頸動脈斑塊MRI特征與同側急性腦梗死患者DWI-ASPECTS的相關性研究

王貝茹,余苗,徐彤彤,李均彪,胡春峰

缺血性腦卒中是長期嚴重殘疾的主要原因,顱外動脈粥樣硬化是其發生的最重要病因之一[1]。頸動脈斑塊的危險分層不僅取決于狹窄率,更重要的是斑塊的易損性,而頸動脈高分辨率MRI是美國神經放射學學會推薦評估斑塊易損性的一種有前景的成像方式[2]。

頸動脈MRI可以定性及定量評估斑塊易損性[3],斑塊的易損特征如斑塊內出血(intraplaque hemorrhage,IPH)、富脂質壞死核(lipid rich necrotic nucleus,LRNC)、纖維帽變薄/破裂(thinning/rupture of the fibrous cap,TRFC)與急性腦梗死(acute cerebral infarction,ACI)的發生密切相關[4]。Yuan等[5]討論了TRFC與近期腦缺血事件的相關性,MRI頸動脈斑塊的一些定量參數也被發現是ACI的獨立風險預測因子[6-7]。但目前關于頸動脈斑塊危險因素與同側ACI嚴重程度相關性的研究較少,且這些研究結果并不一致[4,8]。

阿爾伯塔卒中項目早期CT評分(Alberta stroke program early CT score,ASPECTS)可根據CT成像快速評估ACI的范圍[9],近年來一些研究發現ASPECTS值低的患者不太可能獲得良好的預后[10-11]。基于擴散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)的ASPECTS稱為DWI-ASPECTS,能更直觀、快速、準確地評估腦卒中嚴重程度。Cao等[4]研究發現,頸動脈粥樣硬化斑塊的標準化管壁指數(normalized wall index,NWI)、IPH可用于評估動脈粥樣硬化患者缺血性卒中嚴重程度,最大管壁厚度、NWI、IPH體積、IPH比例(IPH體積/斑塊體積)與NIHSS 評分有顯著相關性,Barber等[9]研究發現CT-ASPECTS在評估卒中嚴重程度上與NIHSS評分呈負相關,但關于頸動脈斑塊特征與DWI-ASPECTS評分之間的關系尚不清楚。本研究旨在評估頸動脈斑塊與同側急性腦梗死患者DWI-ASPECTS評分的相關性。

材料與方法

1.臨床資料

回顧性搜集本院2016年1月至2021年4月診斷為急性缺血性腦卒中的患者。病例納入標準:①2周內同時行頸動脈高分辨率MRI與顱腦MRI平掃檢查;②單側頸動脈斑塊(斑塊最大厚度>1.5 mm);③CTA同側顱內動脈未見明顯狹窄或閉塞;④年齡>18歲。病例排除標準:①頸動脈內膜切除術或支架植入術史;②顱內出血、腫瘤、動脈瘤、動靜脈畸形等;③疑似心源性卒中或既往有先天性心臟病、風濕性心臟病、心房顫動等病史;④患有動脈粥樣硬化疾病以外的血管性疾病(如夾層、動脈瘤、大動脈炎);⑤MRI檢查禁忌證;⑥圖像質量差,無法用于分析。

回顧性分析患者的臨床及實驗室資料,包括患者性別、年齡、體質量指數(body mass index,BMI)、糖尿病史、高血壓史、冠心病史、卒中史、短暫性腦缺血發作史(transient ischemic attack,TIA)、吸煙史、飲酒史及總膽固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白和低密度脂蛋白檢查結果。上述資料均由1位放射科醫生(有2年腦血管影像診斷經驗)從電子病歷系統檢索。所有的臨床實驗室資料距頸動脈MRI及顱腦MRI檢查的時間間隔不超過2周。本研究獲得我院機構倫理委員會批準(XYFY2020-KL169-01)

