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临床研究
高分辨磁共振血管壁成像在不同时期颅内动脉夹层评估中的应用
冯芹 白岩 王梦珂 张梦焕 王梅云

Cite this article as: Feng Q, Bai Y, Wang MK, et al. Application of high-resolution magnetic resonance vessel wall imaging in evaluation of intracranial arterial dissection according to stage[J]. Chin J Magn Reson Imaging, 2021, 12(2): 6-9, 14.本文引用格式:冯芹, 白岩, 王梦珂, 等. 高分辨磁共振血管壁成像在不同时期颅内动脉夹层评估中的应用[J]. 磁共振成像, 2021, 12(2): 6-9,14. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2021.02.002.


[摘要] 目的 采用高分辨磁共振血管壁成像技术(high-resolution magnetic resonance vessel wall imaging,HRMR-VWI)评估不同时期颅内动脉夹层的影像学特征。材料与方法 对2018年8月至2020年8月在河南省人民医院就诊的45例颅内动脉夹层患者进行回顾性分析。所有患者均在Siemens 3.0 T MRI行常规MRI及HRMR-VWI检查,双盲分析不同时期颅内动脉夹层患者内膜瓣、双腔、动脉瘤样扩张、壁内血肿及血管壁强化等影像学特征并通过Image J软件对壁内血肿相对信号强度进行定量评估。结果 最终共纳入患者急性期10例、亚急性早期10例、亚急性晚期12例和慢性期13例。急性期及亚急性期内膜瓣、双腔、壁内血肿和血管壁强化检出率高于慢性期(P=0.006、0.023、0.004、0.022),动脉瘤样扩张检出率无显著差别(P=0.094);壁内血肿相对信号强度及血管壁强化程度在慢性期均低于亚急性期(P=0.007、0.023)。结论 HRMR-VWI可有效评估颅内动脉夹层,并为颅内动脉夹层的分期提供重要信息。
[Abstract] Objective High resolution magnetic resonance vessel wall imaging (HRMR-VWI) was used to evaluate the imaging characteristics of intracranial arterial dissection according to stages. Materials andMethods Retrospective analysis was performed on 45 patients with intracranial arterial dissection from August 2018 to August 2020. All patients underwent conventional MRI and HRMR-VWI examination in Siemens 3.0 T MRI, The imaging features of intimal flap, lumen, aneurysmal dilatation, intramural hematoma and vessel wall enhancement in patients with intracranial arterial dissection at different stages were analyzed in double blindness, and the relative signal strength of intramural hematoma was quantitatively evaluated by Image J.Results Ten patients in the acute stage, 10 in the early subacute stage, 12 in the late subacute stage and 13 in the chronic stage were included. The detection rate of intimal flap, double lumen, intramural hematoma and vessel wall enhancement was higher than that of chronic phase (P=0.006, 0.023, 0.004, 0.022), and there was no significant difference in the detection rate of aneurysmal dilatation (P=0.094). The relative signal strength of intramural hematoma and the degree of vascular wall enhancement were both lower in the chronic stage compared with subacute stage (P=0.007, 0.023).Conclusions HRMR-VWI can effectively evaluate intracranial arterial dissection and provide important information for the staging of intracranial arterial dissection.
[关键词] 磁共振成像;高分辨磁共振血管壁成像技术;颅内动脉夹层;内膜瓣;双腔;动脉瘤样扩张;壁内血肿;血管壁强化
[Keywords] magnetic resonance imaging;high resolution magnetic resonance vessel wall imaging;intracranial arterial dissection;intimal flap;double lumen;aneurysmal dilatation;intramural hematoma;vessel wall enhancement

冯芹 1, 2   白岩 1, 2   王梦珂 1, 2   张梦焕 1, 2   王梅云 1, 2*  

1 郑州大学人民医院(河南省人民医院)医学影像科,郑州 450003

2 河南省人民医院,河南省神经疾病影像诊断与研究重点实验室,郑州 450003

王梅云,E-mail:mywang@ha.edu.cn

作者利益冲突声明:全体作者均声明无利益冲突。


基金项目: 国家重点研发计划项目 2017YFE0103600 国家自然科学基金 81720108021 中原千人计划项目 ZYQR201810117 河南省科技攻关计划项目 182102310496 河南省医学科技攻关计划项目 2018020403
收稿日期:2020-10-23
接受日期:2021-01-12
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2021.02.002
本文引用格式:冯芹, 白岩, 王梦珂, 等. 高分辨磁共振血管壁成像在不同时期颅内动脉夹层评估中的应用[J]. 磁共振成像, 2021, 12(2): 6-9,14. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2021.02.002.

