不同年齡患者頸動脈斑塊的高分辨磁共振研究

高 曉 馮瑩印 紀盛章

天津市第四中心醫院，天津 300140

缺血性腦卒中是一類嚴重威脅人類健康和壽命的常見疾病，具有發病率高、病死率高、致殘率高的特點，全世界1/6 的人一生中會發生卒中，每6 s 就有一個人死于卒中。全球3 000 萬腦卒中病人，中國約占1/3，缺血性腦卒中占85%，已成為人類第一致殘致死疾病［1-5］。如何早期預防、延緩缺血性腦卒中的發生發展，是幾十年來眾多學者的研究目標。從病理生理學角度神經細胞的缺血缺氧耐受性極差，血供停止4 min就可造成不可逆性死亡，這是制約卒中治療效果的瓶頸。以往眾多學者致力于腦卒中后缺血半暗帶的研究，以期縮小中心壞死區范圍，但是成效甚微。因此對腦卒中的前期預防、減少腦卒中發生更為迫切。粥樣硬化造成的管腔狹窄程度與缺血性腦血管疾病的發生率呈正相關［6-7］。但近十余年頸動脈斑塊的研究證實缺血性腦卒中事件的發生、發展與動脈易損斑塊的存在密切相關，與管腔的狹窄程度無明顯相關性，輕度的動脈狹窄即可存在明顯的易損斑塊［3-6，8-9］。因此對斑塊成分分析及穩定性的評估較管腔狹窄對缺血性腦卒中前期預防能提供更多有價值的臨床信息。

超聲、CT、MR作為無創性檢查評價手段，對斑塊的有無、大小、范圍、管腔狹窄程度以及管腔重構情況已經能夠準確評價，但對斑塊內易損成分的定量分析，包括纖維帽的厚薄及完整性、脂核、斑塊內的出血、鈣化、炎性反應的定量分析及斑塊穩定性的評估，是目前影像學檢查手段的難點所在。高分辨MRI 作為無創的檢測手段，結合黑血及亮血技術，2D 與3D技術互補，可清晰顯示血管組織結構、管壁厚度、斑塊成分等信息，已經能夠準確分析斑塊的形態及組成成分的特點［10-11］，并準確定量分析斑塊易損成分、判斷其穩定性，為缺血性腦卒中的早期預防與個性化干預提供客觀的數據支持，是目前研究的熱點［11-14］。本文旨在通過高分辨MRI 分析不同年齡階段中老年人斑塊的特征，為頸動脈斑塊的個性化干預提供客觀的數據基礎，為中老年患者缺血性疾病的預防提供更多的依據。

1 資料與方法

1.1 臨床資料收集2013-09—2014-09 天津市第四中心醫院收治的缺血性腦血管病住院患者112 例，9 例患者因影像質量較差無法分析被剔除，共103例影像符合分析標準。入組標準：40周歲及以上，且為≤14 d內出現腦缺血癥狀。排除標準：可疑心源性腦卒中患者，顱內出血、腫瘤、炎癥等引發的神經功能缺損患者，入組時正在接受治療，有MR 檢查禁忌證患者。入組患者中男63例，女40例，年齡41～81 歲，中位年齡62 歲。將入組患者按照年齡每10 a間隔分為5組，A1組：40～49歲，5 例；A2 組：50～59 歲，31 例；A3 組：60～69 歲，39例；A4組：70～79歲，26例；A5組：80～89歲，2例。所有患者均知情同意。

1.2 頸動脈高分辨MR 圖像使用Philips Intera Achieva 3.0T 超導磁共振掃描儀及專用的表面線圈掃描頸動脈，固定患者下頜及頸部，表面線圈中心置于兩側下頜角。掃描過程需要靜止并減少吞咽。先獲取頸動脈2D TOF，并獲得MRA，從而準確定位頸動脈分叉，以責任側頸動脈血管分叉處為中心定位其上下2 cm的掃描范圍，分別行橫軸位3D TOF、T1WI、T2WI、3D MP RAGE 及冠狀位3D MERGE 掃描，主要參數分別是：3D TOF：TR/TE=20/4 ms；T2WI QIR：TR/TE=800/10 ms；T2WI MDIR：TR/TE=4 000/50 ms；3D MP RAGE IR TFE：TR/TE=9.0/5.5 ms；3D MERGE：TR/TE=10/4.8，FOV=14 cm×14 cm；矩陣256×256，重建的最小分辨率0.55 mm×0.55 mm，層厚/間距=2 mm/0 mm。3D MERGE FOV 25 cm×16 cm×7 cm，層厚/間距0.7 mm/0 mm。3D TOF、3D MERGE共100 層圖像，T1WI、T2WI、3D MP RAGE 共16層圖像。

