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脑血管病变管壁MRI应用原则2应用范

导言:“器”必有其效用,促进认识并改造世界就是“器”的效用,这也是“技术”的目的。一项新技术生命力的源泉即是,能够拓展对世界的认识,进而促进人类的福祉,达到“有用”于人,而且是大多数人。目前为止,全世界的学者们发表了数以百计的有关颅内血管病变的管壁高分辨MRI研究文章,这大大加深了对颅内血管病变的认识,包括:病因、病理、卒中机制等。这些研究结果的潜在价值何在?是一个不容回避的问题,必须被反复追问。笔者于酝酿开展颅内管壁MRI的时候,首先就是面临这个问题。年正式开展该技术后,更是每日面对这个“目的”问题的拷问,两个选择:科研或临床应用。经反复考量后,初步选择临床应用。理由是,当时已有很多关于颅内管壁MRI的研究文献,不少以前临床实践的疑惑得到了解决或部分解决,比如:不同病因颅内狭窄病变的典型特征性管壁MRI表现、斑块位置和穿支动脉梗死关系等。这些重要的研究成果临床应用价值很大,能够解决颅内疑难狭窄病变病因诊断,斑块稳定性判断,以及穿支动脉梗死机制判定,等等;若在技术开展初期即能帮助临床解决这些辣手的难题,则有益于大大提升临床医生对该技术的认可度,实际也是如此。另一个原因是我们开展的时间晚,一些重要并相对容易实现的研究已经完成,并且我们技术上还有待成熟,缺少外援。这促使我们一边在力所能及地解决实际临床问题的同时,想尽办法提高完善扫描技术。一个新技术的生命力,取决于能否解决之前的技术不能解决或解决不好的重要问题,越具有不可替代性,生命力越强;还有是,解决重要问题的范畴是否足够大,范畴越大,意义越大,价值越高,生命力越强。从开展管壁MRI技术以始,我们一直秉持以解决实践中的重要难题为价值导向,在完善扫描技术的基础上,不断拓展应用范畴,努力提高应用水平。在早期开展的颅内狭窄病变病因诊断、穿支动脉梗死机制判断和斑块稳定性判读的基础上,我们把应用范畴逐渐延伸到以下领域:颅内血管病变治疗后病理演化监测,隐源性卒中机制筛查,颅内动脉狭窄和非急性闭塞诊断评估及其介入治疗应用,颈动脉非急性闭塞诊断评估及其介入治疗应用,脑静脉疾病评估及其介入治疗应用,等等。大大丰富了应用的内涵,从认识了解病理机制,到病因诊断,进而指导治疗。经过7年来的实践,管壁高分辨MRI技术在我们中心已成为一项常规技术,被广泛认可,至今已实施多例。以下,笔者将根据自己的经验体会,对该技术的不同应用范畴先作一下简单介绍,便于读者树立初步概念,激发学习兴趣,并身入其中。颅内狭窄-闭塞的病因诊断PART/01常规血管影像学上,包括DSA、CTA和MRA,不同原因所致的颅内动脉狭窄-闭塞病变(粥样硬化、夹层或血管炎),往往缺少特征性的发病部位和形态学改变,给病因诊断带来了很大困扰,尤其是在青年患者。此时,管壁成像技术可能为病因诊断提供重要的支持证据。颅内动脉管径细小和管壁菲薄,可用于颈部血管病变管壁异常检测的超声和CTA技术,并不能适用于检测颅内动脉病变的管壁异常;另外,由于是有创操作,硬件和人员技术要求高,以及颅内动脉行程长且迂曲,血管内超声或OCT技术也不适合作为评估颅内血管病变的常规选项。高场强磁共振的出现,尤其是3.0TMRI的不断普及,使得颅内管壁高分辨MRI技术成为可能。十几年前的文献报道就表明,3.0TMRI采用常规线圈就能扫描出达到诊断级水平的颅内动脉管壁高分辨MRI图像。随后的多篇文献报道了不同病因所致颅内动脉狭窄的典型特征性管壁MRI表现,根据这些典型表现,使得管壁高分辨MRI技术获得了颅内动脉疾病病因诊断和鉴别诊断的能力。医院,到我院求诊的青年脑血管病患者众多,这也是首选这些病人作为颅内管壁MRI应用的重要原因之一。这个过程中,收获了很多惊喜,发现粥样硬化是青年颅内狭窄-闭塞病变的主要原因,约占50%;其次是夹层,约占25%;而后依次是血管炎和烟雾病,极少数是可逆性脑动脉收缩,这和近期的一项文献报道结果相仿。许多时刻,扫描结果大大超出预料,颇受震撼,如在三十出头的青年患者颅内动脉狭窄处发现典型斑块表现,亦或是在局限性颅内狭窄位置检测到典型夹层壁内血肿高信号,等等。

