高分辨磁共振探讨大脑中动脉斑块形态和强化程度与脑梗死的关系

孙雪园，张红梅，牛琰鑫，陈 新

（第二炮兵总医院医学影像科，北京 100088）

◁论著▷

高分辨磁共振探讨大脑中动脉斑块形态和强化程度与脑梗死的关系

孙雪园，张红梅，牛琰鑫，陈 新

（第二炮兵总医院医学影像科，北京 100088）

目的：应用3．0T高场和高分辨率磁共振成像技术检查有症状的颅内大脑中动脉粥样硬化性斑块是否存在、形态及斑块增强度，评估斑块稳定性与脑梗死发生的关系。材料和方法：回顾性分析60例动脉粥样硬化性大脑中动脉的成像和临床数据，高分辨率T1WI显示斑块形态并测量斑块增强度和垂体增强度，两者之间比较分为3组：明显强化、轻度强化和无强化。结果：60例有症状的患者纳入统计，45例为偏心性斑块，研究19例急性期、14例亚急性期、15例慢性期和12例无脑梗死病灶的大脑中动脉斑块增强度，斑块增强度与垂体增强度间斯皮尔曼相关系数及P值有统计学意义。结论：大脑中动脉粥样硬化性斑块呈偏心性比较常见，斑块强化程度与斑块稳定性、脑梗死发生率之间有密切的关系，这两点相结合可用于与其他血管性病变相鉴别。

梗塞，大脑中动脉；大脑中动脉；磁共振成像

颅内动脉粥样硬化性疾病（ICAD）是缺血性卒中的一个重要原因，占急性缺血性卒中病例的7%～10%[1-2]，尤其是炎症相关的动脉粥样硬化斑块[2]。与西方国家不同，亚洲人特别是中国人动脉粥样硬化更易累及颅内动脉，尤其是以大脑中动脉（MCA）最常见[3]。Klein等[4]对MCA及其供血区脑梗死的尸检结果进行对照研究发现，过去认为脑梗死可能是由于MCA中度狭窄（30%～69%）引起，传统的血管检查方法如CT血管成像（CTA）、MR血管成像（MRA）或数字减影血管造影（DSA）只能显示管腔的情况，不能观察管壁情况，在血管狭窄＜50%时可能会低估狭窄程度，甚至无阳性狭窄。高分辨率血管壁3T磁共振成像（HR-MRI）可以显示颈部动脉斑块的成分和性质，具有无创性、高分辨率及高敏感性等优势，而对于颅内动脉血管壁也有很好地描述和评价[3-5]，国外一些文献对颅内动脉斑块增强与缺血性卒中密切相关性已有报道，而本文是通过HR-MRI评估动脉粥样硬化MCA斑块强化程度，评估其稳定性与脑梗死的关系。

1 材料与方法

1．1 一般材料

我们回顾性分析2013年7月23日—2014年12月31日所有接受颅内血管高分辨率MR检查的患者，共503例，筛选出符合以下标准的动脉粥样硬化MCA狭窄患者60例：①不伴有同侧颈内动脉狭窄＞50%；②无大脑前动脉及基底动脉狭窄；③无心源性脑梗死；④排除夹层、动脉瘤及空碟鞍；⑤图像质量满足诊断标准，60例中男42例，女18例，年龄30～80岁，MCA供血区发生脑梗死分为4期[6]：急性期（＜1W）19例、亚急性期（≥1～3W）14例、慢性期（≥3W）15例、无脑梗死12例，临床表现均有症状，包括突发头晕、肢体麻木无力、行走不稳、言语不利等，临床后续治疗包括支架植入术、球囊扩张术及药物保守治疗。