1.3 圖像評估與分析所有患者頸動脈高分辨MR圖像質量（1～5分）由兩位MRI診斷專家評估：1分表示管壁及邊界無法識別；2分表示管壁不清；3分表示管壁模糊可見；4分表示管壁清楚；5分表示血管銳利可見（圖1），評分為1 的圖像剔除［15］。頸動脈斑塊易損成分的識別由兩位經過系統培訓的影像診斷專業人員分析纖維帽、脂質壞死核心、斑塊內出血及鈣化［10-11］。

圖1 頸動脈高分辨MR成像，清楚顯示管壁 A：3D MERGER；B：TOF；C：T2WI；D：T1WIFigure 1 High resolution MR imaging of the carotid artery with clear visualization of the canal wall.A：3D MERGER；B：TOF；C：T2WI；D：T1WI

1.4 統計學分析應用SPSS 17.0 統計軟件，分類變量采用百分比（%）表示，計量資料采用t 檢驗，組間比較采用方差分析，以P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

所有入組患者頸動脈高分辨MR 圖像質量均符合分析條件，能夠清楚顯示斑塊及易損成分。A1～A5斑塊易損成分匯總見圖2，通過組間比較，纖維帽、脂質壞死核心的發生隨年齡的變化差異無統計學意義（P=0.51、0.28）。而斑塊內出血、鈣化的發生隨年齡的增長呈增高趨勢，并存在顯著性差異（P=0.047、0.013），其中斑塊內出血以A2、A3 組間差異明顯（P=0.021），斑塊內鈣化的差異主要體現在A1 與A3 組（P=0.043），A1 與A5 組（P=0.049），A2 與A3組（P=0.04），A2與A4組（P=0.049）。

圖2 不同年齡患者斑塊易損成分對比 FC：纖維帽；LRNC：脂質壞死核心；HC：出血；CA：鈣化Figure 2 Comparison of vulnerable components of plaques of different ages patients. FC：fibrous cap；LRNC：lipid-rich necrotic core；HC：hemorrhage；CA：calcification

3 討論

本研究通過比較不同年齡中老年患者頸動脈斑塊易損成分的特征發現，斑塊內出血、鈣化的發生隨年齡的增長呈增高趨勢，提示臨床對斑塊內出血、鈣化早期干預能夠延緩斑塊的進展，降低其易損性，從而能夠在一定程度上減少缺血性腦卒中的發生。

高分辨MRI是無創的檢查方法，分析斑塊形態和成分具有高度的敏感性與特異性［16-19］。多項研究表明高分辨MRI對頸動脈斑塊具有很好的分析能力［20-22］。通過與病理組織學的對照，綜合分析纖維帽、壞死脂質核心、斑塊內出血、鈣化在3D TOF，T1WI，T2WI，3D MP-RAGE，3D MERGE 序列的信號特點，明確各易損成分的MR 信號特點。通常，TOF 序列上完整纖維帽顯示帶狀低信號，T1WI、T2WI序列上呈等/較高信號（圖3）；TOF序列脂質壞死核為等/稍高信號，T1WI 為等/高信號，T2WI 呈低信號（圖4）；不同時間的出血其信號也不同，TOF序列上新鮮/偏陳舊出血為高信號，其他各序列上主要為等/略高信號，陳舊性出血均為低信號（圖5）；鈣化在各序列上均呈低信號（圖6），進一步證實了MRI 在研究頸動脈粥樣硬化斑塊的精確性和可重復性［15，24-25］。MRI對纖維帽的定量分析與病理有很好的相關性［26-27］。根據纖維帽可以將斑塊分為3 類：（1）完整而厚的纖維帽：TOF顯示為管壁內側均勻一致的低信號，且TOF、TIWI、T2WI管壁內側光滑；（2）完整而薄的纖維帽：TOF序列管壁內側未見低信號，其他序列管腔表面光滑；（3）不連續的纖維帽：TOF序列顯示管壁內側可見低信號不連續或無法顯示，TOF、T1WI、T2WI序列管不規則，管壁內側可見高信號。不連續或完整的薄纖維帽與近期的缺血性事件的發生明顯相關，能夠高風險的誘發TIA或缺血性腦卒中。大的脂質核心是造成斑塊不穩定的另一重要因素。MORENO 等［27］研究表明壞死脂質核心占比多于40%，斑塊容易破裂。另有多項研究表明，MRI增強掃描能夠更好地區分纖維帽與脂核［28-29］。增強掃描纖維帽信號能夠提高79.5%，而壞死脂質核心信號則下降28.6%［30］，出現更好的對比，更容易勾畫脂質壞死核心的界限，獲得更準確的結果。盡管NAGHAVI 等［31］研究分析出血并不是決定斑塊穩定性的主要標準，但是多項研究表明，出血可加速斑塊的不穩定性。鈣化對斑塊的穩定性尚存在爭議。以往研究分析，鈣化斑塊的風險相對低。但新近研究表明，鈣化的位置可能對其穩定性存在一定的影響［32］。LI等［33-34］研究發現，薄纖維帽內的鈣化使纖維帽的最大剪切力增加47.5%。反之，脂質壞死核心內或遠離纖維帽的鈣化，不會增加剪切力。斑塊內血栓和炎癥在斑塊的發生、發展、破裂方面起著極其重要的作用［35-36］。有研究表明MRI有較大的潛力辨別斑塊內血栓及分期，在T1WI 和T2WI 序列有相似的信號變化。T1WI、T2WI 序列新鮮血栓（<6 h）呈稍高信號，在T2WI 序列上其信號更明顯；隨著時間的延長信號漸增，最強的信號出現在l周時，與周圍組織有明顯的對比；6 周后信號逐漸減弱穩定，并與周圍軟組織信號相同。病理研究證實，炎性的斑塊內單核巨噬細胞、T淋巴細胞浸潤以及新生成的血管相對常見，并對斑塊中的其他細胞或間質產生作用，如抑制生成膠原纖維、并促進已存在的變性、誘導易破裂出血的新生毛細血管生成等，改變斑塊的形態與結構，使其易破裂［36］。對比劑的使用能夠對斑塊內新生毛細血管、炎癥反應的嚴重程度及斑塊成分提供更多的信息。大量研究表明，MRI增強檢查在管壁形態和斑塊成分的分析有更好的精確性和可重復性［29，37-38］。

