高分辨磁共振成像評估頸動(dòng)脈斑塊特征與腦梗死灶的關(guān)系

余壽芬，趙輝林，李焰生

1. 空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院心身科，陜西 西安 710032 2. 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院放射科，上海 200127 3. 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院南院神經(jīng)內(nèi)科，上海 201112

急性腦梗死的發(fā)生機(jī)制不一，包括大動(dòng)脈狹窄所致相應(yīng)供血區(qū)缺血、不穩(wěn)定斑塊破裂導(dǎo)致動(dòng)脈—?jiǎng)用}栓塞以及顱內(nèi)小動(dòng)脈遠(yuǎn)端血栓形成等。頸動(dòng)脈粥樣硬化作為全身動(dòng)脈粥樣硬化的一部分，可能作為反映顱內(nèi)外動(dòng)脈粥樣硬化情況的一項(xiàng)指標(biāo)。既往研究顯示，高分辨磁共振成像（high resolution-magnetic resonance imaging，HRMRI）檢查結(jié)果與組織學(xué)結(jié)果之間具有良好的一致性[1-2]，對斑塊內(nèi)各成分的定量分析也顯示出良好的重復(fù)性[3]。本研究應(yīng)用HR-MRI觀察頸動(dòng)脈斑塊負(fù)荷和成分，并研究其與顱內(nèi)新發(fā)腦梗死灶及其體積之間的關(guān)系，以期總結(jié)引發(fā)腦梗死的高危動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的特征，為腦梗死預(yù)防提供臨床依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 病例選擇標(biāo)準(zhǔn)

病例納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）符合中華醫(yī)學(xué)會(huì)第四屆全國腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議發(fā)布的腦梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]，并經(jīng)頭顱計(jì)算機(jī)體層成像（computed tomography，CT）或 MRI確診 ；（2）年齡＞ 18 歲 ；（3）均在腦梗死發(fā)生后1周內(nèi)完善頭顱和頸動(dòng)脈多序列MRI檢查；（4）研究獲得患者知情同意。

病例排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）曾接受過顱內(nèi)血管或頸動(dòng)脈介入手術(shù)，如支架置入術(shù)、內(nèi)膜剝脫術(shù)和擴(kuò)張術(shù)等；（2）發(fā)生腦梗死后接受過溶栓治療；（3）頸動(dòng)脈閉塞；（4）有房顫史；（5）有MRI檢查禁忌證。

1.2 研究對象

2010年—2011年在上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院的115例急性腦梗死患者符合本研究的病例選擇標(biāo)準(zhǔn)。記錄所有患者的年齡、性別、體質(zhì)量、高血壓史、糖尿病史、高脂血癥史、吸煙史、心臟病史等。

1.3 MRI檢查

1.3.1 MRI檢查方法

頭顱MRI檢查使用Philips Intera Archieva 3.0T超導(dǎo)磁共振掃描儀，行T1加權(quán)成像（weighted imaging，WI） 序 列、T2WI序 列、T2WI液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)（fluid attenuated inversion recovery，F(xiàn)LAIR）序列、磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）檢查。各序列檢查參數(shù)：（1）T1WI序列，重復(fù)時(shí)間（repetition time，TR）/回波時(shí)間（echo time，TE）為 496 ms/12 ms；（2）T2WI序列，TR/TE 為 4 280 ms/105 ms；（3）T2WI FLAIR序列，TR/TE為 8 000 ms/105 ms；（4）DWI：TR/TE為 6 000 ms/72 ms。矩陣為 128×128，層厚/間距為6 mm/1 mm，視野（field of view，F(xiàn)OV）為24 cm×24 cm。

