MRI 3D SNAP序列对大脑中动脉斑块内出血的研究

宋明慧，岳云龙，郭劲松，左利利，张超，金延方

首都医科大学附属北京世纪坛医院磁共振室，北京 100038； *通讯作者 金延方 sjtjyf@163.com

动脉粥样硬化斑块是诱发缺血性脑血管事件的高危因素，而斑块易损程度是卒中风险的重要预测因子。目前影像研究关注的重点是斑块形态、分布情况、斑块内出血（intraplaque hemorrhage，IPH）及斑块异常增强等[1-2]。组织病理学研究认为IPH可能是病理状态下的红细胞外渗或局部铁沉积。与血管内超声及光学相干断层成像相比，MRI在颅内大血管IPH的研究中发挥更重要的作用。磁共振血管壁成像（vessel wall magnetic rensonance imaging，VW-MRI）是目前评估管壁结构和斑块特征的理想工具。然而，传统的二维图像采集方式扫描时间长，无法进行多方位、多角度观察，且管腔内信号易受脑脊液搏动的影响。三维非增强血管造影和斑块内出血成像（simultaneous noncontrast angiography and intraplaque hemorrhage imaging，SNAP）序列基于层块选择的相位敏感反转恢复序列作为基础设计，降低了对血液T1值估计和反转时间等参数设置准确性的要求，通过相位校正增加管腔、管壁及IPH间的信号对比，提高了IPH的显示。颈内动脉颅外段相关研究显示，SNAP序列识别的颈动脉斑块成分与组织病理学有较好的一致性[3]，且较磁化准备快速采集梯度回波序列更能敏感地发现较小的IPH[4]。本研究拟利用3D SNAP序列分析大脑中动脉（middle cerebral artery，MCA）粥样硬化斑块IPH分布特征，并探讨其与临床症状的关系。

1 资料与方法

1.1 研究对象 连续收集北京世纪坛医院2017年2月—2019年12月怀疑脑动脉硬化、经颅多普勒超声发现MCA 狭窄或可疑狭窄（血流速度>160 cm/s）并进行VW-MRI检查的病例，排除标准：①伴发同侧颈内动脉狭窄>50%；②无法确定病因的MCA 狭窄处向心性狭窄斑块，向心性斑块定义为斑块累及范围大于管壁环周的75%，且斑块最厚处管壁厚度不超过最薄处管壁厚度1.5倍；③非动脉粥样硬化导致的血管病变，如血管炎、moyamoya 病；④心源性脑梗死；⑤感兴趣区血管壁或管腔图像质量欠佳。最终纳入76例患者。本研究获得医院伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

1.2 方法 采用Philips Ingenia 3.0T MR 扫描仪，采用16 通道头颈部相控阵线圈。常规MR 头颅扫描完成后补充磁共振血管成像（magnetic resonance angiography，MRA）、T1 加权三维容积各向同性快速自旋回波序列（T1WI 3D VISTA）和三维非增强血管造影和斑块内出血成像（3D SNAP）序列。首先使用快速二维成像TOF 定位序列进行扫描，以Willis 环为中心进行轴位3D TOF MRA 以明确病变部位，然后行T1WI 3D VISTA 和3D SNAP序列，扫描参数为，①3D-TOF 序列：TR 23 ms，TE 4.6 ms，翻转角18°，视野（FOV）160 mm，层厚1.4 mm；②轴位T1WI 3D VISTA，TR 800 ms，TE 18 ms，FOV 130 mm，层厚0.6 mm；③轴位3D SNAP，TR 11 ms，TE 6.0 ms，FOV 160 mm，层厚0.8 mm，重组模式：相位敏感重组，分辨率0.40 mm×0.40 mm×0.40 mm；TI 518 ms，翻转角11°和5°，信号平均次数1次，扫描层数150层，使用选择性激发脂肪抑制技术，扫描时间约6 min 41 s。

1.3 数据分析

1.3.1 分组定义 将76例患者分为症状性狭窄44例和无症状性狭窄32例。症状性狭窄定义为就诊前4 周内有与MCA 相关的卒中或短暂性脑缺血发作史；无症状性狭窄定义为无脑血管事件发生，同时收集患者一般资料。

1.3.2 斑块位置和形态 将原始图像传输至星云工作站（v6.0.6.20039），浏览T1WI 3D VISTA 和SNAP黑血序列图像，并结合3D TOF MRA 找到管腔最狭窄处，以此为中心重建3D 序列垂直于MCA 管腔长轴的斜矢状位血管短轴像。①斑块位置分析：以血管最狭窄处的管腔中心为交叉点分别做水平线及垂直线，然后旋转45°将管腔分为上壁、后壁、下壁、前壁4个象限。根据T1WI 3D VISTA 序列上斑块最厚处位置定位斑块所属象限，偏心斑块累及范围>2个象限按2个斑块位置纳入。②斑块有无IPH：IPH 定义为SNAP 黑血序列斑块内高信号强度高于同层面大脑灰质信号的1.5倍[4]。所有图像分析均由2名有经验的MRI 诊断医师独立完成，遇到分歧时协商解决。

1.4 统计学方法 采用SPSS 16.0 软件，计数资料组间比较采用Fisher 确切概率法。正态分布的计量资料以±s表示，组间比较采用独立样本t检验。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者基本资料 44例症状组中，男29例，女15例；年龄41～88岁，平均（64±5）岁。32例无症状组中，男18例，女14例；年龄40～87岁，平均（62±5）岁。两组患者性别及年龄差异无统计学意义（P>0.05）。

