磁共振血管成像技术在缺血性脑血管病中的应用及进展

张婷婷 夏海琴

太原钢铁（集团）有限公司总医院神经内科，山西太原 030000

脑血管病是指由脑血管病变所导致的脑功能障碍。根据病理改变分为缺血性性脑血管病和出血性脑血管病，其中缺血性脑血管疾病约占80%，其发病率、致残率及病死率均较高。脑动脉粥样硬化是缺血性脑血管病的一个独立危险因素，有研究结果显示缺血性脑血管病的发病率与动脉粥样硬化程度呈正相关关系[1]。脑动脉粥样硬化好发部位主要为颈内动脉起始部和椎动脉起始部[2]。因此，近几年来对脑血管狭窄性病变的影像学研究受到广泛的关注。选择合适的检查方法，不仅为缺血性脑血管疾病的早期诊断和治疗提供影响学依据，而且对于降低病死率和改善患者预后具有重要的临床意义。目前，国内外学者针对脑血管疾病的血管成像技术进行了许多研究，本文就磁共振血管成像技术以及在缺血性脑血管病中的应用现状综述如下：

磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA）是一种较新的无创性脑血管疾病的检测方法，基本原理是流动增强效应和相位改变效应，具有无辐射性损害、经济快捷、可三维成像、多角度观察等诸多优势，能够获得清晰、高质量的图像，避免由于血管重叠而导致的误诊和漏诊，并能减少对肾的损伤，现已广泛运用于临床实践[3]。随着技术的进步和软件的更新，已经逐渐成为临床脑血管疾病常用的检查方法之一。目前常用的MRA技术包括：时间飞跃法法（time of flight，TOF）MRA、相位对比法（phase contrast，PC）MRA、对比剂增强法（contrast enhanced，CE）MRA。

1 时间飞跃法磁共振血管成像

时间飞跃法（TOF-MRA）是利用血管内血流速度和形态成像，采用血流与静态组织之间产生对比—流动相关增强的原理，描述组织磁化矢量的大小，清楚显示相应部位的血管。MRA中，由于脉冲激发和信号的接收有一定的时间差，在这一时间段内流动的血液的位置会发生相应的变化，并且此段血管内的血流信号与周围静态组织之间形成鲜明对比，形成磁共振血管造影图像[4]。颅内动脉一般较细且蜿蜒迂曲，一般选用TOF-MRA技术，它在缺血性脑血管疾病的筛查、诊断、病灶分布、随访等方面有着重要的意义。TOF法MRA是目前临床运用最广的MRA成像方法，信号强度主要与血液流动速度、以及层块的厚度有关。根据信号采集模式的不同，一般分为二维（2D）和三维（3D）两种。TOF法MRA不适用慢血流血管的显示，显示静脉时伪影多，故一般应用于脑动脉血管系统。

1.1 2D-TOF MRA

2D-TOF MRA是以连续方式一层一层地采集，获得所检查部位一定厚度内的血管平影像，血管相互重叠，并且不能旋转观察，优点是：采集成像速度快、范围广，对血流速度慢相对敏感，一般适用于颅内静脉和小动脉的血管成像，与DSA相比较，诊断正确率高达90%[5]。但是分辨率比较差、受血管湍流影响大、对微小病变的显示以及后期重建效果比三维时间飞跃法差。2D-TOF MRA对于非常缓慢的血流，常会误诊为血栓形成[6]。

1.2 3D-TOF MRA

3D-TOF MRA是对整个容积块检查部位分多次连续的薄层采集，通过选层方向的相位编码获得很薄的成像层面，形成一系列的2D图像，再通过后处理技术，重建得到三维血管图像[7]。Samuels等[8]应用3D-TOF MRA的检查手段，依据华法令－阿司匹林治疗有症状的颅内疾病试验时提出计算血管狭窄程度的方法[6]，将颅内血管狭窄程度分为：正常（0～29%）、中度狭窄（30%～69%）、重度狭窄（70%～99%）和闭塞，而中度狭窄又可具体分为中度狭窄-1（30%～49%）和中度狭窄-2（50%～69%）。吴静等[9]通过对48例缺血性脑血管病患者同时行MRA及DSA的对比研究，结果表明MRA对颅外动脉狭窄和闭塞的敏感性为87.5%，准确度为65.2%，假阳性率为12.5%，高估率为33.3%。有研究结果表明[10]，3D-TOF MRA对缺血性脑血管病颅内动脉狭窄诊断的特异性为90.6%～97.8%，敏感性为75.9%～88.5%。3D-TOF MRA的优点有：受血流中涡流及其他因素影响较小，图像质量高，具有良好的空间分辨力；其缺点是采集时间长，对任何方向的血流都比较敏感，不适应在血管与背景之间相似的区域，主要用于血流速度较快的大血管的成像显示。现3D-TOF MRA的应用价值已经得到广大临床医师的肯定和认可，其运用越来越广泛，并且逐渐成为脑血管疾病的主要检查方法[11]，是一种无创的评价脑动脉的首选检查方法[12]。徐伟善等[13]研究表明3D-TOF MRA可以清晰显示动静脉畸形的部位、大小、输入动脉的来源、输出静脉的去向等。武传华等[14]研究结果表明3DTOF MRA可以满意地显示出脑动脉血管主干或者分支病变，对于脑血管病变的筛查具有很高的价值。3D-TOF MRA可看作是应用磁共振成像技术对血管和血流的描绘以及对其特征的显示，不仅包含着可提供血管成像对比的许多磁共振序列，对不同的血液物理学特性需要不同的序列，可能会因为不同血流状态选择的扫描参数的差异影响到MRA的准确性[10]。

