張雪鳳，劉崎，陳士躍，詹茜，彭雯佳，陳錄廣，田霞，陸建平

復發(fā)急性缺血性腦卒中患者大腦中動脈斑塊的高分辨率MRI研究

張雪鳳，劉崎，陳士躍，詹茜，彭雯佳，陳錄廣，田霞，陸建平*

目的利用3.0 T高分辨磁共振(HR-MRI)研究復發(fā)急性缺血性腦卒中患者大腦中動脈斑塊形態(tài)特征。材料與方法回顧性分析77例責任血管為大腦中動脈的急性缺血性腦卒中患者資料，其中初發(fā)患者36例(初發(fā)組)，復發(fā)患者41例(復發(fā)組)，所有患者均行3.0 T高分辨磁共振斑塊成像(掃描序列包括TOF-MRA，頭顱常規(guī)DWI，責任血管軸位T1WI、T2WI及T1WIGd-DTPA增強)。對比分析初發(fā)組與復發(fā)組急性缺血性腦卒中患者責任血管管腔狹窄率、最小管腔面積、斑塊負荷、斑塊強化率、T1WI及T2WI斑塊信號強度指數(shù)。結果復發(fā)組患者大腦中動脈管腔狹窄率(P=0.002)、斑塊負荷(P=0.005)、斑塊強化率(P=0.037)均明顯高于初發(fā)組，最小管腔面積(P=0.001)明顯小于初發(fā)組。復發(fā)組斑塊T2WI信號強度指數(shù)大于初發(fā)組(P＜0.001)，而T1WI信號強度指數(shù)兩者無明顯差異(P=0.245)。結論高分辨率磁共振可以有效評估復發(fā)急性缺血性腦卒中患者大腦中動脈斑塊的形態(tài)特征，綜合評價斑塊特征可為臨床提供參考以助于預防腦卒中復發(fā)。

梗塞，大腦中動脈；磁共振成像；斑塊，動脈粥樣硬化；復發(fā)

顱內動脈粥樣硬化是導致缺血性腦卒中的重要原因，在亞洲人口中這一比例約為33%～67%[1]，并以發(fā)生于大腦中動脈的粥樣硬化病變?yōu)橹?。缺血性腦卒中具有致死、致殘、復發(fā)率高的特點，并且每次復發(fā)造成的功能損害及疾病負擔均明顯大于首次發(fā)作，因此防治腦卒中復發(fā)意義重大。高分辨率磁共振(high-resolution magnetic resonance imaging，HR-MRI)可以用于評價斑塊易損性、預測急性腦卒中風險、判斷腦卒中預后[2-3]，但是目前尚缺乏復發(fā)腦卒中患者大腦中動脈斑塊特征的研究報道。因此，筆者運用HRMRI管壁成像技術定性、定量分析初發(fā)與復發(fā)大腦中動脈斑塊形態(tài)學特征差異，旨在探討與復發(fā)急性缺血性腦卒中相關的大腦中動脈斑塊形態(tài)特征，為預測腦卒中復發(fā)風險提供參考。

1 材料與方法

1.1 一般資料

收集2012年2月至2016年4月在上海長海醫(yī)院因急性缺血性腦卒中在腦外科及神經內科住院患者資料，納入標準：(1)頭顱CTA、MRA或DSA顯示大腦中動脈M1段狹窄；(2)有明確與狹窄側大腦中動脈缺血性腦卒中相關的癥狀及體征，包括短暫性腦缺血發(fā)作；(3)發(fā)病1周內行HR-MRI及常規(guī)頭顱DWI掃描；(4)具有頸部血管影像學檢查及心臟檢查資料。根據(jù)既往有無缺血性腦卒中發(fā)作分為初發(fā)組、復發(fā)組。初發(fā)組：缺血性腦卒中為首次發(fā)作。復發(fā)組：患者缺血性腦卒中原神經系統(tǒng)癥狀和體征好轉和消失后，再次出現(xiàn)同側新的缺血癥狀及體征，或頭顱DWI發(fā)現(xiàn)同側新的梗死灶。排除標準：(1)同時存在同側顱內動脈或頸動脈狹窄大于50%；(2)非動脈粥樣硬化性顱內動脈狹窄，如合并心源性栓子、房顫、血管動脈炎，動脈夾層、高凝狀態(tài)等基礎疾?。?3)圖像質量差無法診斷分析。所有患者均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法