△男,41岁;3D-TOF-MRA和DSA示:右侧大脑中动脉主干近端闭塞;右侧大脑中动脉主干管壁MRI之T2WI和T1WI(血管断面成像):右侧大脑中动脉主干位置局部血管轮廓增大,可见典型的月牙形夹层壁内血肿高信号(橙箭)。

△男,40岁;颅脑3D-TOF-MRA示:左侧大脑中动脉闭塞近侧管腔内可见游离内膜征(白箭),提示夹层诊断。

△女,45岁;MRA示:右侧颅内段椎动脉管腔局限性狭窄(长白箭);狭窄处管壁高分辨MRI之T2WI、T1WI和压脂的质子加权成像(血管断面扫描):右侧颅内段椎动脉局部管壁偏心增厚,检测到典型的月牙形夹层壁内血肿高信号(短白箭)。

需要特别指出的是,管壁MRI并非能够诊断所有颅内动脉狭窄-闭塞的病因,笔者实践中发现少数颅内狭窄病变的管壁MRI表现不符合任何常见疾病的典型特征表现,即使结合其他临床和实验室检查结果,也是难以作出明确的病因判断。尽管如此,现有的管壁高分辨MRI技术还是大大提高了青年患者颅内动脉狭窄-闭塞病因诊断的效率和准确性,摆脱了过去的诊治困境。在颅内管壁高分辨MRI技术出现以前,青年颅内动脉狭窄-闭塞患医院求诊,花费了大量精力、时间和金钱后,最终仍然得不到明确的病因诊断。而且,尴尬的是,往往是一个医生一个看法,病人及其家属茫然无措,这种情况我们经常遇到。由于传统观念认为粥样硬化是青年人颅内动脉狭窄-闭塞的少见原因,并且在毫无证据支持的情况下,认为血管炎和夹层是青年颅内狭窄-闭塞病变的常见原因。当诊断困难时,即使没用充分依据,大多数青年颅内狭窄-闭塞的病因被牵强附会地疑诊为血管炎或夹层,甚至是血管痉挛,其中被诊断最多的是血管炎。诊断的困境导致治疗的混乱,有些治疗是有潜在伤害的,如用于治疗血管炎的激素和细胞毒性药物。管壁高分辨MRI技术可对绝大多数青年颅内狭窄-闭塞病因作出明确诊断,使得这些患者能够获得针对性的正确治疗,避免了误诊可能引发的伤害性治疗,并能相对准确地判断预后,进而增强医患的信任和信心。之所以费如此笔墨,着重强调管壁高分辨MRI于诊断颅内动脉狭窄-闭塞病因的价值,因为这是该技术正确实施的出发原点,也是临床应用的最好切入点。以此为基础,可进一步改进扫描技术,并深入拓展应用范畴。母血管斑块和穿支动脉梗死机制PART/02数十年前的尸解研究阐明,穿支动脉闭塞病理机制包括:穿支动脉远端硬化(管壁纤维样变或玻璃样变),穿支动脉近端的微粥样硬化,或母血管斑块延伸到穿支动脉开口处。穿支动脉远端硬化闭塞导致典型的腔隙性梗死病灶,位于脑深部,直径不超过15mm;而其他两种机制闭塞穿支起始部所致梗死灶范围相对大,常延伸到或接近脑组织表面,有学者将其分类为“旁支血管病变”(branchdisease,BD)。

