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高分辨率磁共振颅内血管壁成像在脑梗死中的应用进展

2018-02-13婷综述陈阳美审校重庆医科大学附属第二医院神经内科重庆400010

现代医药卫生 2018年23期
关键词:重塑病因层面

任 婷综述,陈阳美审校(重庆医科大学附属第二医院神经内科,重庆400010)

脑梗死即缺血性脑卒中,是颅内脑组织血液供应 障碍后出现的组织缺血性改变,通常由颅内血管异常导致,其中一大原因是动脉粥样硬化斑块形成,造成血管闭塞或血流动力学障碍。临床常用的磁共振血管成像、脑CT血管成像、全脑血管造影等检查是针对血管腔的评估方法,主要反映血管的狭窄程度,而血管狭窄是由血管壁改变引起,故上述血管腔的影像检查只能间接提供血管改变的信息。目前,临床上利用高分辨率磁共振成像(HRMRI)不仅可以了解颅内动脉血管腔的情况,还可让血管壁成像,提供如动脉粥样硬化斑块、血管壁强化等更详细的信息。

1 HRMRI评估颅内斑块稳定性,预测脑梗死发生风险

动脉粥样硬化可在血管壁上形成斑块,斑块负荷过大时可引起血管的狭窄,影响血流动力学,若斑块破裂、掉落,则可形成动脉到动脉的栓子,阻塞血管,引起缺血。在颈动脉斑块的病理学与磁共振的研究中,结果提示HRMRI可对粥样硬化斑块进行定性和定量评估[1]。同样,越来越多的研究着眼于利用HRMRI获得颅内动脉粥样硬化斑块的结构、分布来评估斑块稳定性。这对预测动脉粥样硬化斑块引起脑梗死的发生风险具有重要意义。

1.1 HRMRI对斑块成分的定性评估 颅内动脉斑块的病理研究已发现相关成分的影像信号特征,利用HRMRI可定性辨别斑块的各个成分。动脉粥样硬化斑块的纤维帽在T1和T2加权像上呈等信号;钙化在T1和T2加权像上呈低信号;脂核在T1加权像上呈等信号,在T1加权像并脂肪抑制序列上呈低信号,在T2和T2加权像上呈低信号;斑块内出血在T1加权像并脂肪抑制序列中呈高信号,等于或高于邻近肌肉信号的150%[2-3]。薄纤维帽、大脂质核心、无钙化、溃疡、斑块内出血等都是易损斑块的特征[4]。利用HRMRI定性辨别斑块的形态及以上成分,可帮助评估斑块的易损性,对脑梗死的预后及再发风险有预测能力[5]。

在颅内斑块的HRMRI研究中,斑块内出血、斑块强化与脑梗死的关系受到较多的关注。有研究发现,斑块内出血或斑块强化在症状性颅内动脉粥样硬化斑块中出现的概率明显大于非症状性[6-8]。斑块强化是一种很有价值的斑块易损性标志,该类斑块破裂的可能性较大,可能出现动脉到动脉的栓塞。同时有研究发现,颅内无强化的斑块往往在单一梗死灶中出现,有强化的斑块更常见于多灶性脑梗死[9]。随着缺血事件发生后时间的增加,颅内斑块强化的信号会逐渐下降[10]。因此,对斑块强化的识别可提示脑梗死再发的风险,是发生缺血事件的独立危险因素[8]。目前,关于颅内斑块强化的研究和颅外斑块强化的结果有很多相似处,提示颅内斑块强化也和炎症有关系,但尚缺乏大量病例研究及病理结果的证明。但是,HRMRI仍可通过观察颅内斑块的成分及形态来定性评估斑块的易损性,预测脑梗死的发生风险,是一种新兴的强有力的评估颅内斑块稳定性的检查方法。

1.2 HRMRI对斑块负荷与血管重塑的评估 HRMRI可分辨颅内斑块的成分,并同时测量斑块的相关数值,其方法是选取血管最窄层面和参考层面(参考层面通常选取最窄层面近心端或远心端的无斑块正常层面),手动描出血管的内外侧边界,测量血管面积及管腔面积,其中管壁面积=血管面积-管腔面积,斑块面积=最窄层面的管壁面积-参考层面的管壁面积,斑块负荷=斑块面积/最窄层面的血管面积×100%,狭窄率=(1-最窄层面管腔面积/参考层面管腔面积)×100%。描绘血管内外侧边界、确定最窄层面及参考层面依靠的是观察者的主观选择,但仍可反映斑块负荷实际情况。斑块负荷的大小也能体现斑块的易损性,负荷越重体现斑块的发展时期越靠后,破损的概率越大,是脑梗死的一大风险指标。TENG等[11]在大脑中动脉斑块的研究中发现,若血管狭窄大于或等于50.0%,斑块负荷大于或等于77.0%及最窄血管面积小于或等于2.0 mm2,可使HRMRI确定罪犯斑块的阳性预测值达到85.7%。