所有患者均在GE Signa HDxt 3.0 T磁共振設備上進行檢查，依次進行頭顱常規(guī)DWI、3D-TOF、HR-MRI序列掃描。DWI參數(shù)：TR 5300 ms，TE 74.3 ms，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，b=1000 s/mm2，激勵次數(shù)(NEX)2，矩陣160×160，層厚5 mm，掃描時間42 s。3D-TOF參數(shù)：TR 29 ms，TE 3.4 ms，F(xiàn)OV 24 cm×21.6 cm，激勵次數(shù)(NEX)為1，矩陣384×192，掃描時間4 min 47 s。根據(jù)3D-TOF圖像定位MCA走形區(qū)再行HR-MRI掃描，責任血管側大腦中動脈掃描序列包括T2WI、T1WI、T1WIGd-DTPA增強，其中T2WI參數(shù)為：TR 2884 ms，TE 51 ms，F(xiàn)OV 10 cm×10 cm，NEX為6，矩陣320×256，回波鏈長度(ETL)20，掃描時間3 min 51 s；T1WI參數(shù)為：TR 581 ms，TE 20 ms，F(xiàn)OV 10 cm×10 cm，NEX為4，矩陣320×256，ETL6，掃描時間5 min。高分辨率T1WI增強掃描采用Gd-DTPA對比劑，注射劑量0.2 mmol/kg，流率2 ml/s，注射對比劑后立即掃描。

1.3 圖像分析

掃描完成后將圖像導入PACS系統(tǒng)，由1名專門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行圖像分析。根據(jù)TOF-MRA測量大腦中動脈最窄處管腔直徑和狹窄近端正常管腔直徑，根據(jù)WASID標準計算狹窄率[4]：狹窄率=(1-狹窄處直徑/狹窄近心端正常直徑)×100%。

根據(jù)HR-MRI圖像對大腦中動脈斑塊進行形態(tài)特征分析：包括最狹窄處管腔面積、斑塊負荷、斑塊T2WI及T1WI信號強度指數(shù)、斑塊強化率。利用CMRtools軟件(cardiovascular imaging solutions Ltd，UL)在T2WI圖像中手動勾畫最狹窄處的管腔和管壁邊界，同時將此兩個血管輪廓拷貝至同層面T1WI及T1WI增強序列上。斑塊面積=管壁總面積-管腔面積；斑塊負荷=(斑塊面積/管壁總面積)×100%；斑塊(T1WI、T2WI、T1WI增強)信號強度指數(shù)：斑塊平均信號強度/同層面灰質信號強度；斑塊強化率=[(增強信號強度指數(shù)-平掃信號強度指數(shù))/平掃信號強度指數(shù)]×100%。

1.4 統(tǒng)計學分析

2 結果

本研究共納入77例患者，其中初發(fā)組36例，復發(fā)組41例，初發(fā)組男性31例(86.11%)，復發(fā)組男性25例(60.98%)，兩組男性患者比例均高于女性患者；初發(fā)組平均年齡(57.83±10.83)歲，復發(fā)組平均年齡(54.51±11.25)歲，兩者差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。

初發(fā)組與復發(fā)組責任側大腦中動管腔狹窄率、斑塊負荷、斑塊強化率、最小管腔面積、T2WI及T1WI信號強度指數(shù)統(tǒng)計結果如表1所示。復發(fā)組患者大腦中動脈管腔狹窄率(P=0.002)、斑塊負荷(P=0.005)、斑塊強化率(P=0.037)均明顯高于初發(fā)組患者，最小管腔面積(P=0.001)明顯小于初發(fā)組患者。復發(fā)組斑塊T2WI信號強度指數(shù)大于初發(fā)組(P＜0.001)，而T1WI信號強度指數(shù)無明顯差異(P=0.245)，圖1，2為1例復發(fā)組大腦中動脈斑塊發(fā)病時及治療后HR-MRI表現(xiàn)。T1WI示復發(fā)組斑塊內出血6例(14.63%)，初發(fā)組1例(2.78%)，兩者差別無統(tǒng)計學意義(χ2=1.986，P=0.113)。