2.檢查方法

頸動脈高分辨率MRI檢查采用3.0T Philips In-genia磁共振掃描儀,16通道頭頸聯合線圈。掃描前囑患者雙肩放松,頸部伸直,避免咳嗽及吞咽,線圈應緊密包裹頸部,上緣盡量位于下頜下方,中心位置位于線圈中央。掃描序列及參數:①橫軸面3D-TOF序列,TR 20 ms,TE 3.45 ms,視野200 mm×200 mm,層厚3 mm,矩陣256×146;②冠狀面3D T1WI序列,TR 350 ms,TE 19 ms,視野237 mm×269 mm,矩陣296×298;③橫軸面T1WI序列,TR 1000 ms,TE 9 ms,視野150 mm×150 mm,層厚3 mm,矩陣272×198;④橫軸面T2WI序列,TR 3000 ms,TE 80 ms,視野150 mm×150 mm,層厚3 mm,矩陣304×195;⑤CE-MRA序列,TR 4.8 ms,TE 1.76 ms,視野320 mm×320 mm,層厚1.2 mm,矩陣456×456;⑥CE-3D T1WI序列,TR 350 ms,TE 19 ms,視野247 mm×282 mm,層厚0.8 mm,矩陣308×293。增強掃描對比劑使用釓噴酸葡胺(北京北陸藥業股份有限公司,5.63 g/12 mL ),流率2.5 mL/s,劑量0.2 mmol/kg,在注射對比劑后追蹤掃描CE-MRA序列,39 s后行CE-3D T1WI序列掃描。掃描范圍自主動脈弓至枕骨大孔。

采用Philips Ingenia(荷蘭)、Discovery 750W(美國) 3.0T MRI掃描儀行顱腦MRI平掃,Philips Ingenia(荷蘭)DWI序列主要掃描參數:TR 2500 ms,TE 90 ms,視野210 mm×210 mm,b值取0、1000 s/mm2。Discovery 750W(美國)DWI序列主要參數:TR 5000 ms,TE 75 ms,視野230 mm×230 mm,b值取0、1000 s/mm2。

3.DWI-ASPECTS評分方法

將由大腦中動脈供血的一側大腦半球分為10個不同的區域,包括皮層深部區和皮層淺表區。皮層深部區包括尾狀核區(C)、豆狀核區(L)和內囊區(IC)。皮層淺表區包括島葉皮質區(I)、大腦中動脈前皮質區(M1)、大腦中動脈島葉外側皮質區(M2)、大腦中動脈后皮層區(M3)、M1上方的大腦中動脈皮層區(M4)、M2上方的大腦中動脈皮層區(M5)和M3上方的大腦中動脈皮層區(M6)。每個區域都為1分,總分為10分。每個區域內出現DWI高信號,相應ADC低信號則減去1分。10分代表患者無明確急性腦梗死,0分代表MCA供血區廣泛急性缺血(圖1)。

圖1 DWI-ASPECTS評分示例。a) 急性腦梗死累及島葉、M1、M2、M3、M4、M5和M6共7個區域,則DWI-ASPECT為10-7=3分; b) 急性腦梗死累及豆狀核、島葉、M2、M4和M5共5個區域,則DWI-ASPECT為10-5=5分。

DWI-ASPECTS評分由2位放射科醫生(分別具有14年和5年腦缺血診斷經驗)進行評估,他們對所有臨床信息均不知情。當2位放射科醫師評分不一致時,由第3位放射科醫師(具有30年以上腦缺血診斷經驗)進行最終評分。

4.圖像分析

由2位放射科醫生(均具有5年以上MRI診斷經驗)根據頸動脈高分辨MRI圖像進行分析,臨床數據及MRI數據均對2位放射科醫生設盲。參照Benson等[3]推薦的標準,分別在PACS(GE Healthcare,CENTRICITY PACS 4.0)評估梗死同側頸動脈斑塊成分,包括鈣化(calcification,CA)、IPH、LRNC、TRFC。選取頸動脈斑塊最大管壁厚度截面及相鄰的上下兩個層面,通過手動勾畫并計算分析,得出血管總面積(total vessel area,TVA)、最小管腔面積(minimum lumen area,min LA)、平均管腔面積(mean lumen area,mean LA)、平均管壁面積(mean wall area,mean WA)、最大管壁面積(maximum wall area,max WA)、最大管壁厚度(maximum wall thickness,max WT)、平均標準化管壁指數(mean normalized wall index,mean NWI)和最大標準化管壁指數(maximumnormalized wall index,max NWI)。評估2位醫生測量值的一致性,采用高年資醫生的結果進行分析。

