缺血性脑卒中颅内血管影像学评估

随着影像技术的快速发展，影像学评估在颅内血管狭窄引起的缺血性卒中诊疗中的应用越来越广泛，其在疾病的鉴别诊断、治疗方式选择、疗效判定及风险评估等方面的作用日益突出，影像技术的每一次革新都必将引起临床诊疗观念的改变与发展。传统的血管成像技术主要是指血管腔成像技术，包括数字减影血管造影(DSA)、计算机断层扫描血管成像(CTA)和磁共振血管成像(MRA)。其中，DSA作为最经典的血管成像技术，能够清晰的显示出血管的狭窄程度及侧支循环状态，被认为是判断血管狭窄的“金标准”。但是由于其潜在的放射性损害、造影剂损伤、感染及血管损伤风险，其临床应用受到了一定的限制。相比于DSA，CTA凭借其扫描快、损伤小、图像失真少的特点在缺血性卒中血管评估中得到了广泛的应用。但是，其仍然存在放射性损害及引起造影剂损伤的风险。与上述两种影像技
术不同，MRA具有创伤小且无放射性损害的优势，但其扫描时间较长，对病人的选择性较高且成像结果易受干扰。综上所述，尽管存在着各自的优势及缺点，以上三种影像技术均可提供良好的管腔影像。然而，对病变血管的组织学研究发现，相同程度的狭窄可能源自于完全不同病因或不同程度的管壁病变。因此，除了单纯评价管腔狭窄程度以外，对管壁病变的评估显得更加重要。近年来，利用高分辨磁共振(HR-MKI)“黑血”技术进行的血管壁成像技术，凭借其对管壁的清晰显示，己成为缺血性卒中诊断及风险评估的重要手段。

颅内动脉发生狭窄后，远端血流灌注将会下降，机体主要通过三种机制对血管狭窄造成的灌注不足进行代偿。首先是通过颅底Willis环进行代偿。主要是指脑血管通过前／后交通动脉对病变血管供血区域进行代偿供血。其次是通过颈外动脉通过眼动脉吻合支向颅内代偿供血或颅内动脉通过吻合支(软脑膜动脉)对病变血管进行代偿。除了以上两种代偿机制外，局部新生血管形成(NVF)也可以对血管狭窄／闭塞引起的远端低灌注进行代偿。 

根据侧支循环状态分为5级，即：0=无侧支血流到达缺血区域；l=仅有缓慢的血流到达缺血区域；2=有快速的血流到达缺血区域周边区域，伴有持续侧灌注缺损；3=静脉晚期可见缓慢的血流到达整个缺血区域；4_-血流迅速而完全地到达整个缺血区域(5)。将0，1，2级分为定义为侧支循环不良，3，4级定义为侧支循环良好。

上图为两名孤立性MCA重度狭窄患者的后前位DSA图像。左图可见该患者RMCA重度狭窄，狭窄部位周围可见少量新生血管形成，即存在NVF。右图所示可见该患者LMCA重度狭窄周围无明显新生血管形成，即无NVF。

正常脑侧支循环一般分为3类：一级侧支(Willis环)，二级侧支(眼动脉通路及软膜动脉)和三级侧支(新生血管形成)。一级侧支又称为原发性侧支循环，当低灌注发生时刻立即开放，从而对灌注不足进行代偿。二、三级侧支为继发性侧支循环，与一级侧支共同对低灌注进行代偿。除了代偿灌注，三级侧支即新生血管形成在缺血梗死区的坏死组织及微栓子清除中也发挥着重要作。NVF多见于侧支循环不良的患者，提示NVF可能是对一、二级侧支循环不足的进一步代偿。NVF的存在可能意味患者存在较严重的低灌注状态且一、二级侧支循环代偿不足。

NVF可能来源于两种不同的病理机制。一是新的毛细血管的生成，其次是原有小动脉的成熟扩张。当血管狭窄／闭塞造成的灌注不足引起脑组织出现缺血改变后，可导致一系列级联反应，导致多种细胞因子的释放，从而引起新的毛细血管形成。此类毛细血管的形成主要发生于缺血组织区域内，主要起到增加缺血区域内整体毛细血管抗性的作用，对低灌注的代偿作用微弱。动脉主干狭窄／闭塞发生后，局部剪应力增加，导致主干动脉周围原有小动脉管腔扩大、管壁增厚，形成侧支对远端供血区域进行代偿。血管狭窄越严重，局部的剪应力越大。

