高分辨率MRI成像在评估缺血预适应后颈部血管斑块变化的应用.pdf

通信作者,E-mail:478663380 高分辨率 MRI 成像在评估缺血预适应后颈部血管斑块变化的应用徐晓璐,单华(江苏省第二中医院医学影像科,江苏 南京 210017)摘要:目目的的 探讨高分辨率 MRI(HR-MRI)成像在评估缺血性卒中患者缺血预适应后颈部血管斑块变化的应用价值。方方法法 选取于 2023 年 1 月2023 年 9 月江苏省第二中医院收治的颈动脉相关的缺血性脑卒中 120例患者,作为研究对象。所有患者均进行 3.0 T MR 常规卒中方案扫描及斑块 HR-MRI 检查。根据卒中症状发生至 HR-MRI 检查间隔,将患者分为早期组(间隔12 周)各 40例。分析患侧颈动脉血管的管壁特征(管腔狭窄程度、最小管腔面积)及斑块变化(斑块内成分、斑块负荷、斑块强化率、T1WI 及 T2WI 斑块信号强度指数)。比较 3 组间管壁特征及斑块变化的差别,分析症状发生后时间与斑块变化(斑块内成分、斑块负荷、斑块强化率、T1WI 及 T2WI 斑块信号强度指数)之间的关系。结结果果 3 组患者的管腔狭窄程度与最小管腔面积比较差异有统计学意义(P0.05)。3 组患者的斑块内成分比较,差异有统计学意义(P0.05)。症状发生后时间与斑块内成分(纤维脂质核心面积、钙化面积、出血面积)、斑块负荷、斑块强化率、T1WI 及 T2WI 斑块信号强度指数之间的相关分析显示,症状发生后时间与上述指标呈负相关(r 值分别为-0.731、-0.621、-0.689、-0.732、-0.714、-0.658,均 P0.01)。结结论论 HR-MRI 能够有效地显示缺血性卒中患者缺血预适应后颈部血管斑块的变化,对于评估卒中的发生风险和指导临床治疗具有重要的价值。关键词:高分辨率 MRI;缺血性卒中;缺血预适应;颈动脉斑块中图分类号:R735.3 文献标志码:A 文章编号:2096-3882(2024)03-0224-05DOI:10.3969/j.issn.2096-3882.2024.03.013Application of high-resolution MRI imaging in assessing the changes of cervical vascular plaques after ischemic preconditioningXU Xiaolu,SHAN Hua(Department of Medical Imaging,Jiangsu Second Hospital of Traditional Chinese Medicine,Nanjing,Jiangsu 210017,China)Abstract:ObjectiveTo explore the diagnostic value of high-resolution MRI(HR-MRI)for cervical vascular plaques after ischemic preconditioning in patients with ischemic stroke.MethodsA total of 120 patients with carotid-related ischemic stroke who were admitted to Jiangsu Second Hospital of Traditional Chinese Medicine from January 2023 to September 2023 were selected as the research subjects.All patients underwent 3.0 T MR routine stroke protocol scan and plaque high-resolution MRI(HR-MRI)examination.According to the interval between stroke onset and HR-MRI examination,they were divided into three groups(n=40):an early group(interval 12 weeks).The wall characteristics(luminal stenosis degree and minimum luminal area)and plaque changes(plaque components,plaque burden,plaque enhancement rate,T1WI and T2WI plaque signal intensity indexes)of the affected carotid artery were analyzed.The three groups were compared for their differences of wall characteristics