5.統計學分析

結 果

1.一般資料

本研究共納入85例患者,其中男63例(74.1%),平均年齡(62.27±10.44)歲,BMI(24.10±3.17)kg/m2,85例患者的其他臨床及頸動脈斑塊特征見表1。

表1 85例患者的臨床及頸動脈斑塊特征

2.兩組臨床和實驗室指標比較

DWI-ASPECTS≤7分組患者的HDL濃度(1.10±0.28)低于DWI-ASPECTS>7分組(1.24±0.28),差異有統計學意義(P=0.043);DWI-ASPECTS≤7分組中NIHSS>4分的比例(48.0%)高于DWI-ASPECTS>7分組(23.3%),差異有統計學意義(P=0.025)。DWI-ASPECTS≤7分組與DWI-ASPECTS>7分組其他臨床和實驗室指標差異均無統計學意義(P>0.05,表2)。

表2 兩組間臨床和實驗室指標比較 (n,%)

3.兩組頸動脈斑塊定性參數比較

DWI-ASPECTS≤7分組患者發生鈣化、纖維帽破裂/變薄、富脂質壞死核心、斑塊內出血的比例高于DWI-ASPECTS>7分組,差異均有統計學意義(P均<0.05,表3) 。

表3 兩組間頸動脈斑塊定性指標比較 (n,%)

4.兩組頸動脈斑塊定量參數比較

相較于DWI-ASPECTS>7分組,DWI-ASPECTS≤7分組患者的最大管壁厚度更大(P=0.033),平均管腔面積(mean LA)及最小管腔面積(min LA)更小(P值分別為0.019、0.017),平均管壁面積(mean WA)及最大管壁面積(max WA)更大(P值分別為0.045、0.049),平均管壁標準化指數(mean NWI)及最大管壁標準化指數(max NWI)更大(P值分別為0.011、0.012)。TVA在兩組間差異無統計學意義(P>0.05,表4)。

表4 兩組頸動脈斑塊定量指標比較 (n=85)

5.頸動脈斑塊變量的Logistic回歸分析

將P<0.02的定性變量(CA、TRFC、IPH)和P<0.02的非共線性變量(mean LA、mean NWI)納入Logistic回歸分析。Logistic回歸分析結果顯示,發生TRFC與DWI-ASPECTS≤7分顯著有關,與無TRFC患者相比,有TRFC患者發生嚴重同側ACI的風險顯著增加(OR=4.133, 95% CI:1.151～14.836,P=0.030);IPH是DWI-ASPECTS≤7分的不良預測因子,OR為6.409(P=0.005)。頸動脈斑塊的其他定性和定量參數在預測同側ACI方面沒有統計學意義(P>0.05,表5)。

表5 DWI-ASPECTS≤7分的Logistic回歸分析結果

討 論

缺血性腦卒中致死率、致殘率高,因此有效地識別早期ACI,降低不良事件發生風險就顯得尤為重要[12]。對于ACI患者,目前的影像學檢查方法推薦首選MRI-DWI,結合ASPECTS評分有助于評估ACI患者預后。DWI-ASPECTS是一種半定量評分,在MRI上可視化評估受累大腦區域的嚴重程度[13-14]。既往研究顯示,DWI-ASPECTS≤7分與惡性大腦中動脈梗死相關[15],往往提示患者預后差,發生出血轉化及惡性腦梗死的風險更高[11]。Cao等[4]研究發現頸動脈斑塊最大WT(r=0.24,P=0.018)、NWI(r=0.22,P=0.032)、IPH(r=0.27,P=0.007)、IPH 體積(r=0.35,P<0.01)、IPH 比例(r=0.28,P=0.005)與NIHSS評分呈正相關,有助于斑塊風險和梗死嚴重程度的分層。因此,頸動脈斑塊MRI特征可能與DWI-ASPECTS評分也有相關性。

