黃妍妍吳 軍王成林

1.安徽醫(yī)科大學，安徽 合肥 230032

2.北京大學深圳醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，廣東 深圳 518035

3.北京大學深圳醫(yī)院影像科，廣東 深圳 518035

顱內(nèi)動脈粥樣硬化病理分型及影像學研究進展

黃妍妍1吳 軍2王成林3

1.安徽醫(yī)科大學，安徽 合肥 230032

2.北京大學深圳醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，廣東 深圳 518035

3.北京大學深圳醫(yī)院影像科，廣東 深圳 518035

目前對于動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展機制尚不清楚，有多種理論學說互相補充，但均不能完全解釋動脈粥樣硬化的病理改變過程。顱內(nèi)動脈粥樣硬化是動脈粥樣硬化的好發(fā)部位之一，由于其解剖學位置深、管徑小、走形迂曲，活體明確顱內(nèi)動脈粥樣硬化斑塊成分及穩(wěn)定性受到了限制。越來越多研究表明準確判斷顱內(nèi)動脈粥樣硬化斑塊成分及其穩(wěn)定性，對于臨床治療和鑒別診斷有重要價值。傳統(tǒng)顱內(nèi)血管影像學檢查均不能滿足定量、定性分析顱內(nèi)動脈粥樣硬化斑塊，而三維高分辨磁共振成像(3D-HRMRI)作為一項新興技術(shù)，近幾年其顱內(nèi)動脈管壁成像的研究備受關(guān)注，是目前唯一合適活體內(nèi)分析顱內(nèi)動脈粥樣硬化斑塊成分及斑塊穩(wěn)定性的檢查方法。本文對目前顱內(nèi)動脈粥樣硬化病理分型及影像學研究進展做一綜述。

顱內(nèi)動脈；動脈粥樣硬化；病理分型；三維高分辨磁共振(3D-HRMRI)

腦卒中具有高發(fā)病率、高致殘率、高死亡率的特點，已高居我國人口死亡原因的第二位[1]，是一組多種病因和發(fā)病機制所致的臨床綜合征。顱內(nèi)動脈粥樣硬化性狹窄是我國缺血性腦卒中和短暫性腦缺血發(fā)作的主要原因，也是再發(fā)腦卒中的高危因素。相關(guān)研究表明，33～50%腦卒中患者和超過50%短暫性腦缺血發(fā)作患者存在顱內(nèi)動脈粥樣硬化[2]。一項流行病學研究顯示亞洲人群及黑人族裔中顱內(nèi)動脈粥樣硬化的發(fā)生率較顱外動脈高，而歐洲西方國家、白種人群中則以顱外頸動脈粥樣硬化較多發(fā)，這提示著動脈粥樣硬化分布的種族差異性[3]。

1 顱內(nèi)動脈粥樣硬化病理分型

動脈粥樣硬化是一組全身性疾病，是多種因素共同參與發(fā)生的漫長復雜過程。人一降生在世就避免不了這個過程的進展，年齡、高血壓、高血糖、高血脂、血液粘稠度升高、高同型半胱氨酸血癥、吸煙、飲酒等均為動脈粥樣硬化發(fā)生、發(fā)展的主要危險因素[10-12]。隨著人們生活水平的不斷提升，出現(xiàn)飲食結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)，“高血壓、高血糖、高血脂”等患病率顯著提高，動脈粥樣硬化的發(fā)展也明顯年輕化，對人類的身體健康帶來了高風險的危害。為此，對于動脈粥樣硬化的研究任務也顯得日益繁重。

