腦橋梗死的基底動脈粥樣硬化斑塊分布及形態(tài)學(xué)特征的高分辨血管壁成像研究

鐘麗玲，徐棣豪，宋建勛

基底動脈(basilar artery，BA)主要供應(yīng)大腦后循環(huán)，在預(yù)防復(fù)發(fā)性卒中的支架植入和藥物治療實驗(Stenting and Aggressive Medical Management for Preventing Recurrent Stroke in Intracranial Stenosis，SAMMPRIS)[1]表明,BA是穿支易堵塞的高危動脈。BA斑塊分布及形態(tài)學(xué)特征有助分析斑塊與穿支開口關(guān)系、斑塊的穩(wěn)定性，顱內(nèi)動脈斑塊是否完全堵塞穿支動脈開口和高風(fēng)險的斑塊形態(tài)學(xué)定量特征都與腦梗死密切相關(guān)[2]。高分辨血管壁成像技術(shù)(high resolution vessel wall imaging,HR-VWI)能定性定量分析斑塊，清楚展示斑塊分布結(jié)構(gòu)和形態(tài)學(xué)等特征[3，4]。通過研究有癥狀急性腦橋梗死與無癥狀腦橋梗死BA斑塊特征，獲取BA斑塊與穿支開口的位置關(guān)系和不穩(wěn)定斑塊HR-VWI影像特點(diǎn)，更好的理解和預(yù)防穿支和斑塊不穩(wěn)定導(dǎo)致的腦橋卒中，對疾病個體化選擇治療具有非常重要的意義。

1 對象與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2016年6月-2019年11月在深圳市寶安區(qū)人民醫(yī)院接受治療的39例急性腦橋梗死和45例無癥狀腦橋梗死患者。84例患者中，男性60例，女性24例，年齡范圍為27～84歲，平均(60±12)歲。

納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)有癥狀符合2018《中國急性缺血性腦卒中診治指南》的標(biāo)準(zhǔn)缺血性腦卒中30 d內(nèi)[5]，無癥狀腦橋梗死組患者符合腦橋區(qū)域未發(fā)生腦缺血性卒中；(2)急性腦橋梗死患者應(yīng)首次出現(xiàn)急性卒中癥狀；(3)所有患者均行頭部HR-VWI、3D TOF-MRA(3D time-of-flight magnetic resonance angiography)及常規(guī)MRI檢查，并證實BA具有粥樣硬化斑塊。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)確診房顫、風(fēng)濕性心臟病、人工瓣膜等潛在心源栓塞患者；(2)確證其他腦卒中病因的患者，如動脈炎、煙霧病、動脈夾層等病史；(3)經(jīng)CTA或MRA或彩超檢查提示雙側(cè)或一側(cè)椎動脈狹窄程度>70%；(4)HR-VWI圖像不清晰難于診斷。

1.2 方法

1.2.1 HR-VWI檢查序列及后處理 影像學(xué)檢查使用Siemens Skyra 3.0T(西門子，德國)磁共振掃描儀器，20通道頭顱線圈。對頭部進(jìn)行3D TOF MRA、HR-VWI、彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)、T1WI及T2WI常規(guī)序列掃描，增強(qiáng)對比劑為釓噴酸葡胺(Berlin，德國)靜脈注射。3D TOF MRA能全方位提供顱內(nèi)動脈走行、管腔變化信息，HR-VWI采用自旋回波、空間飽和帶和雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)等技術(shù)抑制血液及腦脊液信號，使得血管壁結(jié)構(gòu)在周圍組織信號襯托下顯示清晰。掃描各序列和參數(shù)如下：T1WI:TR1800 ms,TE9.0 ms,視野(FOV)：230 mm×230 mm，層間距1.2 mm，矩陣256×320。T2WI:TR4500 ms，TE95 ms，F(xiàn)OV230 mm×230 mm，層間距1.2 mm，矩陣240×320。FLAIR：TR8800 ms，TE94 ms，F(xiàn)OV：230 mm×230 mm，層間距1.2 mm，矩陣139×256。DWI:TR4300 ms，TE98 ms，F(xiàn)OV：220 mm×220 mm，層間距1.2 mm，矩陣130×144。3D TOF-MRA：TR21 ms，TE3.6 ms，F(xiàn)OV220 mm×220 mm，層間距-4.2，矩陣：192×320。T1-SPACE：TR980 ms，TE 22 ms，F(xiàn)OV：180 mm×180 mm，矩陣：226×256。圖像后處理使用Vesselmass后處理軟件(荷蘭萊頓醫(yī)學(xué)中心Medis公司)。

