顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊易損性的三維高分辨磁共振研究

王新麗，王欣宇，陳振，張敬

天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，天津 300052； *通訊作者 張敬 zhangjing1970@163.com

目前對(duì)于顱外動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的 MRI研究較多。豐富的脂質(zhì)核心、薄的纖維帽、斑塊內(nèi)出血、斑塊炎癥反應(yīng)等是易損斑塊的特征[1-4]。由于空間分辨力的限制，顱內(nèi)斑塊易損性的MRI研究較少[5]。但與歐美國(guó)家不同，顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊是亞洲人群發(fā)生腦梗死的最常見(jiàn)原因[6-8]。本研究采用高分辨磁共振三維 T1可變翻轉(zhuǎn)角加權(quán)快速自旋回波（3D-T1-SPACE）序列，比較顱內(nèi)責(zé)任斑塊、非責(zé)任斑塊在管壁重構(gòu)模式及斑塊強(qiáng)化程度方面的差異，從而確定顱內(nèi)斑塊易損性的MRI指標(biāo)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 選取天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院擬行頭部加頸部磁共振血管成像（MRA）檢查的疑似動(dòng)脈粥樣硬化患者44例，注入對(duì)比劑前后分別加掃 3D-T1-SPACE序列。44例患者中，男33例，女11例；年齡54～71歲，平均（62.5±8.7）歲；急性腦梗死21例，短暫性腦缺血發(fā)作（transient ischemic attack，TIA）8例，無(wú)癥狀者15例。所有患者至少具有2個(gè)動(dòng)脈粥樣硬化的高危因素，如高血壓、高血脂、高血糖等。無(wú)癥狀者均為體檢經(jīng)彩色多普勒發(fā)現(xiàn)頸部斑塊就診，臨床醫(yī)師建議行頭部加頸部MRA檢查。檢查前患者無(wú)腦血管病變相關(guān)癥狀。根據(jù)癥狀及 MRI檢查結(jié)果將患者分為：①腦梗死組21例，患者于7 d內(nèi)出現(xiàn)腦梗死，即擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）于大腦中動(dòng)脈或基底動(dòng)脈供血區(qū)出現(xiàn)高信號(hào)，且有相應(yīng)的臨床癥狀；②TIA組8例，MRI檢查未發(fā)現(xiàn)梗死灶；③無(wú)癥狀組15例，無(wú)腦缺血相關(guān)癥狀，MRI檢查亦未發(fā)現(xiàn)梗死灶。排除頸動(dòng)脈狹窄度>50%，即可能由于頸內(nèi)動(dòng)脈斑塊破裂所致的腦梗死以及心源性栓塞患者。

1.2 高分辨磁共振檢查 采用 3.0T MRI掃描儀（MAGNETOM Prisma，Siemens Healthcare，Erlangen）及64通道相控陣頭線(xiàn)圈。除常規(guī)MRI及MRA掃描序列外，注射對(duì)比劑前后加掃3D-T1-SPACE序列，掃描參數(shù)：TR 810 ms，TE 10 ms，視野200 mm×200 mm，矩陣 384×384，體素 0.5 mm×0.5 mm ×0.7 mm，帶寬186 Hz/PX，掃描時(shí)間7 min 16 s。對(duì)比劑采用釓噴酸葡胺，劑量0.1 mmol/kg。

1.3 圖像分析 采用西門(mén)子工作站進(jìn)行圖像后處理（SyngoVia，Siemens，Erlangen）。由2名影像診斷主治醫(yī)師共同進(jìn)行圖像評(píng)估，意見(jiàn)不一致時(shí)經(jīng)協(xié)商達(dá)成一致。受圖像分辨力限制，本研究?jī)H對(duì)大腦中動(dòng)脈M1及M2段、基底動(dòng)脈進(jìn)行評(píng)判。在所得的MRA圖像上確定血管狹窄的部位，然后在3D-T1-SPACE序列結(jié)合矢狀位、冠狀位及軸位圖像確定顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊所在位置，即管腔出現(xiàn)偏心性狹窄或管壁局部增厚處。參照顱內(nèi)血管供血區(qū)確定責(zé)任斑塊和非責(zé)任斑塊[9]。責(zé)任斑塊為梗死灶所在區(qū)域的供血?jiǎng)用}近段管壁斑塊；非責(zé)任斑塊為梗死患者對(duì)側(cè)血管壁的斑塊或無(wú)梗死患者管壁的斑塊[10-12]。

