高分辨率磁共振對(duì)大腦中動(dòng)脈斑塊與梗死灶類(lèi)型關(guān)系的研究

徐曼曼，徐運(yùn)，周飛，張?chǎng)?，張冰，王一峰，李敬偉?/p>

顱內(nèi)動(dòng)脈性疾?。╥ntracranial arterial diseases，ICAD）是由顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化（intracranial atherosclerosis，ICAS）、動(dòng)脈夾層、煙霧病、血管炎等各種病因組成的一種疾病[1]。其中，ICAS是ICAD的主要病因，也是復(fù)發(fā)性卒中的高危因素，尤其是在近期發(fā)生過(guò)卒中或短暫性腦缺血發(fā)作（transient ischemic attack，TIA）及有嚴(yán)重動(dòng)脈狹窄的患者中[2-3]。我國(guó)約有46.6%的急性缺血性卒中由ICAS所致[4]，并且約3/4的卒中累及大腦中動(dòng)脈（middle cerebral artery，MCA）。

以往的血管影像學(xué)檢查，如數(shù)字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）、計(jì)算機(jī)斷層掃描血管成像（computed tomography angiography，CTA）和磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA）等多基于對(duì)血管狹窄程度的評(píng)估，而高分辨率磁共振成像（high-resolution magnetic resonance imaging，HRMRI）不僅可以顯示血管狹窄程度，還能夠提供管壁結(jié)構(gòu)以及動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的生物學(xué)特性和動(dòng)脈狹窄局部血管的重構(gòu)模式[5]。該技術(shù)具有無(wú)創(chuàng)、分辨率高、可重復(fù)性好、多對(duì)比的特點(diǎn)。既往人們多關(guān)注MCA狹窄程度＞50%的患者，認(rèn)為此類(lèi)患者發(fā)生腦梗死的風(fēng)險(xiǎn)更大，而忽略狹窄程度≤50%的患者，故本文旨在通過(guò)HRMRI檢查，探討因MCA狹窄程度≤50%引起缺血性卒中的梗死灶類(lèi)型與載體動(dòng)脈的關(guān)系及HRMRI在鑒別病變血管狹窄程度和卒中治療、預(yù)防等方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 納入2012年1月-2016年10月在南京鼓樓醫(yī)院連續(xù)住院的癥狀性MCA粥樣硬化性狹窄的患者。入組標(biāo)準(zhǔn)：①癥狀性MCA狹窄患者，14 d內(nèi)發(fā)生過(guò)腦梗死，且癥狀為病變血管所致，狹窄程度≤50%；②存在糖尿病、高血壓、高脂血癥、吸煙、飲酒等≥2個(gè)動(dòng)脈粥樣硬化的危險(xiǎn)因素；③能夠行HRMRI，掃描圖像質(zhì)量可；④耐受且規(guī)律服用抗血小板聚集及降脂類(lèi)藥物。排除標(biāo)準(zhǔn)：①心源性栓塞、血管炎、動(dòng)脈夾層等其他原因?qū)е碌哪X梗死患者；②合并頸動(dòng)脈或椎動(dòng)脈顱外段中、重度狹窄，MCA狹窄程度＞50%；③具有嚴(yán)重的心、肺、腎等功能障礙不能耐受磁共振檢查者；④體內(nèi)有金屬植入等有磁共振檢查禁忌證者。所有患者采集的臨床資料包括年齡、性別、高血壓、糖尿病、吸煙史、高脂血癥及C-反應(yīng)蛋白。

1.2 影像學(xué)檢查 所有患者均采用飛利浦3.0T磁共振（Achieva TX，荷蘭飛利浦醫(yī)療系統(tǒng)公司）和標(biāo)準(zhǔn)8通道頭顱線(xiàn)圈進(jìn)行MRI檢查。常規(guī)行頭顱MRI平掃，掃描序列包括T1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像和彌散加權(quán)成像（diffusionweighted imaging，DWI），并進(jìn)行顱腦三維時(shí)間飛越法（three-dimensional time of flight，3D-TOF）磁共振血管造影（magnetic resonance angiography，MRA）檢查，然后在病變處垂直血管行HRMRI，掃描序列包括非對(duì)比血管成像、脂肪抑制及黑血信號(hào)成像技術(shù)等，掃描范圍包括正常血管及狹窄段血管（表1）。