自20世纪80年代出现以来，MRA即被广泛应用于临床实践，目前已成为临
床常用的颅内血管成像手段。目前临床常用的MRA主要基于两种方法获得，一种是时间飞跃法(TOF)MRA，另一种则是指通过对比增强MRA。前者主要利用流体相关的增强现象以及组织背景预饱技术获得血管影像，而后者则是通过静脉注射钆对比剂后获得血管影像。前者容易受影响血液流动的相关因素的干扰而出现伪影或夸大效应，而后者的图像分辨率常较前者低但抗干扰性较好且能更好的识别小动脉病变。如今的临床常用的3D-TOF-MRA序列可利用多层重叠薄层扫描及倾斜优化的非饱和激励技术来减少饱和效应，从而得到高质量的三维MRA图像。

血管壁成像(VWI)技术是指利用高分辨率磁共振“黑血”技术将血管中的血流信号消除，保留管壁信号的成像技术。VWI使得我们可直接观察血管壁病变，通过不同的管壁信号对病变原因作出判断。

2016年发表的美国神经放射学会关于磁共振颅内管壁成像的专家共识明确指出，完成颅内血管壁成像(IVWI)必须满足以下四点技术要求：1)空间分辨率高；2)2D或3D多平面采集；3)多重组织加权；4)抑制血管内血液和CSF信号。首先，颅内动脉直径小(ACA约2—3mm；MCA约5-5mm；VA约3-4mm)、管壁薄，因此需要较高的分辨率才能对血管壁进行观察。临床用来行VWI的1．5T和3．0T磁共振分辨率可达lmm以下，3.0分辨率15T分辨率更高，成像效果更清晰，目前应用也更加广泛。当前，7.0T磁共振也已开始应用于临床研究，其信噪比更高、成像效果更好，但目前未大规模投入临床应用。2D成像多用于观察血管病变形态及病变与管腔之间的关系，常常采用垂直于病变血管的多层面扫描，血管倾斜度、扫描层厚、平面分辨率等均对最终图像质量及测量结果产生影响。多对比序列扫描可通过区别病变的不同成分对病变整体性质进行判定，包括T1WI、T2WI、PDWI和对比增强TIWI。T1WI、T2WI一般用于显示管壁的基本特征，如形态和信号强度。PDWI主要用于划定血管边界，区分动脉管壁范围。通过增强前后T1WI图像可观察病变部位是否强化及强化的程度，这往往与病变的活动性有关。对比增强TlwI多采用钆剂作为对比剂，静脉给予钆剂的剂量，从注射到扫描的时间间隔，以及注射方法等均会对成像结果造成影响。近年来，大量基于2D VWI技术的研究被发表，催生了3DVWI技术的发生与发展。凭借更大的脑组织覆盖，以及可在多平面重新格式化的各向同性扫描技术，3DVWI提高了透过平面分辨率，使我们能更好的对颅内血管病交进行观察。目前最常用的3DVWI序列主要是基于3D可变重聚焦翻转角成像技术(ⅥiFA)实现，包括VISTA序列(飞利浦公司)、SPACE序列(西门子公司)、CUBE序列(通用公司)等。

对颅内VWI而言，血液信号抑制和脑脊液信号抑制对于成像结果好坏起着决定性作用。前者可降低血流伪影对管壁信号的干扰，而后者则可增加血管边界识别的准确度。在2D成像中，双反转恢复技术和四反转恢复技术均可实现对血液信号的抑制，区别在于前者需要准确估计给予对比剂后到反转之间的时间以及存在使用心脏门控的可能，而后者则无上述需求。需要注意的是，双反转恢复技术和四反转恢复技术均需要较长的扫描时间，使得其临床应用受到了一定程度的限制。动脉自旋标记技术同样可以产生黑血图像，但是可能无法对慢血流以及层面内血流进行信号抑制，从而影响了病变判定的准确性。对3D成像而言，VISTA序列通过梯度时间诱导的体素内去相位和刺激回波诱导的体素内去相位技术实现黑血成像。另外，还可以通过其他一些抑制技术实现对血流信号的抑制，在此不做详述。

VWI临床应用

1、颅内动脉粥样硬化性疾病(ICAD)