2 相位对比法磁共振血管成像

相位对比法（phase contrast，PC）MRA以血液的流动速度作为编码，相位变化作为图像对比的一种成像技术，利用血流诱发的相位改变使流动组织和静态组织之间形成对比，并对采集的两组数据进行减影去除静止的组织，最终流动血液的信号被保留，形成血管造影图像。根据采集方法的不同分为分二维相位对比法（2D-PC法）、三维相位对比法（3D-PC法）。2D-PC法成像时间短，但是空间分辨率低，由于图像内不同部位的血管相位不同，可能会互相干扰，导致信号弱。3D-PC法用很小体素进行采集，并且可以在多个角度对血管进行投影，避免了干扰的缺点，增强血液和周围静止组织的对比。PC法的优点背景组织抑制好，具有较高的血管对比度，能够区分血管与周围组织，有利于小血管的显示，并且对于血流速度慢的血管也能很好的显示[15]。目前，PC-MRA主要用于脑动脉瘤、动静脉畸形以及主干动脉闭塞等方面的检测。利用PC的速度和相位关系，不仅可以获得血管的生理解剖结构，而且还可以进行血流的定量分析和血流方向、血流速度的研究[16]。缺点是3D-PC法所用的成像时间较长，成像时需要事先确定编码流速，这也是PC法的关键[17]，流速过大过小都会影响成像的质量。

3 对比增强法磁共振血管成像

对比增强法（CE）MRA是通过在静脉内注射顺磁性对比剂，对比剂在血管内短时间的高浓度状态使血液的信号明显高于周围静止组织，形成强烈对比效果进行成像。静脉以及有严重狭窄和流速较低的动脉，运用3D-CE-MRA法可获得极佳的血管增强影像。CE-MRA成像法扫描时间短，无流动伪影、自旋失相位和饱和效应的特点，使得对血管狭窄的过度评估减少，因此对于血管性疾病具有极高的实用价值，提高了诊断的准确性。国外有研究表明[18]，3D CE-MRA对颈动脉狭窄的诊断与DSA有较好的一致性，其敏感度为82%～100%，特异度为74%～97%。3D CE-MRA的优点是扫描时间短，不仅可以在动脉中成像，也可以在静脉中成像，解决了血流速度较慢的血管中信号对比差的问题；其缺点是该法要求操作者对扫描时间的把握以及对机器的操作技术都有严格的要求，否则无法获得高质量的图像，主要用于小血管以头颈部血管的成像。

颈部血管狭窄尤其是颈动脉粥样硬化是脑梗死等缺血性脑血管病变的主要原因和危险因素之一，其机制可能是由于脱落的颈动脉粥样斑块的碎片随血流进入到动脉系统的远端血管，导致血管闭塞，引起缺血性脑血管病。有学者研究表明，颈动脉粥样斑块的存在与缺血性脑血管病有明显相关性。因此，能够早期发现和治疗，可以推迟或者减少脑血管病意外事件的发生。

目前针对缺血性脑血管病，临床主要的检查方法有CT血管成像技术、颈部血管彩超、经颅彩色多普勒检查、数字减影全脑血管造影术检查（DSA）、MRA等技术。

应用超声彩色多普勒检查颈动脉狭窄硬化情况，对于缺血性脑血管病的预防和诊断方面取得较好效果。但在临床实践中，虽然能够提供生理和病理状态下血流的动力学信息、显示出颈动脉的狭窄程度，但是在对粥样斑块进行具体评价时有很大的局限性。而新的MRA技术就能够在很大程度上弥补超声多普勒技术的缺陷。有学者[19]研究，通过CDFI、MRA、DSA三种方法对颈动脉狭窄进行检查，结果显示CDFI检查颈动脉狭窄的敏感性、特异性和准确性均低于MRA，在显示颈动脉中度狭窄尤为明显，基本与DSA的结果显示一致。

虽然数字减影全脑血管造影术检查（DSA）仍然是脑血管病诊断的金标准[20]，但DSA检查是一种有创检查，其价格昂贵，且有可能发生比较严重的并发症，如穿刺部位并发症、脑血管痉挛、急性脑梗死、造影剂相关性并发症、周围血管并发症等[21]，故DSA不能用于脑血管狭窄的常规筛查。随着磁共振影像技术的不断提高，MRA在脑血管狭窄的诊断上显示出很多独特的优势，可作为DSA前的一种筛选手段。在国内外已成为最佳的颈动脉粥样硬化检查技术。MRA比DSA操作简便，不需要放射线和含碘造影剂就可获得具有良好对比度的血管影像，能够显示血流、血管狭窄以及血管壁及其周围组织。但MRA空间分辨率低，对于小血管显示的精确度及立体形态描述不如DSA，血管的完整性和操作者的后处理技术有密切的关系，不如DSA真实、完整。在脑血管疾病的筛选诊断中，MRA是较理想的成像方法，具有便捷、安全、可靠等方面的优势[14]。

对于脑血管病的检查，每种检查技术都有各自的优势及局限性，MRA作为一种无创、快捷、诊断较准确的血管成像技术，易被临床医师和患者接受，对于缺血性脑血管的快速准确诊断具有很高的临床应用价值，随着血管成像技术的进步以及成像效果的提高，用一种或多种无创的成像方法来替代或部分替代有创性全脑血管造影技术，必将成为是脑血管疾病影像学发展的趋势，因此，常规MRA在诊治缺血性脑血管病方面具有更广泛的应用前景。

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