颅内VW-MRI 豆纹动脉成像：大脑中动脉粥样硬化斑块与梗死类型的关系

杜子伟 赵登玲 张毅 李澄 缪滢钰 陈晓晖

豆纹动脉（lenticulostriate arteries, LSA）由大脑中动脉（middle cerebral artery, MCA）发出并向基底节和内囊区供血，是走行于深部皮质下最重要的穿支动脉[1]。LSA 位置特殊且管径纤细，极易梗死并引起相应区域缺血。根据LSA 梗死的病因分型有助于指导病人的治疗。根据急性卒中Org10172 治疗试验TOAST（trial of Org 10172 in acute stroke treatment）病因分型，LSA 梗死依病因可分为：①大动脉粥样硬化型，基底节区可见多发急性梗死灶，且任一病灶直径＞15 mm，载体动脉狭窄程度＞50%；②小动脉闭塞型，基底节区单发梗死灶，且梗死灶直径＜15 mm，载体动脉狭窄程度＜50%；③心源性栓塞型；④不明原因型[2-3]。该分型对梗死灶直径以及载体血管狭窄程度存在定量限度，往往由于某一指标不达标归类为不明原因型，而耽误治疗。但随着影像技术的进展，研究发现血管狭窄程度与梗死分型并不完全相关，比如我国研究者提出的缺血性卒中分型（Chinese ischemic stroke subclassification,CISS）[4]没有将载体动脉狭窄程度作为分型标准。因此，尝试发现一种良好的影像技术，在清晰显示MCA 血管壁斑块情况的同时，又能显示LSA 数量及分支，对于探索LSA梗死的发病机制有重要价值。目前，颅内MR 血管壁成像（vesselwallmagneticresonanceimaging,VW-MRI）被认为是无创性检测颅内动脉粥样硬化斑块的最佳方法[5]。研究[3,6]采用二维VWI 检测到40%～63.2%基底节区脑梗死病人的MCA 粥样硬化斑块，提示载体动脉粥样硬化斑块可能是引起LSA 梗死的重要原因。本文尝试利用三维VW-MRI 评估MCA 斑块体积及同侧LSA 数量、长度在不同梗死类型病人中的表现，并进一步探讨LSA 梗死的发病机制。

1 资料和方法

1.1 一般资料 回顾性纳入2017 年12 月—2019 年6 月于东南大学附属中大医院因可疑脑卒中或其他脑血管病行头颅MRI 检查的病人58 例，均经VWMRI 检查明确诊断。其中，单侧基底节区急性脑梗死病人 39 例，男 28 例，女 11 例，年龄 45～75 岁，平均（60.92±12.21）岁；无急性脑梗死灶且单侧MCA无斑块的19 例病人作为对照组，包括男8 例，女11 例，年龄 42～81 岁，平均（63.84±12.05）岁。纳入标准：①病人出现症状2 周内行常规MRI[T1WI、T2WI、液体衰减反转恢复（FLAIR）、VW-MRI、三维时间飞跃法MR 血管成像（3-dimensional time of flight magnetic resonance angiography,3D-TOF MRA）和扩散加权成像（DWI）]检查。②临床资料完整。③影像能够清晰显示MCA 血管壁结构和LSA 分支。排除标准：①双侧大脑半球多发急性梗死灶或单侧纹状体内囊区多发但梗死灶直径均＜15 mm。②有脑出血、血管炎、烟雾病或夹层等易发生卒中的非动脉粥样硬化性血管病变。③同侧MCA 或颈内动脉闭塞病史。④超声检测发现同侧颅外颈动脉同时存在50%以上狭窄或不稳定斑块。⑤有心源性脑梗死证据。

1.2 设备与方法 采用Philips IngeniaⅡ3.0 T 超导MRI 扫描设备，16 通道头颈线圈。病人取仰卧位、头先进方式扫描。所有病人依次行3D-TOF MRA、常规头颅MR（IT1WI、T2WI、DWI、FLAIR）及3D T1WI VW-MRI 扫描。横断面3D-TOF MRA，扫描参数：TR/TE 15 ms/3.5 ms；翻转角 18°；层厚 0.5 mm；矩阵268 mm×180 mm；FOV 200 mm×200 mm；体素 0.75×0.75×0.75；激励次数（NEX），1；扫描时间 3 min。3D T1WI VW-MRI 在冠状面上获得，应用三维各向同性自旋回波序列（3D VISTA 序列）扫描参数如下：TR/TE，800 ms/16 ms；翻转角 90°；层厚 0.5 mm；矩阵400 mm×400 mm；FOV 200 mm×200 mm；体素 0.5×0.5×0.5；NEX 1；扫描时间 5 min 28 s。