頸動(dòng)脈MRI檢查使用Philips Intera Archieva 3.0T超導(dǎo)磁共振掃描儀及8通道頸部相控陣表面線圈。對患者的雙側(cè)頸動(dòng)脈先行三維時(shí)間飛越（three dimensional time-of-flight，3D-TOF）技術(shù)掃描，最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）重建法重建磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA）圖像以獲得頸動(dòng)脈分叉的準(zhǔn)確位置，在頸動(dòng)脈分叉層面上下2 cm范圍內(nèi)行橫軸位T1WI、T2WI、磁化強(qiáng)度預(yù)備快速梯度回波（magnetization prepared rapid acquisition gradient echo，MPRAGE）序列掃描，共獲得16層圖像，層厚/間距為2 mm/0 mm。各序列主要檢查參數(shù)：（1）3D-TOF，TR/TE 為 20 ms/4 ms；（2）T1WI，四反轉(zhuǎn)恢復(fù)（quadruple inversion recovery，QIR）序 列 TR/TE 為 800 ms/10 ms；（3）T2WI， 多層雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)（multislice double inversionrecovery，MDIR）技術(shù) TR/TE為 4 000 ms/50 ms ；（4）MP-RAGE，TR/TE 為 9 ms/5.5 ms。T1WI、T2WI、MP-RAGE掃描圖像FOV為14 cm×14 cm，矩陣為256×256，平面重建最小分辨率為0.55 mm×0.55 mm。

1.3.2 觀察指標(biāo)

采用雙盲法，由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)師對頭顱及頸動(dòng)脈MRI檢查圖像進(jìn)行獨(dú)立分析。獲取平均血管總面積（mean total vessel area，mean TVA）、平均管腔面積（mean lumen area，mean LA）、平均管壁面積（mean wall area，mean WA）、最大管壁厚度（maximum wall thickness，max WT）、最小管腔面積（minimum lumen area，min LA）以及管壁體積百分比（percent wall volume，PWV）等數(shù)據(jù)，其中PWV為管壁體積與血管總體積的比值×100%。mean WA、max WT和PWV是代表頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷的指標(biāo)，mean LA和min LA是代表血管腔狹窄程度的指標(biāo)，mean TVA則包含了管壁和管腔的雙重信息。

頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)不同成分的MRI信號(hào)特征見表1。應(yīng)辨別富含脂質(zhì)的壞死核心（lipidrich necrotic core，LRNC）（圖1）、纖維帽破裂（fibrous cap rupture，F(xiàn)CR）（圖1）、斑塊內(nèi)出血（intraplaque hemorrhage，IPH）（ 圖2） 和斑塊內(nèi)鈣化（calcification，CA）（圖3），并分別計(jì)算其體積。

表1 頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)不同成分的磁共振成像序列信號(hào)特征

圖1 頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)出血在高分辨磁共振成像各序列圖像上的特征表現(xiàn)

圖2 頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)富含脂質(zhì)的壞死核心和薄纖維帽在高分辨磁共振成像各序列圖像上的特征表現(xiàn)

圖3 頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)鈣化在高分辨磁共振成像各序列圖像上的特征表現(xiàn)（白色箭頭所示為斑塊內(nèi)鈣化）

新發(fā)腦梗死灶的定義是與本次臨床表現(xiàn)相關(guān)的病灶，在DWI圖像上表現(xiàn)為片狀高信號(hào)。根據(jù)患者頭顱MRI圖像上T1WI呈低信號(hào)、T2WI呈高信號(hào)、DWI呈高信號(hào)以識(shí)別新發(fā)腦梗死灶，并對新發(fā)腦梗死灶進(jìn)行計(jì)數(shù)。在DWI圖像上邊界清晰的單個(gè)病灶，無論是否在同一血管供血范圍內(nèi)，均計(jì)為1個(gè)腦梗死灶。在頭顱DWI每一層圖像上手工勾畫新發(fā)腦梗死灶范圍，并據(jù)此計(jì)算新發(fā)腦梗死灶的體積。根據(jù)MRI圖像并與腦動(dòng)脈供血區(qū)域模板進(jìn)行對照后確定頸內(nèi)動(dòng)脈供血區(qū)（包括額葉、顳葉、頂葉和基底節(jié)）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。logistic回歸法分析頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷及成分對顱內(nèi)新發(fā)腦梗死灶的影響，并評估頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷及成分與顱內(nèi)新發(fā)腦梗死灶體積的相關(guān)性。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 病例資料

