橋腦梗死高分辨率磁共振基底動脈管壁成像研究

王 諾， 朱 宣， 張 萍， 陳 蕾， 張敏敏， 鄧本強， 吳 濤

橋腦梗死是椎基底動脈系統最常見的腦梗死，主要機制是基底動脈主干發出的穿支動脈閉塞所致，常見病因有：(1)穿支動脈本身的透明樣變性，即腔隙性腦梗死；(2) 發出穿支動脈的主干動脈狹窄或閉塞導致穿支動脈供血區低灌注；(3) 心源性栓塞；(4)穿支動脈入口處發生動脈粥樣硬化所致的狹窄或者閉塞，稱分支動脈粥樣硬化病(branch atheromatous disease，BAD)[1]。腦橋梗死按照部位可以分成腦橋旁中央梗死(paramedian pontine infarction，PPI)和腦橋深部梗死(small deep pontine infarction SDPI)，目前認為前者機制為動脈粥樣硬化穿支閉塞，后者為小血管透明變性累及穿支動脈[2]。盡管兩種類型的腦橋梗死臨床癥狀相似，但潛在的發病機制不同，因此，治療方法存在一定差異。傳統腦血管成像技術如CTA、MRA或DSA僅反映血管狹窄程度，不能顯示動脈壁及動脈粥樣硬化斑塊的形態及結構特征，難以全面評估動脈血管病變和粥樣硬化性質和程度。高分辨率磁共振成像(high-resolution magnetic resonance imaging，HR-MRI)可以彌補這一缺陷，HR-MRI能夠顯示動脈粥樣硬化斑塊的成分、斑塊形態和結構特征以及動脈管壁變化，可以全面地評估斑塊穩定性。大的斑塊脂質核心、斑塊內出血、薄/破裂纖維帽、斑塊明顯強化是斑塊不穩定的表現，有助于明確缺血性卒中發生的機制[3～6]。目前，對基底動脈管壁成像在不同類型橋腦梗死時基底動脈粥樣硬化的差異研究較少。本研究利用HR-MRI管壁成像研究PPI和SDPI孤立性橋腦梗死患者的基底動脈粥樣硬化情況，探討橋腦梗死的病因，為臨床治療方案的選擇提供影像學基礎。

1 資料和方法

1.1 病例選擇 納入2014年6月～2017年6月期間第二軍醫大學長海醫院腦血管病中心收治的發病7 d內、經磁共振彌散加權成像(DWI)證實存在孤立的急性橋腦梗死，并且，行顱內基底動脈和椎動脈管壁成像患者。排除頸部CTA或MRA檢查顯示顱外椎動脈狹窄(≥50%)；排除心源性腦栓塞和栓子來源為椎動脈及其他原因，如血液系統疾病、煙霧病、夾層動脈瘤等。患者均簽署書面知情同意書。

1.2 臨床資料 采集人口學特征和血管危險因素包括年齡、性別、血管危險因素(高血壓、糖尿病、血脂異常、冠心病、吸煙、卒中及短暫性腦缺血發作史)；入院時美國國立衛生研究院卒中量表(NIHSS)評分；實驗室檢查指標包括血常規、空腹血糖、總膽固醇、三酰甘油、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、肝腎功和同型半胱氨酸等；必要時檢查免疫自身抗體，所有患者均行頭部和頸部MRA或CTA檢查。心臟評估指標包括常規心電圖、動態心電圖、心臟彩超。

根據磁共振DWI上病灶分布將患者分為兩組[2]：PPI組：橋腦梗死病灶靠近中線并達橋腦表面；SDPI組：橋腦靠近中線的深部梗死未及橋腦表面。

1.3 HR-MRI檢查及參數 所有基底動脈和椎動脈顱內段管壁成像均在3.0T MRI檢查系統進行(HDX platform，GE Healthcare，Milwaukee)，采用標準8通道頭部線圈。定位線平行于枕骨大孔前后緣連線，矩陣320×320。首先采用三維時間飛躍法MR血管成像(3D TOF-MRA)法，進行血管重建后明確病變血管部位，然后采用“黑血”法進行基底動脈和椎動脈顱內段多序列掃描，具體參數如下：快速自旋回波T1加權成像(T1WI-FSE) TR 567/TE 15.8、快速自旋回波T2加權成像(T2WI-FSE) TR 2 883/TE 49、T1加權增強成像(T1WI+C) TR 567/TE 15.8 ms，FOV 100 mm×100 mm，層厚2 mm，間距2.5 mm。3D T1SPACE序列TR900/TE 5.6 ms，層厚0.5 mm，矩陣320×320。增強采用釓噴酸葡胺 (Gd-DTPA)作為增強劑，靜脈注射Gd-DTPA 5 min后進行掃描，掃描參數同3D T1SPACE。整個序列掃描完成時間約30～40 min。以往我院磁共振研究顯示“黑血”法T2WI-FSE管壁與管腔有較高對比度，管壁和斑塊面積定量分析在T2WI序列進行。

