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临床研究
磁共振血管壁成像评估大脑中动脉粥样硬化斑块与复发性卒中相关性研究
温馨如 林国辉 宋建勋

Cite this article as: WEN X R, LIN G H, SONG J X. Correlation study of atherosclerotic plaques in the middle cerebral artery with recurrent stroke assessed by magnetic resonance vascular wall imaging[J]. Chin J Magn Reson Imaging, 2025, 16(4): 25-32.本文引用格式:温馨如, 林国辉, 宋建勋. 磁共振血管壁成像评估大脑中动脉粥样硬化斑块与复发性卒中相关性研究[J]. 磁共振成像, 2025, 16(4): 25-32. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2025.04.005.


[摘要] 目的 应用磁共振血管壁成像(magnetic resonance vascular wall imaging, MR-VWI)检查,对大脑中动脉区域缺血性脑卒中患者颅内动脉粥样硬化斑块特征进行分析,探寻与复发性卒中独立相关的影像特征。材料与方法 回顾性选取于我院就诊的大脑中动脉粥样硬化患者共185例,所有患者均完成MR-VWI检查并判定梗死区域大脑中动脉内存在责任斑块,并根据临床及影像资料将患者分为三组,分别为首发卒中组、复发卒中组以及卒中阴性组。记录斑块特征、中国缺血性卒中分型亚型(China Ischemic Stroke Subclassification, CISS)以及其他影像学指标。比较三组患者的临床资料及影像特征的差异性,进一步采用logistic回归分析,筛选与缺血性卒中复发相关的危险因素。对多因素分析得到的独立相关因素计算受试者工作特征曲线相应的曲线下面积(area under the curve, AUC)。结果 共纳入185例患者,首发卒中组 69例,复发卒中组 76例,卒中阴性组40例。三组间性别(P>0.05)差异无统计学意义。与首发卒中组与卒中阴性组相比,复发卒中组的患者年龄更大(P<0.05),糖尿病患病比例更高(P<0.05)。与卒中阴性组相比,首发卒中组与复发卒中组大于45岁的中老年患者比例更大(P=0.006、P<0.001),复发卒中组糖尿病患病比例(P=0.013)更高。与卒中阴性组相比,首发卒中组患者以环壁斑块多见(P=0.008);首发卒中组与复发卒中组的斑块面积、斑块负荷及狭窄程度更大、强化的斑块数量更多(P<0.05)。首发卒中组与复发卒中组相比,复发卒中组的卒中机制更倾向于CISS分型中的低灌注/栓子消除障碍类型(P=0.046),复发卒中组具有更大的斑块面积(P<0.001)、斑块负荷(P<0.001)、更明显的狭窄程度(P<0.001)。多因素逻辑回归分析显示,年龄、斑块面积、斑块负荷是大脑中动脉区域内缺血性卒中复发相关的独立危险因素(P<0.05),年龄[比值比(odds ratio, OR)=1.040,95% 置信区间(confidence interval, CI):1.007~1.074,P=0.008]、斑块面积(OR=1.286,95% CI:1.018~1.543,P=0.002),斑块负荷(OR=1.586,95% CI:1.013~2.155,P<0.001)。年龄AUC值为0.658(95% CI:0.568~0.748),斑块面积AUC值为0.662(95% CI:0.575~0.750),斑块负荷AUC值为0.758(95% CI:0.676~0.839)。三者联合检测AUC值为0.827(95% CI:0.758~0.896),高于其他单独预测因素的 AUC 值,整体预测效能最佳。结论 年龄、斑块面积和斑块负荷与大脑中动脉缺血性脑卒中复发独立相关。
[Abstract] Objective Magnetic resonance vascular wall imaging (MR-VWI) was used to analyze the characteristics of intracranial atherosclerotic plaques in patients with ischemic stroke in the middle cerebral artery region, and to explore the imaging features independently associated with recurrent stroke.Materials and Methods A total of 185 patients with middle cerebral artery atherosclerosis were retrospectively selected from our hospital. All patients completed MR-VWI examination and were determined to have responsible plaque in the middle cerebral artery in the infarction area. According to the clinical and imaging data, the patients were divided into three groups, namely the first stroke group, the recurrent stroke group and the negative stroke group. Plaque characteristics, China Ischemic Stroke Subclassification (CISS), and other imaging indicators were recorded. The differences of clinical data and imaging features among the three groups were compared, and the risk factors related to ischemic stroke recurrence were further screened by logistic regression analysis. The area under the curve (AUC) corresponding to the receiver operating characteristic curve was calculated for the independent correlation factors obtained from the multi-factor analysis.Results A total of 185 patients were included, including 69 patients in the first stroke group, 76 patients in the recurrent stroke group and 40 patients in the negative stroke group. There was no significant difference in gender among the three groups (P > 0.05). Compared with the first stroke group and the stroke negative group, patients in the recurrent stroke group were older (P < 0.05) and had a higher proportion of diabetes (P < 0.05). Compared with the negative stroke group, the proportion of middle-aged and elderly patients over 45 years old in the first stroke group and the recurrent stroke group was higher (P = 0.006, P< 0.001), and the proportion of diabetes in the recurrent stroke group was higher (P = 0.013). Ring-wall plaques were more common in the first stroke group than in the negative stroke group (P = 0.008). In the first stroke group and the recurrent stroke group, the plaque area, plaque load and degree of stenosis were larger, and the number of enhanced plaques was more (P < 0.05). Compared with the recurrent stroke group, the mechanism of stroke in the recurrent stroke group was more inclined to the type of low perfusion/embolus removal disorder in the CISS classification (P = 0.046), and the recurrent stroke group had larger plaque area (P < 0.001), plaque load (P < 0.001), and more obvious stenosis (P < 0.001). Multivariate logistic regression analysis showed that age, plaque area and plaque load were independent risk factors associated with ischemic stroke recurrence in the middle cerebral artery region (P < 0.05). Age [odds ratio, OR = 1.040, 95% confidence interval (CI): 1.007 to 1.074, P = 0.008], plaque area (OR = 1.286, 95% CI: 1.018 to 1.543, P = 0.002), plaque load (OR = 1.586, 95% CI: 1.013 to 2.155, P < 0.001). The AUC of age was 0.658 (95% CI: 0.568 to 0.748), the AUC of plaque area was 0.662 (95% CI: 0.575 to 0.750), and the AUC of plaque load was 0.758 (95% CI: 0.676 to 0.839). The AUC value of the combined detection of the three factors was 0.827 (95% CI: 0.758 to 0.896), which was higher than the AUC value of other independent predictors, and the overall prediction efficiency was the best.Conclusions Age, plaque area and plaque load are independently associated with the recurrence of middle cerebral artery ischemic stroke.
[关键词] 缺血性卒中;卒中复发;磁共振成像;血管壁成像;斑块
[Keywords] ischemic stroke;recurrent stroke;magnetic resonance imaging;vascular wall imaging;plaques

