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临床研究
高分辨率磁共振血管壁成像对大脑中动脉粥样硬化斑块与豆纹动脉血管特征分析的应用研究
林威龙 贾琳 王云玲 王禄伟 谢超 韩秉艳 贾文霄

Cite this article as: Lin WL, Jia L, Wang YL, et al. Application of HR-MRI in middle cerebral atherosclerotic plaque and characteristic analysis of lenticulostriate artery. Chin J Magn Reson Imaging, 2020, 11(2): 109-112.本文引用格式:林威龙,贾琳,王云玲,等.高分辨率磁共振血管壁成像对大脑中动脉粥样硬化斑块与豆纹动脉血管特征分析的应用研究.磁共振成像, 2020, 11(2): 109-112. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2020.02.007.


[摘要] 目的 探讨高分辨率磁共振成像(high-resolution magnetic resonance imaging,HR-MRI)血管壁成像技术对大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)粥样硬化斑块强化程度及血管重塑方面与豆纹动脉数量及深度之间的联系。材料与方法 收集新疆医科大学第二附属医院40例有症状组患者与40例无症状组患者参加该研究,对所有受试者行HR-MRI 3D-T1WI-VISTA序列成像。受试者高分辨血管成像数据传至后处理工作站,应用Philips Intellispace portal软件对大脑中动脉斑块强化指数及管腔重构指数与豆纹动脉血管数量及深度进行统计。采用SPSS 25.0软件对两组受试者大脑中动脉斑块强化指数及管腔重构指数与豆纹动脉的深度及数目进行统计学分析。结果 有症状组患者组与无症状组患者组相比,有症状组患者组MCA粥样斑块有更高的增强指数(P <0.05)且豆纹动脉长度明显短于无症状组(P<0.05)。有症状组患者组与无症状组患者组MCA管腔重塑指数与豆纹动脉数量差异均无统计学意义(P>0.05)。结论 有症状组患者组与无症状组患者组MCA粥样斑块的强化程度与豆纹动脉深度存在一定差异,高分辨磁共振血管壁成像对MCA粥样斑块评估具有临床价值。
[Abstract] Objective: To explore the relationship between the enhancement degree of atherosclerotic plaque and vascular remodeling in middle cerebral artery (MCA) and the number and depth of lenticulostriate artery by high-resolution magnetic resonance imaging(HR-MRI).Materials and Methods: 40 patients with symptoms and 40 patients without symptoms were enrolled in this study. All subjects underwent 3D-T1WI-VISTA sequence imaging with HR-MRI. Subjects'high resolution angiographic data were transmitted to the post-processing workstation. Philips Intellispace portal software was used to calculate the plaque enhancement index and lumen remodeling index of middle cerebral artery and the number and depth of lenticulostriate artery. SPSS 25.0 software was used to analyze the plaque enhancement index and lumen remodeling index of middle cerebral artery (MCA) and the depth and number of lenticulostriate artery (LSA) in two groups.Results: Compared with the asymptomatic group, the symptomatic group had higher enhancement index of middle cerebral artery atherosclerotic plaque (P<0.05) and shorter lengths of striated arteries than the asymptomatic group (P<0.05). There was no significant difference between symptomatic group and asymptomatic group in the lumen remodeling index of middle cerebral artery and the number of lenticulostriate artery (P>0.05).Conclusions: There was a certain difference between symptomatic group and asymptomatic group in the degree of enhancement of middle cerebral artery atherosclerotic plaque and the depth of lenticulostriate artery. High resolution magnetic resonance angiography has clinical value in evaluating middle cerebral artery atherosclerotic plaque.
[关键词] 高分辨率磁共振成像;大脑中动脉;动脉粥样硬化;豆纹动脉;卒中
[Keywords] high-resolution magnetic resonance imaging;middle cerebral artery;atherosclerosis;lenticulostriate artery;stroke

林威龙 新疆医科大学第二附属医院影像中心,乌鲁木齐 830000

贾琳 新疆医科大学第一附属医院,乌鲁木齐 830000

王云玲 新疆医科大学第二附属医院影像中心,乌鲁木齐 830000

王禄伟 新疆医科大学第二附属医院影像中心,乌鲁木齐 830000

谢超 新疆医科大学第二附属医院影像中心,乌鲁木齐 830000

韩秉艳 新疆医科大学第二附属医院影像中心,乌鲁木齐 830000

贾文霄* 新疆医科大学第一附属医院,乌鲁木齐 830000

通信作者:贾文霄,E-mail:JWXXJ@sina.com

利益冲突:无。


基金项目: 国家自然科学基金 编号:81860301
收稿日期:2019-11-08
接受日期:2019-11-29
中图分类号:R445.2; R743.1 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2020.02.007
本文引用格式:林威龙,贾琳,王云玲,等.高分辨率磁共振血管壁成像对大脑中动脉粥样硬化斑块与豆纹动脉血管特征分析的应用研究.磁共振成像, 2020, 11(2): 109-112. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2020.02.007.