1.2.2 HR-VWI斑塊圖像分析 斑塊定義為管壁存在偏心性增厚，目測最薄部分的厚度小于最厚點(diǎn)的50%[6]。斑塊表面不連續(xù)為斑塊表面不光整且凹凸不規(guī)則。斑塊分布為選擇斑塊最狹窄層面，將BA血管壁分別為左側(cè)壁、 右側(cè)壁、 腹側(cè)壁及背側(cè)壁，當(dāng)累及不止一個象限時，選擇斑塊最厚象限(見圖1)[7]，斑塊累及象限是選擇管腔最狹窄層面，斑塊超過象限的50%就可計為累及其象限。斑塊負(fù)荷(PB)為斑塊血管壁面積(WA MLN)與斑塊血管面積(OA MLN)比值，PB=(WA MLN/OA MLN)×100%。BA狹窄率在HR-VWI圖像評估，狹窄程度=(1-BA最狹窄層面管腔直徑/狹窄近端或遠(yuǎn)端正常血管管腔直徑)×100%。斑塊長度=斑塊切片層數(shù)×切片厚度+切片間隙，所有圖片均由兩位有經(jīng)驗的神經(jīng)影像醫(yī)師雙盲分析，如產(chǎn)生分歧，由兩位醫(yī)師協(xié)商達(dá)成一致。

2 結(jié) 果

2.1 急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死患者的一般資料 最終84例患者納入本研究，急性腦橋梗死組有39例(46.4%)，無癥狀腦橋梗死組有45例(53.6%)。急性腦橋梗死組發(fā)病年齡低于無癥狀腦橋梗死組(P=0.009)，其他臨床資料無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(見表1)。

表1 急性腦橋梗死與無癥狀腦橋梗死的臨床資料

2.2 急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死的HR-VWI的BA斑塊分布 在HR-VWI上，發(fā)現(xiàn)BA斑塊最常見于雙側(cè)壁(48.8%，n=41);其次為BA的背側(cè)壁(27.4%，n=23)和腹側(cè)壁(23.8%，n=20)。有癥狀腦橋梗死組比無癥狀組斑塊更多位于雙側(cè)壁(P=0.030)，無腦橋梗死組腹側(cè)壁斑塊發(fā)生率高于有癥狀組(P=0.005)(見表2)。

表2 急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死組的斑塊分布比較

2.3 急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死的HR-VWI的BA斑塊累及象限 患者斑塊僅累及一個象限25例(29.8%)，累及兩個和兩個象限以上的斑塊59例(70.2%)，斑塊累及象限在兩組間無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(見表3)。

表3 急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死組的斑塊累及象限比較

2.4 急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死的HR-VWI的BA斑塊形態(tài)學(xué)特征 急性腦橋梗死組斑具有更高的斑塊狹窄率(42%，P=0.036)，急性腦橋梗死組斑塊不連續(xù)27例(75%)，無癥狀腦橋梗死不連續(xù)9例(25%)，具有更厚的WTmax(P=0.000)、更大的WA MLN(P=0.004)、更高的PB(P=0.000)，兩組間的斑塊長度、LD MLN、OD MLN、OA MLN、Vouter、V wall無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(見表4)。

表4 急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死的斑塊形態(tài)學(xué)比較

A：垂直斑塊長軸所在的基底動脈進(jìn)行重建(黃色線)；B：基底動脈管腔最狹窄的層面，2條以水平面成45°的線互相垂直(黃色線)，將血管壁分為右側(cè)壁、左側(cè)壁、腹側(cè)壁、背側(cè)壁，斑塊位于右側(cè)壁

3 討 論

顱內(nèi)動脈粥樣硬化是導(dǎo)致腦缺血性卒中的一個重要腦血管病。HR-VWI能清晰觀察BA血管形態(tài)、斑塊位置分布、斑塊累及象限、斑塊表面是否連續(xù)、斑塊形態(tài)等。本研究通過HR-VWI發(fā)現(xiàn)，與比無癥狀腦橋梗死組對比，有癥狀急性腦橋梗死組BA斑塊的部位分布更傾向位于在穿支開口附近，并且有癥狀急性腦橋梗死組的BA管腔具有更高的狹窄率，斑塊表面更不連續(xù)、斑塊厚度更厚、血管壁面積更大和斑塊負(fù)荷更大，表明HR-VWI有助于提取不穩(wěn)定斑塊的影像學(xué)特征，提示BA粥樣硬化斑塊分布和高風(fēng)險的斑塊形態(tài)學(xué)特征與腦橋缺血性卒中事件密切相關(guān)。