温馨如    林国辉    宋建勋 *  

深圳市宝安区人民医院核磁共振室,深圳 518100

通信作者:宋建勋,E-mail:songjianxun@126.com

作者贡献声明:宋建勋、林国辉设计本研究的方案,对稿件重要的智力内容进行了修改,其中宋建勋获得了深圳市科技创新计划项目可持续发展项目的资助;温馨如起草和撰写稿件,获取、分析和解释本研究的数据/文献;全体作者都同意发表最后的修改稿,同意对本研究的所有方面负责,确保本研究的准确性和诚信。


基金项目: 深圳市科技创新计划项目可持续发展项目 KCXFZ202002011010360
收稿日期:2024-11-24
接受日期:2025-03-10
中图分类号:R445.2  R743 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2025.04.005
本文引用格式:温馨如, 林国辉, 宋建勋. 磁共振血管壁成像评估大脑中动脉粥样硬化斑块与复发性卒中相关性研究[J]. 磁共振成像, 2025, 16(4): 25-32. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2025.04.005.

0 引言

       颅内动脉粥样硬化性疾病(intracranial atherosclerotic disease, ICAD)所致的缺血性卒中是国内死亡率排名首位疾病[1],近年来患病率达215/10万[2],该病不仅致死、致残率显著,并且容易复发。近年来,随着生活方式及饮食规律的改变,我国的ICAD患者呈逐渐年轻化的趋势。缺血性卒中复发的定义为神经功能损害改善并持续超过24小时后,排除其他神经病症引发的情况下再次出现新的神经系统损伤[3],并且缺血性卒中复发会造成明显神经功能损害及疾病负担,这些损害及影响甚至比首次出现的卒中更为严重,严重影响着人们的生活质量与健康。据文献报道,经过对症及规范的临床治疗后,对于症状性ICAD患者而言,卒中第一年复发率仍达17.6%~23.0%[4]。因此目前对于卒中的二次预防是临床面临的巨大难题与挑战。

