症状性大脑中动脉狭窄管壁特征的HRMRI研究

张连雪，杨本强，王子文，徐志华，段阳

动脉粥样硬化是全身性疾病，常累及头颈部大血管，导致脑供血动脉的狭窄，是缺血性脑卒中的主要危险因素。近年来颈动脉斑块成像技术备受重视[1]。颅内动脉斑块成像技术的研究不多，这与颅内动脉位置深、管径小、技术方面存在难度相关，但随着我国脑卒中患者人数的增加，开展颅内动脉粥样硬化的评价在我国具有更重要的临床意义。

高分辨率磁共振成像(high-resolution magnetic resonance image，HRMRI)技术的临床应用为观察颅内狭窄血管斑块性质及管壁结构带来了可能[2]。HRMRI被认为是目前唯一能够在活体显示颅内动脉管壁结构及斑块特征的无创易行的检查手段[3]。对于症状性大脑中动脉(middle cerebral artery，MCA)狭窄患者每年的卒中再发生率为12.5%，而非症状性MCA狭窄患者每年的卒中再发生率为2.85%[4]。因此，研究症状性MCA狭窄患者MCA斑块的分布、形态和信号等特点对于临床治疗方案的确定和患者预后的评估具有重要意义，而这方面的研究较少。本研究在应用HRMRI技术对症状性MCA粥样硬化性狭窄的患者斑块特点进行分析，为其临床治疗方案的确定提供参考。

1 材料与方法

1.1 病例选择

分析我院2015年12月至2016年6月入院的127例大脑中动脉粥样硬化性狭窄患者，病例纳入标准：(1)患者3 d内MCA供血区出现缺血性脑卒中或短暂性脑缺血发作，所有患者在发病一周内进行MR检查。(2)排除其他血管病，例如血管炎、夹层、烟雾病、心源性梗死(房颤)、心功能不全、凝血功能障碍等。(3)排除运动伪影导致图像无法观察。(4)排除同侧颈内动脉狭窄(狭窄率≥50%)，患侧、后循环及其他血管狭窄。127例患者均有完整的临床病史资料，包括年龄、性别、高血压、高血脂、吸烟史、饮酒史、糖尿病。本研究获得我院伦理委员会批准，所有患者或家属均签署知情同意书。

1.2 检查仪器设备

GE Discover 750 3.0 T MR (美国GE公司)；8通道头线圈(美国GE公司)；Siemens Leonardo AW Volumeshare 4工作站。

1.3 扫描技术及参数

GE Discover 750 3.0 T磁共振扫描参数：GE Discover 750 3.0 T MR (美国GE公司)行常规MRI平扫(T1WI、T2WI）、扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)、磁共振血管成像(magnetic resonance artery，MRA)和HRMRI检查。首先进行DWI序列扫描，根据DWI是否出现新发梗死分为症状性组和非症状性组，然后进行常规的3D TOF MRA检查，对于症状性患者定位患侧大脑中动脉M1段，结合MRA重建图像和原始图像，做垂直于血管长轴的矢状位HRMRI序列。DWI序列：TR=3000 ms，TE Minimum，FOV=240 mm×240 mm，矩阵=160×160，层厚=6 mm，NEX=1。3D-TOF-MRA序列：TR Minimum，TE Minimum，FOV=240 mm×240 mm，矩阵=256×256，层厚=1.2 mm，NEX=1。T1WI序列：TR=1750 ms，TE=24 ms，FOV=240 mm×240 mm，矩阵=192×192，层厚=6 mm，NEX=1。T2WI序列：TR=5177 ms，TE=80 ms，FOV=240 mm×240 mm，矩阵=160×160，层厚=6 mm，NEX=1。HRMRI序列：TR=3400 ms，TE=56 ms，FOV=130×130，矩阵=256×256，层厚=2.0 mm，NEX=4。

