利用先进的 MRI 技术了解 PHACE 综合征的神经血管并发症：一例动脉狭窄和夹层

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摘要
PHACE 综合征是一种罕见的疾病，伴有后颅窝脑畸形、节段性婴儿血管瘤、动脉异常、心脏缺陷和眼睛异常。大脑和颈动脉异常在这些患者中很常见，使患有 PHACE 综合征的受试者易患神经血管并发症，包括偏头痛样头痛、烟雾病血管病、动脉夹层和动脉缺血性中风。我们利用为成人神经血管疾病开发的机构 MRI 协议，以更好地阐明在 PHACE 中观察到的动脉交替的发病机制。我们使用高分辨率血管壁和 4D 流动 MRI，展示了一名患有 PHACE 综合征的 7 岁女孩的增强、局灶性解剖和血流改变。这是第一次使用血管壁成像来详细说明 PHACE 中已知的动脉变化。
背景
PHACE 综合征是描述一种罕见的神经血管疾病的首字母缩写词，伴有后颅窝脑畸形、节段性婴儿血管瘤、动脉异常、心脏缺陷和眼部异常。脑和颈动脉异常是 PHACE 综合征中最常见的非皮肤异常，发生在超过 85% 的患者中，包括血管狭窄、发育不全、异常走行和/或起源，以及非可视化。这些神经血管异常使婴儿和儿童易患高度病态的并发症，包括头痛、烟雾病血管病 (MMV)、动脉夹层、短暂性脑缺血发作 (TIA) 和动脉缺血性中风 (AIS)。虽然有轶事证据表明进行性血管狭窄和血管壁异常可能是这些神经血管并发症的一个因素，但迄今为止没有研究或病例报告对 PHACE 综合征的血管壁进行表征，特别是在 PHACE 综合征的病例中没有记录，进行性血管狭窄。此外，文献中没有证据表明血管炎症在这些受试者中可能发生的进行性动脉异常中发挥潜在作用。我们使用高分辨率血管壁和 4D 流动 MRI 展示了一名患有慢性偏头痛样头痛和已知进行性血管狭窄的儿童的 PHACE 综合征病例。
案例展示
患者是一名 7 岁女孩，之前被诊断为 PHACE 综合征，目前正在接受临床评估和影像学监测。她出生时最初表现为胸骨裂和上下唇左侧的婴儿血管瘤，并累及邻近的口腔粘膜。患者已经手术切除了下唇残留的纤维脂肪组织，并对嘴唇、脸颊和鼻子进行了脉冲染料激光治疗。超声心动图筛查显示轻度主动脉弓发育不全，但没有血流受限。先前的颈椎和颅内血管成像显示左颈内动脉 (ICA) 狭窄涉及左颈 ICA 的远端延伸到颈动脉管中。患者接受了她母亲的采访，他们都报告说她每周有三到四次偏头痛样头痛，通常伴有恶心和视力模糊。这些头痛在发作期间限制了她的活动，平均每周缺课 1-2 天。鉴于她之前就患有血管疾病，因此没有开始使用血管活性药物，家人通常通过休息、补水和非处方止痛药来治疗头痛。没有使用任何处方药。
调查2019 年 12 月进行了 MRI 血管造影 (MRA)，包括 4D 流动 MRI 和高分辨率血管壁成像。4D 流动 MRI 是一种在图像阶段对速度场进行编码的技术，提供体积血管造影和整个心动周期血流速度的定量评估。虽然过去 4D 流动 MRI 的扫描时间令人望而却步，但加速成像的最新进展使这些技术可用于全面的神经血管血液动力学评估。研究表明，能够从使用 4D 流动捕获的速度场中导出高级血液动力学参数，包括壁面剪切应力、脉搏波速度 (PWV)、压力梯度和血管跟踪的测量值。在结构成像上，存在涉及上唇和下唇左侧的丰满和不均匀信号，与报道的在该位置治疗的血管瘤一致。脑实质正常，后颅窝外观正常。在造影动力学 MRA 的 3D 飞行时间和造影后时间分辨成像中，再次证明了延伸到颈动脉管中的左侧颈 ICA 远端管腔变窄（图 1 ）。在最狭窄的部位，ICA 测量直径为 1.5 毫米，代表约 60% 的狭窄，与 2015 年 4 月最近一次狭窄相比有轻微进展，当时狭窄约为 50%。岩骨段左 ICA 口径重建，通过突出的左 PCOMM 动脉对前循环进行额外的侧支充盈。否则，颅内血管系统有明显的弥漫性长管扩张，而没有额外的局灶性颈部或颅内动脉或静脉异常。