       识别ICAD发生发展中斑块的性质是预测脑卒中发生风险及尽早干预治疗的关键。目前大多数ICAD患者早期并未得到有效性的干预及预后评估指标,主要是由于缺乏对卒中发生病因的有效识别检查手段,因此早期ICAD患者卒中发生预测评估极为关键。临床广泛应用的磁共振血管成像(magnetic resonance angiography, MRA)及CT 血管造影(CT angiography, CTA)等常规脑血管影像检查方法仅可判断动脉管腔狭窄程度,不能显示血管管壁病变及判别易损斑块,缺乏对动脉粥样硬化疾病管壁斑块特征信息及其致病易损性的识别。而磁共振血管壁成像(magnetic resonance vascular wall imaging, MR-VWI)是一种组织分辨率高、无创、无辐射及可重复的影像检测方法,具备检测较小的颅内动脉、血管壁和动脉粥样硬化斑块的能力,可识别斑块内的脂肪、出血、钙化等成分并判定斑块的稳定性,是目前可以在活体同时评价颅内动脉管壁及斑块特性和管腔狭窄程度的唯一方法。因此,MR-VWI在缺血性卒中复发的研究中能够发挥重要的作用。

       既往大部分关于复发卒中的研究仅限于首发卒中组与复发卒中组之间,而未设立阴性对照组。同时,既往研究关于首发卒中组与复发卒中组的病例数以及纳入分析的斑块特征仍较少。本研究通过MR-VWI对185例患者颅内斑块进行定性、定量分析,并设立阴性对照组,对首发卒中组、复发卒中组与卒中阴性组中斑块特征进行分析比对,寻找缺血性卒中复发发生有关的危险因素,为临床提供可靠的影像学依据,在临床的卒中二次预测中具有重要价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象

       回顾性选取我院于2022年1月至2024年11月期间确诊完成MR-VWI检查的患者。本研究遵守《赫尔辛基宣言》,经深圳市宝安区人民医院伦理委员会批准,免除受试者知情同意,批准文号:BYL20240588。扫描的常规序列包括:颅脑平扫序列 [包括T1WI、T2WI和T2液体衰减反转恢复(fluid attenuated inversion recovery, FLAIR)]、扩散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)序列、颅脑MRA序列、平扫的MR-VWI序列及增强的MR-VWI序列,经过筛选共纳入门诊或住院患者185例作为研究对象。

       纳入标准:(1)因急性缺血性卒中事件或短暂性脑缺血发作(transient ischemic attack, TIA)入院,在症状及发病后14 d内完成头颅MRI检查,于DWI序列上可见高信号病灶,且病灶属于大脑中动脉供血;(2)入院的15 d内完善MR-VWI检查;(3)经MR-VWI检查发现梗死区域同侧大脑中动脉内存在责任斑块;(4)拥有完整的影像资料,包括头颅平扫、DWI、头颅MRA以及增强前、后的MR-VWI,图像质量满足观察及数据的测量;(5)临床资料齐全。

       排除标准:(1)同侧颈内动脉狭窄率≥50%,或诊断具有易损斑块特征的患者;(2)颅脑外伤、颅脑肿瘤及颅脑术后等其他神经系统疾病患者。

       进一步将患者分为首发卒中组、复发卒中组及卒中阴性组,各组划分及诊断标准:

       (1)首发卒中组:①首次发生急性缺血性卒中患者,大脑中动脉供血区域内出现急性脑梗死,DWI表现为高信号;②于MR-VWI可见梗死区域同侧大脑中动脉内存在责任斑块。

       (2)复发卒中组:①发生急性缺血性卒中患者,大脑中动脉供血区域内出现急性脑梗死,DWI表现为高信号;②同侧大脑中动脉供血区域既往有过卒中事件,且影像学上出现陈旧性梗死灶或软化灶,陈旧性梗死灶定义为T1WI低信号、T2WI高信号、DWI无明显高信号;软化灶定义为T2-FLAIR中间低、外周高信号;③于MR-VWI可见梗死区域同侧大脑中动脉内存在责任斑块。

       (3)卒中阴性组:头颅MRI检查未出现急性梗死灶(DWI高信号),但于MRA中发现大脑中动脉管腔明显狭窄且于MR-VWI中证实大脑中动脉内存在斑块。若两侧大脑中动脉同时存在斑块,则选取最狭窄侧作为测量斑块;若单侧大脑中动脉同时存在多个斑块,则选择最狭窄处斑块作为测量斑块。