1.4 病例分组及图像分析

1.4.1 病例分组

症状组定义为DWI出现新发梗死患者具有临床症状，非症状组定义为DWI上无新发梗死患者无临床症状。

1.4.2 图像分析

图像质量分为3级：1级好，图像显示优，对比度好，无伪影；2级良，图像显示病变欠清晰，对比度略差，轻度伪影不影响图像分析要求；3级差，图像显示病变不清，无法进行分析。分析管腔斑块的位置和形态，斑块区域的划分在Siemens Leonardo AW Volumeshare 4 后处理工作站(Siemens公司，德国）完成，斑块的位置分布是根据血管狭窄处的管腔矢状面作交叉的垂直线，将管腔平均分为4部分，斑块分布为上壁、后壁、下壁、前壁。若斑块同时分布于两个以上的部位以斑块占管壁多的部分确定斑块的分布位置，如图1。判断斑块内信号的高低以同层脑灰质为对比，高于同层脑灰质定义为斑块内的高信号，斑块表面形态是否规则[5]，所有图像的分析均由两位资深放射科医生双盲进行分析，但两者出现分歧时需要协商解决。

1.5 统计学方法

图1 症状性MCA患者，男，41岁。A：矢状位HRMRI斑块示意图；B～D：左侧肢体无力15 h，糖尿病4年。B：右侧放射冠急性期梗死；C：MRA右侧大脑中动脉局限性狭窄；D：管腔为上壁斑块，斑块内见高信号，表面规则 图2 症状性MCA患者。同一患者男59岁左侧肢体无力4 h。A：右侧放射冠急性期梗塞；B：MRA右侧MCA轻度狭窄；C：管腔为前壁斑块，斑块内见高信号，表面规则Fig.1 A forty-one-year-old man, symptomatic MCA patient. A: Plaque in sagittal HRMRI; B—D: The same patient with fifteen hours weakness in his left side, diabetes for 4 years. B: Acute infarction in the right corona radiata; C: There was stenosis in right MCA in MRA; D: The picture was shown superior plaque with hyperintensity and regular surface. Fig.2 A symptomatic MCA stenosis patient. A fifty-nine year old man with four hours weakness in his left side. A: Acute infarction in the right corona radiata plaque in sagittal HRMRI; B: There was slight stenosis in right MCA in MRA; C: The picture was shown ventral plaque with hyperintensity and regular surface.

2 结果

135例患者中，8例患者因不能进行数据测量和分析而被排除，包括2例图像质量差(评分＜2分)患者及6例冠心病患者，最终共有127例患者纳入研究。症状组患者101例，非症状组患者26例。

糖尿病患者在症状组和非症状组差异具有统计学意义(χ2=23.446，P＜0.001)。男性患者在症状组和非症状组中差异具有统计学意义(χ2=5.104，P=0.024)，年龄、高血压、高血脂、吸烟史、饮酒史在症状组和非症状组中差异无统计学意义(P＞0.05)，详见表1。

127例患者中斑块有110例，均表现为偏心性斑块，症状组95例，非症状组15例。110例斑块中前壁斑块最多为44例，症状组35例，非症状组9例。症状组患者中上壁斑块最多，为39例，非症状组中上壁斑块2例，症状组中上壁斑块明显多于非症状组上壁斑块，差异具有统计学意义(χ2=4.257，P=0.039)。症状组中斑块表面不规则79例，非症状组7例，斑块表面不规则在症状性患者和非症状性患者中差异具有统计学意义(χ2=8.087，P=0.004)。症状组高信号70例，非症状组内高信号6例，症状组高信号明显多于非症状组(χ2=5.396，P=0.020)，详见表2。两名放射诊断科医师对斑块分布、斑块内信号、斑块表面的一致性分析，Kappa值为0.920。

表1 症状组和非症状组临床基线资料Tab.1 The clinical information of symptomatic and asymptomatic group

表2 症状组和非症状组斑块特点Tab.2 The plaque characteristics of symptomatic and asymptomatic group