1.4 影像分析 3D-TOF MRA成像上選擇基底動脈和椎動脈顱內段血管最狹窄，并選擇遠端正常動脈作為參考。依據WASID法計算狹窄率，狹窄程度大于50%定義為動脈粥樣硬化性狹窄。在T2WI序列判斷斑塊的形態和部位，T2WI上明顯偏心或局灶管壁增厚，最厚處超過最薄處50%，定義為斑塊[6]。環形斑塊定義為斑塊沿管壁360°生長，斑塊處管壁最薄部分至少為最厚處的50%；弧形斑塊定義為斑塊偏心生長，最薄管壁部分小于最厚處的50%[6]。以同序列正常腦組織信號作為參考分析斑塊的信號特征，將基底動脈斑塊分為等信號、高信號、低信號和混雜信號四種類型。注射增強劑前后對比，斑塊在T1WI系列信號強度提高超過20%，稱為有強化。本研究評價項目包括病變基底動脈管腔狹窄程度，斑塊的形態及T2WI和T1WI序列上斑塊的信號性質，T1WI序列增強掃描后斑塊是否強化和強化程度。

1.5 統計學處理 使用SPSS 17.0軟件進行統計分析。對分類變量，采用χ2檢驗或Fisher精確檢驗比較組間差異；對連續變量，采用t檢驗或秩和檢驗比較組間差異。檢驗水準(α)為0.05。

2 結 果

2.1 臨床資料 入組患者共55例，其中PPI組37例，SDPI組18例。兩組患者中，性別、年齡、高血壓、血脂異常、吸煙、TIA或卒中史等經統計學分析無顯著差異(P>0.05)，但PPI組患者糖尿病患病率明顯高于SDPI組(64.9% vs 33.3%)，具有統計學意義(P=0.043)。兩組患者NIHSS評分差異無統計學意義(P=0.479)。統計學分析顯示兩組患者總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇和高密度脂蛋白膽固醇無顯著差異(P>0.05)，PPI組患者入院時空腹血糖明顯高于SDPI組，差異具有統計學意義(P=0.026)(見表1)。

表1 PPI和SDPI組患者人口學特征、血管危險因素和血檢驗結果比較

PPI(n=37)SDPI(n=18)P value年齡男性[n(%)]危險因素[n(%)]高血壓糖尿病高脂血癥吸煙TIA/卒中史NIHSS評分實驗室檢查血糖總膽固醇(mmol/L)甘油三酯(mmol/L)LDL-C (mmol/L)HDL-C (mg/L)63.0±10.628(75.7%)32(81.1%)24(64.9%)12(32.4%)9(21.6%)5(13.5%)3.4±3.88.39±3.44.56±1.251.90±1.262.65±0.941.05±0.2361.3±10.611(61.1%)14(77.8%)6(33.3%)7(38.9%)6(33.3%)4(22.2%)2.78±2.346.54±2.874.42±1.121.54±0.612.58±0.901.12±0.230.6600.2640.4540.0280.6370.5290.4130.4790.0260.8730.4520.2640.836

PPI：橋腦旁中央梗死，SDPI橋腦深部小梗死；NIHSS：National Institute of Health Stroke Scale；LDL-C：低密度脂蛋白膽固醇；HDL-C：高密度脂蛋白膽固醇

2.2 HR-MRI管壁成像特征 HR-MRI檢查PPI組患者35例(94.6%)、SDPI組10例(55.6%)檢測到基底動脈存在斑塊，PPI組明顯高于SDPI組(P=0.001)。3D TOF MRA顯示PPI組和SDPI組基底動脈狹窄50%以上患者分別為58.8%和38.9%，統計分析顯示兩組無明顯差異(P=0.214，見表2)。HR-MRI進行基底動脈斑塊檢測，PPI患者基底動脈斑塊以弧形斑塊(71.4%)多見，SDPI患者為弧形或環形斑塊，見表3。PPI和SDPI患者斑塊在T1WI、T2WI系列上斑塊信號差異無統計學意義(P>0.05)。PPI和SDPI患者斑塊內出血發生率分別為4例(11.4%)和1例(10.0%)，PPI和SDPI患者Gd-DTPA增強后斑塊明顯強化分別30例(85.7%)和8例(80.0%)，統計學分析均無顯著差異(P>0.05)(見表3)。