       纳入患者的一般临床资料包括年龄、性别、既往史(高血压、糖尿病、高脂血症、高同型半胱氨酸血症)、个人史(吸烟史、饮酒史)、体质量指数、发生卒中事件患者治疗前及治疗后的美国国立卫生研究院卒中量表(National institutes of health stroke scale, NIHSS)评分、卒中发生机制类型、梗死灶数量及梗死灶大小类型。临床诊断标准:(1)高血压,收缩压≥140 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)和(或)舒张压≥90 mmHg,或既往有高血压目前接受降压治疗;(2)糖尿病,三多一少的糖尿病症状(多饮、多食、多尿及体质量下降)并有空腹血糖≥7.0 mmol/L或口服葡糖糖耐量试验≥11.1 mmol/L或糖化血红蛋白≥6.5%,或既往具有糖尿病史并正在使用胰岛素或降糖药物治疗;(3)高脂血症,总胆固醇>5.2 mmol/L和(或)甘油三酯>1.7 mmol/L,或正在服用降脂药物治疗;(4)高同型半胱氨酸血症,血中同型半胱氨酸浓度>15 μmol/L;(5)体质量指数(body mass index, BMI)正常范围为18.5~23.9 kg/m2,若BMI≥24 kg/m2则定义为超重;(6)吸烟史定义为既往每日吸烟≥10支,持续5年以上;(7)饮酒史定义为既往每月至少2次,连续1年以上。

1.2 影像学检查

       本研究采用西门子医疗(Siemens Healthineers,Germany)磁共振扫描仪器Verio 3.0 T以及Skyra 3.0 T进行扫描,配置标准20通道头颅专用线圈。所有研究对象检查序列包括:T1WI、T2WI、T2-FLAIR、DWI、3D TOF-MRA,以及根据3D-TOF MRA MIP图像作为定位图扫描的T1-SPACE序列。参数如下:TR 980 ms,TE 22 ms,FOV 180 mm,层厚 0.35 mm,层数256,矩阵224×256。使用高压注射器注射对比剂5 min后进行重复扫描,选用对比剂为钆喷酸葡胺注射液(拜耳医药保健有限公司,中国),静脉注射,注射量为0.2 mL/kg,流速4 mL/s。

1.3 图像后处理及相关影像学分析

       使用Vesselmass(Leiden University Medical Center,the Netherlands)软件对病变责任血管内的斑块进行分析与勾画。(1)根据中国缺血性卒中分型亚型(China Ischemic Stroke Subclassification, CISS)[5],将ICAD病因分型为:①动脉-动脉栓塞型;②载体动脉阻塞穿支动脉型;③低灌注/栓子清除障碍型;④混合机制型。(2)梗死灶数量[6]依照DWI图像中高信号数量分为单发与多发。(3)根据DWI高信号梗死灶直径划分梗死灶大小,梗死灶直径≤20 mm定义为近期皮质下小梗死灶;梗死灶直径>20 mm为局限性或大面积梗死灶[7]。(4)斑块面积=外壁面积-管腔面积。(5)斑块负荷[8]=(1-管腔面积/管壁面积)×100%。(6)斑块内出血[9]为平扫MR-VWI中斑块最高信号强度≥参考血管壁信号强度×150%。(7)偏心指数[10]=(狭窄层面最大管壁厚度-狭窄层面最小管壁厚度)/狭窄层面最大管壁厚度;将偏心指数≥0.5的定义为偏心性增厚,否则定义为向心性增厚。(8)重构指数[11]=狭窄层面血管面积/参考层面血管面积;定义重构指数<0.95为负性重构,重构指数>1.05为正性重构,当重构指数为0.95~1.05时定义为无重构。(9)斑块强化率[12]=(增强后管壁信号强度-平扫时管壁信号强度)/平扫时管壁信号强度×100%。(10)斑块强化程度[13]共划分为0~3级;0级为斑块信号强度≤参考管壁信号强度;1级为参考管壁信号强度<斑块信号强度<垂体柄信号强度;2级为垂体柄信号强度<斑块信号强度;1级与2级则划分为强化斑块。(11)管腔狭窄程度(%)[14]=(1-斑块最狭窄层面的管腔直径/参考血管管腔直径)×100%。(12)斑块位置[15]为根据大脑中动脉轴位分为上壁、下壁、前壁、后壁四个位置,当斑块横跨区域≥两个位置时,则划分为环壁。具体图像后处理及影像分析方法见图1