1.3 圖像分析 掃描完成后將圖像導(dǎo)入醫(yī)學(xué)影像信息系統(tǒng)（picture archiving and communication systems，PACS），由2名專(zhuān)門(mén)從事血管影像診斷的影像科醫(yī)師在不了解患者臨床資料的情況下進(jìn)行圖像分析。將圖像質(zhì)量分為4級(jí)：1級(jí)：管壁及管腔顯示不清；2級(jí)：管腔清晰，斑塊顯示不清；3級(jí)：管腔、管壁及斑塊顯示清晰，但有少量運(yùn)動(dòng)偽影；4級(jí)：斑塊結(jié)構(gòu)清晰，無(wú)運(yùn)動(dòng)偽影[6]。根據(jù)華法林-阿司匹林癥狀性顱內(nèi)疾病試驗(yàn)（Warfarin–Aspirin Symptomatic Intracranial Disease，WASID）標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算狹窄率[7]。在矢狀位HRMRI上，手動(dòng)勾畫(huà)測(cè)量病灶側(cè)MCA M1段最狹窄層面的管腔直徑，以病灶側(cè)或?qū)?cè)正常血管層面作為參照點(diǎn)，測(cè)量參照管腔直徑和參照管壁直徑（若參照點(diǎn)在同側(cè)，則以狹窄點(diǎn)前后的正常血管層面平均值作為參照直徑）。計(jì)算狹窄率=（1-管腔直徑/參照管腔直徑）×100%。通過(guò)計(jì)算血管重構(gòu)指數(shù)（remodeling index，RI）判斷MCA血管的重構(gòu)方式，RI=最狹窄管腔直徑/參考管腔直徑。RI≤0.95為負(fù)性重構(gòu)（negative remodeling，NR），RI≥1.05為正性重構(gòu)（positive remodeling，PR），介于0.95～1.05稱(chēng)之為無(wú)重構(gòu)[8]。斑塊形態(tài)學(xué)指標(biāo)包括斑塊位置、長(zhǎng)度、厚度。根據(jù)矢狀位HRMRI，MCA斑塊位置可根據(jù)斑塊最厚點(diǎn)的方向，將之分為上、下、前、后壁4個(gè)象限，當(dāng)斑塊分布在2個(gè)或多個(gè)象限之間，以斑塊最厚處所在的象限劃分（圖1）[9]。斑塊厚度為MCA最狹窄層面的斑塊厚度，斑塊長(zhǎng)度根據(jù)斑塊累及的HRMRI層數(shù)乘以層厚計(jì)算[10]。

表1 高分辨率磁共振成像序列及其主要參數(shù)

圖1 斑塊位置分布

1.4 腦梗死類(lèi)型的分類(lèi)與分組 根據(jù)DWI所顯示的梗死病灶部位、大小和分布，按血管供血區(qū)域，將腦梗死部位分型如下：①單型梗死：穿支動(dòng)脈供血區(qū)梗死（perforating artery infarct，PAI），皮質(zhì)支供血區(qū)梗死（pial infarct，PI），分水嶺梗死（border zone infarct，BZI）；②混合型梗死：PAI+PI，PAI+BZI，PI+BZI，PAI+PI+BZI。單型梗死為梗死僅累及1個(gè)MCA供血區(qū)，混合型梗死為累及1個(gè)以上的MCA供血分區(qū)[11]。由兩位神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)師獨(dú)立閱讀患者的DWI圖像并確定腦梗死模式，如有閱片結(jié)果不一致，由第三位醫(yī)師介入并討論后確定。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 23.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)數(shù)資料用χ2檢驗(yàn)或Fisher's精確法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以表示并行t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 本研究共納入患者51例，其中男34例（66.7%），女17例（33.3%），平均年齡（57.73±13.31）歲。單型梗死組32例，混合型梗死組19例。兩組患者性別、年齡、伴隨疾病和血液指標(biāo)比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2）。

2.2 MCA管腔（狹窄程度+重構(gòu)）與腦梗死灶 通過(guò)HRMRI管壁成像技術(shù)，發(fā)現(xiàn)混合型組的MCA狹窄程度[（38.0±8）%]明顯高于單型組[（31.0±10）%]，比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.56，P=0.01）。單型組中PAI 22例（68.8%），PI 6例（18.7%），BZI 4例（12.5%），以PAI最多見(jiàn)（圖2）；其中PAI的斑塊位置：前壁8例（36.4%），后壁7例（31.8%），上壁1例（4.5%），下壁6例（27.3%）；正性重構(gòu)22例（68.8%），負(fù)性重構(gòu)3例（9.4%）?；旌闲徒M中PAI+BZI 7例（36.8%），PAI+PI 2例（10.6%），PI+BZI 5例（26.3%），PAI+PI+BZI 5例（26.3%），以PAI+BZI為主（表3、圖3）；正性重構(gòu)17例（89.5%），無(wú)負(fù)性重構(gòu)。