至今動脈粥樣硬化的發(fā)生機制仍尚未完全明確，存在多種假說，各只能說明部分病理過程，如：“脂質(zhì)浸潤學說”、“炎癥學說”、“氧化應激學說”、“血小板聚集和血栓形成學說”等，而且這些學說相互聯(lián)系、補充。上個世紀90年代由Ross等人提出的“損傷-反應”假說并以此為基礎(chǔ)進一步提出的“慢性炎癥學說”[4,5]，較為被多數(shù)學者接受。閱讀大量國內(nèi)外文獻，總結(jié)典型的動脈粥樣硬化病理過程是這樣的：多種因素(如血流剪切力、高血脂、高血壓、炎癥反應、全身免疫性疾病等)容易造成血管內(nèi)皮損傷，出現(xiàn)內(nèi)膜增厚、大量脂質(zhì)沉積，并有炎性細胞(單核細胞與淋巴細胞)逐漸浸潤；同時，中膜的平滑肌細胞病理性遷移至內(nèi)膜并大量增殖，分泌大量膠原等細胞外基質(zhì)；平滑肌細胞及由炎性細胞衍生的巨噬細胞通過攝取沉積的脂蛋白形成泡沫細胞；沉積的脂質(zhì)和泡沫細胞組成了脂質(zhì)核，是斑塊深部糜粥樣柔軟部分，表面覆以較其堅硬的纖維被膜即纖維帽，突出于管腔表面，導致血管狹窄。往往這種類型的動脈粥樣硬化斑塊性質(zhì)不穩(wěn)定，柔軟的脂質(zhì)核容易潰爛、破裂、出血、脫落，形成血栓發(fā)生心、腦血管事件，稱之為軟斑。而部分未脫落的脂質(zhì)核進一步發(fā)展，形成鈣化結(jié)節(jié)及纖維鈣化斑，其性質(zhì)穩(wěn)定附著在血管壁上，不易脫落為安全性斑塊，稱之為硬斑。

傳統(tǒng)的動脈粥樣硬化斑塊病理分型[15]是由美國心臟病協(xié)會(Amercian Heart Association,AHA)于1995年提出的，按病變發(fā)展順序分為Ⅰ-Ⅵ型：Ⅰ、Ⅱ型均為早期病變型，Ⅲ型為Ⅱ到Ⅳ型的過渡型，前面三型病理改變?yōu)榭赡嫘宰兓?，很少導致臨床癥狀出現(xiàn)；Ⅳ型便開始出現(xiàn)了脂質(zhì)核心，是動脈粥樣易損斑塊的主要成分，當纖維帽薄或形成不全時，該脂質(zhì)核心容易脫落形成血栓；Ⅴ型是在Ⅳ型脂質(zhì)核心的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)一層厚的纖維結(jié)締組織層形成纖維帽；病變再進一步逐漸進展，出現(xiàn)出血、血腫等繼發(fā)性病理變化轉(zhuǎn)變?yōu)棰鲂?。隨著研究不斷深入，Vimani發(fā)現(xiàn)了該分類的缺陷：AHA分型的特點是用羅馬數(shù)字的順序來表明病變的發(fā)展進程。然而，根據(jù)現(xiàn)有研究結(jié)果，動脈粥樣硬化病變并不是完全按照這種順序演變，而是多種途徑共同存在，復雜發(fā)展的過程，Vimani等人[16,17]根據(jù)其研究成果將動脈粥樣硬化病理改變分為7類：動脈內(nèi)膜增厚、內(nèi)膜脂紋、病理性內(nèi)膜增厚、纖維帽動脈粥瘤、薄纖維帽動脈粥瘤、鈣化結(jié)節(jié)和纖維鈣化斑，并詳細闡述了每一種病理變化及是否可能產(chǎn)生血栓。