115例急性腦梗死患者平均年齡為63.5歲（范圍：31～86歲）；男性82例（71.3%），女性33例（28.7%）；有高血壓史者93例（80.9%），糖尿病史者45例（39.1%），心臟病史者20例（17.4%），吸煙史者64例（55.7%）；平均體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）為24.3±2.8 kg/m2；入院時(shí)美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表（National Institute of Health Stroke Scale，NIHSS）平均評分為4.5分（參考值范圍：0～17分）；新發(fā)腦梗死灶位于大腦左側(cè)者61例（53.0%），位于大腦右側(cè)者54例（47.0%）；新發(fā)腦梗死灶僅分布于頸內(nèi)動(dòng)脈供血區(qū)（即前循環(huán)區(qū)域）者94例（81.7%），分布于前循環(huán)及后循環(huán)區(qū)域（即椎動(dòng)脈供血區(qū)）者21例（18.3%）；新發(fā)腦梗死灶平均體積為5.8±8.4 mm3。

115例急性腦梗死患者共有230個(gè)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊，mean LA為46.5±14.8 mm2，mean WA為27.2±8.5 mm2， 平 均PWV為37.7%±8.5%，mean TVA為73.6±17.3 mm2。

2.2 頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷對顱內(nèi)新發(fā)腦梗死灶的影響

經(jīng)混雜因素（性別、年齡、BMI、高血壓史、糖尿病史、吸煙史、總膽固醇水平、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇）校正后，結(jié)果顯示mean WA、PWV、max WT和min LA增加均與頸內(nèi)動(dòng)脈供血區(qū)新發(fā)腦梗死灶風(fēng)險(xiǎn)增加顯著相關(guān)（P＜0.05，表2），max WT增加與同側(cè)大腦半球新發(fā)腦梗死灶風(fēng)險(xiǎn)增加顯著相關(guān)（P＜0.05，表2），而mean LA和mean TVA增加均與頸內(nèi)動(dòng)脈供血區(qū)或同側(cè)大腦半球新發(fā)腦梗死灶風(fēng)險(xiǎn)增加無相關(guān)性（P＞0.05，表2）。

2.3 頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)成分對顱內(nèi)新發(fā)腦梗死灶的影響

檢出頸動(dòng)脈粥樣硬化IPH和頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)CA均與新發(fā)腦梗死灶顯著相關(guān)[相對風(fēng)險(xiǎn)為2.4（95%置信區(qū)間：1.0～5.5），P＜0.05；相對風(fēng)險(xiǎn)為2.1（95%置信區(qū)間：1.2～3.6），P＜0.01]。頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)LRNC和IPH體積每增加25%均與新發(fā)腦梗死灶風(fēng)險(xiǎn)增加顯著相關(guān)[相對風(fēng)險(xiǎn)為1.1（95%置信區(qū)間：1.0～1.2），P＜0.01；相對風(fēng)險(xiǎn)為1.4（95%置信區(qū)間：1.1～1.7），P＜0.01]。

經(jīng)混雜因素（性別、年齡、BMI、高血壓史、糖尿病史、吸煙史、總膽固醇水平、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇）校正后，檢出頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)CA和IPH體積每增加25%均與同側(cè)大腦半球新發(fā)腦梗死灶風(fēng)險(xiǎn)增加顯著相關(guān)[相對風(fēng)險(xiǎn)為2.1（95%置信區(qū)間：1.3～3.5），P＝0.002；相對風(fēng)險(xiǎn)為1.3（95%置信區(qū)間：1.1～1.6），P＝0.008]，檢出頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)CA以及LRNC和IPH體積每增加25%均與頸內(nèi)動(dòng)脈供血區(qū)新發(fā)腦梗死灶風(fēng)險(xiǎn)增加顯著相關(guān)[相對風(fēng)險(xiǎn)為2.8（95%置信區(qū)間：1.5～5.1），P＜0.001；相對風(fēng)險(xiǎn)為1.1（95%置信區(qū)間：1.0～1.2），P＝0.003；相對風(fēng)險(xiǎn)為1.4（95%置信區(qū)間：1.1～1.8），P＝0.006]（表3）。

