脑桥梗死的基底动脉粥样硬化斑块分布及形态学特征的高分辨血管壁成像研究

钟丽玲，徐棣豪，宋建勋

基底动脉(basilar artery，BA)主要供应大脑后循环，在预防复发性卒中的支架植入和药物治疗实验(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动脉。BA斑块分布及形态学特征有助分析斑块与穿支开口关系、斑块的稳定性，颅内动脉斑块是否完全堵塞穿支动脉开口和高风险的斑块形态学定量特征都与脑梗死密切相关[2]。高分辨血管壁成像技术(high resolution vessel wall imaging,HR-VWI)能定性定量分析斑块，清楚展示斑块分布结构和形态学等特征[3，4]。通过研究有症状急性脑桥梗死与无症状脑桥梗死BA斑块特征，获取BA斑块与穿支开口的位置关系和不稳定斑块HR-VWI影像特点，更好的理解和预防穿支和斑块不稳定导致的脑桥卒中，对疾病个体化选择治疗具有非常重要的意义。

1 对象与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2016年6月-2019年11月在深圳市宝安区人民医院接受治疗的39例急性脑桥梗死和45例无症状脑桥梗死患者。84例患者中，男性60例，女性24例，年龄范围为27～84岁，平均(60±12)岁。

纳入标准：(1)有症状符合2018《中国急性缺血性脑卒中诊治指南》的标准缺血性脑卒中30 d内[5]，无症状脑桥梗死组患者符合脑桥区域未发生脑缺血性卒中；(2)急性脑桥梗死患者应首次出现急性卒中症状；(3)所有患者均行头部HR-VWI、3D TOF-MRA(3D time-of-flight magnetic resonance angiography)及常规MRI检查，并证实BA具有粥样硬化斑块。排除标准:(1)确诊房颤、风湿性心脏病、人工瓣膜等潜在心源栓塞患者；(2)确证其他脑卒中病因的患者，如动脉炎、烟雾病、动脉夹层等病史；(3)经CTA或MRA或彩超检查提示双侧或一侧椎动脉狭窄程度>70%；(4)HR-VWI图像不清晰难于诊断。

1.2 方法

1.2.1 HR-VWI检查序列及后处理 影像学检查使用Siemens Skyra 3.0T(西门子，德国)磁共振扫描仪器，20通道头颅线圈。对头部进行3D TOF MRA、HR-VWI、弥散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)、T1WI及T2WI常规序列扫描，增强对比剂为钆喷酸葡胺(Berlin，德国)静脉注射。3D TOF MRA能全方位提供颅内动脉走行、管腔变化信息，HR-VWI采用自旋回波、空间饱和带和双反转恢复等技术抑制血液及脑脊液信号，使得血管壁结构在周围组织信号衬托下显示清晰。扫描各序列和参数如下：T1WI:TR1800 ms,TE9.0 ms,视野(FOV)：230 mm×230 mm，层间距1.2 mm，矩阵256×320。T2WI:TR4500 ms，TE95 ms，FOV230 mm×230 mm，层间距1.2 mm，矩阵240×320。FLAIR：TR8800 ms，TE94 ms，FOV：230 mm×230 mm，层间距1.2 mm，矩阵139×256。DWI:TR4300 ms，TE98 ms，FOV：220 mm×220 mm，层间距1.2 mm，矩阵130×144。3D TOF-MRA：TR21 ms，TE3.6 ms，FOV220 mm×220 mm，层间距-4.2，矩阵：192×320。T1-SPACE：TR980 ms，TE 22 ms，FOV：180 mm×180 mm，矩阵：226×256。图像后处理使用Vesselmass后处理软件(荷兰莱顿医学中心Medis公司)。

