高分辨率磁共振对大脑中动脉粥样硬化狭窄斑块的观察

王喜丰李刚张静汪敏肖瑶沈伟吕国义 金辉王岚

华中科技大学同济医学院附属普爱医院1神经内科，2放射科（武汉430000）

缺血性脑卒中患者经常伴有颅内动脉粥样硬化（intracranial atherosclerosis，ICAS）的病理学改变［1］。影像技术的发展进一步加深了对ICAS斑块的认识，ICAS研究的重点和热点已从单纯的关注管腔狭窄程度转移到血管壁成像［2］。最新的研究表明高分辨率磁共振成像（high resolution magnetic resonance imaging，HRMRI）不仅可以进行颅内血管壁成像，还可明确颅内动脉狭窄的原因［3］。本研究采用HRMRI技术探讨大脑中动脉（middle ce⁃rebral artery，MCA）粥样硬化性狭窄斑块的特点，为临床针对性个体化治疗及疾病的预后判断提供依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象 收集2015年1月至2016年12月于我院住院的82例MCA粥样硬化M1段狭窄患者，其中男45例，女37例，年龄51～77岁，平均（62.14±6.37）岁。危险因素包括：高脂血症61例，高血压病59例，糖尿病40例，吸烟44例，肥胖32例，其他14例。根据磁共振弥散加权成像（DWI）同侧MCA供血区有无急性缺血性病灶分为症状性狭窄组（52例）和非症状性狭窄组（30例）。两组资料一般情况（年龄、性别、既往史）相比差异无统计学意义。排除标准：（1）MRI检查有禁忌证的患者；（2）心源性栓塞；（3）大动脉炎、动脉夹层、肌纤维发育不良、烟雾病等非动脉粥样硬化性疾病；（4）MRI图像质量较差不能进行分析的患者。研究方案经我院伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 仪器及检测方法 采用西门子3.0T磁共振扫描仪（SIEMENS MAGNETOM SKYRA）16通道头颅线圈进行HRMRI成像。其成像序列包括5种：3D ⁃TOF（three⁃dimension time of flight）、DWI、TSE3D⁃T1WI、TSE3D⁃T2WI和 TSE3D⁃PDWI（质子加权）横断面扫描，并应用饱和脉冲技术抑制血流信号，增加图像对比度。采用变翻转角的三维快速自旋回波成像技术（three⁃dimension sampling perfection with application⁃optimized contrasts by us⁃ing different flip angle evolutions，3D⁃SPACE）行曲面重建和矢状位重建。相应成像参数分别为3D⁃TOF扫描：TR/TE 22/3.69 ms，FOV 200 mm×200 mm，NEX1，矩阵 331×384，扫描时间 4 min 46 s；DWI扫描：TR/TE 5 100/103 ms，FOV 220 mm × 220 mm，b=1 000 s/mm2，NEX1，矩阵 160×160，层厚 5 mm，扫描时间 2 min 19 s；TSE3D⁃T1WI：TR/TE=600/20 ms，FOV=196 mm×196 mm，矩阵320×320，层厚0.6 mm，回波链长度28，激励次数1.5；TSE3D⁃T2WI：TR/TE=1 300/125 ms，FOV=196 mm ×196 mm，矩阵320×320，层厚0.6 mm，回波链长度28，激励 次 数 1.5；TSE3D⁃PDWI：TR/TE=1 300/21 ms，FOV=196 mm×196 mm，矩阵320×320，层厚0.6 mm，回波链长度28，激励次数1.5，扫描长度约60层。总扫描时间为：29 min 15 s。

1.2.2 图像分析 所有图像由两名副主任医师双盲法进行分析，意见不一致时由1名主任医师盲法审核确定。根据解剖学将大脑MCA分为近端及远端，记录狭窄的位置；斑块分布根据管壁象限分为前壁、下壁、后壁、上壁，如斑块占据3或者4象限则归为环形斑块，注意动脉炎相鉴别。与同层面临近脑灰质的信号进行对比，在TSE3D⁃T1WI、TSE3D⁃T2WI和TSE3D⁃PDWI中将斑块分为高、低、等、混杂信号。以T1WI为基础，参照横断面原始TOF及T2WI图像，用syngo.via软件手动测量最狭窄层面的血管总面积（total vessel area，TVA）及管腔面积（lumen area，LA），计算管壁面积（wall area）和管壁标准化指数，管壁标准化指数（normalized wall index，NWI）NWI=［（ TVA⁃LA）／TVA］×100%。

1.3 统计学方法 所有数据均采用SPSS 20.0软件包进行分析处理。计数资料用频数或百分比表示，计数资料比较采用χ2检验或Fisher确切概率检验比较各组的名义分类变量；计量资料符合正态分布，采用均数±标准差表示。P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 症状性狭窄与非症状性狭窄斑块部位及斑块分布特点 MCAM1段粥样硬化性狭窄多发生于近端（分叉前段），症状性狭窄组与非症状性狭窄组在M1段近端及远端（分叉后段）相比，差异无统计学意义（P＞0.05，表1）。症状性狭窄组后壁、上壁及环形斑块所占比例明显高于非症状性狭窄组，非症状性狭窄组斑块多位于前壁、下壁，差异有统计学意义（P＜ 0.05），见表1。