圖3 TOF序列完整的纖維帽（）呈帶狀低信號，T1WI、T2WI呈等/較高信號，一般情況下TOF上無帶狀低信號則為薄纖維帽 A：TOF；B：T1WI；C：T2WIFigure 3 The complete fibrous cap（）shows banded low signal on TOF and equal/high signal on T1WI，T2WI. Generally，if there is no banded low signal on TOF，it is a thin fibrous cap. A：TOF；B：T1WI；C：T2WI

圖4 脂質壞死核心（）在T1WI、TOF序列呈等/高信號，T2WI呈低信號 A：TOF；B：T2WI；C：T1WIFigure 4 Lipid necrotic core（）showed equal signal on T1WI and TOF，and low signal on T2WI. A：TOF；B：T2WI；C：T1WI

圖6 鈣化（）在所有序列均呈低信號 A：TOF；B：T2WI；C：T1WIFigure 6 Calcification（）showed low signal in every weighted image. A：TOF；B：T2WI；C：T1WI

作為缺血性腦卒中的重要危險因素，頸動脈粥樣硬化性斑塊已引起國內外學者的廣泛關注。依據2013年缺血性腦卒中流行病學調查研究，≥40 歲人群缺血性腦卒中發生率明顯升高［39］，所以本研究對象為40 歲以上中老年患者，其中40～49歲組數量相對較少，主要是由于這一年齡段人群發生缺血性腦卒中事件的概率相對較低，而80～89歲年齡組只有2例，原因可能為這一年齡階段的患者耐受性差，加之MR 掃描時間長，不能配合完成影像采集工作，或采集的影像質量差，不能達到分析標準，所以本研究中50～59歲組、60～69歲組及70～79 歲組患者數量較多，與中國缺血性腦卒中的發病率基本一致［39］。

本研究發現，隨年齡的增長，斑塊內出血及鈣化的發生率呈增高趨勢，尤其以50～59歲、60～69 歲間差異明顯，與GUPTA 等［40］研究結果基本一致。GUPTA 等［40］研究顯示，頸動脈斑塊內出血與頸動脈粥樣硬化患者未來卒中或短暫性腦缺血發作的風險增加明顯有關（OR=4.59，95% CI 2.91～7.24）。另有相關研究表明，頸動脈粥樣硬化的多發鈣化、表面鈣化及混合鈣化與斑塊內出血有明顯的相關性（OR=10.1，95% CI 3.3～30.4；OR=29.4，95%CI 4.1～210.8；OR=27.9，95% CI 7.3～107.1）［41］。

纖維帽、脂質壞死核心的發生在各個年齡組間比較差異無統計學意義，分析其原因：（1）依據文獻資料3D TOF平掃觀察管腔血流邊緣線樣低信號定義為厚纖維帽，未見明確低信號定義為薄纖維帽，存在一定的誤差；（2）脂質壞死核心超過斑塊體積40%定義為大脂核，為易損成分，由于本研究中沒有定量分析軟件精確計算脂質核心的體積，所以脂質核心大小的評價也存在一定的計算誤差。

頸動脈斑塊內出血、鈣化的發生隨年齡的增長呈逐漸增高的趨勢，提示對斑塊內出血、鈣化早期干預能夠延緩斑塊的進展，降低其易損性，從而能夠在一定程度上減少缺血性腦卒中的發生。纖維帽和大脂質核心的發生隨年齡的增長未見明顯變化，可能與本研究中纖維帽發生率高、脂質核心的測量缺乏嚴格的定量工具有關，需要大樣本進一步證實。