近年来,高分辨率 MRI(high resolution MRI,HR‑MRI)技术飞速发展,颅内血管壁MRI(vessel wall MRI,VW‑MRI)技术慢慢融入临床,其不仅可以检出动脉管壁病变并显示其病理发展过程,使活体颅内血管壁病变的病理机制研究成为可能,还能显示动脉管腔内血流状态。VW‑MRI 可以对颅内动脉狭窄的病因进行分类,也有助于深化对颅内动脉疾病如动脉粥样硬化、动脉夹层、血管炎、动脉瘤等发病过程、风险因素和治疗计划的认识和理解。
VW‑MRI多采用黑血(血管内流动的血液为低信号)技术,可有效抑制血流信号,消除血流搏动伪影,扫描序列包括T1WI、T2WI和质子密度加权成像(PDWI)等,目前主要采用T1WI,该序列能够同时抑制血液和脑脊液信号,清晰显示血管壁,还可用于钆对比剂对管壁的增强评估,这是VW‑MRI检查的重要组成部分。PDWI显示黑血并具有较高的信噪比,但脑脊液信号抑制不足。T2WI显示黑血的同时脑脊液呈高信号,在钆禁忌证患者的血管壁成像中有一定的价值。
颅内VW-MRI影像临床应用方向
1.鉴别颅内动脉狭窄的病因,比如动脉粥样硬化斑块、血管炎、可逆性脑血管收缩综合征和动脉夹层;
2.辨别症状性颅内动脉非狭窄性疾病;
3.确定动脉粥样硬化斑块和分支动脉开口之间的关系;
4.评价动脉粥样硬化斑块的活动度;
5.评价血管炎的活动度;
6.对于怀疑CNS血管炎需要活检的患者,有助于选择目标颅内动脉;
7.对于急性SAH和多发性动脉瘤的患者,有助于确定破裂动脉瘤;
8.预测未破裂囊状动脉瘤的变化;
血管壁增强模式图
临床应用病例
(1)颅内动脉粥样硬化病例
在VW‑MRI上,典型的动脉粥样硬化斑块表现为偏心性、不规则、不均匀的管壁增厚,T2WI 高信号和管壁强化,其中偏心性强化是ICAD 的关键特征,钙化呈明显低信号,脂肪饱和T1WI高信号代表斑块内出血,T2WI薄层高信号带代表纤维帽,其覆盖的低信号区为脂质核心。
VW‑MRI 显示的病变血管阳性重构大多数是由于外膜增生和斑块内出血导致的管壁增厚和扩张,阳性重构提示较大的易损斑块,并与病变进展相关,而阴性重构反映血管壁的收缩。
病例1:
图:52岁男性,既往右侧MCA分布区TIA病史,DWI发现相同区域急性梗死(A)。心脏检查、头颈CTA和DSA(B和C)以及颈动脉VW-MRI未能发现卒中的病因。右侧ICA床突上段矢状斜位增强T1VW-MRI(D)显示动脉壁偏心增厚(箭头)并且增厚的地方有强化(虚线箭头),符合近期症状性斑块的纤维帽表现。矢状斜位T2加权VW-MRI(E)显示增厚的地方T2延长(箭头),周围部分T2缩短,符合动脉粥样硬化斑块的纤维帽和脂质核心的表现。动脉壁增厚并且无管腔狭窄称为血管壁阳性重构。
病例2:
图:冠状最大强度投射TOF MRA显示右侧大脑中动脉M1段狭窄;T2 VWI显示腔内带状T2高信号(黑箭头),其下方病灶呈现低信号(粗白色箭头),与MRA血管狭窄吻合;增强前T1显示血管壁呈现偏心等信号;增强后T1 VWI显示血管壁呈现混杂强化。
病例3:
图1斜位3D MIP 3D TOF MRA显示双侧ICA床突上段不规则狭窄(白色箭头)。图2、3和4,分别为冠位T1增强前、冠位和轴位T1强化影像显示不规则、偏心管壁增厚,伴轻度不全强化(白色箭头)。
病例4:
a 图:颅内 DSA 显示右侧 MCA M1段局部狭窄(白色箭头)。b 图:高分辨血管壁 平扫MRI显示右侧 MCA M1段局灶性偏心增厚(白色箭头)。c 图:相应部位 T2序列显示血管壁高信号(箭头)。d 图:增强 T1序列显示局灶性偏心血管壁强化。e 图:T2序列高分辨放大图显示右侧 MCA M1段游离高信号,周围低信号(白色箭头)。
(2)血管炎病例:
受累血管的典型影像特征是中、小动脉管壁轻度增厚和向心性强化,平滑、均匀和向心性的明显强化是区分血管炎与 ICAD(偏心性不均匀强化)、可逆性脑血管收缩综合征(reversible cerebral vasoconstriction syndrome,RCVS)(轻微强化或无强化)的关键鉴别点。血管炎在T2WI通常为等/低信号,信号强度接近皮质,而ICAD 在 T2WI 表现为高信号且不均匀。病变的位置也是血管炎和 ICAD 的主要鉴别点,血管炎更常累及大脑中动脉分叉远端的血管以及大脑前、后动脉。
值得注意的是,中枢神经系统血管炎也可以类似ICAD,表现为光滑的偏心性强化和增厚,这种情况下,缺乏阳性重构及临床表现等有助于鉴别诊断。VW‑MRI也是治疗后随访的重要手段,通常激素等药物治疗后病变区血管壁强化幅度减低。
病例:1
图:该患者桥脑多发梗死。MRA(A)基底动脉远端(箭头)和左侧小脑上动脉以及大脑后动脉(箭头)轻度狭窄。轴位T1加权VW-MRI(B)和增强后(C)显示基底动脉壁(箭头)同心光滑强化。左侧大脑后动脉壁VW-MRI(D)和增强(E)显示类似的强化。血管壁的表现符合CNS血管炎的诊断。与另外一个患者对比,T1加权VW-MRI表现为特征性动脉粥样硬化斑块:动脉壁偏心增厚,纤维帽强化(长白箭头),以及周围未强化的斑块(黑箭头)。短白箭头为动脉管腔。
病例2:
图:冠状最大强度投射TOF MRA显示左侧大脑前动脉A2段、双侧大脑中动脉和右侧大脑后动脉P1段动脉多发狭窄(白色剪头);T2 VWI为左侧大脑前动脉病变处的影像,血管壁环形增厚伴均匀等信号;增强前T1 VWI影像显示血管壁环形增厚;强化后T1 VWI影像显示血管壁相对应部位环形增强。
病例3:
图1:冠位3D MIP MRA显示左侧ICA床突上段轻微弥漫性狭窄。图2、3和4,分别为轴位T1增强前、轴位和矢状位T1增强后影像显示血管壁环形增厚伴弥漫性强化(箭头)。最终病理显示原发性中枢神经系统血管炎。
病例4:
a 图:DSA 显示右侧 ICA 海绵窦段明显狭窄,b 图:平扫 T1显示双侧ICA 岩骨-海绵窦段血管壁弥漫性环形增厚(白色箭头),左侧明显,c 图:增强 T2序列显示双侧血管壁呈等-高信号(箭头),d 图:增强 T1序列显示双侧岩骨-海绵窦 ICA 血管壁环形强化(白色箭头)。
(3)可逆性血管收缩病例:
影像学特征:弥散、均一、连续血管受累(主要累及中-小动脉),一段时间后自行缓解或消失。
病例1:
图:起病时MRA和高分辨MR成像上表现为多发、短节段狭窄类似血管炎,但是T1轻度强化,没有血管炎明显;管壁轻度增厚,受累血管表现均一、连续;可有多个血管受累(A、B、C)。3个月后狭窄完全自行缓解,管壁轻度增厚和轻度强化完全自行缓解(D、E、F)。
病例2:
图:轴位MIP TOP MRA显示颅内动脉多发狭窄,左侧大脑前动脉A1局灶性狭窄;轴位T2 VWI显示左侧大脑前动脉A1段相对应部位血管壁增厚最不明显,T2呈现等信号;增强前T1 VWI显示相对于血管狭窄部位的血管壁增厚程度最小;增强后T1 VWI没有发现明显强化。对侧A1(正常)显示血管周围轻度强化(曲箭头),可能代表着静脉增强。