2.4 頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷對顱內(nèi)新發(fā)腦梗死灶體積的影響

經(jīng)混雜因素（性別、年齡、BMI、高血壓史、糖尿病史、吸煙史、總膽固醇水平、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇）校正后，mean WA、PWV和max WT均與同側(cè)大腦半球新發(fā)腦梗死灶體積呈正相關(guān)（P＜0.05，表4），mean LA和min LA均與同側(cè)大腦半球新發(fā)腦梗死灶體積呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05，表4）；mean WA、PWV和max WT均與頸內(nèi)動(dòng)脈供血區(qū)新發(fā)腦梗死灶體積呈正相關(guān)（P＜0.05，表4），mean LA和min LA均與頸內(nèi)動(dòng)脈供血區(qū)新發(fā)腦梗死灶體積呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05，表4）。

2.5 頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)成分對顱內(nèi)新發(fā)腦梗死灶體積的影響

IPH、CA和LRNC體積均與頸內(nèi)動(dòng)脈供血區(qū)新發(fā)腦梗死灶體積呈正相關(guān)（P＜0.01）。LRNC體積與頸內(nèi)動(dòng)脈供血區(qū)新發(fā)腦梗死灶體積的相關(guān)性見圖4。

表3 頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)成分與顱內(nèi)新發(fā)腦梗死灶的關(guān)系

表4 頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷與顱內(nèi)新發(fā)腦梗死灶體積的關(guān)系

圖4 富含脂質(zhì)的壞死核心體積與頸內(nèi)動(dòng)脈供血區(qū)新發(fā)腦梗死灶體積的相關(guān)性

3 討 論

研究證實(shí)，頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷增加和出現(xiàn)高危斑塊可增加腦梗死風(fēng)險(xiǎn)[5]，但目前關(guān)于頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷及成分與急性腦梗死灶體積相關(guān)性的研究還較少。頸動(dòng)脈病變可以代表整個(gè)血管床動(dòng)脈粥樣硬化病變的程度，頸動(dòng)脈易損斑塊的特征可以作為系統(tǒng)性動(dòng)脈粥樣硬化血栓形成風(fēng)險(xiǎn)的新指標(biāo)[6]，以反映顱內(nèi)外血管病變。

本研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)校正混雜因素后，代表頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷的mean WA、PWV、max WT和min LA增加均與頸內(nèi)動(dòng)脈供血區(qū)新發(fā)腦梗死灶風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)（P＜0.05）；max WT增加與同側(cè)大腦半球新發(fā)腦梗死灶風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)（P＜0.05），而mean WA、PWV和min LA則與同側(cè)大腦半球新發(fā)腦梗死灶風(fēng)險(xiǎn)增加無相關(guān)性（P＞0.05）。由此可見，頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷增加與頸內(nèi)動(dòng)脈供血區(qū)發(fā)生急性腦梗死風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)，但與同側(cè)大腦半球發(fā)生急性腦梗死風(fēng)險(xiǎn)增加無顯著相關(guān)性，推測可能是由于頸動(dòng)脈粥樣硬化病變程度并不能代表椎基底動(dòng)脈的病變程度，也不能反映急性腦梗死發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，或許也與本研究納入病例的腦梗死病灶大多數(shù)位于前循環(huán)區(qū)域有關(guān)。