and plaque changes.The relationships between time after onset and plaque changes(plaque components,plaque burden,plaque enhancement rate,T1WI and T2WI plaque signal intensity indexes)were analyzed.ResultsThere were statistical differences,lumen stenosis degree and minimum lumen area,among the three groups(P0.05).The plaque composition among the three groups of patients was also statistically different(P0.05).The correlation analysis between time after onset and plaque components(fibrous lipid core area,calcification area,and hemorrhage area),plaque burden,plaque enhancement rate,T1WI and T2WI plaque signal 422徐州医科大学学报 J Xuzhou Med Univ 2024,44(3)intensity indexes showed that time after onset was negatively correlated with these indicators(r values were-0.731,-0.621,-0.689,-0.732,-0.714,-0.658 respectively,P values were all 0.01).ConclusionsHR-MRI can effectively show the changes of cervical vascular plaques after ischemic preconditioning in patients with ischemic stroke,which has important value for assessing the risk of stroke and guiding clinical treatment.Key words:high-resolution MRI;ischemic stroke;ischemic preconditioning;carotid plaque 缺血性脑卒中是一种常见且严重的神经系统疾病,给患者及其家庭带来巨大的痛苦和负担1。颈动脉粥样硬化性斑块是导致缺血性卒中的主要原因之一,其发生机制与多种因素有关,如高血压、糖尿病、高脂血症、吸烟等2。颈动脉斑块的稳定性与其内部成分密切相关,一般认为纤维脂质核心越大、钙化越少、出血越多的斑块越不稳定,更容易发生破裂或脱落,导致管腔狭窄或栓塞,引起缺血性卒中3-4。缺血预适应是指在轻度或中度缺血条件下,机体通过一系列保护性反应,提高对缺血的耐受力,减轻缺血损伤的过程5。这种保护效应可以在不同的时间和空间范围内发挥作用,分别称为早期和迟发性缺血预适应、远端和近端缺血预适应。远端缺血预适应是指在远离目标器官的部位(如肢体)诱导轻度或中度缺血,从而在目标器官(如脑)产生保护效应。近端缺血预适应是指在目标器官本身或其供血动脉诱导轻度或中度缺血,从而在目标器官产生保护效应6-7。近端缺血预适应在颈动脉相关性卒中患者中较为常见,即颈动脉斑块导致的轻度或中度颈部缺血,在脑部产生保护效应。近端缺血预适应可以通过改善局部血流、增加氧合、降低代谢需求、抑制炎症反应、调节细胞凋亡等机制,减少脑组织损伤8。近年来研究发现,缺血预适应后,颈动脉斑块的稳定性会发生改变,可能与缺血预适应诱导的一些因子对斑块内成分和结构的影响有关9-10。这些因子可能通过调节斑块内的细胞增殖、迁移、分化、凋亡等过程,影响斑块内纤维组织、平滑肌细胞、巨噬细胞、胶原纤维等成分的含量和分布,从而改变斑块的稳定性11。因此,探讨缺血预适应后颈动脉斑块的变化对于理解缺血性卒中的发生机制和防治策略具有重要意义。高分辨率 MRI(HR-MRI)是一种能够直接显示颈动脉壁和斑块内部细微结构的无创检查方法,能够提供斑块内成分、斑块负荷、斑块强化率、T1WI 及T2WI 斑块信号强度指数等多种参数,对于评估斑块的稳定性和卒中的风险具有重要价值12-13。本研究旨在探讨 HR-MRI 成像在评估缺血性卒中患者缺血预适应后颈部血管斑块变化的应用价值。1 资料和方法1.1 一般资料 选取2023 年1 月2023 年9 月江苏省第二中医院收治的颈动脉相关的缺血性脑卒中120 例患者,作为研究对象。其中男 72 例,女 48例,年龄 4578 岁,平均年龄(62.38.7)岁。