图1  对比 MRI 与血管造影 (MRA) 的时间分辨成像。(A) 飞行时间 MRA 最大强度投影，(B, C) 预对比 T1-CUBE，基于 3 维 (3D) 快速自旋回波 (FSE) 的黑血 MRI 序列，以及 (D ) 对比后 T1-CUBE 图像 (E) 显示在一名患有 PHACE 综合征的 7 岁女孩中，左侧颈内颈动脉在颅底附近严重狭窄（黄色箭头）并伴有相关的同心血管壁增强（红色箭头）每周三到四次并发头痛。左侧颈内动脉分布的侧支血流由左后交通大动脉供应（蓝色箭头）。


在造影后高分辨率血管壁成像（图 1）中，左颈 ICA 远端段管腔狭窄区域的管壁增厚，伴有相关的血管壁增强。在颅内，左侧岩骨 ICA 存在局灶性线性充盈缺损，与轻度局灶性狭窄的小局灶性夹层有关（图 2）。在没有任何额外的血管壁增厚或增强的情况下，不存在血管壁异常的其他区域。

图 2  具有血管造影最大强度投影的飞行时间 MRI。(A) 对比前 T1-CUBE 和 (B) 对比后 T1-CUBE 图像 (C) 显示左侧颈内动脉岩骨部轻微局灶性狭窄（黄色箭头）和线状充盈缺损，与小的、局灶性剥离（红色箭头），可见于 PHACE 综合征。


在使用先前描述的加速 3D 径向技术获取的 4D 流动 MRI 上，速度图像（图 3) 与右颈 ICA 和基底动脉相比，左颈 ICA 的速度降低。此外，在突出的左 PCOMM 动脉中观察到更高的速度。从速度数据量化的血流量为：左侧颈椎 ICA 为 1.31±0.64 mL/s，右侧颈椎 ICA 为 4.26±1.76 mL/s，基底动脉为 4.44±1.58 mL/s，基底动脉为 2.16±0.62 mL/s在左 PCOMM 动脉中。从心脏分辨的流量波形中，估计了搏动指数 (PI)（PI=（Qmax-Qmean）/Qmean，Q=流量）。PI以左颈ICA最大（PI=1.48±0.16），其次是右颈ICA（PI=1.38±0.05）。基底动脉中的 PI 为 1.03±0.09，左 PCOMM 动脉中的 PI 为 1.02±0.05。通过估计心脏波形沿动脉的时间偏移，PWV 被量化，如前所述使用关系 PWV = Δx/Δt，其中 Δx 是脉搏波传播的距离，Δt 是传播的时间。左侧颈椎 ICA 的 PWV 为 2.9 m/s，右侧颈椎 ICA 为 7.3 m/s。

图 3  源自 4D 血流数据的 Willis 环上血流和分布的冠状 (A) 和轴向 (B) 视图。在狭窄侧（黄色箭头）的左侧颈内颈动脉 (ICA) 测量到速度降低，而在显着的左后交通 (PCOMM) 动脉（红色箭头）测量到速度增加。左侧 PCOMM 为左侧大脑前动脉和大脑中动脉分布提供大部分血液供应，代偿通过左侧 ICA 的血流减少。

治疗
2016 年发布了预防神经血管并发症的共识指南。建议急性缺血性卒中高危患者每日服用阿司匹林。高风险定义为：(1) 威利斯环内或上方的主要脑血管显着狭窄 (>25%) 或闭塞，导致“孤立”循环，(2) 与复杂血液相关的串联或多动脉狭窄可能导致脑灌注减少的血流，(3) 脑实质的影像学发现提示慢性或无症状缺血，或进行性狭窄闭塞性疾病。对我们的患者进行的常规 MRI/MRA 成像结果不符合阿司匹林治疗的标准；然而，在确定血管壁增强和剥离后，她开始每天服用 81 毫克阿司匹林。
结果和后续行动在开始服用阿司匹林后 4 周内，患者的头痛得到改善。她的头痛频率和严重程度都有所下降。改善的头痛症状一直持续到最近的 3 个月随访。迄今为止，左侧 ICA 狭窄或局灶性夹层没有导致包括 TIA 或中风在内的并发症。