在得到血管面积及管腔面积后,HRMRI还可以计算血管的重塑率,其中重塑率=最窄层面血管面积/参考层面血管面积。重塑率大于或等于1.05时为血管的正性重塑;重塑率小于0.95时为血管的负性重塑[12]。正性重塑的斑块中有更多的脂质和巨噬细胞,是易损斑块标志,在冠状动脉的研究中已证明与缺血事件相关[12]。利用HRMRI证明重塑类型与症状性颅内斑块关系的研究越来越多。在症状性颅内动脉狭窄的患者中,动脉的正性重塑比在非症状性狭窄动脉里数量更多,正性重塑较负性重塑的患者斑块面积更大、症状更重[13-14]。正性重塑的斑块虽然对血管腔的狭窄影响较小,不易产生血流动力学障碍,但是其斑块易损性是相当重要的危险因素,斑块不断破裂,形成动脉到动脉的栓塞,会不断产生多灶性的脑梗死。临床上,不少影像学检查发现腔隙性脑梗死患者,在普通血管腔检查时未能发现异常。若能利用HRMRI发现血管的正性重塑,不仅可预测脑梗死的风险,对发现病因及预防治疗都有重要作用。

2 HRMRI帮助明确脑梗死病因及发病机制

HRMRI对颅内斑块的评估不仅可用于预测脑梗死的发生风险,还可帮助确定脑梗死病因及发病机制,对患者的治疗、预后及二级预防具有重要意义。在中国缺血性脑卒中亚型CISS分型中,若发现有颅内血管严重狭窄(≥50%)或闭塞的临床和影像表现,则可考虑是大动脉粥样硬化导致脑梗死[15]。HRMRI作为血管壁成像的新方法,不仅能观察大血管的血管腔情况,还可通过测量管腔面积计算狭窄率,确定大动脉粥样硬化型病因。

大动脉斑块导致的脑梗死发病机制有多种,其中易损斑块掉落可形成动脉到动脉的栓塞,或产生持续的微栓子堆积终末动脉。有研究结果显示,大动脉的易损斑块与动脉到动脉栓塞有独立相关性[16],并且可通过HRMRI观察穿支动脉与大动脉斑块的解剖关系来获得是否是罪犯斑块的证据。动脉粥样硬化斑块多数以偏心性血管壁增厚为主,故偏心斑块在破裂掉落时,主干动脉与穿支动脉的位置关系可影响出现栓塞的可能性。若通过HRMRI发现穿支动脉开口在大动脉斑块的对侧,则提示斑块掉落时产生对侧穿支动脉的栓塞的可能性则会明显升高。

穿支动脉梗死最重要的一个病因是穿支动脉粥样硬化,CAPLAN[17]最早提出该概念时给出的3种主要病理机制是载体动脉斑块阻塞穿支动脉开口、载体动脉斑块延伸到穿支动脉结合部和穿支动脉开口处斑块。穿支动脉粥样硬化疾病被认为是容易被忽略的病因,因为穿支动脉直径太小,普通磁共振等检查很难提供以上病理机制的相关证据。目前,利用HRMRI在一定程度上可直接观察穿支动脉,显示其数量、走形路径及部分血管壁的情况,帮助确定穿支动脉梗死的发病机制[18-19]。在载体动脉发出穿支动脉的一侧,通过HRMRI观察是否存在斑块,获取斑块的分布、大小及延伸范围等,可了解斑块阻塞穿支动脉开口的可能。YANG等[20]报道1例穿支动脉梗死患者,通过HRMRI发现穿支动脉开口发自于大脑中动脉的斑块处。因此,利用HRMRI分析穿支梗死,一是可直接观察穿支动脉开口处血管壁情况,二是观察载体动脉的斑块分布,与以往穿支动脉开口位置进行对比,若在同侧则很大可能是大动脉粥样硬化。