3 討論

中國每年腦卒中新發(fā)病例約達250萬，發(fā)病率和病死率居世界首位，其中70%為缺血性腦卒中[5]。缺血性腦卒中最主要原因為顱內動脈粥樣硬化。癥狀性顱內動脈粥樣硬化有很高的臨床復發(fā)風險，風險高低因其狹窄部位而異，其中癥狀性大腦中動脈狹窄患者，狹窄區(qū)域缺血性卒中的年復發(fā)率為7.8%[6]。Wang等[5]利用磁共振增強造影(MRA)研究了來自多中心2864例中國顱內動脈粥樣硬化患者臨床資料，結果顯示動脈狹窄程度與腦卒中復發(fā)相關，狹窄程度越重越容易造成腦卒中復發(fā)。本研究發(fā)現(xiàn)復發(fā)組較初發(fā)組大腦中動脈管腔狹窄率更高(P=0.002)，說明血管狹窄程度越高復發(fā)風險越大，這與Wang等[5]的研究結果一致。但是動脈粥樣硬化病變形成后是否導致臨床癥狀的出現(xiàn)，不僅取決于動脈管腔的狹窄程度，與斑塊形態(tài)特征相關的斑塊穩(wěn)定性對臨床事件發(fā)生也起著重要的作用。本研究通過HR-MRI對比研究了初發(fā)與復發(fā)急性缺血性腦卒中患者大腦中動脈斑塊形態(tài)特征差異，發(fā)現(xiàn)了除管腔狹窄程度外，復發(fā)性大腦中動脈斑塊的一些高危特征。

本研究中復發(fā)組腦卒中患者斑塊負荷較初發(fā)組大(P=0.005)、最小管腔面積較初發(fā)組小(P=0.001)。彭雯佳等[7]在對大腦中動脈粥樣硬化責任斑塊與非責任斑塊的形態(tài)學特征研究中，發(fā)現(xiàn)責任斑塊的斑塊負荷大于非責任斑塊并且最小管腔面積明顯小于非責任斑塊，對評估病變血管，斑塊負荷和最小管腔面積可作為管腔狹窄率的有益補充。另外在冠狀動脈斑塊的研究中也發(fā)現(xiàn)了類似的結果，研究發(fā)現(xiàn)冠脈的最小管腔面積≤4 mm2與急性心肌缺血癥狀相關，當最小管腔面積≤4 mm2且斑塊負荷≥70%時則預測未來發(fā)生缺血事件的可能性大[8-9]。因此斑塊負荷大、最小管腔面積小，可作為評估復發(fā)腦卒中高危斑塊特征的重要參考。

本研究發(fā)現(xiàn)復發(fā)組斑塊的T2WI信號強度指數(shù)相對較高(P＜0.001)，Jiang等[10]在尸檢患者離體顱內動脈粥樣硬化斑塊的影像-病理對照研究中發(fā)現(xiàn)纖維帽或纖維組織的T2WI信號高，因此筆者認為復發(fā)腦卒中高危斑塊可能含有較高比例的纖維帽或纖維組織成分。頸動脈粥樣硬化斑塊組織學研究證實導致臨床事件的易損斑塊特征為斑塊內出血、大的脂質核心、薄的纖維帽、并伴有炎性細胞浸潤[11]。T2WI高信號代表的纖維帽是高危斑塊的特征之一。斑塊內出血T1WI表現(xiàn)為高信號，復發(fā)組斑塊內出血比例高于初發(fā)組，但是兩者差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，T1WI信號強度指數(shù)在初發(fā)組與復發(fā)組亦無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)。Xu等[12]在對急性缺血性腦卒中大腦中動脈粥樣硬化斑塊的研究中認為大腦中動脈斑塊可能相對缺乏斑塊內出血或血栓，本研究無論是初發(fā)組還是復發(fā)組急性缺血性腦卒中斑塊內出血(T1WI高信號)檢出比例均少，與這一結論相符。因此，根據(jù)T1WI信號強度指數(shù)尚不能評估復發(fā)斑塊風險。

