颅内动脉粥样硬化是导致缺血性脑卒中的重要原因，在亚洲人口中这一比例约为33%~67%^[1]，并以发生于大脑中动脉的粥样硬化病变为主。缺血性脑卒中具有致死、致残、复发率高的特点，并且每次复发造成的功能损害及疾病负担均明显大于首次发作，因此防治脑卒中复发意义重大。高分辨率磁共振(high-resolution magnetic resonance imaging，HR-MRI)可以用于评价斑块易损性、预测急性脑卒中风险、判断脑卒中预后^[2,3]，但是目前尚缺乏复发脑卒中患者大脑中动脉斑块特征的研究报道。因此，笔者运用HR-MRI管壁成像技术定性、定量分析初发与复发大脑中动脉斑块形态学特征差异，旨在探讨与复发急性缺血性脑卒中相关的大脑中动脉斑块形态特征，为预测脑卒中复发风险提供参考。

1　材料与方法

1.1　一般资料

       收集2012年2月至2016年4月在上海长海医院因急性缺血性脑卒中在脑外科及神经内科住院患者资料，纳入标准：(1)头颅CTA、MRA或DSA显示大脑中动脉M1段狭窄；(2)有明确与狭窄侧大脑中动脉缺血性脑卒中相关的症状及体征，包括短暂性脑缺血发作；(3)发病1周内行HR-MRI及常规头颅DWI扫描；(4)具有颈部血管影像学检查及心脏检查资料。根据既往有无缺血性脑卒中发作分为初发组、复发组。初发组：缺血性脑卒中为首次发作。复发组：患者缺血性脑卒中原神经系统症状和体征好转和消失后，再次出现同侧新的缺血症状及体征，或头颅DWI发现同侧新的梗死灶。排除标准：(1)同时存在同侧颅内动脉或颈动脉狭窄大于50%；(2)非动脉粥样硬化性颅内动脉狭窄，如合并心源性栓子、房颤、血管动脉炎，动脉夹层、高凝状态等基础疾病；(3)图像质量差无法诊断分析。所有患者均签署知情同意书。

1.2　检查方法

       所有患者均在GE Signa HDxt 3.0 T磁共振设备上进行检查，依次进行头颅常规DWI、3D-TOF、HR-MRI序列扫描。DWI参数：TR 5300 ms，TE 74.3 ms，FOV 24 cm×24 cm，b=1000 s/mm²，激励次数(NEX)2，矩阵160×160，层厚5 mm，扫描时间42 s。3D-TOF参数：TR 29 ms，TE 3.4 ms，FOV 24 cm×21.6 cm，激励次数(NEX)为1，矩阵384×192，扫描时间4 min 47 s。根据3D-TOF图像定位MCA走形区再行HR-MRI扫描，责任血管侧大脑中动脉扫描序列包括T2WI、T1WI、T1WIGd-DTPA增强，其中T2WI参数为：TR 2884 ms，TE 51 ms，FOV 10 cm×10 cm，NEX为6，矩阵320×256，回波链长度(ETL)20，扫描时间3 min 51 s；T1WI参数为：TR 581 ms，TE 20 ms，FOV 10 cm×10 cm，NEX为4，矩阵320×256，ETL6，扫描时间5 min。高分辨率T1WI增强扫描采用Gd-DTPA对比剂，注射剂量0.2 mmol/kg，流率2 ml/s，注射对比剂后立即扫描。

1.3　图像分析

       扫描完成后将图像导入PACS系统，由1名专门从事血管影像诊断的影像科医师在不了解患者临床资料的情况下进行图像分析。根据TOF-MRA测量大脑中动脉最窄处管腔直径和狭窄近端正常管腔直径，根据WASID标准计算狭窄率^[4]：狭窄率=(1-狭窄处直径/狭窄近心端正常直径)×100%。

       根据HR-MRI图像对大脑中动脉斑块进行形态特征分析：包括最狭窄处管腔面积、斑块负荷、斑块T2WI及T1WI信号强度指数、斑块强化率。利用CMRtools软件(cardiovascular imaging solutions Ltd，UL)在T2WI图像中手动勾画最狭窄处的管腔和管壁边界，同时将此两个血管轮廓拷贝至同层面T1WI及T1WI增强序列上。斑块面积=管壁总面积-管腔面积；斑块负荷=(斑块面积/管壁总面积)×100%；斑块(T1WI、T2WI、T1WI增强)信号强度指数：斑块平均信号强度/同层面灰质信号强度；斑块强化率=[(增强信号强度指数-平扫信号强度指数)/平扫信号强度指数]×100%。