△男,85岁;颅脑MRA:左侧大脑中动脉主干管腔未见狭窄;DWI:左侧放射冠区点状高信号,属典型的急性“腔隙性梗死”。

△男,60岁;颅脑MRA:基底动脉管腔未见狭窄;DWI:左侧脑桥内部可见一小结节样高信号,属典型的急性“腔隙性梗死”。

△男,42岁;颅脑MRA:右侧大脑中动脉管腔未见狭窄;T2WI:右侧豆纹动脉供血区小梗死,累及4个连续的扫描层面,并临近脑底部,此梗死机制属“旁支血管病变”。

△男,58岁;MRA示:基底动脉管腔无狭窄;DWI和T2WI示:右侧脑桥旁正中梗死,梗死灶累及脑桥表面,此梗死机制属“旁支血管病变”。

然而,当穿支动脉母血管无狭窄时,常规血管影像学难以辨别母血管是否存在非狭窄斑块;即使母血管在常规血管影像学上有管腔狭窄,此时也常难以确定斑块主体是否累及穿支动脉开口的位置。管壁高分辨MRI则可以解决以上问题,可为深入了解病理机制和指导治疗提供有益信息,也是为未来穿支动脉梗死诊治研究提供了新切入点。比如,当管壁MRI明确穿支动脉梗死由临近母血管不稳定斑块所致时,即使管腔无狭窄或轻度狭窄,此时可考虑予以强化剂量的他汀以稳定斑块,这在逻辑上是合理的。

△女,59岁;MRA示:左侧大脑中动脉管腔无狭窄;DWI示:左侧豆纹动脉梗死,梗死累及3个连续的扫描层面;左侧大脑中动脉主干管壁高分辨MRI之T2WI(血管断面扫描):左侧大脑中动脉局部上壁偏心斑块(橙箭),此梗死机制属“旁支血管病变”。

△男,75岁;MRA示:基底动脉管腔轮廓稍欠规则;T2WI:左侧脑桥旁正中梗死;基底动脉管壁高分辨MRI之T2WI(血管断面扫描):脑桥梗死层面基底动脉背侧壁偏心斑块(橙箭),此梗死机制属“旁支血管病变”。

斑块稳定性判断PART/03经过多年发展,目前有多种方法可用于评估颈动脉斑块的稳定性,如:超声、CTA或管壁高分辨MRI技术。由于颅内动脉管径细小和管壁菲薄,并分布于颅腔深部,超声和CTA难以显示颅内动脉管壁上的斑块。在颅内管壁MRI技术问世前,颅内狭窄斑块是否稳定的临床评判方法是:有无与此狭窄斑块相关的脑缺血事件,或影像学上的相关脑梗死病灶;这是一个间接方法,但实属无奈之举。颅内管壁高分辨MRI技术为直接观测颅内斑块的稳定性开启了一扇窗户,但其评判的指标还是比较少的(相较于颅外颈动脉而言),文献报道的不稳定斑块的征象只有斑块内出血和斑块强化这两个。即便如此,依据这两个指标,在长期实践过程中,笔者也是大开眼界,对颅内斑块的认知被不断刷新。不同于文献报道结果,笔者发现少数症状性斑块是稳定斑块,其导致脑缺血的机制是血流动力学障碍;而不少无症状颅内狭窄是不稳定斑块所致,主要表现为斑块强化,少数是斑块内出血。当颅内不稳定症状性狭窄斑块合并无症状狭窄时,无症状狭窄斑块可以是稳定的,也可能是不稳定的。

△MRA示:右侧大脑中动脉主干局部管腔狭窄(长白箭)。右侧大脑中动脉主干管壁高分辨MRI之T2WI和T1WI平扫+增强(血管断面扫描):右侧大脑中动脉主干狭窄位置管壁偏心增厚(短白箭),T2WI上呈典型斑块表现(临近管腔的条状高信号纤维帽,及其下方的低信号坏死核);T1WI上纤维帽呈等信号并显著强化,坏死核呈低信号,无强化。