       颅内动脉夹层(intracranial arterial dissection,IAD)临床上较为少见,因其可导致严重的缺血性中风或颅内出血,致残致死率较高,是中青年发生卒中的一个重要原因,其危险因素及发病机制尚不清楚,且常规磁共振检查较难检出,由于影像诊断标准的缺乏,IAD的早期诊断仍然具有一定的挑战1, 2, 3。IAD的病理生理过程存在一系列的自然演变,其临床类型和解剖形态取决于内部弹性层和介质的破坏情况,这就导致其愈合过程可能存在趋向正常化、夹层动脉瘤形成,残腔狭窄或闭塞等情况4。数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)是管腔成像的金标准,但它缺少横断面成像,在IAD的诊断中会导致假阴性的出现,因此,IAD的定性诊断往往需要与动脉壁和管腔成像相结合5, 6。高分辨磁共振血管壁成像技术(high-resolution magnetic resonance vessel wall imaging,HRMR-VWI)既可以显示管腔,又改善了血管壁的可视化,并允许识别壁内血肿(identification of intramural hematoma,IMH),目前被认为是IAD影像诊断的一种强有力的成像方法7。近年来,有专家共识指出,HRMR-VWI可作为常规心脏血管造影、脑血管造影或DSA的辅助成像8。本研究的目的是通过提取不同时期动脉夹层的HR-MRI的影像学特征,从而寻找IAD定量评估的影像学指标,有助于更好地预测IAD进展情况和了解IAD病理生理学。

1 材料与方法

1.1 一般资料

       本研究经过本单位医学伦理委员会批准(批准文号:201967),免除受试者知情同意,回顾性纳入2018年8月至2020年8月在河南省人民医院行HRMR-VWI的IAD患者45例(男35例,女10例),平均年龄(50±11)岁(28~75岁)。其中椎动脉夹层患者35例,颈内动脉夹层患者10例,具体基线资料见表1。纳入标准:(1)年龄18~75岁;(2)根据临床病史或HRMR-VWI诊断为IAD的患者;(3)非创伤性/医源性IAD。排除标准:(1)未进一步行DSA检查患者;(2)既往存在头颈部肿瘤史患者;(3)图像质量差。

表1  不同分期患者的临床特征
Tab. 1  Clinical characteristics of patients at different stages

1.2 图像采集

       采用西门子3.0 T MRI(MAGNETOM prisma,8通道头线圈),扫描序列为:(1)3D-TOF:扫描参数为TR 21 ms,TE 3.45 ms,层厚0.6 mm,层数150,FOV 240 mm×240 mm。(2) 3D-SPACE:采用3D-T1W序列,在冠状面上覆盖颅内主要血管,扫描参数为TR 900 ms,TE 14 ms,层厚0.5 mm,层间距0 mm,层数224,FOV 230 mm×230 mm。静脉注射钆喷酸葡胺(GD-DTPA,剂量0.1 mmol/kg)后延迟4~5 min行3D-SPACE增强扫描。

1.3 图像处理与分析

       在图像存档与通信系统(picture archiving and communicationsystem,PACS)工作站和基于Image J (http://rsbweb.nih.gov/ii/)的内部分析软件上进行图像分析,由两名分别具有10年和5年神经影像诊断经验的医师对检查结果分别进行评价,评价指标主要包括内膜瓣、双腔、动脉瘤样扩张、壁内血肿和血管壁强化。其中壁内血肿相对信号强度通过在非增强3D-T1WI上勾画ROI获得(壁内血肿平均信号强度/邻近肌肉平均信号强度,邻近肌肉ROI范围至少大于15 mm2),血管壁强化在DCE-T1WI上进行评分,根据视觉分级系统评估增强程度如下:0级,与正常血管壁相似;1级,大于0级,但小于或类似于肌肉;2级,大于肌肉。

