大腦是人的重要器官之一,腦組織需要耗費大量能量才能維持正常功能,而其自身又不能生成和儲存葡萄糖,完全依賴從血液攝取葡萄糖和氧。僅占體重約2%的大腦,其供血量約占心臟輸出的20%。局部腦組織血流中斷5分鐘,則會完全壞死(梗死),若梗死影響重要功能區(qū),將造成殘疾。 腦供血動脈系統(tǒng)解剖復(fù)雜,按管徑來說,分為大血管、中血管和小血管;以顱骨為界,分為顱外和顱內(nèi)腦動脈;以硬腦膜為界,分為硬膜內(nèi)和硬膜外動脈。按腦供血區(qū)的差異,分為前循環(huán)和后循環(huán)腦動脈,前循環(huán)又分為左右兩側(cè),前后循環(huán)和左右前循環(huán)通過WILLIS環(huán)相連接。當(dāng)主要腦動脈發(fā)生嚴(yán)重狹窄或閉塞病變時,WILLIS環(huán)是相當(dāng)重要的側(cè)支循環(huán)代償途徑,然而其存在諸多變異。 腦動脈行程漫長(具體解剖就不贅述了),多種血管疾病可累及腦動脈,導(dǎo)致血管管腔狹窄-閉塞,包括:粥樣硬化、血管炎、夾層、煙霧病、血管收縮等,這些腦血管疾病病理機制迥異,臨床和影像學(xué)表現(xiàn)多樣,治療和預(yù)后也差異巨大。 誠如上文所述的各種因素,可以說腦血管病是一組復(fù)雜疾病,長期以來,該疾病的正確診治一直是臨床上的重要挑戰(zhàn)。 伴隨科技發(fā)展,近半個世紀(jì)以來,多種先進技術(shù),尤其是血管影像技術(shù),被應(yīng)用于腦血管病變的診斷評估,極大促進了該領(lǐng)域的發(fā)展。目前常規(guī)應(yīng)用于腦血管病變評估的影像技術(shù)包括:DSA、CTA和MRA,這些技術(shù)主要通過顯示血管腔的異常進行血管病變的評估,如狹窄、閉塞、動脈瘤、血管畸形等病變,其中以DSA的診斷準(zhǔn)確性最高,常被奉為“金標(biāo)準(zhǔn)”,缺點是有創(chuàng)操作,有潛在風(fēng)險。 本質(zhì)上講,血管病變的病理改變發(fā)生在血管壁,一些情況下,血管壁的異常病理組織會導(dǎo)致管壁增厚,程度嚴(yán)重時就引起管腔狹窄,甚至閉塞,如斑塊、壁內(nèi)血腫或炎癥;另一些情況下,因各種原因造成管壁組織薄弱,局部管壁可能在血液壓力下膨出形成動脈瘤,嚴(yán)重時破裂出血,如夾層、炎癥等。 回過頭來,我們發(fā)現(xiàn)前述的幾種常用血管影像技術(shù)得到的是血管壁病變的繼發(fā)管腔異常信息,是不完整的間接表現(xiàn),不同病因可出現(xiàn)相似的管腔異常表現(xiàn)。因此,很多情況下,這些常規(guī)血管影像檢查結(jié)果因缺少典型表現(xiàn),給診斷帶來困擾,尤其是管徑細小的顱內(nèi)血管病變。 理想中的血管病變診斷技術(shù),至少滿足以下條件:同時顯示管壁和管腔異常、高空間分辨率、組織分辨度優(yōu)良,同時技術(shù)上需無創(chuàng)和易實施,也即是下文要要討論的管壁影像技術(shù)。 多種影像技術(shù)可以顯示血管壁,包括超聲(含血管內(nèi)超聲)、光學(xué)相干成像(OCT)、CT和MRI,這些技術(shù)在臨床上都有不同程度的應(yīng)用,各有優(yōu)缺點。 在腦血管病變領(lǐng)域,超聲技術(shù)早就應(yīng)用于頸動脈斑塊評估,這是因為頸動脈管徑相對粗大,位置表淺,有利于超聲成像顯示頸動脈斑塊。此技術(shù)空間分辨率高,還能辨別不同斑塊組織的回聲特性;配合彩色血流技術(shù)或超聲造影技術(shù),可進一步得到較準(zhǔn)確的斑塊表面形態(tài)信息;結(jié)合測量,以及多普勒技術(shù),能比較準(zhǔn)確地判斷管腔狹窄程度。不足之處在于,對操作和結(jié)果解讀人員的專業(yè)素養(yǎng)要求極高,不可重復(fù);可惜的是國內(nèi)此領(lǐng)域的高水平從業(yè)者不多。 對于位置深在的腦血管,尤其是顱內(nèi)管徑細小的動脈血管,普通超聲技術(shù)難以獲取血管壁病變的信息,此時血管內(nèi)超聲技術(shù)理論上能進行高分辨率的管壁組織成像,類似于冠脈血管內(nèi)超聲。然而,血管內(nèi)超聲檢查是一有創(chuàng)操作,設(shè)備昂貴,花費高,相關(guān)人員需專門培訓(xùn);顱內(nèi)血管管徑小,行程迂曲,管壁薄弱(相較于冠脈),血管內(nèi)超聲操作風(fēng)險高。因此,鮮有文獻將血管內(nèi)超聲應(yīng)用于顱內(nèi)動脈病變的報道。 