1.4　统计学分析

       应用SPSS 19.0软件进行统计学分析，对组间计数资料用行×列表χ²检验或Fisher's精确四格表检验，对组间计量资料以±s表示并行t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

       本研究共纳入77例患者，其中初发组36例，复发组41例，初发组男性31例(86.11%)，复发组男性25例(60.98%)，两组男性患者比例均高于女性患者；初发组平均年龄(57.83±10.83)岁，复发组平均年龄(54.51±11.25)岁，两者差异无统计学意义(P>0.05)。

       初发组与复发组责任侧大脑中动管腔狭窄率、斑块负荷、斑块强化率、最小管腔面积、T2WI及T1WI信号强度指数统计结果如表1所示。复发组患者大脑中动脉管腔狭窄率(P=0.002)、斑块负荷(P=0.005)、斑块强化率(P=0.037)均明显高于初发组患者，最小管腔面积(P=0.001)明显小于初发组患者。复发组斑块T2WI信号强度指数大于初发组(P<0.001)，而T1WI信号强度指数无明显差异(P=0.245)，图1，图2为1例复发组大脑中动脉斑块发病时及治疗后HR-MRI表现。T1WI示复发组斑块内出血6例(14.63%)，初发组1例(2.78%)，两者差别无统计学意义(χ²=1.986，P=0.113)。

点击查看大图

图1  A~E图为1例复发组患者的MRI图像。TOF-MRA显示右侧大脑中动脉M1段近端管腔狭窄90% (A)，DWI显示右侧侧脑室旁新鲜脑梗死灶(B)；C~E图为HR-MRI显示大脑中动脉管腔内斑块特征(箭头)，T2WI斑块高信号(C)，T1WI平扫斑块等信号(D)，T1WI增强斑块明显强化(E)
图2  为图1同一患者经抗凝、降脂治疗3个月后复查图像，期间未出现复发脑卒中。TOF显示右侧大脑中动脉M1段近端狭窄程度明显改善(A)，DWI示右侧脑室旁陈旧脑梗死灶(B；箭头)，T2WI示斑块变小、信号减低(C)，T1WI增强斑块强化程度明显减低(D)
Fig. 1  A—E images are MRI images in the same patient of recurrent group, TOF-MRA shows right middle cerebral artery M1 segment proximal 90% stenosis (A), DWI shows right lateral ventricle fresh cerebral infarction (B). C—E images are HR-MRI shows the middle cerebral artery plaque (arrow), T2WI shows high signal of the plaque (C), T1WI shows equal signal of the plaque (D), contrast-enhanced T1WI shows obvious enhancement of plaque (E).
Fig. 2  A—D images are MRI images in the same patient of Fig.1 after anticoagulation, lipid lowering treatment for three months, there was no recurrence stroke during the period. TOF shows the degree of stenosis significantly improved (A), DWI shows old cerebral infarction (B, arrow), the area and T2WI signal intensity of plaque was reduced (C), plaque enhancement decreased significantly (D).

点击查看表格

表1  初发组与复发组责任侧大脑中动脉管腔及斑块形态学特征
Tab. 1  The morphological characteristics of the lumen and plaque of the culprit MCA in the primary group and the recurrent group

3　讨论

       中国每年脑卒中新发病例约达250万，发病率和病死率居世界首位，其中70%为缺血性脑卒中^[5]。缺血性脑卒中最主要原因为颅内动脉粥样硬化。症状性颅内动脉粥样硬化有很高的临床复发风险，风险高低因其狭窄部位而异，其中症状性大脑中动脉狭窄患者，狭窄区域缺血性卒中的年复发率为7.8%^[6]。Wang等^[5]利用磁共振增强造影(MRA)研究了来自多中心2864例中国颅内动脉粥样硬化患者临床资料，结果显示动脉狭窄程度与脑卒中复发相关，狭窄程度越重越容易造成脑卒中复发。本研究发现复发组较初发组大脑中动脉管腔狭窄率更高(P=0.002)，说明血管狭窄程度越高复发风险越大，这与Wang等^[5]的研究结果一致。但是动脉粥样硬化病变形成后是否导致临床症状的出现，不仅取决于动脉管腔的狭窄程度，与斑块形态特征相关的斑块稳定性对临床事件发生也起着重要的作用。本研究通过HR-MRI对比研究了初发与复发急性缺血性脑卒中患者大脑中动脉斑块形态特征差异，发现了除管腔狭窄程度外，复发性大脑中动脉斑块的一些高危特征。