1.2.2 HR-VWI斑块图像分析 斑块定义为管壁存在偏心性增厚，目测最薄部分的厚度小于最厚点的50%[6]。斑块表面不连续为斑块表面不光整且凹凸不规则。斑块分布为选择斑块最狭窄层面，将BA血管壁分别为左侧壁、 右侧壁、 腹侧壁及背侧壁，当累及不止一个象限时，选择斑块最厚象限(见图1)[7]，斑块累及象限是选择管腔最狭窄层面，斑块超过象限的50%就可计为累及其象限。斑块负荷(PB)为斑块血管壁面积(WA MLN)与斑块血管面积(OA MLN)比值，PB=(WA MLN/OA MLN)×100%。BA狭窄率在HR-VWI图像评估，狭窄程度=(1-BA最狭窄层面管腔直径/狭窄近端或远端正常血管管腔直径)×100%。斑块长度=斑块切片层数×切片厚度+切片间隙，所有图片均由两位有经验的神经影像医师双盲分析，如产生分歧，由两位医师协商达成一致。

2 结 果

2.1 急性脑桥梗死和无症状脑桥梗死患者的一般资料 最终84例患者纳入本研究，急性脑桥梗死组有39例(46.4%)，无症状脑桥梗死组有45例(53.6%)。急性脑桥梗死组发病年龄低于无症状脑桥梗死组(P=0.009)，其他临床资料无统计学意义(P>0.05)(见表1)。

表1 急性脑桥梗死与无症状脑桥梗死的临床资料

2.2 急性脑桥梗死和无症状脑桥梗死的HR-VWI的BA斑块分布 在HR-VWI上，发现BA斑块最常见于双侧壁(48.8%，n=41);其次为BA的背侧壁(27.4%，n=23)和腹侧壁(23.8%，n=20)。有症状脑桥梗死组比无症状组斑块更多位于双侧壁(P=0.030)，无脑桥梗死组腹侧壁斑块发生率高于有症状组(P=0.005)(见表2)。

表2 急性脑桥梗死和无症状脑桥梗死组的斑块分布比较

2.3 急性脑桥梗死和无症状脑桥梗死的HR-VWI的BA斑块累及象限 患者斑块仅累及一个象限25例(29.8%)，累及两个和两个象限以上的斑块59例(70.2%)，斑块累及象限在两组间无统计学意义(P>0.05)(见表3)。

表3 急性脑桥梗死和无症状脑桥梗死组的斑块累及象限比较

2.4 急性脑桥梗死和无症状脑桥梗死的HR-VWI的BA斑块形态学特征 急性脑桥梗死组斑具有更高的斑块狭窄率(42%，P=0.036)，急性脑桥梗死组斑块不连续27例(75%)，无症状脑桥梗死不连续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)，两组间的斑块长度、LD MLN、OD MLN、OA MLN、Vouter、V wall无统计学意义(P>0.05)(见表4)。

表4 急性脑桥梗死和无症状脑桥梗死的斑块形态学比较

A：垂直斑块长轴所在的基底动脉进行重建(黄色线)；B：基底动脉管腔最狭窄的层面，2条以水平面成45°的线互相垂直(黄色线)，将血管壁分为右侧壁、左侧壁、腹侧壁、背侧壁，斑块位于右侧壁

3 讨 论

颅内动脉粥样硬化是导致脑缺血性卒中的一个重要脑血管病。HR-VWI能清晰观察BA血管形态、斑块位置分布、斑块累及象限、斑块表面是否连续、斑块形态等。本研究通过HR-VWI发现，与比无症状脑桥梗死组对比，有症状急性脑桥梗死组BA斑块的部位分布更倾向位于在穿支开口附近，并且有症状急性脑桥梗死组的BA管腔具有更高的狭窄率，斑块表面更不连续、斑块厚度更厚、血管壁面积更大和斑块负荷更大，表明HR-VWI有助于提取不稳定斑块的影像学特征，提示BA粥样硬化斑块分布和高风险的斑块形态学特征与脑桥缺血性卒中事件密切相关。