表1初發(fā)組與復發(fā)組責任側大腦中動脈管腔及斑塊形態(tài)學特征Tab. 1The morphological characteristics of the lumen and plaque of the culprit MCA in the primary group and the recurrent group

值得注意的是，本研究在T1WI增強序列上發(fā)現(xiàn)復發(fā)組斑塊的強化率較初發(fā)組高(P=0.037)，這提示斑塊強化率越高越有可能發(fā)生復發(fā)腦卒中事件。靜脈注射對比劑后斑塊的強化可反映斑塊內新生血管、炎細胞浸潤程度[13]。細胞內微血管(新生血管)的形成一方面是供給斑塊營養(yǎng)的來源，另一方面也是傳導、運輸炎性細胞、炎性因子的渠道[14]。Moreno等[15]等發(fā)現(xiàn)新生血管和斑塊破裂有關，即與急性缺血事件密切相關。炎癥參與動脈粥樣硬化的始動環(huán)節(jié)與進展過程。顱內動脈粥樣硬化斑塊的組織學研究發(fā)現(xiàn)，因顱內血管炎癥抑制因子的減少、促炎水解酶的過度表達和外彈力層的缺失，顱內動脈粥樣硬化可能更容易受炎癥反應的影響并且發(fā)生斑塊的失穩(wěn)[16]。因此，斑塊強化程度越高，提示腦卒中復發(fā)的風險越高。

本研究存在的不足：(1)本研究為回顧性研究、樣本量小，研究對象均為復發(fā)患者，缺少無復發(fā)缺血腦卒中患者對比分析，需要前瞻性、大樣本研究評估斑塊影像學特征對復發(fā)腦卒中風險的預判價值；(2)HR-MRI管壁成像掃描時間長，本研究對象多為腦卒中癥狀相對較輕者，高齡、病情重、無法配合檢查者因不能行HR-MRI檢查而未選入研究中，如何縮短掃描時間、優(yōu)化成像序列使HR-MRI更全面的應用于腦卒中患者是研究斑塊特征的關鍵。

圖1A～E圖為1例復發(fā)組患者的MRI圖像。TOF-MRA顯示右側大腦中動脈M1段近端管腔狹窄90% (A)，DWI顯示右側側腦室旁新鮮腦梗死灶(B)；C～E圖為HR-MRI顯示大腦中動脈管腔內斑塊特征(箭頭)，T2WI斑塊高信號(C)，T1WI平掃斑塊等信號(D)，T1WI增強斑塊明顯強化(E)圖2為圖1同一患者經抗凝、降脂治療3個月后復查圖像，期間未出現(xiàn)復發(fā)腦卒中。TOF顯示右側大腦中動脈M1段近端狹窄程度明顯改善(A)，DWI示右側腦室旁陳舊腦梗死灶(B；箭頭)，T2WI示斑塊變小、信號減低(C)，T1WI增強斑塊強化程度明顯減低(D)Fig. 1A—E images are MRI images in the same patient of recurrent group, TOF-MRA shows right middle cerebral artery M1 segment proximal 90% stenosis (A), DWI shows right lateral ventricle fresh cerebral infarction (B). C—E images are HR-MRI shows the middle cerebral artery plaque (arrow), T2WI shows high signal of the plaque (C), T1WI shows equal signal of the plaque (D), contrast-enhanced T1WI shows obvious enhancement of plaque (E).Fig. 2A—D images are MRI images in the same patient of Fig.1 after anticoagulation, lipid lowering treatment for three months, there was no recurrence stroke during the period. TOF shows the degree of stenosis signif i cantly improved (A), DWI shows old cerebral infarction (B, arrow), the area and T2WI signal intensity of plaque was reduced (C), plaque enhancement decreased signif i cantly (D).2D