1．2 方法

使用德国西门子公司Skyra 3．0超导型MR成像系统，20通道头颈联合线圈，扫描序列包括：常规头颅平扫 （T1WI、T2WI、FLAIR、DWI、ADC）、TOF、高分辨T1加权序列（HR-T1WI）、PWI及钆喷酸葡胺增强后HR-T1WI。首先对患者进行TOF扫描，HRT1WI根据其血管狭窄部位垂直血管长轴方向定位。HR-T1WI扫描参数：采用双反转黑血技术和脉搏门控技术，TR/TE=586ms/10ms，FOV 130×130，矩阵256×256，激励次数2，层厚3mm，层间距0．3mm，层数5，带宽201，回波链长度10。原始图像传到Syngo．via-Single Sign On工作站处理及分析。

1．3 增强前后斑块形态及信号强度判定

由2名经验丰富的医师在对临床资料不知情的情况下对动脉粥样硬化性斑块进行判定。斑块形态：偏心性斑块，以较宽的基底附着于动脉壁；向心性斑块，管壁斑块呈环形增厚，管腔向心性狭窄；闭塞性斑块，增厚斑块致管腔完全闭塞。斑块信号强度测量：在血管横截面上增强后斑块信号强度最大处，选取感兴趣区测量增强前和增强后斑块的信号强度，并测量垂体前叶增强前后信号强度，运用公式分别计算斑块信号和垂体信号强度 （公式：（增强后-增强前）/增强前），比较MCA斑块增强度与垂体增强度的关系，若大于或等于垂体增强度，则为明显强化；若小于垂体增强度，则为轻度强化；若斑块增强前后无明显变化则为无强化，得出MCA斑块的稳定性。

2 结果

本研究中入组60例全部为有症状的患者，MRI均清晰显示患侧MCA粥样硬化性斑块的形态及信号强度，其中8例为管腔闭塞（图1），3例为向心性斑块（图2），49例为偏心性斑块（图3）。每例患者斑块增强度都与垂体增强度对比，60例中26例斑块明显强化，增强度为96%～156%，22例轻度强化，增强度为10%～90%，12例斑块无强化，由于增强度为1%～10%强化程度较弱，归为无强化组。

19例急性期脑梗死患者行MRI检查，均在MCA水平段观察到管壁斑块形成，其血管供应脑实质区发现DWI高信号、ADC值减低，再根据患者发病时间诊断为急性期脑梗死，其中14例斑块明显强化，4例斑块轻度强化，1例斑块无强化。图1为1例急性期脑梗死患者的MRA、DWI、增强前后HRT1WI图像，HR-T1WI显示斑块占满整个管腔并明显强化，测得斑块增强度约为149%，比垂体增强度平均值高。

本研究中包括14例MCA粥样硬化性斑块亚急性期脑梗死患者，根据MRI扫描各序列及临床症状综合分析判断为亚急性期，其中1例MRA示两侧MCA均有狭窄，行HR-T1WI检查示右侧管壁不光滑、毛糙，未见斑块，左侧见偏心性斑块及其血管供应脑实质区梗死灶，故把左侧纳入统计，余均为单侧MCA斑块形成。14例患者中8例斑块明显强化（图2），4例轻度强化，2例无强化。

15例患者为慢性期脑梗死，均是脑梗死症状发生后4W～2年内行MRI检查（图3），其中2例斑块明显强化，10例轻度强化，3例无强化。余12例患者有脑梗死临床症状，但行MRI检查常规序列扫描未见脑梗死病灶，HR-T1WI见管壁不同程度斑块形成及强化（图4），其中2例明显强化，4例轻度强化，6例无强化。

考虑到MCA粥样硬化性斑块强化程度与脑梗死分期之间的关系时（表1），大部分斑块的增强度是接近脑梗死发生的时间，脑梗死发生后随着时间的推移斑块增强度有下降或无强化的趋势，根据SPSS 17．0统计软件进行数据处理，斑块增强度与垂体增强度间斯皮尔曼相关系数为-0．82，斑块明显强化，急性期联合亚急性期与慢性期联合无脑梗死之间对比，P＜0．05，表明有统计学意义。