斑塊的成分與斑塊穩定性相關,較大的脂質壞死核、纖維帽變薄或發生破裂、斑塊內出血及不規則鈣化是易損斑塊的特征, 纖維帽是覆蓋于脂質核心上的纖維結締組織,是維系斑塊穩定性的主要結構,其在血流沖擊下易發生破裂出血,斑塊破裂后的異常物質進入血液循環形成栓子堵塞遠端血管;IPH預示著斑塊的高危性[16]。本研究結果顯示,與DWI-ASPECTS>7分組相比,DWI-ASPECTS≤7分組中TRFC、IPH、CA和LRNC含量更高,而進一步的Logistic回歸分析結果顯示,只有TRFC、IPH與急性腦卒中患者較低的DWI-ASPECTS評分顯著相關,CA和LRNC在預測DWI-ASPECTS上無統計學意義,推測可能是由于納入的樣本量不足導致的。放射科醫生可以根據頸動脈斑塊的TRFC和IPH來對ACI患者進行風險分層。

相關研究發現,斑塊負荷也與斑塊的穩定性相關,負荷大的斑塊是卒中發生的危險因素[17],而標準化管壁指數(normal wall index,NWI)可用于評估斑塊負荷,一般情況下,NWI越高,斑塊負荷就越大。本研究結果顯示,DWI-ASPECTS≤7分組患者的斑塊負荷較高,DWI-ASPECTS>7分組與DWI-ASPECTS≤7分組的max WT、 mean LA、min LA、mean WA、max WA、mean NWI,max NWI差異均有統計學意義(P均<0.05),表明較高的斑塊負荷與較低的DWI-ASPECTS評分顯著相關,盡管單因素分析顯示有統計學意義,但并未發現MRI斑塊負荷對同側ACI的預測價值,筆者推測可能是納入了較多的TRFC和IPH患者,另一種可能的解釋是與血管正性重構有關。此外,DWI-ASPECTS≤7分組中NIHSS評分>4分的占比更高,說明NIHSS評分也可預測DWI-ASPECTS評分,NIHSS評分越高,DWI-ASPECTS評分越低,這一結果在一定程度上反映了兩種不同標準的相關性,NIHSS評分預測權重小于頸動脈斑塊MRI特征,出現這樣的結果,可能是因為本研究納入了更多頸動脈狹窄嚴重的患者。HDL濃度在DWI-ASPECTS>7分組中更高,分析可能是由于HDL顆粒降低了血管內皮細胞炎癥反應,從而延展或逆轉了動脈粥樣硬化性改變[18]。因此,僅根據斑塊的大小、厚度和狹窄程度來評估腦血管事件的風險是不全面的,斑塊負荷的臨床意義也不容忽視。頸動脈斑塊定量指標與定性指標在同側ACI中的相互作用有待進一步探討,需要構建不同頸動脈狹窄程度的同側ACI患者的風險預測模型,這將是我們下一步的研究內容。

本研究存在以下局限性:①本研究只探討了頸動脈斑塊對急性缺血性腦卒中DWI-ASPECTS評分的預測價值,作為一項回顧性研究,并沒有探討斑塊特征對異時性缺血性卒中的預測價值;②血管總面積、最大管壁厚度及管腔面積的測量需手動勾畫,測量結果存在一定的誤差;③本研究納入的樣本量偏少,導致多因素回歸分析構建的模型不夠穩定,我們會在接下的研究中增加樣本量,進一步驗證結論的準確性及可靠性。

綜上所述,頸動脈斑塊中存在TRFC和IPH的急性腦梗死患者DWI-ASPECTS評分更低,有助于臨床評估缺血性腦卒中風險分層及嚴重程度。