△MRA示:基底动脉近段局部管腔狭窄(黄箭)。基底动脉管壁高分辨MRI之T2WI和T1WI(血管断面扫描):基底动脉狭窄位置管壁偏心增厚(橙箭),T2WI上信号呈异质性,符合斑块征象;临近管腔的部分组织在T1WI和T2WI上均呈高信号,压脂技术扫描的T1WI上,此高信号无明显变化,提示是斑块内新近出血。

以上管壁MRI观察到的这些颅内狭窄斑块稳定性表现的具体意义何在呢?笔者以为,它为颅内粥样硬化的个体化治疗实践和临床研究提供了新的思路。逻辑上来说,不稳定斑块则需要强化抗粥样硬化治疗,以期达到斑块稳定,甚至是逆转,从而降低卒中风险。隐源性卒中和非狭窄性脑血管病变PART/04经充分常规临床诊断评估情况下,仍然有相当的缺血性卒中患者找不到脑卒中的原因,称之为隐源性卒中,其在青-中年缺血性卒中患者中的比率甚至达到40-50%。这表明,一方面,我们对脑卒中病理机制的理解有待提升;另一方面,需要发展更为敏感和高效的病因评估方法。管壁高分辨MRI技术在脑血管领域的应用,为隐源性卒中的病因诊断开辟了新途径。不引起管腔明显狭窄的血管病变也可能是脑卒中的潜在原因,包括不稳定斑块和小夹层病变;而管壁高分辨MRI技术,尤其是能大范围扫描的三维黑血高分辨MRI技术,正是筛查这些非狭窄脑血管病变的高效方法。我们曾经运用管壁MRI技术明确诊断了多例青年隐源性卒中的病因,这些情况包括:大脑中动脉主干上壁非狭窄斑块所致的大范围豆纹动脉梗死,颈动脉起始部不稳定非狭窄斑块所致的栓塞性脑梗死,颅外颈内动脉隐匿性的非狭窄小夹层病变导致的栓塞性脑梗死,等等。这些发现也是大大刷新了我们的认知,提高了脑卒中病因诊断的境界。

△男,35岁;吸烟,高血压,高脂血症;经充分的各项诊断检查,未发现明确的卒中病因。DWI:左侧大脑中动脉下干区皮质梗死;DSA:左侧前循环所见脑动脉未见狭窄-闭塞病变;基于三维高分辨增强T1-SAPCE源图像的多面重建图像,于左侧大脑中动脉下干起始部检测到显著管壁偏心增厚,并明显强化,但管腔无狭窄。

△男,53岁,高血压;经充分的各项诊断检查,未发现明确的卒中病因。FLAIR:左侧额叶皮质梗死;颈部增强MRA:左侧颈内动脉颅外段局部迂曲,并管腔轻度扩张;基于三维高分辨T1-SAPCE源图像的左侧颈动脉曲面重建图像,于左侧颈内动脉颅外段迂曲位置检测到一局限的夹层壁内血肿。