PPI組16例基底動脈狹窄小于50%，其中14例(87.5%)可見基底動脈斑塊形成，為分支動脈粥樣硬化病(BAD)，明顯高于SDPI組(27.3%)，兩組差異具有統計學意義(P=0.001)，BAD分別占PPI和SDPI中37.8%和16.7%，斑塊均以弧形斑塊為主。PPI組BAD中92.3%斑塊強化，明顯高于SDPI組(33.3%)，兩組差異具有統計學意義(P=0.014)(見表4)。BAD不穩定斑塊分別占PPI組和SDPI組中35.1%和5.6%，兩組比較具有統計學意義(P=0.018)(見表2)。

表2 PPI和SDPI組間基底動脈管壁成像特征比較

表3 PPI和SDPI組間基底動脈斑塊特征比較

表4 PPI和SDPI組間基底動脈狹窄小于50%管壁成像特征比較

PPI(n=16)SDPI(n=11)P value斑塊弧形環形斑塊強化無輕度明顯14(87.5%)13(92.9%)1(7.1%)1(7.1%)013(92.9%)3(27.3%)3(100%)01(33.3%)1(33.3%)1(33.3%)0.0010.6330.028

3 討 論

本研究應用HR-MRI研究不同類型橋腦梗死患者的基底動脈管壁變化，探討橋腦梗死的病因。研究顯示基底動脈大動脈粥樣硬化和分支動脈粥樣硬化病(BAD)是PPI的原因，而大動脈粥樣硬化和小動脈透明變性是SDPI的主要病因。在PPI和SDPI患者大動脈粥樣硬化病變分別占57.8%和38.9%。而BAD在PPI患者中明顯高于SDPI患者(35.1%和5.6%)，兩種類型橋腦梗死危險因素中，PPI患者糖尿病患病率和空腹血糖水平明顯高于SDPI患者，結果提示不同類型橋腦梗死在病因學有所不同。

橋腦旁中央梗死主要指基底動脈旁中央支供血區的梗死，占后循環梗死的29.3%，腦橋梗死的60%[7]，發病機制主要與基底動脈的主干發出的穿支動脈起始處動脈粥樣硬化引起的狹窄或閉塞有關。Fisher和Caplan在病理尸檢中發現穿支動脈疾病導致PPI大多數是基底動脈粥樣硬化引起，首次提出分支動脈粥樣硬化病(BAD)[8]。目前橋腦旁中央動脈供血區BAD常用日本高木誠等提出的診斷標準[9]：梗死灶在軸位頭部MRI影像上表現為由腦橋深部延伸至腦橋腹側表面，無基底動脈高度狹窄(50%以上)或閉塞，無心源性栓子來源。以往臨床研究是借助橋腦梗死范圍的影像學特征來診斷，即梗死灶由腦橋深部延伸至腦橋腹側表面。近年來，由于神經血管影像學的進展，臨床研究通過HR-MRI管壁成像可以直接觀察到穿支動脈入口處動脈粥樣硬化。國內學者研究顯示HR-MRI可以清晰顯示基底動脈管壁結構，93.5%PPI患者有基底動脈的斑塊形成，為環形或弧形斑塊，都位于橋腦旁正中梗死責任血管穿支動脈的開口附近[10]。Isabelle研究發現65%患者基底動脈血管造影正常，但77%患者HR-MRI上存在動脈粥樣硬化[2]。病理研究也證實基底動脈粥樣硬化可以閉塞穿支動脈開口，導致PPI[11]。本研究發現PPI患者MRA顯示58.8%的患者存在基底動脈狹窄≥50%，診斷為大動脈粥樣硬化型。而16例基底動脈狹窄小于50%中，大部分患者(87.5%)HR-MRI管壁成像發現基底動脈有斑塊，且斑塊明顯強化，提示斑塊不穩定，結果證明大動脈粥樣硬化和BAD不穩定斑塊是PPI的原因。

傳統觀念認為SDPI主要病因是累及穿支動脈的透明變性，導致橋腦深部小梗死，但是，大動脈病變也是SDPI的病因。HR-MRI基底動脈管壁成像研究發現SDPI患者中54%存在基底動脈管腔狹窄，73%檢測到基底動脈斑塊[2]。本研究也顯示38.9%的SDPI患者有基底動脈中度以上狹窄(≥50%)，8例(44.4%)基底動脈管壁正常，3例(16.7%)存在斑塊，僅1例(5.6%)斑塊明顯強化，為不穩定斑塊。本研究提示大動脈粥樣硬化是SDPI的常見病因，但是，BAD在SDPI中少見。

綜上所述，HR-MRI管壁成像技術研究結果顯示，大動脈粥樣硬化和分支動脈粥樣硬化是PPI的病因。大動脈粥樣硬化也是SDPI的常見原因，但是，分支動脈粥樣硬化在SDPI中少見。