1.4 统计学分析

       本研究数据均使用SPSS 22.0统计软件进行分析。计量资料以x¯±s表示。使用Fisher精确检验比较不同时期基于HRMR-VWI的IAD解剖结构改变检出率和血管壁强化程度。使用Kruskal-Wallis试验比较不同阶段壁内血肿相对信号强度,P<0.05认为差异有统计学意义。采用组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)评价观察者评估的一致性,ICC>0.75认为一致性良好。

2 结果

2.1 基本资料

       纳入的患者中,症状出现时最主要表现为头痛伴或不伴有头晕(34,75.6%)、肢体无力(9,20.0%),其中2例患者为体检时发现,且无相关临床症状,起病不明。以前期研究为基础9,根据症状出现的时间间隔将患者分为急性期(0~3 d,10例)、亚急性早期(3~10 d,10例)、亚急性晚期(10~60 d,12例)和慢性期(>60 d,13例)。各组患者在年龄、基础疾病、吸烟史及饮酒史等方面无显著性差异(P>0.05)。患者基线数据见表1

2.2 观察者一致性

       2名观察者定性评估IAD内膜瓣、双腔、动脉瘤样扩张、壁内血肿和血管壁强化的一致性较好,其值分别为0.921、0.903、0.934、0.874、0.892,定量评估壁内血肿相对信号强度及血管壁强化程度的ICC值分别为0.864、0.896,一致性良好。

2.3 不同分期HRMR-VWI表现

       各期患者内膜瓣、双腔、动脉瘤样扩张、壁内血肿和血管壁强化的检出率见表2。急性期及亚急性期内膜瓣(P=0.006)、双腔(P=0.023)、壁内血肿(P=0.004)和血管壁强化(P=0.022)检出率高于慢性期,动脉瘤样扩张检出率无显著差别(P=0.094)(图12)。急性期壁内血肿相对信号强度与亚急性期无显著性差异(P=0.398),慢性期壁内血肿相对信号强度明显低于亚急性期(P=0.007)。急性及亚急性期血管壁强化程度明显高于慢性期(P=0.023)(表3)。

图1  男,65岁,急性期,因“头痛偶伴头晕3 d”入院。A:TOF-MRA原始图像示左侧椎动脉可见真、假腔;B:T1WI可见内膜瓣;C:轴位3D-SPACE示显示动脉瘤样扩张及双腔;D:CE-T1WI示内膜瓣及血管瘤壁均强化
图2  男,44岁,亚急性早期IAD患者,因“左侧颞部疼痛5 d”入院。A:TOF-MRA原始图像示右侧椎动脉V5段瘤样扩张并可见真假腔;B:T1WI示瘤内信号不均匀;C:轴位3D-SPACE示壁内血肿呈高信号;D:CE-T1WI示血管瘤壁可见环形强化
Fig. 1  Male, 65 years old, acute stage, headache and dizziness occasionally for 3 days. A: Original TOF-MRA images showed lumen in the left vertebral artery; B: Intimal flap on the T1WI; C: 3D-space showed aneurysmal dilatation and double lumen; D: Intimal flap and vessel wall all enhancement.
Fig. 2  Male, 44 years old, early subacute stage, the left temporal area pain for 5 days. A: The original TOF-MRA image showed an aneurysmal dilatation and lumen in the right vertebral; B: Inhomogeneous signal intensity in sagittal T1WI; C: On 3D-SPACE, intramural hematoma showed hyperintensity; D: The vessel wall circular enhancement.
表2  HRMR-VWI显示不同时期夹层影像特征的效能(n/%)
Tab. 2  The efficiency of HRMR-VWI to display features of IAD at different stages (n/%)
表3  比较不同时期壁内血肿信号强度及血管壁强化程度
Tab. 3  Compare the mean relative signal intensities of intramural hematoma and degree of vessel wall enhancement according to the stages

3 讨论

       HRMR-VWI因其能更好地显示和描述血管壁病变,近年来不断被应用到累及血管壁的颅内脑血管疾病的研究中,如动脉粥样硬化、血管炎及烟雾病等10, 11。本研究采用HRMR-VWI对不同时期IAD的解剖结构改变进行评估,结果显示内膜瓣、双腔、壁内血肿及血管壁强化在急性期及亚急性期的检出率均高于慢性期,壁内血肿相对信号强度及血管壁强化程度在慢性期较早期也呈现出降低趋势。