顱內(nèi)動脈是動脈粥樣硬化的好發(fā)部位之一，是我國缺血性卒中最常見的病因。王擁軍等人將顱內(nèi)動脈粥樣硬化性卒中病理生理機制分為穿支動脈閉塞、動脈-動脈栓塞、低灌注/栓子清除下降及混合型機制[6,7]。由此可見，良好地評估血管病理改變是腦卒中病理生理分型的基礎(chǔ)，鑒別顱內(nèi)動脈粥樣硬化病理改變的不同階段也是制定個體化治療方案的依據(jù)。這有賴于更全面、多維的影像學檢查技術(shù)。顱內(nèi)動脈粥樣硬化性狹窄有多種分型方法，如：如Mori分型、LMA造影分型、側(cè)支代償分級和血流灌注分級。目前臨床上對于顱內(nèi)動脈狹窄的分級主要應用Mori分型,其根據(jù)狹窄血管長度和幾何形態(tài)分為三型[7]：A型：狹窄長度小于等于5mm，狹窄呈同心或中等程度偏心；B型：狹窄長度小于等于10mm，狹窄極度偏心，中等成角；C型：狹窄長度大于10mm，極度成角(＞90。)。該分型簡潔易評估，對于臨床上缺血性腦卒中患者適合保守治療還是適合血管內(nèi)介入治療有著重要的參考意義，也是評估血管內(nèi)介入治療獲益的標準。

2 顱內(nèi)血管影像學研究進展

傳統(tǒng)的顱內(nèi)動脈血管檢查方法主要有：經(jīng)顱多普勒超聲(TCD)、CT血管成像(CTA)、磁共振血管成像(MRA)、數(shù)字減影血管造影(DSA)。這些檢查方法各有其優(yōu)缺點：1)TCD檢查操作簡便、成本低，有無創(chuàng)、快捷、經(jīng)濟等優(yōu)點，適用于高危人群大樣本篩查，臨床上使用廣泛，是一種根據(jù)血流速度及血流頻譜紊亂情況來評估顱內(nèi)血管狹窄程度的方法。因顱內(nèi)血管位置深、走形迂曲、管徑狹小，該檢查會存在較大的盲區(qū)，目前國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的TCD診斷標準及相應的血管狹窄分級的量化指標[10,11]，檢測結(jié)果容易受操作者的經(jīng)驗、技術(shù)及主觀判斷影響，重復性欠佳[8，9]，不能辨別斑塊的成分及穩(wěn)定性。2)CTA可以清晰顯示大小血管形態(tài)，對血管狹窄、閉塞的診斷率高且準確，2008年Nguyen-Huynh的一項顱內(nèi)血管CTA與DSA的對比研究顯示：CTA對于血管閉塞診斷的敏感性及特異性均達100%，CTA對于血管狹窄超過50%的判斷，其敏感性為97.1%，特異性為99.5%[12]。有研究顯示3D-CTA對顱內(nèi)動脈瘤檢測的靈敏度、特異度分別高達97.06%、88.89%，是安全、有效地檢測顱內(nèi)動脈瘤及隨訪的首選影像學手段[13]。CTA對鈣化的斑塊顯影較好，但是其空間分辨率不足，不能顯示血管壁情況，且是一種有放射線輻射的檢查手段[14]；3)DSA仍是目前臨床上檢查血管狹窄性病變的金標準[15]，可以清晰顯示腦血管的各級分支，明確血管狹窄的部位、范圍、程度，但其為有創(chuàng)檢查，有相關(guān)研究評估了行DSA檢查 的風險，結(jié)果患者出現(xiàn)短暫性神經(jīng)功能缺損的發(fā)生率為3.0%，出現(xiàn)永久性神經(jīng)功能缺損的發(fā)生率為0.7%[16]，且費用昂貴，存在導致斑塊脫落、損傷血管內(nèi)皮誘導斑塊形成等風險，臨床上不作為血管檢查的一線手段，同樣，不能同時顯示管壁、管腔結(jié)構(gòu)，無法分析動脈管壁上斑塊成分及其穩(wěn)定性。4)時間飛躍法(time of flight，TOF)MRA是利用血液的流動產(chǎn)生的流入性增強效應形成的MR信號。因其組織分辨率高、無創(chuàng)、適應癥廣泛，是臨床工作中普及的常規(guī)檢查。TOF-MRA檢查可以較好地評價大腦中動脈閉塞后腦部側(cè)枝循環(huán)情況，對大腦中動脈閉塞的臨床診治及預后具有重要意義[17]。當血液流向與掃描方向垂直時圖像顯示較良好，但對于那些非垂直于掃描層面的血管，如血管迂曲、分叉處，因為血液部分飽和效應或血液湍流而使血液信號降低或丟失，導致血管狹窄程度被夸大，其對顱內(nèi)動脈粥樣硬化的診斷與DSA的符合率較CTA低，為83.5%[18]，在臨床診斷或鑒別診斷方面存在著較多不足。5)三維對比增強磁共振血管造影(three dimensional contrast enhanced magnetic resonance angiography,3D CEMRA)是一種經(jīng)靜脈注射順磁性對比劑釓噴替酸葡甲胺(Gd-DTPA)的血管成像方法，具有安全、快速、無創(chuàng)、無輻射等優(yōu)勢，在頸動脈狹窄的診斷研究中其靈敏度為97.5%，特異度為95.9%，基本可以替代DSA，具有很高的臨床應用價值[19]。