病例3:
图1:Willis环冠位3D MIP MRA显示动脉多发性狭窄(箭头),图2和3:分别为增强前和后,显示左侧MCA血管壁轻微增厚,不伴强化(白色箭头),图4:2个月后随访MRA显示狭窄已经消失。
病例4:
图1:右侧ICA矢状位DSA显示右侧MCA分布区多发血管狭窄(箭头),图2和3:增强前和增强后矢状位T1,显示弥漫性动脉壁强化,伴血管壁轻微增厚。2个月后随访CTA(未提供)显示狭窄改善。
(4)颅内动脉夹层病例:
在VW‑MRI中,T1WI 能敏感地显示壁内血肿、内膜瓣和双腔夹层等特有的影像征象。假腔、偏心性管壁增厚伴有 T1WI 高信号均提示血管壁内血肿。根据夹层形成的时间,壁内血肿在 T2WI 可以表现为高信号或低信号。分隔真腔和假腔的内膜瓣在 T2WI表现为高信号。
病例:
男性,57岁,因严重头痛和颈痛1周到急诊室就诊。3D CTA显示右侧椎动脉(A,箭头)硬膜内段光滑狭窄。这个表现最大的可能是正常椎动脉,因为发出小脑后下动脉后一般情况下椎动脉都会变窄,但是存在一点疑问。冠状(B)和轴位(C)非强T1加权VW-MRI显示右侧椎动脉偏心高信号影(B和C,箭头),符合近期动脉夹层的表现。
(5)脑动脉瘤病例:
内皮、中膜和外膜的组织病理学特征是决定动脉瘤自然病程发展的主要因素,UIA的特点是血管内皮细胞和平滑肌层完好,血管壁没有炎性细胞,而破裂和不稳定动脉瘤的特点是内皮破裂,平滑肌细胞缺失,炎细胞浸润到中层和外膜,外膜的炎症进一步导致中层变薄。
VW‑MRI 对评价颅内动脉瘤的自然病程进展有潜在价值。VW‑MRI显示 90% 以上的破裂和不稳定动脉瘤具有向心性强化,而稳定的动脉瘤只有 30% 有向心性强化,动脉瘤壁强化是不稳定动脉瘤敏感但非特异的标志,其基础为血管壁炎症和血管生成的增加,有证据表明动脉瘤炎症先于破裂,因此瘤壁强化有可能预测动脉瘤未来破裂的风险。
病例1:
图:MRA显示基底动脉顶端囊状动脉瘤(A),后交通动脉起始处囊状动脉瘤(C)。冠状对比增强T1加权VW-MRI基底动脉瘤壁未见强化(B,箭头),但是后交通动脉瘤壁可见强化(D,箭头)。轴位T2加权Flair(E,箭头)显示环绕强化动脉瘤的血肿,提示瘤壁的强化更常见于症状性或破裂动脉瘤(与无症状囊状动脉瘤对比)。
高分辨MR血管成像的缺陷
缺陷1:
图:A和B显示慢血流会误诊为动脉壁疾病。轴位非增强T1加权VW-MRI(A)显示基底动脉外周新月形(箭头)中-高信号,提示动脉壁增厚,可能的原因为夹层或动脉粥样硬化斑块。相对应增强MRA显示新月形病变被造影剂充盈,因此这是扩张的基底动脉管腔,而不是动脉壁。
缺陷2:
图:显示滋养血管误诊为血管炎。冠状对比增强T1加权VW-MRI显示基底动脉局灶性动脉粥样硬化斑块(白色箭头),但是椎动脉(黑箭头)和基底动脉壁表现为弥漫光滑同心强化,这个表现和血管炎的表现相似。对于这个具有很多动脉粥样硬化危险因素的患者,弥漫性增强是由于丰富的颅内动脉滋养血管。
缺陷3:
图:动脉周边的静脉误诊为动脉壁疾病,就像动脉粥样硬化斑块一样。轴位对比增强T1加权VW-MRI显示一根静脉(箭头)毗邻左侧MCA。
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