2.3 MCA動(dòng)脈粥樣硬化斑塊與腦梗死灶 不同類(lèi)型梗死灶的斑塊形態(tài)特征不同。單型梗死組較混合型梗死組斑塊厚度小，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.001）；而斑塊長(zhǎng)度比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表3）。

3 討論

動(dòng)脈粥樣硬化性MCA狹窄引起腦梗死的病理生理機(jī)制主要包括病變部位的斑塊阻塞穿支動(dòng)脈開(kāi)口處、血栓形成、動(dòng)脈-動(dòng)脈栓塞、低灌注-栓子清除能力下降等[12]。隨著影像學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是HRMRI的臨床應(yīng)用，進(jìn)一步加深了醫(yī)學(xué)研究者對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈病變的認(rèn)識(shí)。與傳統(tǒng)MR/CTA相比，HRMRI具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，首先它可以直視化觀察亞毫米級(jí)動(dòng)脈壁，其次FSE-T2WI序列在高分辨率參數(shù)下保持了高信噪比和較短的成像時(shí)間[13]，使其在顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化疾病診斷中的應(yīng)用愈加廣泛。但目前，該檢查方法應(yīng)用于MCA狹窄程度≤50%的研究不多。

3.1 基線(xiàn)比較 卒中的危險(xiǎn)因素可分為不可調(diào)節(jié)和可調(diào)節(jié)因素兩大類(lèi)[14]。不可調(diào)節(jié)因素主要指年齡、性別及種族等，可調(diào)節(jié)因素包括高血壓、糖尿病、高脂血癥、吸煙等。本研究中，兩組患者的一般臨床資料比較，年齡、性別、高血壓、糖尿病、高脂血癥、吸煙等差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，兩組基線(xiàn)水平大致相同，具有可比性。

表2 兩組患者一般資料基線(xiàn)水平比較

圖2 單型梗死左側(cè)MCA狹窄患者圖像

3.2 HRMRI對(duì)MCA管腔（狹窄程度+重構(gòu)）與腦梗死模式 由于動(dòng)脈粥樣硬化早期血管外膨性生長(zhǎng)，即正性重構(gòu)效應(yīng)，在常規(guī)影像學(xué)檢查中并不表現(xiàn)為狹窄，也不能全面、客觀地確定病變血管的狹窄程度。而HRMRI管壁成像技術(shù)能直視病變管腔部位，并準(zhǔn)確測(cè)量狹窄程度。

當(dāng)前，血管狹窄程度仍是判斷動(dòng)脈粥樣硬化病變的主要指標(biāo)。WANG等[4]分析了來(lái)自多中心2864例國(guó)內(nèi)ICAS患者的臨床資料，結(jié)果顯示動(dòng)脈狹窄程度與卒中復(fù)發(fā)相關(guān)，狹窄程度越重越易造成卒中復(fù)發(fā)。MCA狹窄患者的DWI模式表現(xiàn)為多種腦梗死類(lèi)型。有研究報(bào)道，MCA中度狹窄主要導(dǎo)致PAI，而PI較少見(jiàn)[11]。本研究發(fā)現(xiàn)混合型梗死組的MCA狹窄程度較單型組重，且單型梗死組中多數(shù)為PAI（68.8%），與文獻(xiàn)報(bào)道相符。MCA粥樣硬化性狹窄引起PAI，可能是斑塊或小栓子阻塞穿支動(dòng)脈開(kāi)口所致[15]。隨著狹窄程度的增加，MCA狹窄致PAI的同時(shí)，也會(huì)合并其他部位的梗死。因MCA狹窄后，其遠(yuǎn)端分支血管血流主要依靠同側(cè)的大腦前、后動(dòng)脈代償，造成分支血管內(nèi)血流紊亂，流速緩慢，供血區(qū)的血流儲(chǔ)備降低，易促使血栓形成[16]，引發(fā)BZI和PI。本研究中混合型梗死主要為PAI+BZI類(lèi)型。由于本研究的對(duì)象為MCA狹窄程度≤50%的患者，故可能與前期研究結(jié)果稍有所不同。血管重構(gòu)是狹窄血管自身的代償選擇，包含正性重構(gòu)（positive remodeling，PR）、負(fù)性重構(gòu)（negative remodeling，NR）兩種方式。冠脈的研究證實(shí)PR有利于維持動(dòng)脈管腔大小，但卻表現(xiàn)為易損斑塊的特性；雖然NR加重管腔狹窄，但多為穩(wěn)定斑塊[17]。此外，SCHOENHAGEN等[18]研究顯示PR與缺血性癥狀密切相關(guān)。隨后MCA的研究也發(fā)現(xiàn)類(lèi)似特性。XU等[17]表明與無(wú)癥狀MCA狹窄相比，癥狀性MCA狹窄患者PR率更高。另一項(xiàng)關(guān)于基底動(dòng)脈粥樣硬化狹窄程度≥70%的研究發(fā)現(xiàn)，與非PR相比，PR更常見(jiàn)，并且斑塊負(fù)荷更大[8]。血管重構(gòu)的發(fā)生機(jī)制尚未完全清楚，可能管壁的PR與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊釋放的金屬蛋白酶有關(guān)[19]，存在PR的病變動(dòng)脈局部金屬蛋白酶釋放增加，導(dǎo)致斑塊穩(wěn)定性下降、斑塊破潰和栓子形成，致使遠(yuǎn)端分支動(dòng)脈栓塞形成腦梗死[20]。這也為卒中患者的二級(jí)預(yù)防及治療提供方向。