图1  图像后处理方法及影像分析方法示意图。根据梗死灶的位置(1A),判定MRA图像中责任血管最狭窄处(1B)。接着,从MR-VWI图像中找出狭窄管腔内的斑块位置(1C),对图像进行进一步观察与重建。使用MPR方法对血管进行了重建,并将参数设定为1 mm的层厚和1 mm的层间距。首先,在管腔最狭窄处沿着血管的走行重建得到轴位图(1D~1E),接着再垂直于血管长轴的方向重建得到责任血管斑块的多个横断面图(1F)。运用Vesselmass后处理软件中的outer和lumen工具对管腔内侧壁及外侧壁进行同步勾画(1G:outer绿色环;lumen红色环)。参考血管优先选择健侧的大脑中动脉(1H;红箭),对健侧大脑中动脉进行相同后处理方式,运用Vesselmass软件进行管壁的勾画与测量。勾画完成后生成以下数据:血管面积、管腔面积、血管直径、管腔直径、最大管壁厚度、最小管壁厚度、增强前管壁信号以及增强后管壁信号。记录获得的数据,进行斑块特征(斑块面积、斑块负荷、斑块内出血、重构指数、偏心指数、斑块强化率、狭窄程度)的计算。
Fig. 1  Sketch map of image post-processing method and image analysis method. According to the location of the infarct (1A), the narrowest part of the responsible blood vessel in the MRA image is determined (1B). Then, the location of the plaque in the narrow lumen is identified from the MR-VWI image (1C), and the image is further observed and reconstructed. The blood vessels are reconstructed using the MPR method and the parameters are set to 1 mm layer thickness and 1 mm interlayer distance. First, axial maps are reconstructed along the path of the vessel at the narrowest part of the lumen (1D-1E), and then multiple cross-sectional maps of the responsible vessel plaques are reconstructed perpendicular to the long axis of the vessel (1F). The outer and lumen tools in vesselmass post-processing software are used to sketch the inner and outer walls of the lumen simultaneously (1G: outer green ring; lumen red ring). With reference to blood vessels, the healthy middle cerebral artery (at the red arrow in 1H) is selected first. The same post-processing method is applied to the healthy middle cerebral artery, and vesselmass software is used to sketch and measure the tube wall. The following data were generated after the sketch is completed: vessel area, lumen area, vessel diameter, lumen diameter, maximum wall thickness, minimum wall thickness, enhanced front wall signal, and enhanced back wall signal. The obtained data are recorded and the plaque characteristics (plaque area, plaque load, intra-plaque bleeding, remodeling index, eccentricity index, plaque strengthening rate, degree of stenosis) are calculated.

1.4 统计学分析

       运用统计学软件SPSS 29.0进行数据的分析。计数资料采用例数(百分率)形式表示,组间计数资料比较采用卡方检验、Bonferroni校正检验及Fisher精确概率法;计量资料采用Shapiro-Wilk检验是否符合正态分布,符合正态分布的计量资料采用均数±标准差形式表示,不符合正态分布的计量资料采用中位数(四分位数间距)表示。经Shapiro-Wilk检验三组间符合正态分布的计量数据,并经方差齐性检验提示方差齐则采用方差分析,多重比较有差异时再进一步两两比较。不符合正态分布的计量数据采用Kruskal Wallis秩和检验。对首发卒中组与复发卒中组数据进行分析,将与缺血性卒中复发可能相关的因素进行单因素logistic回归,将单因素分析所获得的P<0.1的临床及影像学变量分别纳入多因素logistic回归,采用基于最大似然估计的向前逐步回归法,以获得与卒中复发相关的独立危险因素。采用组间相关系数评估影像参数测量的再现性,对于阅片者之间,采用双因子随机效应评估一致性。对多因素logistic回归得到的独立危险因素计算受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线相应的曲线下面积(area under the curve, AUC)值。P<0.05被认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

       在185名患者中,结合临床资料及影像表现,首发卒中组69例,复发卒中组76例患者,卒中阴性组40例;首发卒中组男42例(60.9%),年龄为(54.4±12.4)岁;复发卒中组男49例(64.5%),年龄为(61.3±14.3)岁;卒中阴性组男21例(52.5%),年龄为(47.0±13.8)岁。对于首发卒中组与卒中阴性组患者而言,复发卒中组患者的年龄更大;与卒中阴性组患者相比,首发卒中组患者及复发卒中组大于45岁中老年人的比例更大;与卒中阴性组患者相比,复发卒中组患者患糖尿病比例更大。详见表1

表1  首发卒中、复发卒中与卒中阴性组的临床资料对比
Tab. 1  Comparison of clinical data of first stroke, recurrent stroke and stroke negative group

2.2 首发卒中组、复发卒中组与卒中阴性组影像学特征、斑块特征分析比较

       与首发卒中组相比,复发卒中组患者卒中机制CISS分型倾向于为低灌注/栓子消除障碍型(P=0.046),复发卒中组患者发生近期皮质下小腔隙灶更为多见。与卒中阴性组相比,首发卒中组以环壁斑块多见(35例,50.7%)。与卒中阴性组相比,首发卒中组与复发卒中组患者斑块强化数量更多,首发卒中组的斑块强化率更大。与首发卒中组与卒中阴性组相比,复发卒中组的斑块面积、斑块负荷及狭窄程度更大(P<0.001)。详见表2