表1 症状性狭窄与非症状性狭窄斑块部位及斑块分布特点Tab.1 Plaques location and distribution characteristics of symptomatic stenosis and non⁃symptomatic stenosis 例（%）

2.2 症状性狭窄与非症状性狭窄斑块的信号特点 各扫描系列症状性狭窄组混杂信号所占比例明显高于非症状性狭窄组，差异有统计学意义（P＜ 0.05），见表2，图1、2。

表2 症状性狭窄与非症状性狭窄斑块的信号特点Tab.2 Plaques signal characteristics of symptomatic stenosis and non⁃symptomatic stenosis 例（%）

2.3 症状性狭窄与非症状性狭窄组NWI、LA、TVA、WA比较 斑块负荷检测症状性狭窄组LA明显低于非症状性狭窄组，差异有统计学意义（P＜0.05），NWI、TVA、WA明显高于非症状性狭窄组，差异有统计学意义（P＜0.05，表3）。

3 讨论

颅内动脉狭窄是亚洲人群缺血性脑卒中较为常见的原因［4］。病理学研究表明载体动脉粥样硬化斑块的位置与缺血性卒中的发生关系密切［5⁃6］。目前关于MCAM1段粥样硬化狭窄部位的研究报道较少。MCAM1段分为近端（分叉前段）和远端（分叉后段）。本研究中大脑MCA粥样硬化性狭窄多位于M1段近端（68/82，82.93%），表明MCA粥样硬化性狭窄易发生于M1段近端（图1A、2A），笔者推测可能与血流的冲击和剪切力有关。同时研究发现症状性狭窄组与非症状性狭窄组在M1段近端及远端相比差异无统计学意义，表明MCAM1段狭窄部位与临床症状无明显关联，但仍需更大样本的研究进一步证实。SUI等［5］认为MCA粥样硬化血管壁斑块分布的特点具有重要的临床意义。由于HRMRI可以对狭窄处血管壁进行扫描并进行多平面甚至曲面重建，因此国内外学者均认为血管壁成像能够帮助显示斑块的位置以及斑块与分支及穿支动脉血管的关系［7］。本组资料中前壁斑块（症状性狭窄组及非症状性狭窄组）共计36例（43.9%），所占比例较大，已有研究证实颅内动脉的前壁承受血流侧压力最大故成为粥样硬化斑块的常见好发部位，所以MCA粥样硬化斑块多位于相应血管的前壁［5］。症状性狭窄组后壁上壁斑块分别为（11/52，10/52）明显多于非症状性狭窄组（1/30，1/30）。可能是因为在血管的显微解剖学上MCA的分支或穿支多从后、上壁发出，因此后上壁的斑块易阻塞穿支动脉的开口。同时还发现症状性狭窄组环形斑块较多（10/52）（图1C、D、F），笔者分析认为除了环形斑块一般负荷较大易阻塞穿支动脉开口或者阻塞管腔导致低灌注者外，还有可能斑块脱落或破裂随血流至远端导致动脉到动脉栓塞。RYU等［8］研究认为通过磁共振成像信号强弱对动脉粥样硬化斑块的成分进行辨别，多模式序列显示斑块成分更有意义，不同成分在不同的序列上显示不同信号，比如T1WI高信号常被认为是出血。李明耀等［9］认为T1WI、T2WI和PDWI这3个序列是目前高分辨率MRI最常用的序列。本研究中症状性狭窄组T1WI、T2WI及PWI上的混杂信号明显多于非症状性狭窄组。混杂信

号常常提示斑块内含有多种复杂成分，如较大的脂质核心、炎细胞浸润和合并斑块内出血，斑块的易损性增加引起脑梗死。斑块负荷是评价斑块整体情况的，包括很多指标，如WA、LA、NWI等等［10⁃11］。有学者认为症状性MCA斑块具有较大的管壁面积和较大的管腔重塑率，与管腔的狭窄程度相比，NWI对评估动脉粥样硬化和评估脑梗死的发病风险更有意义［12］。本研究中症状性狭窄组LA明显低于非症状性狭窄组，差异有统计学意义（P＜ 0.05）；NWI、TVA、WA明显高于非症状性狭窄组，差异有统计学意义（P＜0.05）。表明斑块负荷越大，斑块越不稳定。

图1 68岁男性患者症状性大脑MCA狭窄HRMRIFig.1 HRMRI of symptomatic MCA stenosis in a 68 year old male patient

图2 67岁女性患者非症状性大脑MCA狭窄HRMRIFig.2 HRMRI of non⁃symptomatic MCA stenosis in a 67 year old female patient

表3 症状性狭窄与非症状性狭窄组NWI、LA、TVA、WA比较Tab.3 Comparison of NWI、LA、TVA、WA between symptomatic stenosis and non⁃symptomatic stenosis group x ± s

近年来血管病变的检测和诊断技术取得很大进展［13］，HRMRI的血管壁成像为ICAS的评估提供了一种非常有价值的工具和方法。随着研究的不断深入，有研究者发现血管内的血栓可以出现在完全没有症状的人群［14］；没有任何高危因素的青年人中可以发现颅内斑块；Moyamoya病的患者也可以发现颅内斑块［15］。但由于颅内血管较细小走行弯曲而且个体差异较大，同时受到检查时间较长的限制，颅内HRMRI在技术层面仍存在许多困难，血管壁多平面重建和曲面重建图像可能会导致斑块测量的误差，这些问题还需要更深入的研究。