目前對于頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)CA對于斑塊穩(wěn)定性的影響尚不確定。隨著斑塊內(nèi)CA增多，纖維組織和脂質(zhì)成分所占比例相應(yīng)下降，可能有利于斑塊的穩(wěn)定[7-8]。一項(xiàng)隨訪研究發(fā)現(xiàn)，斑塊越大，斑塊內(nèi)CA越多，斑塊內(nèi)CA含量增長速度也越快[9]。本研究發(fā)現(xiàn)，檢出頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)CA與同側(cè)大腦半球和頸內(nèi)動(dòng)脈供血區(qū)新發(fā)腦梗死灶風(fēng)險(xiǎn)增加顯著相關(guān)。斑塊內(nèi)CA所處部位不同可能導(dǎo)致不一樣的結(jié)局：斑塊內(nèi)CA由于減少了脂質(zhì)核心和疏松纖維組織的含量，可能有利于斑塊趨于穩(wěn)定；位于斑塊表面的CA可能加重頸動(dòng)脈管壁表面的僵化程度，在血流動(dòng)力學(xué)影響下易引發(fā)血管破裂[10]。頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊發(fā)生潰瘍和IPH的腦梗死患者，其同側(cè)大腦半球腦灌注顯著減少[11]。有研究發(fā)現(xiàn)，IPH可以預(yù)測腦血管事件發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[12]，但目前對此尚存有爭議。頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)LRNC也被證實(shí)是腦血管事件的預(yù)測因子之一[13]。LRNC體積與腦血管事件相關(guān)[14]，LRNC體積增大，其表面纖維帽變薄，則斑塊易于破裂[15]。本研究發(fā)現(xiàn)，頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)LRNC體積增加與頸內(nèi)動(dòng)脈供血區(qū)新發(fā)腦梗死灶風(fēng)險(xiǎn)增加顯著相關(guān)，但與同側(cè)大腦半球新發(fā)腦梗死灶風(fēng)險(xiǎn)增加無顯著相關(guān)性。

急性腦梗死灶的體積大小與神經(jīng)系統(tǒng)癥狀嚴(yán)重程度相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，在校正常見的血管危險(xiǎn)因素后，頸動(dòng)脈斑塊負(fù)荷與同側(cè)大腦半球急性腦梗死灶體積呈正相關(guān)，可以作為預(yù)測腦梗死發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)、疾病嚴(yán)重程度和預(yù)后的一項(xiàng)指標(biāo)[16-17]。本研究發(fā)現(xiàn)，mean LA、mean WA、PWV、max WT和min LA均與新發(fā)腦梗死灶體積有關(guān)，其中代表斑塊負(fù)荷的mean WA、PWV和max WT均與新發(fā)腦梗死灶體積呈正相關(guān)，代表頸動(dòng)脈狹窄程度的mean LA和min LA均與新發(fā)腦梗死灶體積呈負(fù)相關(guān)。

關(guān)于頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)成分對腦梗死灶體積的影響已有相關(guān)報(bào)道。OUHLOUS等[18]研究了41例有癥狀的頸動(dòng)脈狹窄率＞70%的患者，發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)脂核與腦梗死灶發(fā)生率和腦梗死灶體積相關(guān)。根據(jù)美國心臟病學(xué)會(huì)的頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊分型標(biāo)準(zhǔn)，Ⅵ型斑塊屬于高危斑塊，通常伴有FCR、IPH和血栓形成等。PARMAR等[19]發(fā)現(xiàn)Ⅵ型斑塊與急性腦梗死灶獨(dú)立相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)檢出的IPH、CA和LRNC體積均與新發(fā)腦梗死灶體積呈正相關(guān)。LRNC體積越大，斑塊越易破潰，脫落的栓子體積也越大、數(shù)量也越多，由此導(dǎo)致急性腦梗死灶體積增大。由此認(rèn)為，在頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷相似的情況下，可以依據(jù)斑塊內(nèi)成分以預(yù)測腦梗死發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)及其嚴(yán)重程度。

本研究尚存在一些不足，由于入組病例的頸動(dòng)脈病變大多為輕至中度，因此所得結(jié)果可能存在偏倚，今后尚需擴(kuò)大樣本量以進(jìn)一步驗(yàn)證。

4 小 結(jié)

綜上所述，通過頸動(dòng)脈HR-MRI檢查，發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷及成分與顱內(nèi)新發(fā)腦梗死灶發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)及腦梗死灶體積相關(guān)，由此為臨床醫(yī)師識(shí)別高危斑塊、預(yù)防腦梗死提供了依據(jù)。