HRMRI具有軟組織分辨率高、無骨偽影、三維血管成像、多序列掃描、成像質(zhì)量好等特點，在血管壁和斑塊結(jié)果的顯示上具有明顯的優(yōu)越性，不僅能定量分析動脈粥樣硬化的狹窄程度，還能對斑塊進行定性評估，辨別斑塊的成分及炎癥反應，評價動脈粥樣硬化斑塊的狀態(tài)與臨床事件的關(guān)系[20]。國外已對顱外頸動脈斑塊、冠狀動脈斑塊的HRMRI研究較多，并且獲得病理標本的確診。2002年Cai提出了動脈粥樣硬化斑塊的MRI分型，這是以AHA病理分型為標準應用高分辨率多序列MRI影像-病理對照的一項研究[21]：1-2型：管壁厚度接近正常，管壁未見明顯異常；3型：無鈣化的彌漫性或偏心性內(nèi)膜增厚；4-5型：含有脂質(zhì)或壞死脂核、覆有纖維帽的斑塊，可伴少量鈣化；6型：合并斑塊表面潰瘍，或斑塊內(nèi)出血、血栓形成的混合斑塊；7型：鈣化斑塊；8型：無脂核的纖維斑塊，可伴少量鈣化。這個動脈粥樣硬化斑塊的MRI分型有助于評價動脈粥樣硬化斑塊的狀態(tài)與臨床事件之間的關(guān)系。

3 顱內(nèi)動脈3D-HRMRI影像學特點

國外研究表明體內(nèi)黑血序列能準確定量測量頸部動脈，及分析粥樣硬化性斑塊的各個形態(tài)學特征[22,23]。由于無法活體獲取顱內(nèi)動脈斑塊的病理標本，但已有多項經(jīng)病理證實HRMRI頸動脈粥樣硬化斑塊性質(zhì)的研究，并結(jié)論以頸動脈結(jié)果用作推斷顱內(nèi)動脈斑塊性質(zhì)是一種較為理想和可行的方法[24,25,26,27]。

3.1 顱內(nèi)動脈HRMRI管腔、管壁成像 由于HRMRI的“黑血”技術(shù)有效抑制了血液流動偽影的影響，對血管狹窄程度的評估更真實、準確。Ryu等對大腦中動脈管壁及管腔的一項3T-HRMR研究中，發(fā)現(xiàn)由HRMRI所得出的狹窄程度與DSA檢測結(jié)果基本一致[28]。