ICAD是亚洲人群中发生缺血性卒中最常见的病因，一直以来都是卒中领域研究的热点。既往对于ICAD的血管影像研究多集中于对其引起的动脉狭窄进行评估，VWI的出现使得对ICAD造成的管壁损伤进行评估成为可能。血管腔成像往往会低估该管壁ICAD的严重性，尤其是对于非狭窄性病变，单纯以管腔狭窄程度来寻找血管病变部位往往会造成误诊及漏诊。已有研究证明，通过VWI观察到的外向性重塑的ICAD相比于内向型重构的ICAD更容易导致卒中的发生，外向性重塑是症状性颅内斑块的影像学标志。已有研究证明，通过VWI观察到的外向性重塑的ICAD相比于内向型重构的ICAD更容易导致卒中的发生，外向性重塑是症状性颅内斑块的影像学标志。已有研究证明，通过VWI观察到的外向性重塑的ICAD相比于内向型重构的ICAD更容易导致卒中的发生，外向性重塑是症状性颅内斑块的影像学标志。

众所周知，目前经皮血管成形术／支架植入术(PTASl是治疗ICAD导致的症状性动脉狭窄的重要疗法，当行PTAS治疗时应考虑到重构模式对手术效果及治疗风险的影响。既往关于冠脉PTAS的研究发现，存在正性重塑ICAD的患者，再发不良，th,血管事件的比率明显增高而存在负性重塑ICAD的患者，术后院内并发症的发生率较高。同时，重构模式也是影响围手术期并发症的重要因素。

VWI图像中，ICAD斑块信号的不同往往代表了斑块成分的差异，例如粥样
硬化病变中纤维帽成分在T2像中多表现为高信号，其下方覆盖的酯质核心在T1像中表现为等信号，而在T2压脂图像中则多表现为低信号。有研究表明，斑块的酯质核心越大，破裂的风险就越高，引起卒中的可能性也越大。斑块内出血(IPH)也是常见的斑块易损性特征，常常导致单纯性斑块向复杂性斑块转化，进而导致卒中的发生。在颈部动脉粥样硬化斑块的研究已经证明，VWI对于IPH的识别与组织学结果具有高度的一致性。在颅内的研究中，以肌肉组织信号作为参照标准，PH可导致T1像中斑块内信号强度增加150％以上。

除了ICAD的重塑模式和DH以外，斑块在血管壁的位置也是VWI研究中的
重点。例如，考虑到在给予支架植入或血管成形术后，发生于穿支动脉开口处的粥样硬化斑块可能将会增加分支动脉阻塞的可能性，导致新发梗塞的出现，使用VwI对斑块位置进行评估是介入手术治疗前评估的重点。在国内的一项研究通过对92例MCA狭窄患者进行研究发现，动脉粥样硬化斑块多发生于穿支动脉开口的对侧，即MCA的腹侧及下部，而症状性的动脉粥样硬化斑块则多发生于穿支动脉侧，即MCA的上部及背侧部。在对症状性基底动脉粥样硬化斑块进行研究时发现，相对于非症状性斑块，症状性斑块多发生于BA的腹侧壁，而并非发生于发出穿支动脉的侧壁，可见BA动脉粥样硬化斑块引起缺血性卒中的机制与MCA可能存在不同，需要进一步的研究对其进行探索。

斑块重塑模式、IPH、与血管壁的相对位置是VWI研究中最常用的观察指标，此外，斑块的强化特征也是常用的区别斑块易损性的重要指标。VM中最常采用的方法是将对比剂(钆剂)前后的T1图像进行配比，观察斑块是否强化及强化的程度，以此来分析评价斑块强化特征及其与卒中发生的相关性。有研究表明，偏心性的管壁增厚及斑块强化是ICAD常见的影像学特征。少量的ICAD斑块也会表现为类似于动脉炎的管壁环形强化，此时则需要行T2序列扫描来对两种疾病进行鉴别。

2、中枢系统(CNS)血管炎

DSA对于CNS血管炎的诊断特异性较低，有研究报道仅为30％，而其敏感性亦不高，各项研究报道为27％到90％不等。这主要是因为DSA无法对血管细微的病变进行观察，同时对于管径较小的分支血管及终末血管应用价值有限。在外周血管炎诊断中应用广泛的血管活检在颅内血管病变中应用价值也较低，其不仅风险较高，其诊断的敏感性也不足50％。VWI的出现使得CNS血管炎的诊断特异性及敏感性大幅提高，其主要表现为给予对比剂后的T1图像中出现的均匀的、同心性、环形管壁强化，这种影像学特征与ICAD有明显不同，对于两者的鉴别诊断具有重要意义。同时，VwI也是评价CNS血管炎治疗效果的重要方法。