       本研究中复发组脑卒中患者斑块负荷较初发组大(P=0.005)、最小管腔面积较初发组小(P=0.001)。彭雯佳等^[7]在对大脑中动脉粥样硬化责任斑块与非责任斑块的形态学特征研究中，发现责任斑块的斑块负荷大于非责任斑块并且最小管腔面积明显小于非责任斑块，对评估病变血管，斑块负荷和最小管腔面积可作为管腔狭窄率的有益补充。另外在冠状动脉斑块的研究中也发现了类似的结果，研究发现冠脉的最小管腔面积≤4 mm²与急性心肌缺血症状相关，当最小管腔面积≤4 mm²且斑块负荷≥70%时则预测未来发生缺血事件的可能性大^[8,9]。因此斑块负荷大、最小管腔面积小，可作为评估复发脑卒中高危斑块特征的重要参考。

       本研究发现复发组斑块的T2WI信号强度指数相对较高(P<0.001)，Jiang等^[10]在尸检患者离体颅内动脉粥样硬化斑块的影像-病理对照研究中发现纤维帽或纤维组织的T2WI信号高，因此笔者认为复发脑卒中高危斑块可能含有较高比例的纤维帽或纤维组织成分。颈动脉粥样硬化斑块组织学研究证实导致临床事件的易损斑块特征为斑块内出血、大的脂质核心、薄的纤维帽、并伴有炎性细胞浸润^[11]。T2WI高信号代表的纤维帽是高危斑块的特征之一。斑块内出血T1WI表现为高信号，复发组斑块内出血比例高于初发组，但是两者差异无统计学意义(P>0.05)，T1WI信号强度指数在初发组与复发组亦无统计学差异(P>0.05)。Xu等^[12]在对急性缺血性脑卒中大脑中动脉粥样硬化斑块的研究中认为大脑中动脉斑块可能相对缺乏斑块内出血或血栓，本研究无论是初发组还是复发组急性缺血性脑卒中斑块内出血(T1WI高信号)检出比例均少，与这一结论相符。因此，根据T1WI信号强度指数尚不能评估复发斑块风险。

       值得注意的是，本研究在T1WI增强序列上发现复发组斑块的强化率较初发组高(P=0.037)，这提示斑块强化率越高越有可能发生复发脑卒中事件。静脉注射对比剂后斑块的强化可反映斑块内新生血管、炎细胞浸润程度^[13]。细胞内微血管(新生血管)的形成一方面是供给斑块营养的来源，另一方面也是传导、运输炎性细胞、炎性因子的渠道^[14]。Moreno等^[15]等发现新生血管和斑块破裂有关，即与急性缺血事件密切相关。炎症参与动脉粥样硬化的始动环节与进展过程。颅内动脉粥样硬化斑块的组织学研究发现，因颅内血管炎症抑制因子的减少、促炎水解酶的过度表达和外弹力层的缺失，颅内动脉粥样硬化可能更容易受炎症反应的影响并且发生斑块的失稳^[16]。因此，斑块强化程度越高，提示脑卒中复发的风险越高。

       本研究存在的不足：(1)本研究为回顾性研究、样本量小，研究对象均为复发患者，缺少无复发缺血脑卒中患者对比分析，需要前瞻性、大样本研究评估斑块影像学特征对复发脑卒中风险的预判价值；(2)HR-MRI管壁成像扫描时间长，本研究对象多为脑卒中症状相对较轻者，高龄、病情重、无法配合检查者因不能行HR-MRI检查而未选入研究中，如何缩短扫描时间、优化成像序列使HR-MRI更全面的应用于脑卒中患者是研究斑块特征的关键。

       综上所述，高分辨率MRI可以有效评估复发急性缺血性脑卒中患者大脑中动脉斑块形态特征；复发大脑中动脉管腔狭窄程度更重、斑块负荷更大、最小管腔面积小、斑块T2WI信号相对较高并且强化程度更明显，综合斑块的这些特征，可早期识别易复发高危斑块，更好地为临床评估复发脑卒中风险提供参考，以减少缺血性脑卒中复发事件。