HRMRI可以觀察到動脈管壁重塑現(xiàn)象，最早是由美國病理學和血管外科學家Seymour Glagov于1987年首先發(fā)現(xiàn)的，又稱Glagov現(xiàn)象[29]。陽性重塑(positive remodeling，PR)表現(xiàn)為管壁增厚代償性向外擴張，有利于保持血管內(nèi)腔的大??；陰性重塑(negative remodeling，NR)表現(xiàn)為管壁非內(nèi)膜增厚性向內(nèi)收縮，加重管腔狹窄程度。Klein等在研究基底動脈HRMRI特點時提出顱內(nèi)動脈可能存在與冠狀動脈類似的動脈重塑現(xiàn)象[30]，這是因為動脈管壁的重塑現(xiàn)象在MRA上是無法辨別的，而在HRMRI圖像上卻可以看到動脈粥樣硬化早期病變的管壁形態(tài)。隨后，有研究提出了顱內(nèi)動脈存在陰性重塑的可能[31,32]，表現(xiàn)為患者MRA圖像上顯示為狹窄的顱內(nèi)動脈在HRMRI圖像上未見明顯異?；騼H是管壁輕度增厚。后來，Ma等人的研究[33]也證明了PR和NR同時存在于顱內(nèi)動脈粥樣硬化性狹窄中。陽性重塑較陰性重塑的血管有更大的橫截面管腔面積、管壁面積及斑塊面積，臨床上發(fā)生率較高，Xu等對照癥狀性與非癥狀性MCA狹窄研究中[32]發(fā)現(xiàn)管壁面積差異具有統(tǒng)計學意義，證明了陽性重塑更多見于癥狀性患者中，陰性重塑的管壁面積小則多見于非癥狀性患者中[31,32,34,35]，但顱內(nèi)動脈重塑類型的發(fā)生機制尚不清楚，需更多與臨床事件相關(guān)性分析的研究。

3.2 顱內(nèi)動脈粥樣硬化性斑塊的HRMR特點 大腦中動脈尸檢結(jié)果表明顱內(nèi)動脈易損斑塊成分主要為壞死的脂質(zhì)核心、新生血管及斑塊內(nèi)出血或斑塊內(nèi)血栓形成等，與頸動脈易損斑塊的病理研究結(jié)果相似[36-40]。由頸動脈斑塊和冠狀動脈斑塊的HRMRI研究可知HRMRI能根據(jù)斑塊內(nèi)的信號特點來推測斑塊的成分并判斷斑塊的穩(wěn)定性。Ryu等以腦灰質(zhì)信號為參照，發(fā)現(xiàn)斑塊在T1WI、T2WI序列圖像中的信號分別主要表現(xiàn)為等信號、低信號，在PDWI序列圖像中多表現(xiàn)為低、等信號[28]，而在T1WI或T2WI圖像中癥狀性患者較非癥狀性患者多見高信號顯影的斑塊，結(jié)合頸動脈斑塊的研究結(jié)果，推測可能是一種斑塊內(nèi)出血[28]。容易斑塊內(nèi)出血的動脈粥樣硬化炎性斑塊性質(zhì)不穩(wěn)定，是顱外頸動脈斑塊相關(guān)的急性腦卒中和冠狀動脈斑塊相關(guān)的心肌梗死發(fā)展的重要危險因素[41-43]。顱外動脈粥樣硬化斑塊的MRI特點已經(jīng)被廣泛研究且明確,研究表明顱外動脈炎性斑塊在MRI表現(xiàn)為偏心不對稱性管壁增厚強化，這是因為易損性斑塊內(nèi)的炎性反應或新生的微小血管被對比劑充盈顯像的結(jié)果[44-46]。國外一項研究[47]證實顱內(nèi)動脈粥樣硬化斑塊強化信號隨著急性缺血性腦卒中發(fā)病時間的延長而減弱或消失，同理推得，顱內(nèi)動脈粥樣硬化炎性斑塊與顱外頸動脈和冠狀動脈炎性斑塊具有一致的HRMRI成像特點，說明顱內(nèi)動脈粥樣硬化斑塊的強化特點也與斑塊的穩(wěn)定性有關(guān)。雖有少數(shù)非癥狀患者或癥狀不相關(guān)的顱內(nèi)動脈斑塊也發(fā)現(xiàn)有強化，不排除與掃描的時間窗有關(guān)，但這可能性小，更多的意義是顱內(nèi)動脈粥樣硬化斑塊的強化特點及方式可以預測腦卒中高?；颊?，但目前還沒有充足的循證依據(jù)[48]，需要更多前瞻性臨床研究。

