动脉粥样硬化的患者更多伴发高血压(P0.),而大动脉粥样硬化的患者较穿支动脉疾病的患者更多伴有糖尿病(P=0.)。分水岭梗死与动脉–动脉栓塞主要发生于MCA与BA严重狭窄或闭塞的患者。上述研究表明,HRMRI通过显示管壁及斑块特征,能反映梗死的类型及可能预测卒中塞机制。但此方面研究较少,HRMRI能否切实预测临床卒中机制及指导治疗方案选择,缺乏前瞻性研究的证据,仍需多中心、大样本量的前瞻性的深入研究。
转自:中华医学杂志
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