BA斑块分布具有重要的临床意义，与前循环相比，BA的血管成形术和支架植入后导致的穿支动脉闭塞率更高，与“雪犁效应”紧密相关[1]，早期Fisher和Caplan病理组织切片表明BA穿支动脉粥样硬化斑块容易造成脑桥梗死[8,9]。本研究利用HR-VWI分析84例患者BA斑块分布，发现在有症状脑桥梗死组的BA斑块多分布在侧壁，无症状脑桥梗死组斑块多分布在腹侧壁。BA背侧壁及双侧壁较穿支分布较多，腹侧壁分出穿支动脉很少[10]，有症状的脑桥梗死的BA斑块分布比无症状脑桥梗死更容易分布穿支开口处，因此，更容易发生斑块堵塞斑块开口而发生灌注不足。斑块分布与低壁切力(wall shear stress，WSS)环境有关[11]，动脉粥样硬化斑块被认为优先发生于分支血管对立侧[12]，由于基底动脉是由2条动脉血流汇合1条动脉血流的血管，与分叉的血流相比，汇合的血流具有更复杂的血流动力学，BA形成于胚胎发育长度约5～8 mm[13]，两条椎动脉在颅内部分向前延伸，于脑桥前汇合呈基底动脉，其生长发育过程中受血流动力学的调节[14]，研究显示BA侧壁存在低WSS[15]。低WSS环境有利于脂质沉积和巨噬细胞黏附血管壁，血管内皮易受损，可通过内皮功能障碍和继发炎症引发动脉粥样硬化形成[16]。本研究结果与Yu研究[17]稍存在差异，提出有症状的脑桥梗死的BA斑块多分布于背侧壁，形成原因可能是复杂的血流动力学及椎基底动脉形态差异。但本研究与Chen[18]研究结果类似，发现BA斑块更常见于双侧壁，我们的发现与Ravensbergen[15]尸检病理报告提出BA斑块分布部位多位于双侧壁的结果相符。

Chen[18]在研究基底动脉斑块累及象限得出，累及一个象限斑块约17.7%；累及两个及两个以上象限达82.3%。本研究的基底动脉斑块累及象限累及两个及两个以上象限约70.2%，斑块累及象限在急性脑桥梗死和无症状脑桥梗死间无统计学意义。斑块累及象限是选择管腔最狭窄层面，斑块超过象限的50%计为累及其象限，这可能评估累及象限存在不足，因此，需要更好评估斑块累及象限方法，或更多临床实验做全面的研究。

在前循环研究显示，有症状大脑中动脉斑块表面不规则与无症状组比为71.4%∶18.7%，有症状大脑中动脉管腔狭窄率更高，具有更大的血管壁面积和斑块负荷[4,19]，提出颅内管腔狭窄、斑块负荷是斑块不稳定的影像学特征，是缺血性卒中事件的重要危险因素。本研究后循环中，得到类似的结论，急性脑桥梗死的BA斑块表面不连续27例(75%)比无症状组9例(25%)多，急性脑桥梗死组的BA管腔狭窄率、WTmax、WAMLN的百分比比无症状脑桥梗死组大，斑块破裂可以导致斑块表明不连续，富含脂质核心等的不稳定斑块可具有更高的管腔狭窄率，本研究提出，在后循环中，这些影像表现是导致脑缺血性卒中的危险影像特征。

斑块负荷指血管动脉粥样硬化后血管发生结构改变，在冠状动脉中，斑块负荷被用来表示疾病损伤的严重程度之一[20]，研究表明斑块负荷与不稳定有关，破裂的斑块具有更高的斑块负荷[21]。斑块负荷是责任斑块的重要特征[22]，责任斑块常常表现不稳定。更大的斑块负荷与斑块钙化、斑块出血、丰富脂质核心坏死及斑块表面破裂显著相关[20]，其病理生理是组织易发生炎症、炎性因子诱导巨噬细胞、增加基质金属蛋白酶表达[23]。本研究发现急性脑桥梗死组的BA斑块负荷比无症状脑桥梗死组更高，这结果提示造成有症状脑桥梗死组BA的粥样硬化斑块比无症状组更不稳定。

本研究存在几个局限性。首先，导致BA斑块分布的血流动脉学病理生理学复杂，尚没有得到明确的证明。其次，由于BA位置深、细小，并走行迂曲，在半自动勾画斑块内侧壁及外侧壁可能存在一定误差。再者，本研究未对斑块成分性质影像学特征探讨，亦缺乏病理验证，故需要更多的研究证明。但本研究利用HR-VWI技术对有症状急性脑桥梗死和无症状脑桥梗死BA的斑块部位分布和形态学特征提出不稳定斑块的HR-VWI特征，对疾病个体化选择治疗具有非常重要意义。