表3 兩組病變血管情況比較

圖3 混合型梗死左側(cè)MCA狹窄患者圖像

3.3 HRMRI對(duì)MCA動(dòng)脈粥樣硬化斑塊特征與腦梗死模式評(píng)價(jià) 在管腔狹窄程度＜50%的情況下，頸內(nèi)動(dòng)脈的HRMRI研究確定了增加血栓栓塞事件風(fēng)險(xiǎn)斑塊的特征，包括斑塊內(nèi)出血、大的脂質(zhì)核、薄的纖維帽等[21-22]。顱內(nèi)動(dòng)脈斑塊負(fù)荷被揭示是發(fā)生卒中的危險(xiǎn)因素，有研究提示與無(wú)癥狀性MCA狹窄相比，癥狀性狹窄的斑塊更厚，斑塊厚度與管腔之比更大[13，17]。本研究通過(guò)HRMRI比較兩組患者的MCA斑塊形態(tài)特征，發(fā)現(xiàn)除管腔狹窄程度外，混合型組斑塊的一些高危特征。

在本研究中，混合型組的斑塊厚度＞單型組。XU等[17]揭示較大的斑塊負(fù)荷不僅造成管腔狹窄影響血流動(dòng)力學(xué)，而且還可能在粥樣斑塊的基礎(chǔ)上發(fā)生繼發(fā)病變，如斑塊內(nèi)出血、斑塊破裂等。所以本課題推測(cè)混合型梗死可能由于斑塊的局部血栓阻塞穿支動(dòng)脈開(kāi)口或血栓脫落阻塞遠(yuǎn)端血管，引起多個(gè)部位的梗死。此外，斑塊位置分布被認(rèn)為是動(dòng)脈粥樣硬化性卒中的另一因素。XU等[9]發(fā)現(xiàn)，MCA的斑塊更常見(jiàn)于管壁的前壁和下壁，即穿支血管開(kāi)口的對(duì)側(cè)；但在癥狀性MCA狹窄患者中，穿支梗死血管粥樣斑塊更多分布于上壁（P=0.001）。本研究中穿支動(dòng)脈梗死的斑塊多位于前壁（36.4%），與之前的研究不同，推測(cè)可能是由于本課題研究對(duì)象為MCA輕型狹窄的患者（≤50%），另一原因可能是本課題在確定斑塊位置時(shí)是根據(jù)斑塊最厚點(diǎn)的方向來(lái)統(tǒng)計(jì)的，在未引起癥狀性卒中前，斑塊已在前壁形成，隨著斑塊逐漸擴(kuò)增，阻塞穿支動(dòng)脈口，導(dǎo)致腦梗死。由于本研究納入的樣本例數(shù)少，未發(fā)現(xiàn)兩組斑塊分布及斑塊長(zhǎng)度存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。故早期識(shí)別動(dòng)脈粥樣硬化斑塊，判斷管腔狹窄程度，從而為卒中的病因診斷及臨床治療提供客觀依據(jù)，有助于進(jìn)行針對(duì)性卒中二級(jí)預(yù)防。本研究不足之處為單中心、小樣本的回顧性研究，受到研究對(duì)象的MCA狹窄率≤50%的限制，且患者病情相對(duì)較輕，故納入患者的選擇上存在一定的偏倚，尚需大樣本臨床研究來(lái)一步證實(shí)。

本研究發(fā)現(xiàn)不同程度的MCA狹窄（狹窄程度≤50%），其梗死灶分布有所不同，單型梗死主要為PAI，混合型梗死主要以PAI+BZI多見(jiàn)；混合型梗死組的狹窄程度較單型組嚴(yán)重，斑塊厚度高于單型組，提示斑塊阻塞穿支動(dòng)脈口或小栓子栓塞遠(yuǎn)端分支可能是單型梗死的機(jī)制，而血流動(dòng)力學(xué)紊亂可能是混合型梗死的機(jī)制。本研究為小樣本研究，結(jié)論只適用于該群體患者。

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