表1 斑块强化程度与脑梗死分期关系

3 讨论

HR-T1WI采用双反转（DIR）黑血技术及脉搏门控技术采集图像，目前双反转快速自旋序列是研究血管壁成像最多且比较确切的方法，其血管壁成像软组织对比度好[2]，脉搏门控利用指脉探测夹夹套手指末节来探测脉搏心动周期的变化波，MR信号的采集是在舒张中末期，这个时段心脏血管运动相对静止[7]，两种技术相结合可以有效抑制血液湍流的影响，使管壁及斑块清晰显示。不会过高评价管腔狭窄程度[8]，但其成像时间较长，约为210 s。扫描范围小（5层），应用尚有一定的局限性。

图1 女，85岁，左侧肢体活动不利5 h。图1a：冠状位MRA-MIP示右侧MCA主干及分支闭塞；图1b：DWI示右侧侧脑室旁高信号；图1c：ADC与DWI相同位置病灶值减低；图1d，1e：垂直右侧MCA主干的矢状位T1WI图像，显示管腔闭塞，增强前斑块呈等信号，增强后斑块明显强化。 图2男，35岁，发作性右侧肢体无力、言语不利3周。图2a：横轴位MRA-MIP示左侧MCA水平段管腔狭窄（箭头）。图2b：矢状位增强前T1WI示腹侧壁斑块形成呈等信号。图2c：增强后T1WI示斑块明显强化。

Figure 1. A 85-year-old female patient，the left limb adverse events for five hours．Figure 1a:The coronal MRA-MIP shows the right MCA trunk and branch occlusion．Figure 1b:DWI demonstrates the right side ventricle hyperintensity．Figure 1c:ADC in the same location as DWI lesions shows lower ADC value，Figure 1d，1e:The sagittal T1WI images of right MCA trunk show that the lumen is occluded，precontrast plaque signal is isointensity，postcontrast plaque is strong enhancement．Figure 2. A 35-year-old male patient with paroxysmal right limb weakness，speech unfavorable for 3 weeks．Figure 2a:The axial MRA-MIP shows the horizontal section of the left MCA stenosis(arrows)．Figure 2b:Sagittal precontrast T1WI shows the ventral eccentric wall plaques and isointensity．Figure 2c:Postcontrast T1WI displays plaques strong enhancement．Figure 2c:Postcontrast T1WI displays plaques strong enhancement of enhanced．

此前MR成像和组织病理学研究表明，易损颅外动脉粥样硬化性斑块的特征在于一个薄的纤维帽，富含脂质坏死核心及斑块内出血[2]，而且斑块在发病机制和发展过程中血清炎症标记C反应蛋白（内皮细胞通透性增加、巨噬细胞相关的浸润、血管壁缺氧和血管外膜层血管增生）发挥着核心作用[5，9]，增强后T1WI示斑块增强表明斑块内含有炎症或新生血管形成，则更容易导致斑块破裂、出血及脱落，使斑块处于不稳定状态[2，5，10]。由于活体颅内动脉无法进行病理对照，根据MR信号特点来判定粥样硬化性斑块尚不完善[3]，但研究认为颅内动脉粥样硬化性斑块的性质与颈动脉斑块相似[10]，所以颅内动脉斑块不稳定性的因素可能是炎症或新生血管形成，斑块强化程度与斑块稳定性之间有密切的关系。

本研究结果显示81．7%患者的MCA粥样硬化性斑块呈偏心性，13%的患者管腔闭塞，斑块此特点可以与其他血管性病变相鉴别（动脉炎、血管收缩综合征、动脉夹层等）[8，11]。本研究中发病时间在3W以内的33例急性期及亚急性期脑梗死患者中22例患者颅内动脉粥样斑块明显强化，3W以上慢性期及无脑梗死的患者行MR检查，27例中有23例动脉粥样斑块轻度强化或无强化。鉴于颅内动脉粥样斑块的病理生理与颅外动脉斑块类似，则本研究中3W以内脑梗死的MCA斑块增强的结果类似于颅外斑块的结果，因此MCA斑块明显增强表示斑块处于不稳定状态，容易破裂、脱落，使MCA下游血管栓塞，发生供血区急性及亚急性脑梗死，斑块增强预计慢性期会逐渐减弱甚至不强化，脑梗死再发率也会减低。但目前没有充足的病理证据证明能否根据颅内动脉粥样硬化性斑块的强化程度来筛选脑梗死的高危患者，特别是极少数有症状无梗死灶的患者的动脉斑块也可能出现强化，则斑块增强程度是否与扫描时间窗有关，还需要进一步证实。