1.3.1 斑塊形態(tài)學(xué) 測(cè)量于顯示斑塊最佳的 3D-T1-SPACE圖像上調(diào)整圖像為垂直于血管長(zhǎng)軸層面，測(cè)量斑塊處血管外壁面積（outer wall area，OWA）、管腔面積（lumen area，LA）及鄰近正常參照血管外壁面積。斑塊處管壁面積（wall area，WA）=OWA－LA。斑塊的重構(gòu)率（remodeling ratio，RR）＝OWA斑塊/OWA參照。參照 Pasterkamp等[13]的方法對(duì)管壁重構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)，即正性重構(gòu)：RR>1.05；中間值：0.95≤RR≤1.05；負(fù)性重構(gòu)：RR<0.95。斑塊負(fù)荷=WA斑塊/OWA斑塊。

1.3.2 斑塊強(qiáng)化程度的測(cè)量 取垂直于血管長(zhǎng)軸斑塊處層面，在增強(qiáng)前后3D-T1-SPACE的圖像上勾畫(huà)感興趣區(qū)（ROI）覆蓋整個(gè)斑塊，記錄斑塊增強(qiáng)前后的信號(hào)強(qiáng)度（signal intensity，SI），在增強(qiáng)前后圖像的鄰近腦質(zhì)內(nèi)勾畫(huà)大小為 15 mm2的 ROI作為斑塊的標(biāo)準(zhǔn)化。斑塊強(qiáng)化程度計(jì)算公式：斑塊強(qiáng)化程度=（SIpost－SIpre）/SIpre。SIpost為增強(qiáng)后標(biāo)準(zhǔn)化的斑塊信號(hào)值；SIpre為平掃標(biāo)準(zhǔn)化的斑塊信號(hào)值[14]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 21.0軟件，計(jì)量資料以表示，責(zé)任斑塊與非責(zé)任斑塊強(qiáng)化程度比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)或 Fisher確切概率法。P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

44例患者共發(fā)現(xiàn)47枚斑塊，其中責(zé)任斑塊21枚（前循環(huán)14枚，后循環(huán)7枚），非責(zé)任斑塊26枚（前循環(huán)19枚，后循環(huán)7枚），均為偏心性斑塊。責(zé)任斑塊正性重構(gòu)5例，非正性重構(gòu)16例，平均重構(gòu)率為 0.93±0.21；非責(zé)任斑塊正性重構(gòu) 7例，非正性重構(gòu) 19例，平均重構(gòu)率為 1.06±0.26。責(zé)任與非責(zé)任斑塊的正性重構(gòu)比例差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（24%比27%，χ2=0.059，P=0.808），兩組平均重構(gòu)率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=-1.825，P=0.075）。而責(zé)任斑塊負(fù)荷明顯高于非責(zé)任斑塊，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（0.79±0.19比0.56±0.13，t=4.59，P<0.01）。21例責(zé)任斑塊出現(xiàn)強(qiáng)化（圖1），23例非責(zé)任斑塊出現(xiàn)強(qiáng)化（圖 2），兩者出現(xiàn)強(qiáng)化的比例差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（100%比88%，χ2=2.58，P=0.108），但斑塊強(qiáng)化程度分別為0.88±0.33及0.46±0.23，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=5.04，P<0.01）。見(jiàn)表1。

圖1 男，66歲，左側(cè)肢體無(wú)力。MRA示右側(cè)大腦中動(dòng)脈狹窄（箭，A）；右側(cè)MCA供血區(qū)DWI高信號(hào)（B）；沿血管短軸方向重建的3D-T1-SPACE平掃及增強(qiáng)圖像，斑塊明顯強(qiáng)化（箭，C、D）

圖2 男，62歲，頸部超聲檢查發(fā)現(xiàn)斑塊。MRA示右側(cè)大腦中動(dòng)脈狹窄（箭，A）；左側(cè)MCA供血區(qū)DWI上無(wú)高信號(hào)（B）；沿血管短軸方向重建的3D-T1-SPACE平掃及增強(qiáng)圖像，斑塊輕度強(qiáng)化（箭，C、D）