3 讨论

颅内动脉粥样硬化性疾病导致的缺血性脑卒中事件的发生和脑卒中事件的再发是多数脑血管病患者死亡的主要原因[6]。而缺血性脑卒中事件的发生常和不稳定斑块相关，影响患者的生活质量。HRMRI技术可实现对活体内动脉粥样硬化斑块的构成和管壁特征非侵入性成像[7]，可用来判断斑块的性质，斑块性质的判定对于含有脑血管病事件风险的高危患者尤为重要[8]。脑卒中患者根据病情不同临床表现有所不同，一些患者临床症状明显，而另一些患者则发病隐匿。症状性患者通常指患者临床症状明显并且出现新发梗死，而非症状性患者临床症状隐匿未出现新发梗死。本研究中通过对比症状性和非症状性患者的表现，分析症状性患者斑块的特点，旨在帮助临床评估患者的严重程度，为临床治疗方案的确定提供更多有价值的信息。本研究分别从患者的临床基线情况、斑块分布、斑块内信号的变化、斑块表面的形态进行分析。

对比症状组和非症状组患者，症状组中男性患者明显多于女性，分析原因一是在选择病例时，症状组患者中男性较多，存在一定偏倚；其次男性较女性存在更多发生动脉粥样硬化的易感因素，比如吸烟、饮酒等。糖尿病在症状组和非症状组中差异存在统计学意义，先前报道[9-10]发现在白种人糖尿病患者更易发生颅内动脉硬化性疾病，2型糖尿病是颅内血管病变的独立危险因素。但糖尿病和颅内动脉硬化性疾病的联系的原因尚不明确。在中国人颅内血管病变的危险因素中糖尿病同样是一个重要的影响因素[11]，而年龄、高血压、高血脂、吸烟史、饮酒史在两组差异中无统计学意义，尚不能认为是症状性大脑中动脉粥样硬化的独立高危原因。

Xu等[12]和Yoon等[13]研究发现，在症状性MCA狭窄患者中上壁斑块较多，本研究中与其结果一致，上壁斑块在症状性MCA狭窄组明显多于非症状性MCA狭窄。而其余位置斑块的分布在两组之间无差异。依照神经显微解剖学[14-15]研究发现大多数穿支动脉起源于MCA的M1段的上壁和后壁，本研究中斑块多发生于前壁，后壁斑块较少，与斑块常见发生部位的病理生理学机制相符，即斑块多发生于穿支动脉开口对侧，见图2。

本研究中症状组内斑块表面不规则明显多于非症状组，这说明症状组内MCA的狭窄可能与不稳定斑块相关，这与Zhao等[16]的研究结果一致，对于MCA粥样硬化患者，由于无法获取活体的颅内动脉粥样斑块，只能参考颅外动脉粥样硬化斑块MR信号特点分析。而参照颈动脉的HRMRI研究[17]分析原因为斑块的不规则表面可能和不稳定斑块的破裂或斑块表面的溃疡有关。

先前的研究[10，18]发现HRMRI上MCA斑块内出现高信号。Chung等[19]研究报道MCA 斑块内的高信号在症状性MCA狭窄患者和非症状性MCA狭窄患者中的分布无差异，Xu等[18]研究认为斑块内的高信号与MCA狭窄患者是否出现症状无关，参考颈内动脉斑块的特点，斑块内的高信号可能代表斑块内的纤维帽或斑块内出血。而Ryu等[3]认为在症状性MCA狭窄患者中HRMRI上斑块内的高信号明显多于非症状性MCA狭窄患者。本研究中斑块内的高信号在症状性患者和非症状性患者中存在差异，与Ryu等[3]研究一致。

本研究中没有对缺血性脑卒中患者的类型进一步分型，不同类型的脑卒中MCA斑块可能有不同的形态或信号特点，对于脑卒中患者没有随访结果，无法得知症状性MCA患者的复发或新发卒中事件与MCA斑块特征的关系。本研究未对症状组患者进行增强检查，增强检查可以更加清晰地显示大脑中动脉情况，对于判断症状组内斑块的特点具有更重要的意义，明确斑块的性质，在未来的研究中会进一步完善。

总之，本研究应用HRMRI成像技术实现了对症状性MCA粥样硬化斑块的形态和信号特征无创的研究和评价，HRMRI可以鉴别症状性MCA狭窄和非症状性MCA狭窄患者中的斑块特点。糖尿病是脑卒中患者大脑中动脉粥样硬化的独立危险因素。HRMRI中症状性MCA粥样硬化患者斑块多表现为上壁斑块、斑块表面不规则、斑块内出现高信号，明确颅内斑块的特点有助于临床治疗方案的确定。

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