讨论
利用先进的高分辨率血管壁成像和 4D 流动 MRA，我们能够检测血管壁增强和动脉段血流改变，已知进行性管腔狭窄，以及检测在更传统的血管上不可见的局灶性夹层成像序列。这是这些先进的成像技术首次用于患有 PHACE 综合征和进行性动脉病的患者。尽管根据预防神经血管并发症的共识指南不符合阿司匹林标准 ，但这些影像学发现直接导致增加阿司匹林治疗，开始治疗后受试者的头痛明显改善。
PHACE 是 Frieden等人为后颅窝、血管瘤、动脉、心血管、眼睛异常和腹侧发育缺陷创造的首字母缩写词。由于存在胸骨异常，例如本例中出现的胸骨裂，有时也使用首字母缩略词 PHACE。虽然 PHACE 综合征的潜在病因仍然未知，但许多人认为该综合征的临床表现是下游事件，起源于头颈部小动脉和中动脉的发育缺陷。鉴于临床特征的同侧和节段性，已提出合子后体细胞突变；然而，广泛的基因组研究尚未确定患者共有的致病突变。
虽然 PHACE 最明显和最常见的特征是婴儿血管瘤，但长期发病是该综合征中观察到的动脉和主动脉弓异常的结果。动脉异常在 PHACE 中非常常见，并且接近或超过在众所周知的结缔组织疾病（如马凡氏综合征）中观察到的发生率。超过 85% 的 PHACE 患者出生时颈动脉和脑动脉异常，进行性变化可能导致破坏性的神经血管并发症。随着现有的 PHACE 队列进入青春期和成年期，PHACE 的这些并发症越来越多地被认识到，包括偏头痛样头痛、TIA、AIS、MMV 很少有动脉夹层。虽然我们知道患者患上这些新出现的神经血管相关疾病的风险增加，但对动脉病的性质知之甚少（即没有良好的影像学和病理学）。
尽管这是 PHACE 综合征中首次报道的血管壁增强病例，但其他类似的动脉病理学记录了血管壁增强，支持我们的发现。例如，继发性 MMV、特发性烟雾病 、儿科和成人 AIS 以及多种类型的血管炎 13 14 等其他原因的病例中均出现增强。具体来说，在儿科人群中，感染对小儿卒中的血管影响研究是评估儿科人群卒中的最大研究，前瞻性地招募了 355 名患有动脉缺血性卒中的儿童 (2010–2014)。这项研究不仅记录了局部血管炎症儿科病例的血管壁增强，而且认识到使用先进血管技术研究其他儿童动脉病亚型的潜在重要性。
通过测量流速场，4D 流动 MRI 允许表征血液动力学参数，包括平均血流率、PI、PWV、压力梯度、壁剪切应力、血管跟踪和其他参数。 4D 流动 MRI 已用于检测多种类型的颅内血流变化，如血管病变，包括动脉瘤、硬脑膜动静脉瘘、 Galen 静脉畸形和动静脉畸形以及更弥散的神经系统疾病，例如阿尔茨海默氏病; 然而，据我们所知，这是第一例使用这种先进技术评估的 PHACE 综合征病例。正如预期的那样，我们发现通过狭窄的左 ICA 的血流减少，通过显着的左 PCOMM 动脉的血流增加。与狭窄的左侧 ICA 相比，我们还发现右侧 ICA 的 PWV 更高且没有变窄。这可能是由于多种影响的综合作用，包括通过右 ICA 驱动血流速度增加的代偿机制，以及沿左 ICA 的血管阻力；然而，需要在 PHACE 中使用 4D 流动 MRI 进行更大规模的研究来进一步研究这些发现。
虽然这只是 PHACE 综合征的一例，其中血管壁增强、局灶性夹层和已知进行性狭窄的动脉段血流改变，但这些发现可能表明存在一定程度的活跃血管壁重塑，甚至可能存在血管壁炎症。本病例报告中的受试者患有严重的头痛，影响了她的学业表现和个人生活，通过添加阿司匹林治疗后情况有所改善。血管狭窄、重塑和/或炎症可能在她的头痛及其严重程度中发挥作用。虽然一个案例并不能证明血管壁增强和血流改变会出现在所有患有 PHACE 并伴有进行性血管壁变窄的受试者中。
病人的观点
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学习要点

• 在进行性血管变窄的区域可以看到血管壁增强，这可能表明该区域存在血管重塑和/或活动性炎症。
• 高分辨率血管壁成像有助于早期发现动脉夹层。
• 血管异常区域可见血流改变；然而，需要更多的 4D 流动研究来表征正常血管段、先天性异常血管和进行性变化的血管段中的血流，以充分理解这些发现的含义。
• 进行性血管变窄和血管壁变化/炎症可能是慢性头痛和其他动脉并发症的一个因素，见于 PHACE 综合征患者。