1.3 影像评估 由2 名神经影像专业副主任医师在不知道临床病史的前提下进行独立阅片，如诊断意见不一致经协商确定。根据39 例脑梗死病人常规MRI 影像表现再分为2 组：①大动脉粥样硬化型，即单侧基底节区多发较大皮质下梗死（larger subcortical infarction, LSI）21 例，任一病灶直径≥15 mm，包括壳核、苍白球、内囊和尾状核（图1）；②小动脉闭塞型，即基底节区单发较小的腔隙性梗死（smaller lacunar infarction,SLI）18 例，单发梗死灶直径＜15 mm（图 2）。

1.3.1 斑块体积定义 将VW-MRI 图像导入清影华康商业斑块Vessel Explorer 2.0 分析软件，在三维多平面重组影像上人工勾画并计算LSI 及SLI 组单个受试者同侧MCA（M1～M2 段）所有斑块的总体积（mm3），以邻近的近端、远端或对侧血管段为参照（图 3）。

1.3.2 LSA 分析 将T1VW-MRI 平扫原始冠状面图像导入Philips 后处理工作站进行最小强度投影（MinIP）影像重组。由2 名医师共同阅片识别出MCA M1 段的LSA。测量LSI 及SLI 组斑块侧和对照组LSA 的数量和平均长度。对长度＞5 mm 的LSA分支进行统计[7]。

1.4 统计学方法 采用SPSS21.0 软件进行统计分析。采用Kolmogorov-Smirnov 检验评估计量资料的正态性。符合正态分布的计量资料以均数±标准差（）表示，2 组间比较采用独立样本 t 检验；3 组间比较采用单因素方差分析，进一步两两比较采用LSD-t 检验。计数资料以例（%）表示，3 组间比较采用χ2检验。采用无序多分类Logistic 回归模型分析梗死分型的影响因素。采用组内相关系数（intraclass correlation coefficient,ICC）评价 2 名医师测量的一致性，ICC＜0.4 为一致性差，0.4～0.75 为一致性一般，＞0.75 为一致性较好。P＜0.05 为差异有统计学意义。

图1 LSI 组病人男，70 岁，突发右侧肢体无力1 d。A 图为DWI 影像，可见左侧基底节区多发大小不一急性梗死灶（箭头）；B-D 图为VW-MRI 影像，冠状面（B）可见左侧MCA M1-2 段管腔明显狭窄（箭头）；管腔横断面（C）可见明显斑块影；冠状面最小强度投影（MinIP）影像（D）上显示右侧LSA数量及长度较左侧明显多且长（箭头）。

图2 SLI 组病人女，46 岁，出现右侧肢体乏力持续10 min后恢复。A 图，DWI 上显示左侧基底节区单发直径10 mm 的腔隙性梗死灶（箭头）；B-D 图为 VW-MRI 影像，冠状面（B）仅在左侧MCA 起始段发现管壁稍毛糙（箭头）；横断面（C）显示管壁稍增厚（箭头）；冠状面MinIP 影像（D）可见双侧LSA显示清晰，数量及长度大致相同（箭头）。

2 结果

2.1 3 组病人临床资料比较 3 组病人的临床资料差异均无统计学意义（均P＞0.05），详见表1。

图3 MCA 动脉M1 段拉直图像，绿色椭圆为管壁内径，蓝色椭圆为管壁外径，两者间隔为增厚的管壁，右下角图所示管腔横断面斑块勾画图。

2.2 3 组间 LSA 分支长度及数量比较 LSI、SLI 和对照组的LSA 平均分支长度和分支数量分别为13.48±2.99、15.8±2.71、16.4±2.69 mm，2.00±0.77、2.78±0.94、3.11±1.15 支，差异有统计学意义（F=6.045，P=0.004；F=7.012，P=0.002）。其中，LSI 组的分支长度最长和数量最少（均P＜0.05），SLI 组和对照组间分支长度和数量差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

2.3 LSI 和SLI 组斑块体积比较 LSI 组的斑块体积大于 SLI 组[分别为（87.5±17.7）mm3、（75.5±9.4）mm3，t=2.579，P=0.014]。

2.4 LSA 梗死分型无序多分类Logistic 回归分析 以对照组为参考，豆纹动脉长度越短和分支数越少归类为LSI 组风险增加，OR（95%CI）值分别为0.665（0.497～0.890）、0.253（0.106～0.604）；而 SLI 组的豆纹动脉长度和分支数并不是和对照组相区别的重要因素，结果见表2。

2.5 测量一致性 2 名医师测量斑块体积和长度的一致性较好，ICC 分别为 0.78（95%CI：0.48～0.89）和 0.84（95%CI：0.58～0.92）。