2.2 斑块分布情况 76例患者中，偏心斑块78 处。两组IPH 差异有统计学意义（χ2=25.234，P<0.001；图1～3）；症状组中前壁及上壁斑块明显多于无症状组，差异有统计学意义（P<0.001，表1）。

图1 症状组患者，男，63岁，右侧MCA供血区脑梗死。3D-TOF序列示右侧MCA M1段管腔局限狭窄（箭，A）；DWI示右侧放射冠急性梗死灶（B）；SNAP黑血序列多平面矢状位重建示管腔前壁斑块IPH，表面尚规则（箭，C）

图2 症状组患者，男，60岁，左侧MCA 供血区脑梗死。3D-TOF 序列示左侧MCA M1 段管腔局限狭窄（箭，A）；DWI 示左侧半卵圆中心急性梗死灶（B）；SNAP 黑血序列多平面矢状位重建示管腔后壁斑块，未发现IPH，表面尚规则（箭，C）

图3 男，56岁，无症状组。3D-TOF 序列示右侧MCA M1 段管腔局限狭窄（箭，A）；DWI 未显示新发脑梗死灶（B）；SNAP 黑血序列多平面矢状位重建示管腔前壁斑块，未发现IPH，表面欠规则（箭，C）

表1 两组患者IPH 分布位置比较（IPH例数/斑块数）

2.3 症状组IPH分布情况 症状组内分布于前壁及上壁的斑块IPH的比率分别为83.3%、87.5%，明显高于后壁的50.0%及下壁的40.0%（P均<0.05），但前壁与上壁IPH分布比率差异无统计学意义（χ2=0.117，P>0.05）；后壁与下壁IPH分布比率差异无统计学意义（χ2=0.034，P>0.05）。

3 讨论

在急性脑血管事件发生之前，识别可能的罪犯斑块并进行危险度评估具有重要的临床意义，罪犯斑块的易损性特征提示其可能具有更高的急性脑血管事件发病风险[5]。血管壁的临床及影像研究由心血管到颈部大血管，再延伸到颅内大血管。尽管颅内大血管的组织结构与颈部血管基本一致，但颅内血管解剖位置较深、管腔内径更细小，图像的空间分辨率及信噪比易受多种因素干扰。颅内MCA的3D VW-MRI对斑块易损性的评价主要集中于IPH及斑块增强方面，尚难以对颅内斑块的脂质核和纤维帽结构进行定性和定量评估，与颈动脉血管壁成像不同。2D MRI研究发现，MCA斑块多好发于管腔前壁[6-7]，即穿支动脉开口的对侧；但也有研究表明症状组穿支动脉开口旁的上壁或后壁斑块更多见[7-8]。MCA斑块特征与临床脑梗死相关性研究显示，皮层下脑梗死的位置和类型可能取决于斑块的位置及易损性特征，而非是否存在斑块。Xu等[9]和Chung等[10]研究表明，症状组与无症状组的IPH出现比率无显著差异。而Ryu等[11]报道症状性MCA狭窄患者斑块内的高信号明显多于无症状性MCA狭窄患者。上述研究结果差异的可能原因为：①各研究临床基线资料和分组标准不统一；②多采用二维高分辨成像；③各研究扫描参数不一致；④采用不同权重的序列进行研究。3D VW-MRI具有更高的各向同性分辨率、更快的成像速度和更大的覆盖范围、更好的可重复性，是目前颅内血管壁成像的趋势，在颅内动脉管壁病变的诊断方面发挥越来越重要的作用[4,12]。

尽管SNAP序列在组织对比度方面不及常规黑血序列，但能显示更多和更小的出血信号[4,13]。目前尚无利用SNAP序列评估IPH在颅内大血管症状组和无症状组管壁分布情况的研究。本研究结合3D VISTA和SNAP序列评估两组患者斑块位置及IPH，症状组患者MCA的IPH发生率明显高于无症状组患者，进一步支持症状组IPH所造成的斑块不稳定性因素的假说。症状组前壁和上壁出现IPH的比率显著高于后壁及下壁。张连雪等[14]以新发脑梗死作为症状组纳入标准，发现上壁斑块内高信号明显更多。但本研究结果显示，前壁与上壁之间无显著差异，考虑与本研究样本量较小及纳入标准有关。理论上，短暂性脑缺血发作也可能存在MCA斑块及IPH，且IPH在SNAP序列中显示的高信号存在的时间较脑实质扩散受限存在的时间更长，本研究将短暂性脑缺血发作患者也纳入研究，并且纳入标准设定为发生急性脑血管事件4周以内，可能是本研究中发现了更多的前壁IPH的原因。因此导致症状组前壁和上壁IPH比率无显著差异。症状组前壁及上壁IPH明显多于无症状组，可能与局部血流动力学异常及炎症反应、新生血管形成、内皮细胞渗透性增加等因素有关。关于易损斑块的炎症相关的血管壁成像及临床数据相关性有待进一步研究。无症状组内出现5例SNAP序列高信号，本研究显示MCA斑块多见于前壁及上壁，且此处斑块更易发生IPH，提示对于临床发现的前壁及上壁斑块，应该给予更多的关注及随访。

本研究的局限性：①样本量较少，且为单中心研究，扩大样本量及多中心研究有助于进一步分析导致IPH 的原因；②未分析多模态序列在显示和分析斑块易损特征方面的作用，3D VW-MRI 不能得到真正意义上的T1/T2 权重图像，对斑块内信号特点的评估仍需进一步改善；③未进一步分析IPH 与脑梗死类型的相关性；④缺乏组织病理学证据。

总之，MCA 粥样硬化狭窄IPH 的信号和分布具有一定的特征，VW-MRI 3D SNAP序列是一种安全可靠的无创性影像学评价方法。