表1 責(zé)任斑塊與非責(zé)任斑塊情況比較

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)，顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊在形成過(guò)程中管壁會(huì)出現(xiàn)重構(gòu)，包括正性重構(gòu)及負(fù)性重構(gòu)；但責(zé)任斑塊與非責(zé)任斑塊出現(xiàn)正性重構(gòu)的比率及重構(gòu)率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。既往有研究發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的重構(gòu)現(xiàn)象，隨后的研究顯示管壁的正性重構(gòu)是急性冠狀動(dòng)脈綜合征的主要重構(gòu)方式，且與富脂斑塊有關(guān)[15-18]。Chung等[19]和 Xu等[20]對(duì)顱內(nèi)血管重構(gòu)的研究顯示，有癥狀的大腦中動(dòng)脈狹窄組患者正性重構(gòu)多于無(wú)癥狀組；但也有研究顯示責(zé)任斑塊與非責(zé)任斑塊所在管壁在重構(gòu)模式上差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[21]。Shi等[22]研究發(fā)現(xiàn)，正性重構(gòu)組有更大的血管面積及管壁面積，更大的斑塊負(fù)荷，斑塊脂質(zhì)成分增多，使得斑塊更易發(fā)生破裂，推測(cè)斑塊所在管壁的正性重構(gòu)可能與斑塊的易損性有關(guān)。盡管本研究發(fā)現(xiàn)責(zé)任斑塊的負(fù)荷高于非責(zé)任斑塊，但并未發(fā)現(xiàn)正性重構(gòu)與責(zé)任斑塊之間的聯(lián)系，可能與研究樣本量較少有關(guān)，需要今后進(jìn)一步增加樣本量驗(yàn)證。既往研究所得結(jié)論大多建立在管壁狹窄程度較高的情況下，斑塊形成初期或斑塊較小時(shí)管壁可能并未發(fā)生重構(gòu)。本研究中對(duì)于管腔的狹窄程度并未僅局限于中重度，其中也包含少量的輕度狹窄。

本研究發(fā)現(xiàn)，責(zé)任斑塊與非責(zé)任斑塊之間出現(xiàn)強(qiáng)化比例差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在冠狀動(dòng)脈及顱外頸動(dòng)脈研究中，斑塊強(qiáng)化是其易損性的一個(gè)重要標(biāo)志。Swartz等[23]提出顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣斑塊的強(qiáng)化僅僅或更傾向出現(xiàn)于急性梗死灶側(cè)的供應(yīng)血管內(nèi)[11]。但部分研究發(fā)現(xiàn)，非責(zé)任斑塊及慢性梗死灶側(cè)供應(yīng)血管內(nèi)的斑塊也發(fā)生強(qiáng)化[10,24-26]。Klein等[27]研究了 6例大腦中動(dòng)脈狹窄患者斑塊的強(qiáng)化情況，發(fā)現(xiàn)全部有癥狀和無(wú)癥狀患者的斑塊均出現(xiàn)強(qiáng)化。本研究結(jié)果與其一致，即責(zé)任斑塊和非責(zé)任斑塊均可出現(xiàn)強(qiáng)化。近年關(guān)于頸動(dòng)脈 MRI增強(qiáng)成像的研究已經(jīng)表明，斑塊強(qiáng)化主要出現(xiàn)于新生血管形成區(qū)和活動(dòng)性炎癥區(qū)，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈的外膜增強(qiáng)強(qiáng)化程度可用于測(cè)量管壁滋養(yǎng)血管的密度，反映斑塊新生血管的形成和斑塊破裂的風(fēng)險(xiǎn)[14,28-29]。組織學(xué)研究表明顱內(nèi)動(dòng)脈不同于頸動(dòng)脈，其管壁缺乏滋養(yǎng)血管，但滋養(yǎng)血管可出現(xiàn)于部分有病變的管壁內(nèi)，如血管炎、動(dòng)脈瘤、動(dòng)脈粥樣硬化[30-32]。管壁滋養(yǎng)血管可能啟動(dòng)炎癥反應(yīng)，將炎癥細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)到血管外膜，從而觸發(fā)炎癥的級(jí)聯(lián)反應(yīng)；而炎癥的進(jìn)一步發(fā)展也會(huì)促進(jìn)新生血管的形成[33-35]。因此，斑塊的強(qiáng)化預(yù)示著滋養(yǎng)血管的形成以及炎癥狀態(tài)。本研究結(jié)果顯示，責(zé)任斑塊的強(qiáng)化程度明顯高于非責(zé)任斑塊，考慮可能是由于責(zé)任斑塊滋養(yǎng)血管多、炎癥處于活動(dòng)期，巨噬細(xì)胞大量堆積，血管內(nèi)皮通透性明顯增加，導(dǎo)致斑塊易損性增加。

本研究的局限性：①本研究樣本量較??；②本研究對(duì)責(zé)任斑塊和非責(zé)任斑塊的判斷帶有推測(cè)性質(zhì)，未能對(duì)斑塊易損性做出更加全面的評(píng)估；③由于分辨力的限制，本研究?jī)H關(guān)注顱內(nèi)動(dòng)脈的主要分支，并未對(duì)遠(yuǎn)端分支進(jìn)行評(píng)估。

總之，斑塊強(qiáng)化可能是責(zé)任斑塊與非責(zé)任斑塊的共同特征，但是兩者的強(qiáng)化程度存在顯著差異。因此，斑塊強(qiáng)化程度可作為斑塊易損性的影像學(xué)指標(biāo)。