表2  首发卒中组、复发卒中组及卒中阴性组的影像资料对比
Tab. 2  Comparison of image data of the first stroke group, the recurrent stroke group and the stroke negative group

2.3 缺血性卒中复发独立危险因素

       对首发卒中组与复发卒中组中有差异的指标进行单因素logistic回归分析,将单因素分析所获得的 P<0.1的临床及影像学变量(年龄、低灌注/栓子消除障碍型、近期皮质下小梗死灶、斑块面积、斑块负荷、狭窄程度)分别纳入多因素logistic 回归,采用基于最大似然估计的向前逐步回归法,以获得与卒中复发相关的独立危险因素。单因素logistic 回归分析表明,年龄[比值比(odds ratio, OR)=1.036,95%置信区间(confidence interval, CI):1.004~1.070,P=0.020],斑块面积(OR=1.076;95% CI:1.018~1.143;P=0.016)、斑块负荷(OR=1.073;95% CI:1.013~1.155;P=0.017)、低灌注/栓子消除障碍型(OR=1.404,95% CI:1.019~1.597,P=0.046)可能是缺血性卒中复发的独立危险因素(P<0.1),再进行多因素logistic回归分析表明,年龄、斑块负荷、斑块面积是与大脑中动脉区域内的缺血性卒中复发相关的独立危险因素(P<0.05),年龄(OR=1.040,95% CI:1.007~1.074,P=0.008)、斑块面积(OR=1.286,95% CI:1.018~1.543,P=0.002),斑块负荷(OR=1.586,95% CI:1.013~2.155,P<0.001)。对多因素分析得到的独立相关因素计算ROC曲线下AUC值。年龄AUC值为0.658(95% CI:0.568~0.748),斑块面积AUC值为0.662(95% CI:0.575~0.750),斑块负荷AUC值为0.758(95% CI:0.676~0.839),三者联合检测AUC值为0.827(95% CI:0.758~0.896),高于其他单独预测因素的AUC值。见表34

表3  首发卒中组、复发卒中组单因素及多因素逻辑回归分析
Tab. 3  Single factor and multi-factor logistic regression analysis of the first stroke group and the recurrent stroke group
表4  首发卒中组与复发卒中组ROC特征
Tab. 4  ROC characteristics of the first stroke group and the recurrent stroke group

3 讨论

       本研究采用MR-VWI分析大脑中动脉斑块特征与缺血性卒中复发之间的相关性。基于MR-VWI安全无创、可重复、高分辨率等优势,对于缺血性卒中复发的预测提供了可能性,在颅内血管斑块的特征显示中,MR-VWI相比于其他成像技术,具有更高的分辨率和更丰富的组织对比度,可以提供更清晰、更准确的图像,能够更好地观察和区分血管斑块与周围正常组织之间的细微差异,通过后处理分析斑块成分及各种易损斑块的特征,利用MPR三维多平面、多个角度观察病变管壁及分支的走行、几何形态、结构以及信号特点,对评估缺血性卒中复发具有重大指导意义。

3.1 临床资料差异分析

       我们的研究显示,首发卒中组、复发卒中组及卒中阴性组在发病年龄、大于45岁患者比例、合并糖尿病比例上差异具有统计学意义。对于卒中阴性组及首发卒中组患者而言,复发卒中组患者发病年龄普遍更大。对于卒中阴性组患者而言,复发卒中组及首发卒中组患者的中老年患者(大于45岁)比例以及患糖尿病比例更高,该研究结果也与既往结果一致[16, 17]。既往研究认为[18],年龄及糖尿病被认为是缺血性卒中复发的潜在预测因子,随着人们年龄的增加及老龄化的加速,心脑血管疾病发病率及相关危险因素都会上升,ICAD疾病患病率与疾病进展及其严重性也会持续上升。此外,中老年患者体内往往存在诸多基础疾病如高血压、糖尿病及高脂血症,这些病变同样会进一步导致颅内血管内皮细胞受损、新生毛细血管及周围炎症细胞聚集及加剧,这些变化都会增加斑块的不稳定性,进而可能导致ICAD疾病的进展与复发[19]。ICAD疾病是一种影响全身多个系统的疾病,仅仅依靠年龄、糖尿病史评估患者卒中复发风险远是不足够的,将临床因素与影像学指标结合起来,共同预测卒中复发风险将具有更大意义。