3 讨论

Djulejic′等[8]通过对 32 具 31～63 岁的无脑血管病尸体的解剖发现，单侧大脑半球LSA 的平均数量为（8.1±6）支，长度为 2.0～14.9 mm；Gotoh 等[7]利用1.5 T TOF MRA 观察 21 名 19～44 岁健康志愿者的LSA 情况，结果显示左右大脑半球的LSA 平均数量分别为（1.5±0.8）支和（1.7±0.9）支，但不能精确测量LSA 的长度。近年文献[9-10]报道，LSA 在使用 7 T 超高场强或更高通道（32 通道及以上）头颅线圈时显示良好。Hendrikse 等[11]采用超高场强7 T 3D-TOF MRA 显示 LSA 数量为（7.0±1.8）支，平均长度为（23±6.6）mm。但目前超高场强还仅限于实验，应用在临床还有相当不确定性。文献[12]报道3 T VW-MRI 也能很好地显示LSA。我们结合本院设备自身情况对参数进行修改，可以较好地显示LSA。本研究中对照组LSA 数量和长度分别为3.11±1.15 和（16.4±2.69）mm。与上述研究对比发现，对照组测量LSA长度稍短于7 T 3D-TOF MRA，但明显优于大体解剖及1.5 T TOF MRA，表明3 T VW-MRI 能较好显示LSA。另外，“颅内MR 血管壁成像技术与应用中国专家共识”[13]表明VW-MRI 在颅内动脉粥样硬化、夹层、中枢神经系统血管炎、烟雾病及可逆性脑血管收缩综合征中可广泛应用。VW-MRI 在颅内动脉斑块影像特征与临床症状和预后的相关性研究是目前研究的热点。

本研究发现LSI 组的斑块体积大于SLI 组，而LSI 组的LSA 数量与长度均低于SLI 组和对照组，这与Okuchi 等[14]的研究结果基本一致。Logistic 回归分析也表明，LSA 的长度和分支数量是影响梗死分型的重要因素。目前认为导致LSI 组穿支动脉显示减少的原因可能与大动脉粥样硬化斑块脱落或累及LSA 分支开口导致远端血流减少从而降低了LSA 分支的显示有关[2,15]。

表1 3 组病人临床资料比较

表2 LSI 和SLI 的危险因素无序多分类Logistic 回归分析

目前使用最广泛的卒中分型系统是急性卒中Org10172 治疗试验TOAST 分型，但该分型并未阐明穿支动脉相关病变。Caplan[16]首次提出穿支动脉口粥样硬化病变的研究尚少，我国研究者[4]认为应该将穿支动脉疾病单独分型，并提出中国缺血性卒中亚型（CISS）：心源性、大动脉粥样硬化、穿支动脉疾病、其他病因和病因不明。穿支动脉疾病定义简单明确，即由于穿支动脉自身病变（如穿支口粥样病变或玻璃样变）导致穿支动脉区出现的孤立的急性梗死。目前影像学不能检测到穿支动脉管壁情况，所以多将穿支动脉疾病归为小动脉闭塞型。因此，本研究将穿支区域出现梗死的病人的载体动脉斑块体积及穿支分支、长度与不同卒中亚型进行比较分析。以CISS 分型结合TOAST 分型及诸多相关研究[17]将基底节区多发梗死且病灶>15 mm 归为LSI，将基底节区单发病灶<15 mm 列为SLI，结果显示LSI 组的LSA 分支长度/数量均小于SLI 组和对照组，而SLI 组的LSA 长度/数量与对照组差异没有统计学意义。多因素Logistic 回归分析进一步显示，LSA 梗死分型与其长度、分支数量有关，且这2 种因素仅对LSI 组分型有影响，而对SLI 组分型无影响。进一步说明穿支动脉供血区域多发较大梗死的病因可能更多属于大动脉粥样硬化型。该病因分类不仅支持既往研究[18-19]的结论，而且更有利于卒中的治疗及预后判断。综上，依据梗死灶部位、大小、数量、斑块体积及穿支动脉情况可初步判断穿支动脉供血区域梗死的病因分型。

本研究仍然存在一些局限性。首先，未对斑块的稳定性进行分析，在研究中发现许多动脉粥样硬化斑块体积较大，但并未造成明显血管狭窄的病变，考虑这可能与正性重构有关。文献[20]报道具有正性重构特征的斑块具有脂质核心大、纤维帽较薄、斑块内炎性成分增多等特点，多为不稳定性斑块，易造成急性血管事件。其次，本研究样本量相对较小，可能存在选择偏倚，需要进一步的大样本数据来验证这一结果。再者，只讨论了斑块体积这一参数，而未将斑块面积、血管狭窄率及责任斑块等因素纳入分析。最后，目前的检查方法尚无法证实穿支动脉粥样硬化的存在，也无法证实载体动脉粥样硬化性病变是否为穿支动脉供血区梗死的责任病变。今后还应进一步分析斑块成分、稳定性及血管狭窄程度等对LSA 变化的影响并进一步研究穿支动脉粥样硬化相关问题。

总之，采用VW-MRI 对LSA 进行成像为研究深穿支梗死类型的发生机制提供了帮助，并为证明梗死与微血管损伤之间的关系提供了证据。无创检测LSA 数量及长度异常与否，将有助于识别高危病人并指导临床预防性治疗干预。