3.1 HRMR-VWI对IAD影像特征显示效能的评估

       IAD的病理生理学改变主要包括动脉管壁内膜层的广泛破坏,导致循环血液进入血管壁形成分离,内膜逐步剥离,从而形成真、假腔及壁内血肿,当血肿累及外膜下时,动脉壁膨出呈瘤样突起,夹层动脉瘤形成12, 13。有研究显示14HR-MRI对IAD影像学表现进行表征,或许可以为临床分期提供帮助,从而指导治疗方式的选择。本研究结果表明,急性期及亚急性早期,内膜瓣的检出率可达80%,内膜瓣的存在是诊断IAD的一个重要影像学指标15。从早期到慢性期阶段,双腔、壁内血肿及血管壁强化的检出率也呈逐渐降低趋势,但管腔瘤样扩张未表现出明显差异。Sun等16提出,HR-MRI与DSA相结合,可清晰显示血管壁特征,并准确评估IDA的血管腔,对于理解IDA的潜在病理状态和指导治疗选择具有重要价值。

3.2 壁内血肿相对信号强度的定量评估

       本研究对壁内血肿的相对信号强度进行定量评估,结果显示,急性期、亚急性期壁内血肿相对信号强度均高于慢性期,且以亚急性期为著。这与前期相关研究结果一致。一项关于颈内动脉夹层患者壁内血肿信号动态变化的研究表明17,在发病3个月后,壁内血肿体积明显缩小,80%患者已检测不到壁内血肿的存在,在6个月时,所有患者均未发现壁内血肿。这一表现也符合其发展的自然病程。有研究分析症状出现后不同时间点获得的手术及尸检样本组织发现18,发病14 d后,壁内出血逐渐被肉芽组织取代,随后假腔周围出现代偿性内膜增厚,在症状出现30 d后获得的样本中,新生血管内膜增厚,夹层动脉瘤形成。另外,Nakamura等19回顾性研究IAD患者的临床表现和影像学特征发现,HRMR-VWI对壁内血肿的检出率明显高于常规MRI及MRA。本研究中,早期阶段壁内血肿的相对信号强度显著高于慢性期,这与随病程进展血肿内含铁血黄素沉积影响T1、T2弛豫时间从而引起信号强度改变相关。因此,壁内血肿相对信号强度的改变也可作为HRMR-VWI评估IAD分期的一项定量指标。

3.3 血管壁强化程度的评估

       本研究中发病早期血管壁强化程度明显高于慢性期,这可能与疾病早期受累动脉启动修复与重建,新生血管形成以及炎性细胞浸润和血管滋养血管的存在有关,当无炎症的组织学征象时,也不再出现血管壁强化20。近年来血管瘤壁强化是否可作为其评判有无生物学进展的指标逐渐受到关注。Saito等21对IVAD的血管壁强化进行半定量研究,重点分析了稳定型偶发病例、突发头痛病例和破裂型临床发病亚型的差异,结果显示每种发病类型的血管壁强化程度与临床表现的严重程度相关。Hashimoto等22对49例未破裂IAD患者血管壁强化程度进行回顾性分析研究发现,进展性IAD患者的解剖病变与垂体柄的对比增强比显著高于改善或稳定的患者,他们认为VWI增强扫描定量分析可预测未破裂IADs的不稳定性。因此,通过HRMR-VWI观察血管壁强化能为IAD分期及风险分层提供重要信息。

3.4 本研究的局限性与总结

       HRMR-VWI作为一种较新的血管壁成像技术,可无创评估颅内血管壁的微小病变,有助于更好地评估IAD的分期,从而选择最优治疗手段。但其也因缺少统一的扫描参数及标准化扫描流程,前期相关研究结果具有不一致性,本研究依旧存在以下不足:(1)本研究为小样本量回顾性研究,存在一定的选择偏倚;(2)研究中纳入的病例缺少出血型病例,因此对结果的解释也存在局限性;(3)本研究仍局限于横断面研究,缺少对疾病发展过程的纵向随访。因此,在今后的研究中进行前瞻性的实验设计,通过多中心扩大样本量及研究范围,采用更丰富的技术手段进行长期随访观察,或许能为进一步揭示IAD发病机制及病理过程提供重要信息。

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