3、烟雾病／综合症(MMD)

MMD是一种以ICA中末段及其近端主要分支(MCA、ACA)渐进性狭窄／闭
塞、伴狭窄／闭塞部位周围大量异常新生血管形成为特点的少见脑血管疾病。其在亚洲尤其是东亚人群中发病率较高，好发于儿童期及青年期，常常以出血性卒中或缺血性卒中为首发就诊原因。临床工作中，受制于疾病进展阶段的影响，部分MMD患者不仅与ICAD患者临床表现相同，血管造影的结果也难以区分。然而，两者的治疗方法存在明显差异，即前者多以血运重建的外科手术为主要疗法而后者则以强化药物治疗或血管内介入治疗为主要治疗手段。故而两者的鉴别诊断对于指导临床治疗具有重要意义。

4、颅内动脉夹层(IAD)

LAD是导致蛛网膜下腔出血和缺血性卒中的颅内血管病变原因之一，既往认为其发病率较低且多见于青年患者。随着脑卒中病因研究的不断发展，IAD越来越受到了大家的关注。影像学技术的不断更新，使得既往无法识别的IAD被发现，提示其发病率可能要比传统观念认为的要高。其发病机制仍不清楚，目前认为管壁炎症及病变可能是其发生的潜在原因。当内膜撕裂后，血液积聚于内弹力板与中膜之间，即形成了内膜下血肿；当血肿扩散到中膜以外时则会导致外膜下血肿的发生。内膜下血肿常常导致远端脑组织灌注不足、穿支动脉开口阻塞或内膜血栓形成，以上三种机制均可导致缺血症状的发生。外膜下血肿常常导致蛛网膜下腔出血的发生，此时
血管腔可能改变不明显，行血管腔成像可能会导致漏诊。同时，外膜下血肿还会导致夹层动脉瘤的形成，如果漏诊则会造成严重后果。VwI中T1序列可直接观察到动脉夹层导致的壁间血肿形成，结合脂肪预饱和技术则可对动脉假腔及腔内血栓形成进行有效识别，提高机器分辨率或增加对血液信号的抑制可增加对动脉夹层的诊断敏感性及特异性。此外，通过增强T1序列扫描还可以对撕裂的内膜进行直接观察，增加诊断的准确性。

5、可逆性脑血管收缩综合征(RCVS)

RCVS患者首发症状常表现为突然出现的剧烈头痛，部分患者可伴有神经功能缺损症状。RCVS的诊断标准包括：(1)经DSA、MRA或CTA证实的多节段脑动脉收缩；(2)无明显的动脉瘤及蛛网膜下腔出血征象；(3)急性发作的剧烈头痛，伴或不伴神经功能缺损症状：(4)症状发生后3个月内行血管造影或尸检可发现病变恢复正常，以此排除ICAD及CNSN管炎的可能。RCVS和CNS血管炎的管腔影像常常难以区分，两者均可表现为多节段的动脉狭窄，但两者的治疗方法存在明显不同。前者为自限性疾病，多采取对症治疗而后者需给予激素及免疫治疗。因此，正确的诊断有助于制定针对性的治疗方案。有研究发现， 不同于血管炎管壁呈明显环形强化的特点，RCVS的VWI图像仅表现为轻微强化或无强化[。通过VWI随访也可发现，RCVS在3个月内管壁恢复正常，这与血管炎存在明显不同。

综上所述，本文对当前缺血性脑卒中颅内血管成像技术的发展历程及现状进行了阐述。由上文可知，目前的颅内血管成像技术主要包括管腔成像技术和管壁成像技术，前者包括DSA、MRA和CTA，后者主要是通过高分辨率磁共振实现的管壁成像技术，两者均存在各自的优势与不足。除了颅内血管成像技术，针对脑组织功能状态的功能影像技术也是当前研究的热点，篇幅所限，本文不做赘述。临床工作中，如何将实现各种影像技术的最优化组合，为临床诊断及治疗提供及时、全面的影像资料，需要多学科合作与探索，这也是目前神经影像、脑血管病介入治疗前评估的研究重点。相信随着影像技术的不断更新，缺血性卒中的诊断及治疗也将迅猛的发展。