3.3 HRMRI成像對顱內(nèi)動脈狹窄性病變的鑒別診斷 各種不同病理原因?qū)е碌膭用}病變，傳統(tǒng)的血管影像學檢查如CTA、MRA、DSA等均表現(xiàn)為類似的管腔狹窄，只能進行血管狹窄程度的評估，而HRMRI較上述檢查手段最為突出的優(yōu)點是它能同時顯示管壁、管腔，在鑒別不同病因?qū)е碌膭用}狹窄方面提供了重要的影像學信息。

在HRMRI顱內(nèi)動脈狹窄研究中[48,49]：顱內(nèi)動脈炎性病變多表現(xiàn)為彌漫性動脈管壁環(huán)心增厚，但病變表面相對光滑，增強后環(huán)形均勻強化，這點可與動脈粥樣硬化的偏心性狹窄相鑒別；Moyamoya病表現(xiàn)為大腦中動脈嚴重狹窄或閉塞，但四周有豐富的側(cè)枝循環(huán)形成，且病變的大腦中動脈未見管壁增厚、斑塊形成及管壁強化等特點；動脈夾層也可以類似動脈粥樣硬化性狹窄，但增厚的管壁內(nèi)在T1WI表現(xiàn)為高信號，并可見假腔形成；此外，先天性纖維肌結(jié)構(gòu)不良在HRMRI上不見管壁增厚、強化，這點與動脈粥樣硬化性狹窄不同，盡管兩者在MRA圖像上表現(xiàn)極為相似。

4 總 結(jié)

綜上所述，顱內(nèi)動脈粥樣硬化病變過程復雜，其病理學分型與臨床事件密切相關(guān)，良好的顱內(nèi)動脈粥樣硬化病變評估具有重要的臨床意義，這有賴于更先進完善的影像學手段。顱內(nèi)動脈三維高分辨率磁共振血管壁成像(3D-HRMRI)可以多平面同時顯示動脈管壁和管腔，是目前唯一適合活體內(nèi)觀察顱內(nèi)動脈粥樣硬化病變的方法，不僅能辨別動脈重塑類型，還可以結(jié)合增強掃描判斷動脈斑塊的成分和穩(wěn)定性，在鑒別診斷顱內(nèi)動脈狹窄性病變方面具有重要意義。

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Intracranial Atherosclerosis Pathology Classification and Imaging Research Progress

The development mechanism of atherosclerosis is unclear so far， several theories complement each other， but any of them cannot fully explain the pathological changes of the atherosclerotic process．Intracranial atherosclerosis is one of the high appearance part in atherosclerosis． Due to its anatomical location is deep，has small diameter and contorts the circuity， quantitative and qualitative analysis of intracranial atherosclerotic plaque in vivo are limited． More and more studies have shown that accurate judgement of intracranial atherosclerotic plaque composition and its stability， and that have important value for clinical treatment and differential diagnosis．Traditional intracranial vascular imaging examinations are lack of quantitative and qualitative analysis of intracranial atherosclerotic plaque，but 3D high resolution magnetic resonance imaging (3D-HRMRI) as an emerging technology， the intracranial arterial wall imaging research are focused in recent years， it is currently the only appropriate in vivo analysis of intracranial atherosclerotic plaque． In this paper，the current intracranial atherosclerotic pathological classification and imaging research progress were reviewed．

Intracranial Artery； Atherosclerosis； Pathological Classification； 3D High Resolution Magnetic Resonance(3D-HRMRI)

R651.1

A

10.3969/j.issn.1009-3257.2014.02.02

2014-04-10

臨床論著

Original Research

黃妍妍，女，2007級臨床醫(yī)學本碩連讀生，神經(jīng)病學專業(yè)，主要研究腦血管疾病

吳 軍