綜上所述，高分辨率MRI可以有效評估復發(fā)急性缺血性腦卒中患者大腦中動脈斑塊形態(tài)特征；復發(fā)大腦中動脈管腔狹窄程度更重、斑塊負荷更大、最小管腔面積小、斑塊T2WI信號相對較高并且強化程度更明顯，綜合斑塊的這些特征，可早期識別易復發(fā)高危斑塊，更好地為臨床評估復發(fā)腦卒中風險提供參考，以減少缺血性腦卒中復發(fā)事件。

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Middle cerebral artery plaque in patients with recurrent acute ischemic stroke: studied with high-resolution magnetic resonance imaging

ZHANG Xue-feng, LIU Qi, CHEN Shi-yue, ZHAN Qian, PENG Wen-jia, CHEN Luguang, TIAN Xia, LU Jian-ping*
Department of Radiology, Changhai Hospital, the Second Military Medical University, Shanghai 200433, China

Objective:To study the morphological characteristics of middle cerebral artery plaque in patients with recurrent acute ischemic stroke by 3.0 T high resolution magnetic resonance imaging (HR-MRI).Materials and Methods:Retrospective analysis of clinical data of 77 cases of patients with acute ischemic stroke, the culprit plaques in middle cerebral artery, including 36 cases of patients with primary (primary group), 41 cases with recurrence (recurrence group), all patients underwent 3.0 T high resolution magnetic resonance imaging (plaque scanning sequence including TOF-MRA, DWI for the whole brain, T1WI,T2WI and contrast-enhanced T1WI). Comparative analysis of the primary and recurrent patients plaque morphological characteristics included lumen stenosis rate, minimal lumen area, plaque burden, plaque enhancement rate, T1WI and T2WI plaque signal strength index.Results:The lumen stenosis rate (P=0.002), plaque burden (P=0.005) and plaque enhancement ratio (P=0.037) were signif i cantly higher in the recurrent group than in the primary group, and the minimal lumen area (P=0.001) was signif i cantly smaller than that in the primary group. The T2WI signal intensity index of the recurrence group was higher than that of the primary group (P＜0.001), while the T1WI signal strength index was not signif i cantly different (P=0.245).Conclusions:High resolution magnetic resonance imaging can effectively evaluate the morphological characteristics of middle cerebral artery plaque in patients with recurrent acute ischemic stroke. Comprehensiveevaluation of plaque characteristics can provide reference for the clinical and help to prevent recurrence stroke.

Infarction, middle cerebral artery; Magnetic resonance imaging; Plaque, atherosclerotic; Recurrence

國家自然科學基金面上項目(編號：31470910)；上海市市級醫(yī)院新興前沿技術聯(lián)合攻關項目(編號：SHDC12013110)；全軍醫(yī)學科研“十二五”計劃重點課題(編號BWS12J026)

第二軍醫(yī)大學附屬長海醫(yī)院影像醫(yī)學科，上海 200433

陸建平，E-mail：cjr.lujianping@ vip.163.com

2016-09-23

接受日期：2016-10-13

R445.2；R743.33

A

10.12015/issn.1674-8034.2016.11.003

張雪鳳, 劉崎, 陳士躍, 等. 復發(fā)急性缺血性腦卒中患者大腦中動脈斑塊的高分辨率MRI研究. 磁共振成像, 2016, 7(11): 808-812.

*Correspondence to: Lu JP, E-mail: cjr.lujianping@vip.163.com

Received 23 Sep 2016, Accepted 13 Oct 2016

ACKNOWLEDGMENTSThe National Nature Science Foundation of China (No. 31470910). The Emerging Frontier Technology Joint Research Program of Shanghai Municipal Hospital, China (No. SHDC12013110). The twelth f i ve-year plan of medical key project of the People's Liberation Army (No. BWS12J026).