3.2 影像学因素差异分析

3.2.1 卒中发生机制类型与卒中复发关系

       根据中国缺血性卒中分型亚型,缺血性卒中的发生主要涉及以下四个机制,包括动脉-动脉栓塞型、载体动脉阻塞穿支动脉型、低灌注/栓子消除障碍型以及混合机制。不同类型的卒中发生机制在治疗方式的选择上也会有所不同,并且卒中复发风险也存在着差异,因此识别潜在的卒中机制有助于卒中的二次预防。本研究中,首发卒中组与复发卒中组的卒中类型主要以载体动脉阻塞穿支动脉型为主,这与既往结果类似[5]。同时,本研究中首发卒中组与复发卒中组相比,二者卒中发生机制差异存在统计学意义,其中低灌注/栓子消除减少类型更易发生缺血性卒中复发。低灌注/栓子消除障碍类型的梗死灶仅位于分水岭区域,既往研究[20]中认为分水岭区域梗死与缺血性卒中复发密切相关,这可能是由于分水岭区域梗死与其他区域梗死相比,更有可能造成血流动力学的不足进而导致侧支循环受损,因此较易导致卒中复发。但既往一项研究[21]认为低灌注/栓子消除障碍类型与动脉-动脉栓塞混合机制的患者更易存在血脂以及血压的异常,这些危险因素更易造成斑块不稳定性从而导致缺血性卒中复发。目前关于缺血性卒中复发与卒中发生机制之间的研究及数据仍较少,未来还需增加更大样本量的数据来佐证以上观点。

3.2.2 近期皮质下小梗死灶与卒中复发法关系

       梗死灶根据范围界定可分为近期皮质下小梗死灶,局限性以及大面积梗死灶,通常近期皮质下小梗死灶直径小于20 mm[7]。近期皮质下小梗死灶主要为发生在大脑深部白质内某些穿支小动脉的微小梗死灶。本研究中显示,首发卒中组与复发卒中组相比,近期皮质下小梗死灶与缺血性卒中复发存在相关性,复发卒中组发生近期皮质下小梗死灶更为多见。笔者认为近期皮质下小梗死灶可作为脑小血管病(cerebral small vascular disease, CSVD)的潜在征象,而CSVD会导致周围白质血流量的减少及回流受阻,引起颅内微循环障碍,进而导致脑组织梗死受损从而引起卒中的复发[22]。据报道,近期皮质下小梗死灶可随时间的推移转化为腔隙灶[23],而KWAN等研究[24]显示,缺血性卒中复发与腔隙灶存在相关性,认为腔隙性梗死灶发生后的认知筛查有助于识别卒中复发人群。原因可能是腔梗后容易引起认知以及记忆功能障碍,导致患者对于药物治疗的依从性不佳,进而导致卒中复发的风险增加。同样,既往YAMAMOTO等[25]对腔隙灶与缺血性复发的研究显示,多发的腔隙灶比单发的腔隙灶更容易导致缺血性卒中的复发。本研究与既往研究结果一致,因此近期皮质下小梗死灶与缺血性卒中复发存在一定相关性,未来可深度探究CSVD中其他影像征象与缺血性卒中复发之间的关系。

3.2.3 狭窄程度与卒中复发关系

       既往研究对1000多例卒中患者病变血管支数量进行了分类,结果表明多支血管病变狭窄患者比其他类型患者更容易出现卒中复发[26];另一项研究中,当狭窄程度≥70%时,颅内动脉狭窄严重程度与狭窄区域发生卒中的高风险独立相关,第一年卒中复发风险高达23%,且复发风险能增加到19%[27]。但是,由于存在正性重构,仅考虑血管狭窄往往是不准确的。随着MR-VWI技术的各项优势及应用范围的增加,已有多项研究发现管腔狭窄程度并不能全面表示ICAD疾病的严重性以及相关的风险。同时,经CICAS(Chinese intracranial atherosclerosis, CICAS)研究发现[28],4~5分的动脉粥样硬化负荷是轻-中度狭窄患者卒中复发事件的独立危险因素,这一结果也表示了狭窄程度较轻的患者也同样存在着卒中复发的风险,并且对其血管进一步分析会发现更多信息。同样,本研究中,尽管首发卒中组与复发卒中组在管腔狭窄程度上差异具有统计学意义,但经单因素及多因素逻辑回归显示后,发现管腔狭窄程度与缺血性卒中复发并不存在明显相关性,仅靠单纯的管腔狭窄程度并不能预测卒中复发事件的发生。