       颅内动脉粥样硬化性狭窄(intracranial atherosclerotic stenosis,ICAS)是导致缺血性脑卒中、短暂性脑缺血等脑缺血疾病发生的重要原因[1]。其中大脑中动脉(middle cerebral artery ,MCA)粥样硬化斑块发生率在流行病学上呈上升态势[2]。目前,脑卒中已经成为我国死亡率第一的疾病[3],一些研究表明[4],不稳定粥样硬化斑块使脑卒中的风险增加,而大脑中动脉M1段分支动脉-豆纹动脉与基底节区的脑卒中密切相关。相对比1.5 T磁共振,3.0 T磁共振拥有更好的空间分辨率使图像变得更清晰[5],目前高分辨率磁共振成像(high-resolution magnetic resonance imaging,HR-MRI)已被用于显示颅内血管管壁的斑块[6]。二维多平面重建技术可以完整地显示出颅内动脉粥样硬化斑块的组成成分及斑块性质的组成,同时可利用最小密度投影技术(Min-IP)可以使豆纹动脉(lenticulostriate artery ,LSA)可视化。本研究采用HR-MRI对有症状大脑中动脉ICAS与无症状大脑中动脉ICAS患者的粥样斑块的性质、重构方式与LSA的关系进行研究。

1 材料与方法

1.1 一般资料

       2017年11月至2019年11月连续招募新疆医科大学第二附属医院神经内科的有症状(44例)和无症状(40例)大脑中动脉粥样硬化斑块患者。无症状组指既往未被诊断出脑卒中患者,但图像筛查时确认有MCA狭窄,无症状组入组标准为无相关缺血性症状且行头颅MRI检查未发现梗死灶。有症状组纳入标准:(1)年龄18~80岁;(2)有症状组指72 h内通过扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)确定大脑中动脉区域出现一次急性缺血性脑卒中;(3)入组患者均有中度(狭窄率:50%~69%)或重度(狭窄:70%~99%)MCA狭窄,且经过磁共振血管成像或CT血管造影证实。排除标准:(1)肺动脉硬化性疾病,如烟雾病、颅内动脉夹层、血管炎等既往疾病;(2)同侧颈总动脉或颈内动脉狭窄并存患者;(3)心源性栓塞风险:如房颤、扩张性心肌病等;(4)图像质量差;(5)有MRI检查禁忌证。共排除4例患者,1例大脑中动脉夹层、2例通常颈内动脉狭窄且有不稳定斑块、1例图像质量差,最终纳入40例患者进行分析。所有受试人员都获得了知情同意。

1.2 检查方法

       采用飞利浦3.0 T聚源磁共振机,高分辨血管壁成像应用32通道SENSE接收器头部线圈的3.0 T磁共振系统(Achieva X-Series;Philips Healthcare,Best,the Netherlands)上进行,仪器参数:3D-T1WI-VISITA:矢状位覆盖头颅范围,扫描参数为脉冲序列TR=800 ms,TE=20 ms,有效视野:180 mm×163 mm×140 mm,体素:0.6 mm×0.6 mm×0.6 mm,层厚0.6 mm,层数:471,层间距0.3 mm,采集时间7 min 46 s。静脉注射剂量为15 mL莫迪斯,后进行3D-T1WI-VISITA增强扫描,所有高分辨血管壁原始图像通过后处理工作站(Philips Intellispace portal)软件进行多平面重建并且以最小密度投影法(Min-IP)重建血管图像进行分析。

1.3 图像后处理

       将原始图像传入后处理工作站(Philips Intellispace portal),由两名不知情的高年资主治医生进行大脑中动脉最狭窄处的斑块层面(maximal lumen narrowing,MLN)进行勾画血管管腔轮廓及血管壁轮廓,且需要勾画其邻近参考层面(referential lumen,RL)的近端、远端及对侧血管的血管管腔轮廓及血管壁轮廓用来测算其血管面积(vessel area,VA)和管腔面积(lumen area,LA)。测量最狭窄层面最大管壁厚度(maximal wall thickness,WTmax)、最小管壁厚度(minimal wall thickness,WTmin),管壁面积(wall area ,WA)=VA-LA,斑块面积(plaque area,PA)=WAMLN-WARL。测量参数公式如下:(1)狭窄率=(1-LAMLN/LARL)×100%;(2)斑块负荷=(PA/VA)×100%;(3)重构指数(remodeling index,RI)=VAMLN/VARL,当RI≤0.95时定义为负性重构,RI≥1.05时定义为正性重构,当RI在0.95~10.5时为无重构;(4)斑块强化程度=(SIPOST-SLPRE)/SLPRE ,SLPRE为斑块平扫时标准化信号值,SIPOST为斑块增强后标准化信号值。见图1

图1  男,64岁。左侧肢体无力入院,诊断为急性缺血性卒中。A:T1-VISTA最小密度投影显示右侧大脑中动脉狭窄,同侧近端豆纹动脉增粗,内侧群豆纹动脉数量减少。B:DWI示右侧基底节区急性脑梗死。C、D:示T1-VISITA序列右侧大脑中动脉不稳定斑块,斑块呈明显强化,局部管腔狭窄,为负性重构
Fig. 1  Male, 64 years old. Acute ischemic stroke was diagnosed because of weakness of left limb. A: T1-VISTA minimum density projection shows that the right middle cerebral artery is narrow, the proximal lenticulostriate arteries on the same side is thickened, and the number of lenticulostriate arteries in the medial group is reduced. B: Shows acute cerebral infarction in the right basal ganglia on DWI. C, D: Show that T1-VISTA sequence showed unstable plaque of right middle cerebral artery, which was obviously enhanced, local lumen was narrow, and it was negative reconstruction.