血管內(nèi)OCT技術(shù)也是極佳的血管壁成像方法,也可應(yīng)用在冠脈疾病,但基于和血管內(nèi)超聲同樣的原因,OCT技術(shù)也不適合作為腦血管疾病的常規(guī)評估手段。 對于一些管徑相對粗大的頸部血管,頸部CTA原始圖在管腔含碘高密度血液的襯托下,可顯示一些明顯的血管壁病變,如斑塊組織、夾層壁內(nèi)血腫和動脈炎性管壁增厚。但是,由于CT技術(shù)是基于物質(zhì)原子序數(shù)和/或密度差異來形成對比度,一般只能識別顯著高密度的斑塊鈣化,以及明顯低密度的斑塊脂質(zhì)成分,而對于其他構(gòu)成成分相近的軟組織辨別能力差。對于顱內(nèi)動脈病變,除了高密度管壁鈣化外,就很難獲取其他的顱內(nèi)動脈管壁病變信息了。 其實,得益于優(yōu)良的軟組織分辨力,磁共振在早期即已應(yīng)用于大動脈的管壁病變成像研究了,如主動脈和髂動脈,這是因為大動脈血流速度快,且對空間分辨率要求不高,常規(guī)黑血序列即可滿足。然而,由于頸動脈管徑相對小,且易受搏動和呼吸影響,所以直到1.5T高場強磁共振機的問世,以及專用的表面線圈應(yīng)用,才實現(xiàn)了此部位的高清晰管壁成像。此外,由于頸動脈內(nèi)膜剝脫術(shù)的開展,使其可與病理結(jié)果做對照,發(fā)現(xiàn)二者高度吻合,這極大加深了對頸動脈斑塊的病理生理機制認識。 顱內(nèi)動脈受血管搏動和呼吸運動影響極小,位置相對固定,這一點來說,是行管壁高分辨MRI的優(yōu)勢。但另一方面,也存在諸多不利因素,如管徑細小,管壁菲薄,且沿腦組織表面移行,這就要求高空間分辨率,高圖像信噪比,以及高組織對比度,以實現(xiàn)在很小空間內(nèi)顯示管壁病變的不同病理組織差異;而且顱內(nèi)動脈行程迂曲,如何消除血流相關(guān)偽影也是很大的挑戰(zhàn)。 雖然十幾年前就有學(xué)者首次報道了成功采用1.5T磁共振對管徑相對粗大的顱內(nèi)椎動脈進行管壁成像,后續(xù)少數(shù)的早期文獻也報道了運用1.5T磁共振進行顱內(nèi)其他血管管壁成像的研究。但總體而言,文獻報道和現(xiàn)實實踐中絕大部分情況下是采用場強更高的3.0T磁共振進行顱內(nèi)血管的管壁高分辨成像,其優(yōu)點包括:縮短掃描時間、提高空間分辨率、增加圖像信噪比以及可實現(xiàn)高質(zhì)量三維成像。 有意思的是,目前為止已發(fā)表的有關(guān)顱內(nèi)管壁MRI的研究文獻大部分出自東亞。究其原因,東亞人群腦血管疾病譜有別于歐美人群,頸部腦血管病變是歐美人群卒中的重要原因,而顱內(nèi)血管病變是東亞人群卒中的主要原因,包括粥樣硬化、夾層、血管、煙霧病等。 根據(jù)好發(fā)部位和特征性影像改變,頸部血管疾病通常能獲得準(zhǔn)確的病因診斷;另外,常規(guī)的超聲技術(shù)和CTA技術(shù)即可獲取頸動脈管壁異常信息,并足以指導(dǎo)臨床決策。因而,在目前的頸部腦血管病變的臨床實踐中,除了個別情況(醫(yī)學(xué)研究,疑難病因診斷,或頸動脈閉塞介入再通治療術(shù)前評估等),管壁高分辨MRI技術(shù)并不是常規(guī)需求。 有別于頸部血管疾病,在常規(guī)血管影像學(xué)上,不同病因顱內(nèi)動脈狹窄-閉塞的病變位置和管腔形態(tài)改變方面,往往缺乏特征性,給病因診斷和鑒別診斷帶來很大困惑。與此同時,因顱內(nèi)動脈管壁菲薄,尺寸細小,并位于顱骨腔深部,常規(guī)的MRI或超聲技術(shù)極難清晰顯示顱內(nèi)動脈的管壁異常改變,CT也僅限于顯示顱內(nèi)動脈管壁高密度鈣化。并且,已常規(guī)應(yīng)用于冠脈疾病的血管內(nèi)超聲和OCT技術(shù)也不適合作為評估顱內(nèi)動脈病變的常規(guī)方法,具體理由詳見前文。 盡管困難重重,但臨床還是迫切需要一種適用于顱內(nèi)血管病變的管壁評估技術(shù),以解決長期的診治實踐困境。十幾年前即有多名學(xué)者應(yīng)用高場強磁共振(主要是3.0T MRI)成功實現(xiàn)了臨床應(yīng)用水平的顱內(nèi)動脈管壁成像,隨后此技術(shù)引起廣泛重視,相關(guān)研究的文獻報道越來越多,在成像技術(shù)、圖像處理、結(jié)果判讀和診治應(yīng)用方面獲得了長足發(fā)展。并且,國內(nèi)外均發(fā)表了顱內(nèi)管壁MRI技術(shù)的相關(guān)專家共識,以指導(dǎo)該技術(shù)的臨床實施和應(yīng)用。 原創(chuàng)作者:陳紅兵 李竹浩 |
|