3.2.4 斑块特征与卒中复发关系

       本研究发现,首发卒中组与复发卒中组对于卒中阴性组而言具有更大的斑块面积、更多的强化斑块、更高的斑块强化率以及更大的斑块负荷,这也提示着以上斑块特征为不稳定斑块,会造成缺血性卒中事件发生、进展甚至复发,与既往研究一致[8, 29]。首发卒中组与复发卒中组相比,复发卒中组斑块面积及斑块负荷更大,且斑块面积及斑块负荷可以作为预测缺血性卒中复发的独立危险因素,提示着斑块面积及斑块负荷越大,卒中复发的风险越大。斑块面积与斑块负荷之间存在相关性,斑块负荷定义为斑块面积占血管外弹力层面积之比,因此斑块负荷是两者中最为全面的特征体现。多项研究一致认为[16, 30],随着斑块负荷的增加,卒中复发的风险也进一步增加,因此斑块负荷对于卒中复发的预测效果是毋庸置疑的,斑块负荷是唯一兼顾了狭窄程度与重构方式的指标,斑块自身张力会随着斑块面积、斑块负荷的增大而随之增大,斑块张力增大时极易造成管腔血流灌注的不足,同时较大的斑块负荷还会造成管腔狭窄程度的增加,管腔血流压力及斑块表面壁剪切力增加后,导致斑块的脱落、破裂[31, 32],因此我们可以通过MR-VWI动态随访患者斑块负荷变化,进行实时检测,为临床诊疗与制订个性化方案提供依据,有效防止复发及死亡等严重不良结果。对于易损斑块中的斑块强化,本研究中显示,强化斑块、斑块强化率与卒中复发相关性并不大,这也与WU等研究结果一致[16]。既往SONG等[33]研究认为斑块强化程度越高,卒中复发风险越大,其并未将斑块强化程度进行定量化处理。而本研究进一步将斑块强化定量化分析后得到斑块强化率后,发现二者之间显著性并不大。同时,本研究还纳入了诸多斑块特征导致斑块强化与卒中复发之间的关系不够显著。依照颅外动脉研究[34],斑块强化机制可能与毛细血管生长、炎症对血管壁长期刺激以及内皮细胞损伤相关,这些变化造成斑块进一步发展为不稳定性的信号,斑块强化能够一定程度上提示急性缺血性事件的发生,但与卒中事件复发之间相关性仍不够。但是,斑块强化在ICAD疾病预后评估提供了新的角度,最新的研究结果显示[35],对于症状性颅内动脉粥样硬化性狭窄(symptomatic intracranial atherosclerotic stenosis, SICAS),支架置入术(percutaneous transluminal angioplasty and stenting, PTAS)后出现再狭窄与术前斑块明显增强独立相关,PTAS术后MR-VWI立刻出现管壁强化减弱可能表明1年内复发风险较低,这可能与PTAS减少局部新生血管增生的潜在效应有关。对于斑块内出血而言,存在少许研究表明斑块内出血是SICAS患者卒中复发相关的危险因素,在特定条件如缺氧或炎症的刺激下,新生成的毛细血管较脆弱,易破裂而造成斑块内出血,巨噬细胞的浸润、游离胆固醇的沉积和坏死核心的扩大都会使得斑块快速进展为易损斑块,使斑块趋于不稳定[36, 37]。而在本研究中斑块内出血与缺血性卒中复发事件的相关性仍不够显著,笔者认为产生相悖结论的原因也可能是由于本研究中大脑中动脉区域内斑块内出血的病例仍较少,对于斑块内出血测定的病例样本量尚未达到足够的水平,同样,最近的组织学研究[38]发现,128条颅内动脉中91条(71%)存在进行性动脉粥样硬化病变,而斑块内出血仅占其中的12%,因此斑块内出血具有一定局限性。未来关于斑块内出血与缺血性卒中复发事件的相关性研究还需要大样本的病例加以佐证。

3.3 本研究局限性与展望

       本研究存在一定的局限性,首先,本研究是一项回顾性研究,存在一定的偏倚性,选择前瞻性研究分析斑块特征与卒中复发的相关性会更好。其次,本研究为单中心研究,未来可以采用多中心研究增加外部验证使数据更具可靠性。最后,本研究纳入的病例只包括了前循环的大脑中动脉供血区域的患者,未来还应纳入大脑前动脉及后循环供血区域的患者,进行全脑斑块分析会更有意义。同时,未来的研究也不应拘泥于颅内斑块,可以通过MR-VWI对头颈斑块进行联合分析,并利用MR-VWI对易损斑块各项特征识别的独特优势,将其与现有人工智能预测模型相结合,更好地准确识别复发高危人群,使之成为预测缺血性卒中复发的有效手段。

4 结论

       综上,年龄、斑块面积及斑块负荷与大脑中动脉区域缺血性脑卒中复发独立相关,临床资料(年龄)与斑块特征(斑块面积、斑块负荷)预测缺血性卒中复发是未来良好的预测模型。MR-VWI具有预测缺血性卒中发生风险等级的潜能并可作为预测卒中复发的良好工具,为临床调整个体治疗方案提供佐证,最终使患者更多获益。

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