1.4 统计学分析

       使用SPSS 25.0进行统计学分析,计量资料采用均值和标准差表示,差异性分析采用t检验;计数资料采用频数和构成比表示,差异性分析采用卡方检验;最后将单因素分析具有差异的指标带入二元Logistic回归模型,探索影响卒中的影响因素。检验水准α=0.05 ,P<0.05认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 有症状组与无症状组一般资料比较

       有症状组与无症状组患者的性别、年龄、体质量指数、吸烟、高脂血症、高血压、糖尿病等临床危险因素之间差异均无统计学意义(P>0.05),见表1

表1  有症状组与无症状组一般资料比较
Tab. 1  Comparison of general data between symptomatic group and asymptomatic group

2.2 有症状组与无症状组大脑中动脉斑块影像学特征

       有症状组与无症状组相比,有症状组斑块强化指数明显高于无症状组(0.88±0.39 vs 0.63±0.40,P<0.05),有症状组患侧豆纹动脉深度明显低于无症状组(16.86±1.66 vs 20.88±3.15,P<0.05),有症状组患侧的狭窄率、斑块面积、斑块重构率、板块负荷、豆纹动脉数量较无症状组差异无统计学意义(P>0.05),见表2

表2  有症状组与无症状组大脑中动脉斑块影像学特征(±s)
Tab. 2  Imaging characteristics of middle cerebral artery plaque in symptomatic and asymptomatic groups (±s)

2.3 斑块增强指数与豆纹动脉深度二元Logistic回归分析

       增强指数越大,患者出现卒中的概率越大,是危险因素(OR=13.902);LSA深度是保护因素,LSA深度越深,患者出现卒中的概率越小(OR=0.436)。见表3图2

图2  斑块增强指数与豆纹动脉深度二元Logistic回归分析
Fig. 2  Binary Logistic regression between plaque enhancement index and lenticular artery depth.
表3  多因素Logistic回归结果
Tab. 3  Multivariate Logistic regression results

3 讨论

       本研究发现,有症状组患者大脑中动脉强化程度高于无症状组,这与一些研究报告一致[7],这是因为不稳定的责任斑块拥有较强的炎性反应[8,9]。主要是由于新生毛细血管增生和巨噬细胞的活动,纤维帽的变薄,新生毛细血管和一些以巨噬细胞为主的炎症细胞的聚集,使得对比剂较易进入斑块内,使不稳定的责任斑块强化明显。所以一些强化程度高的斑块,预示着斑块处于急性炎症期,其纤维帽具有较高的破裂,更容易发生卒中等疾病。该特征可以作为颅内斑块是否稳定的标志,在预测有颅内斑块的患者卒中风险中具有一定的价值。

       一些研究证明[10],高分辨血管壁成像对LSA的可视化较好。本研究通过高分辨磁共振血管壁成像技术对豆纹动脉进行分析,发现有症状组豆纹动脉的数量变化不明显,但其深度却明显变短,在一些有症状组患者中发现大脑中动脉M1段粥样斑块形成后,患侧豆纹动脉数量代偿性增加,数目变多,但直径变细,深度变短,但其深度变浅,此研究通过统计学分析得出,豆纹动脉长度是脑卒中的保护因素。豆纹动脉深度越长,其发生基底节区卒中概率越低。

       本研究发现,有症状组与无症状组均存在正性重构与负性重构,但在本研究中血管的重构率及斑块负荷差异均无统计学意义。在既往研究中[11,12],斑块面积或斑块负荷的数值越大,斑块稳定性越差,更容易引起脑卒中的发生。还有一些研究认为[13,14],正性重构虽然血管管腔没有变窄,但是斑块内含有更多的脂肪、炎性细胞及一些斑块易损标志物,会更容易导致缺血性脑卒中的发生,这些均与本研究不符,这也许因为本研究中所有患者处于板块形成的不同时期,也可能由于患处血管同时发生正性和负性重构所导致。

       本研究存在一些局限性:(1)因受限于技术的分辨率,无法对豆纹动脉的直径做出定量分析。(2)本研究样本量较小。(3)HR-MRI扫描时间过长,对于病情较重无法配合的患者难以获得理想的图像。(4)本研究为回顾性研究,豆纹动脉管径较细对MR图像质量要求过高。总之,研究发现,斑块的强化程度影响斑块的易损性,豆纹动脉的深度也可预测缺血性脑卒中的风险。

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