图3 女，62岁，左侧肢体麻木无力6周，智能下降1月。图3a：横轴位MRA-MIP显示左侧MCA水平段管腔狭窄（箭头）。图3b：矢状位增强前T1WI显示腹侧壁偏心性斑块呈等信号。图3c：增强后T1WI显示斑块轻度强化。 图4 男，43岁，发作性肢体无力5月。图4a：冠状位MRA-MIP显示左侧MCA水平段管腔狭窄（箭头）。图4b，4c：矢状位增强前后T1WI显示以下壁为主偏心性斑块呈等信号，增强前后信号未见明显变化。

Figure 3. A 62-year-old female patient，the left limb numbness for six weeks，intelligent decline for a month．Figure 3a:The axial MRA-MIP shows the horizontal section of the left MCA stenosis(arrows)．Figure 3b:Sagittal precontrast T1WI shows the ventral eccentric wall plaques and isointensity．Figure 3c:Postcontrast T1WI displays plaques mild enhancement．Figure 4. A 43-year-old male patient，paroxysmal limb weakness for 5 months．Figure 4a:The coronal MRA-MIP shows left MCA horizontal section stenosis(arrows)．Figure 4b，4c:The sagittal precontrast and postcontrast T1WI shows the following main eccentric wall plaques and isointensity，the signal did not change precontrast and postcontrast．

综上所述，高分辨率MR成像在MCA的应用，实现了颅内斑块形态及强化程度的认识，动脉粥样硬化性斑块呈偏心性比较常见，斑块强化程度与斑块稳定性、脑梗死发生率之间有密切的关系，这两点相结合可用于与其他血管性病变相鉴别。本研究仍存在一些局限性，如样本量较小、感兴趣测量时不可避免的主观误差、垂体太小测量不精准等，今后需增加样本量、应用新的增强技术（超小超顺磁性氧化铁粒子USPIO）及更精确的测量方法，对MCA粥样硬化性斑块增强进行更深入的探讨。

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The correlation between middle cerebral artery plaque morphology and enhancement degree and

cerebral infarction by high resolution MRI
SUN Xue-yuan,ZHANG Hong-mei,NIU Yan-xin,CHEN Xin (Department of Medical Imaging,General Hospital of Missile Army of PLA,Beijing 100088,China)

Objective:To evaluate the presence，shape and enhancement degree of symptomatic middle cerebral artery atherosclerotic plaques by 3．0T high-field and high-resolution magnetic resonance imaging technology，and to evaluate the relationship between the stability of plaque and cerebral infarction．Methods:The imaging and clinical data of 60 cases of atherosclerotic middle cerebral artery were analyzed retrospectively，HR-T1WI shows plaque morphology and enhancement degree between plaque and pituitary，and the comparison between plaque and pituitary divided into three groups:strong enhancement，mild enhancement and no enhancement．Result:Sixty cases of symptomatic patients were included in the statistics，and 45 cases had eccentric plaques．The enhancement degree of middle cerebral artery plaque in 19 cases of acute phase，14 cases of subacute phase，15 cases of chronic phase and 12 cases without cerebral lesion were analyzed．The Spearman correlation coefficients between enhancement degree of plaque and enhancement degree of pituitary and P values were statistically significant．Conclusion:Middle cerebral artery eccentric atherosclerotic plaques are more common，and there is a close relationship between the stability of plaque and the incidence of cerebral infarction，and the combination can be used to identify other vascular diseases．

Infarction，middle cerebral artery;Middle cerebral artery;Magnetic resonance imaging

R743．33；R445．2

A

1008-1062（2015）12-0837-04

2015-05-08

孙雪园（1989-），女，辽宁沈阳人，医师。

陈新，第二炮兵总医院医学影像科，100088。