监测颅内动脉病变的治疗效果PART/05评估监测治疗效果是一非常重要的临床诊疗活动。过去的临床治疗研究中,对于症状性颅内动脉粥样硬化狭窄患者,评价治疗效果的主要终点事件是卒中复发和死亡,颅内动脉狭窄的转归不作为评价指标,或仅作为次要终点事件。这样的研究设计,逻辑上似乎不完全合理。他汀、抗血小板聚集和控制危险因素,这些治疗措施的主要靶点理应是症状性颅内斑块,目的就是稳定斑块;斑块稳定后,血栓形成风险降低,卒中复发也相应下降。因此,理想的临床治疗研究,治疗前和治疗过程中(定期)需要监测颅内斑块的稳定性指标,用于评判通用治疗方法在具体个体的疗效。这样的研究,可能获取临床可操作的疗效预测指标,有利于指导个体化治疗,并为引入新的治疗方法提供思路和启发。而目前可用于评估颅内斑块稳定性的管壁高分辨MRI技术,则为实现此类新型临床治疗研究提供了现实途径。我们在这方面已经做了不少观察性的实践探索,获得很多有趣的发现。比如,有文献报道,症状性颅内狭窄斑块,治疗三个月后,斑块趋于稳定,管壁MRI上极少出现斑块强化;但笔者的观察结果与之出入很大,许多颅内强化斑块,正规治疗后6个月还有明显强化,有的随访1年,甚至是2年,明显的斑块强化仍然存在,但这些患者并未出现复发事件,为何?还有一些颅内不稳定狭窄斑块,经治疗6个月或(和)1年后随访发现,尽管可能仍然有部分斑块强化,但斑块部分和完全逆转,管腔狭窄缓解或恢复正常,表明当前通用治疗方案有效。然而,也有部分患者在治疗后的管壁MRI随访中,颅内斑块进展,狭窄加重,甚至管腔闭塞,少数还出现梗死复发,表明当前通用治疗方案在这些患者是无效的,但原因何在?还能采取什么新的治疗方法?△男,50岁,长期吸烟;因“反复发作性右侧肢体无力”就诊。入院后MRA:左侧大脑中动脉主干局部管腔严重狭窄(空白箭);经药物治疗约2个月后,复查MRA示管腔狭窄较前缓解,复查管壁T2WI(血管断面扫描)亦显示管壁偏心增厚范围较前缩小;经药物治疗约12个月后,复查MRA示管腔狭窄明显缓解,复查管壁T2WI显示管壁增厚消失,斑块完全逆转。上述表明,颅内管壁高分辨MRI技术为颅内动脉粥样硬化治疗提供了新的临床研究思路和现实途径,同时也必将深化对该疾病认识,催生新治疗方法和策略出现。当然,我们还对一些颅内夹层和血管炎患者进行了治疗后的管壁MRI随访监测,也取得了不少新认识,并重新审视了当前的治疗策略。颅内狭窄斑块管壁MRI评估于介入治疗的应用PART/06症状性颅内粥样硬化严重狭窄是国人重要的脑卒中原因,卒中复发风险高,预后差,目前确切的治疗策略还不明确。根据有限的临床研究结果,近十年来的主要治疗策略是包括强化药物和危险因素控制在内的保守治疗;经选择的部分患者可考虑行血管内介入治疗,即血管成形或(和)支架植入术。在近几年,颅内动脉狭窄血管内介入治疗领域获得了很大发展,包括:病例选择、治疗理念、器械创新等。出现了专用颅内球囊,甚至是药物涂层球囊;不少学者推崇单纯球囊扩张血管成形术的治疗理念;采用操作便捷的经微导管输送颅内自膨式支架;采用中间导管建立治疗通路,等等。这些介入治疗领域的进步,提高了治疗效率,降低了并发症风险。在颅内动脉狭窄介入治疗方面,管壁MRI技术是否能发挥有益的作用呢?答案是肯定的,具体为以下几方面:(1)通过管壁MRI明确颅内狭窄斑块诊断,排除那些可能不适合介入治疗的颅内动脉狭窄疾病,如血管炎等。(2)由于优良的黑血效果,以及高空间分辨率,管壁MRI可用于进一步明确MRA或CTA显示的颅内动脉狭窄病变的狭窄程度,增强治疗决策的信心。(3)管壁MRI能够清晰显示颅内狭窄斑块的范围,可测量最狭窄部位血管外径和临近狭窄的正常血管管径管径,为指导球囊和支架尺寸选择提供依据。(4)管壁MRI可显示颅内斑块组织的形态特征,为治疗决策提供依据,降低潜在风险,比如斑块主体位置是否位于穿支动脉开口部位,狭窄位置的重要旁支血管开口是否被斑块累及。(5)管壁MRI所显示的颅内斑块组织病理信息也是有指导介入治疗价值的,比如当斑块无强化时,表明斑块组织以纤维组织或(和)钙化为主,单纯球囊扩张效果可能不理想,需要辅以支架治疗,或采用球囊扩张支架;而斑块主体呈显著强化时,表明富含滋养血管,组织松软,可能对球囊扩张反应良好;另外,狭窄斑块部位血管重构指数,以及明显的斑块内出血,也是对实施个体化介入治疗可能有帮助,这里就不一一细数了。△男,53岁;MRA:左侧大脑中动脉主干局部管腔狭窄(红箭);基于管壁增强T1WI(血管断面扫描)图像,对最狭窄处血管外径,以及狭窄远侧管腔相对正常处的管径进行测量,基于增强T1-SPACE多平面重建图像测量了强化斑块的长度。颅内动脉非急性闭塞管壁MRI评估于介入治疗的应用PART/07受脑卒中急诊血管内介入治疗的影响,以及神经介入器械材料进步的加持,业界对颅内动脉非急性期闭塞介入治疗的态度正悄然发生变化,持积极态度。尽管国内已发表有关颅内动脉非急性闭塞介入治疗的专家共识,使之成为目前的热点之一,但也是难点。作为一项先进的脑血管评估新技术,管壁MRI技术可在颅内动脉非急性闭塞介入再通治疗中扮演重要角色,解决其他评估方法难以解决或解决不好的问题,为介入治疗提供有力支持,具体有以下几点:(1)明确颅内动脉闭塞的病理机制,有以下情况:典型粥样硬化斑块新近闭塞(结合SWI判断合并或不合并血栓形成),新近夹层闭塞,血管炎,烟雾病,还有就是陈旧性血管病变所致的闭塞(局部血管结构缺失,呈不强化的萎缩条索状组织)。(2)由于有优良的黑血技术,管壁MRI技术在大多数情况下,能很好显示闭塞段范围,以及闭塞远侧血管床情况。(3)管壁MRI技术可比较准确测量颅内动脉闭塞位置的血管外径,闭塞两侧临近正常血管的管径,以及闭塞段确切长度。这些信息对介入治疗的价值体现在:病例选择,治疗时机,器械选择和准备,风险预估,等等。详细内容将会在本系列的相关专题文章中展开叙述。△男,46岁;DSA示:右侧大脑中动脉主干近端闭塞;基于管壁T2WI(血管断面扫描)图像,对闭塞处血管外径,以及狭窄远侧正常管腔的管径进行测量,基于管壁T2WI的多平面重建图像测量了斑块闭塞长度。