BA斑塊分布具有重要的臨床意義，與前循環(huán)相比，BA的血管成形術(shù)和支架植入后導(dǎo)致的穿支動脈閉塞率更高，與“雪犁效應(yīng)”緊密相關(guān)[1]，早期Fisher和Caplan病理組織切片表明BA穿支動脈粥樣硬化斑塊容易造成腦橋梗死[8,9]。本研究利用HR-VWI分析84例患者BA斑塊分布，發(fā)現(xiàn)在有癥狀腦橋梗死組的BA斑塊多分布在側(cè)壁，無癥狀腦橋梗死組斑塊多分布在腹側(cè)壁。BA背側(cè)壁及雙側(cè)壁較穿支分布較多，腹側(cè)壁分出穿支動脈很少[10]，有癥狀的腦橋梗死的BA斑塊分布比無癥狀腦橋梗死更容易分布穿支開口處，因此，更容易發(fā)生斑塊堵塞斑塊開口而發(fā)生灌注不足。斑塊分布與低壁切力(wall shear stress，WSS)環(huán)境有關(guān)[11]，動脈粥樣硬化斑塊被認(rèn)為優(yōu)先發(fā)生于分支血管對立側(cè)[12]，由于基底動脈是由2條動脈血流匯合1條動脈血流的血管，與分叉的血流相比，匯合的血流具有更復(fù)雜的血流動力學(xué)，BA形成于胚胎發(fā)育長度約5～8 mm[13]，兩條椎動脈在顱內(nèi)部分向前延伸，于腦橋前匯合呈基底動脈，其生長發(fā)育過程中受血流動力學(xué)的調(diào)節(jié)[14]，研究顯示BA側(cè)壁存在低WSS[15]。低WSS環(huán)境有利于脂質(zhì)沉積和巨噬細(xì)胞黏附血管壁，血管內(nèi)皮易受損，可通過內(nèi)皮功能障礙和繼發(fā)炎癥引發(fā)動脈粥樣硬化形成[16]。本研究結(jié)果與Yu研究[17]稍存在差異，提出有癥狀的腦橋梗死的BA斑塊多分布于背側(cè)壁，形成原因可能是復(fù)雜的血流動力學(xué)及椎基底動脈形態(tài)差異。但本研究與Chen[18]研究結(jié)果類似，發(fā)現(xiàn)BA斑塊更常見于雙側(cè)壁，我們的發(fā)現(xiàn)與Ravensbergen[15]尸檢病理報告提出BA斑塊分布部位多位于雙側(cè)壁的結(jié)果相符。

Chen[18]在研究基底動脈斑塊累及象限得出，累及一個象限斑塊約17.7%；累及兩個及兩個以上象限達(dá)82.3%。本研究的基底動脈斑塊累及象限累及兩個及兩個以上象限約70.2%，斑塊累及象限在急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死間無統(tǒng)計學(xué)意義。斑塊累及象限是選擇管腔最狹窄層面，斑塊超過象限的50%計為累及其象限，這可能評估累及象限存在不足，因此，需要更好評估斑塊累及象限方法，或更多臨床實驗做全面的研究。

在前循環(huán)研究顯示，有癥狀大腦中動脈斑塊表面不規(guī)則與無癥狀組比為71.4%∶18.7%，有癥狀大腦中動脈管腔狹窄率更高，具有更大的血管壁面積和斑塊負(fù)荷[4,19]，提出顱內(nèi)管腔狹窄、斑塊負(fù)荷是斑塊不穩(wěn)定的影像學(xué)特征，是缺血性卒中事件的重要危險因素。本研究后循環(huán)中，得到類似的結(jié)論，急性腦橋梗死的BA斑塊表面不連續(xù)27例(75%)比無癥狀組9例(25%)多，急性腦橋梗死組的BA管腔狹窄率、WTmax、WAMLN的百分比比無癥狀腦橋梗死組大，斑塊破裂可以導(dǎo)致斑塊表明不連續(xù)，富含脂質(zhì)核心等的不穩(wěn)定斑塊可具有更高的管腔狹窄率，本研究提出，在后循環(huán)中，這些影像表現(xiàn)是導(dǎo)致腦缺血性卒中的危險影像特征。

斑塊負(fù)荷指血管動脈粥樣硬化后血管發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，在冠狀動脈中，斑塊負(fù)荷被用來表示疾病損傷的嚴(yán)重程度之一[20]，研究表明斑塊負(fù)荷與不穩(wěn)定有關(guān)，破裂的斑塊具有更高的斑塊負(fù)荷[21]。斑塊負(fù)荷是責(zé)任斑塊的重要特征[22]，責(zé)任斑塊常常表現(xiàn)不穩(wěn)定。更大的斑塊負(fù)荷與斑塊鈣化、斑塊出血、豐富脂質(zhì)核心壞死及斑塊表面破裂顯著相關(guān)[20]，其病理生理是組織易發(fā)生炎癥、炎性因子誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞、增加基質(zhì)金屬蛋白酶表達(dá)[23]。本研究發(fā)現(xiàn)急性腦橋梗死組的BA斑塊負(fù)荷比無癥狀腦橋梗死組更高，這結(jié)果提示造成有癥狀腦橋梗死組BA的粥樣硬化斑塊比無癥狀組更不穩(wěn)定。

本研究存在幾個局限性。首先，導(dǎo)致BA斑塊分布的血流動脈學(xué)病理生理學(xué)復(fù)雜，尚沒有得到明確的證明。其次，由于BA位置深、細(xì)小，并走行迂曲，在半自動勾畫斑塊內(nèi)側(cè)壁及外側(cè)壁可能存在一定誤差。再者，本研究未對斑塊成分性質(zhì)影像學(xué)特征探討，亦缺乏病理驗證，故需要更多的研究證明。但本研究利用HR-VWI技術(shù)對有癥狀急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死BA的斑塊部位分布和形態(tài)學(xué)特征提出不穩(wěn)定斑塊的HR-VWI特征，對疾病個體化選擇治療具有非常重要意義。