HRMRI对颅内动脉斑块的定性定量评估已有较多研究,HRMRI的临床研究重点正逐渐转向脑梗死病因的探讨上。影像学上定义的一些脑部小梗死,其发病机制究竟是动脉粥样硬化还是小动脉脂质透明变性,因以往影像学的限制,尚不能明确。目前研究发现,HRMRI结果提示脑桥旁正中梗死病因更可能是动脉粥样硬化,而脑桥深部小梗死病因更可能是脑小血管病[21]。在内囊纹状体梗死和豆纹动脉梗死的HRMRI研究中,前者大脑中动脉斑块数量更多、范围更大,斑块内出血及强化更常见,提示动脉粥样硬化作为病因,在内囊纹状体梗死中较后者更常见[22]。临床还需更多针对脑梗死病因的HRMRI研究,帮助制订下一步的治疗方案。

脑梗死还有一些其他少见的病因,如血管炎、动脉夹层、烟雾病等,HRMRI凭借其对血管壁的良好成像,可以帮助发现部分其他疾病。血管炎在HRMRI上主要表现为血管壁的光滑同心增厚和强化[23]。动脉夹层在HRMRI上可观察到特征性的内膜瓣、双腔及壁内血肿[24-25]。与颅内动脉粥样硬化比较,烟雾病具有血管外径更小、向内重塑、同心性狭窄和血管壁同心强化等特征[26]。目前,HRMRI尚不能完全应用于临床做相关疾病的诊断标准,但血管壁的成像对辅助诊断有重要作用,且随着临床研究不断增多,可帮助脑梗死寻找病因,减少不明原因脑梗死的数量。

3 HRMRI在脑梗死治疗及随访中的应用

3.1 指导脑梗死的血管内治疗 脑梗死的血管内治疗包括动脉溶栓、血管内取栓和血管成形支架术。对于有明显颅内大血管狭窄患者,行支架植入术是缓解血管狭窄的重要治疗方式。若急性脑梗死患者能在治疗窗内及时行血管内治疗则可获益巨大。但血管内治疗同样也会有相应的风险,如因支架的机械作用导致斑块阻塞穿支动脉开口,造成新的梗死,这也被称为“雪犁现象”。其他风险还有支架机械损害血管内壁,导致脑梗死后出血转化。为了降低血管内治疗的风险,治疗前后对患者血管情况的观察都是相当重要的一环。HRMRI可以对颅内斑块分布进行术前评估,了解斑块形态、分布、稳定性,以及与穿支动脉的位置关系,减少“雪犁现象”或介入并发症。经血管内治疗后,采用HRMRI观察血管壁的变化可提示出血转化的风险。利用HRMRI检查再通后的颅内血管,发现斑块信号和同心性血管壁强化2种特征,其中同心性血管壁强化是颅内出血的一种标志[27]。虽然该研究存在样本量少等局限,但对HRMRI在血管内治疗的应用给出了很大的提示。未来可将HRMRI更多应用在血管内治疗前后的评估上,减少相关并发症的发生,以及了解治疗前后血管壁的变化。

3.2 指导脑梗死的用药及随访 除了血管内治疗,脑梗死患者以药物治疗和预防为主,根据患者病因制订相应的治疗方案尤其重要。HRMRI辅助脑梗死明确病因的同时,对用药方案的制订发挥着重要作用。及时发现非狭窄性高危颅内斑块,使用双抗治疗以减少脑梗死反复发作与TIA发生[28]。另外,HRMRI还能参与对相关疾病指标的监测,来评估患者的预后情况,如利用HRMRI监测颅内斑块变化,评估他汀类药物的疗效。目前,已有研究利用HRMRI评估匹伐他汀服用对颅内外斑块的影响[29]。STENCE等[30]对儿童急性缺血性脑卒中患儿行HRMRI后发现,存在血管壁强化的患儿在随访中会出现动脉病变的进展和反复的脑卒中,认为其发病早期发现血管壁强化时应使用更积极的治疗方式,如类固醇或抗病毒药物,并提示HRMRI的血管壁影像可以作为疾病进展的预测指标和疾病负担的标志。HRMRI对血管炎、烟雾病等其他病因的特征影像可在长期随访中提示患者的疾病进程和变化。

4 结 语

与传统的血管腔影像检查不同,HRMRI的血管壁成像具有独特的临床应用优势,正逐渐应用于临床多种疾病当中。对于脑梗死或有脑梗死危险因素的患者,了解颅内血管情况可有利于诊断、治疗、预防。目前研究已发现,HRMRI颅内血管壁成像在评估颅内斑块稳定性、明确脑梗死病因与发病机制、指导脑梗死治疗方案、评估疗效、监测疾病进程等方面都有独特的应用价值。今后仍需更多相关研究拓展HRMRI在脑梗死疾病中的临床应用,该项检查在脑梗死中的应用价值也必定会越来越高。

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