颈动脉非急性闭塞管壁MRI

评估于介入治疗的应用

PART/08颈动脉闭塞是脑卒中的重要原因,药物保守治疗的总体预后不佳,尤其是伴有严重低灌注的患者,卒中复发风险高,慢性低灌注还可能导致认知功能损害。数十年来的颅内-外搭桥手术治疗颈动脉闭塞试验,一直未能取得正面结果。约在20前,就有文献报道运用血管内技术开通闭塞的颈动脉,并取得了成功,而后这样的报道越来越多,表明此项技术是安全可行的。由于介入器械和治疗技术的进步,并受脑卒中急诊血管内治疗试验获得成功的鼓舞,颈动脉非急性闭塞介入再通治疗在国内渐受青睐,也有了相关专家共识。但此治疗技术复杂,难度大,有一定的失败率,对介入医生是一巨大挑战。我们的实践经验表明,术前高质量的管壁MRI评估结果,可为颈动脉非急性闭塞介入再通治疗提供重要的指导信息:(1)明确颈动脉病变的位置(颅内或颅外段)和性质(斑块、夹层等)。(2)了解闭塞远端的位置,以及血管床情况。(3)闭塞段管腔是否合并新近血栓,或其他组织。(4)大致判断颈动脉闭塞的时期,具体方法将在以后本系列的专题文章中描述。以上这些信息对病例选择、介入器械选择、制定手术操作策略、预估成功率和风险等,皆有不可替代的价值。△男,76岁;颈部CTA示:左侧颈内动脉起始部闭塞(黄箭);基于三维高分辨T1-SPACE平扫的多平面重建图像示:左侧颈内动脉起始部—海绵窦段闭塞管腔内可见充满长段新近血栓高信号影(红箭)。脑静脉疾病管壁MRI评估及其介入治疗应用PART/09脑静脉疾病发生率远低于动脉疾病,

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