所有患者均经临床神经科医生诊断为缺血性脑卒中,并经头颅 CT 或 MRI 证实有颅内缺血灶。所有患者均进行 3.0 T MR 常规卒中方案扫描及斑块 HR-MRI检查。根据卒中症状发生至 HR-MRI 检查间隔,分为早期组(间隔12 周)各40 例。纳入标准为:经临床神经科医生诊断为颈动脉相关的缺血性脑卒中;经头颅 CT 或 MRI 证实有颅内缺血灶;能够进行 3.0 T MR 常规卒中方案扫描及斑块 HR-MRI 检查。排除标准为:有颅内出血、脑肿瘤、脑血管畸形等其他颅内病变;有心源性栓塞的证据或风险;有严重的肾功能不全或对造影剂过敏;有严重的颈部畸形或不能配合检查。1.2 MRI 检查 所有患者均采用西门子 Magnetom Vida 3.0 T 磁共振进行检查,使用 64 通道头颈联合线圈。常规卒中方案包括:T1WI、T2WI、FLAIR、DWI、TOF-MRA 等序列。T1WI 用于显示颅内解剖结构和病变的形态;T2WI 用于显示脑水肿和白质病变;FLAIR 用于抑制脑脊液信号,增强病灶的对比度;DWI 用于显示急性缺血性卒中的病灶;TOF-MRA 用于显示颅内血管的形态和血流情况。HR-MRI 采用 3D 黑血序列,扫描参数为:TR/TE=800/11 ms,FOV=200200 mm2,矩阵=320320,层厚=0.6 mm,层间距=0 mm,信噪比=2,扫描时间约 6 min。3D 黑血序列是一种能够抑制血液信号,增强血管壁和斑块信号的序列,能够提高颈动脉斑块的分辨率和对比度。在 HR-MRI 前后分别注射造影剂(Gd-DTPA,0.1 mmol/kg 体重),并在注射后 5 min 进行增强扫描。造影剂能够增强斑块内的炎症细胞和新生血管的信号,反映斑块的活动性和稳定性。522徐州医科大学学报 J Xuzhou Med Univ 2024,44(3)1.3图像处理由 2 名具有 10 年以上 MRI 经验的放射科医生对图像进行后处理和分析,如有分歧则由第 3 名资深医生裁决。使用专业软件(syngo.via VB30A,西门子公司,德国)对 HR-MRI 图像进行多平面重建,得到轴位、冠状位和矢状位图像。在轴位图像上测量患侧颈动脉的管腔狭窄程度和最小管腔面积;在冠状位图像上测量斑块内成分的面积,包括纤维脂质核心、钙化和出血;在矢状位图像上测量斑块负荷(即斑块面积与管壁面积之比)。斑块内成分的判别标准参考文献1。斑块强化率=(增强后斑块信号强度-增强前斑块信号强度)/增强前斑块信号强度100%。T1WI 和 T2WI 斑块信号强度指数=斑块信号强度/颈内动脉信号强度。1.4 观察指标主要观察指标为患侧颈动脉血管的管壁特征(管腔狭窄程度、最小管腔面积)及斑块变化(斑块内成分、斑块负荷、斑块强化率、T1WI 及T2WI 斑块信号强度指数)。次要观察指标为症状发生后时间与斑块变化之间的相关性。1.5 统计学处理采用 SPSS 22.0 软件进行统计学分析。计量资料以均数标准差(xs)表示,采用多组秩和检验(Kruskal-Wallis H 检验)比较 3 组间的差别,若有显著性差异,则采用两两比较法进行进一步分析。计数资料以例数(n)或百分比(%)表示,采用2检验比较 3 组间的差别。采用 Spearman等级相关分析症状发生后时间与斑块变化之间的关系。P0.05)。见表 1。表 1 3 组患者的一般资料比较(n=40)组别年龄(岁)性别(男/女)高血压(例)糖尿病(例)高脂血症(例)吸烟史(例)早期组62.78.928/1228121620中期组61.98.424/1626141822晚期组62.48.620/2024101418P0.8720.4130.7890.7150.6570.7632.2 管壁特征 3 组患者的管腔狭窄程度比较,差异有统计学意义(P中期组晚期组;最小管腔面积比较,差异有统计学意义(P 0.05),早期组中期组晚期组。见表 2。表 2 3 组患者的管壁特征比较(n=40)组别管腔狭窄程度(%)最小管腔面积(mm2)早期组72.38.93.61.2中期组65.47.64.51.4晚期组58.76.4#5.41.6#与早期组比较:P0.05;与中期组比较:#P0.052.3 斑块变化 3 组患者的斑块内成分比较,差异有统计学意义(P中期组晚期组;钙化面积,早期组中期组中期组晚期组;3 组斑块负荷比较,早期组中期组晚期组,差异有统计学意义(P中期组晚期组,差异有统计学意义(P 中期组晚期组,差异有统计学意义(P0.05);3 组 T2WI 斑块信号强度指数比较,早期组中期组晚期组,差异有统计学意义(P0.05)。见表 3。表 3 3 组患者的斑块变化比较指标早期组中期组晚期组纤维脂质核心面积(mm2)8.42.66.32.14.51.8#钙化面积(mm2)1.20.82.10.93.21.1#出血面积(mm2)3.11.42.31.11.60.9#斑块负荷(%)68.79.459.88.751.37.9#622徐州医科大学学报 J Xuzhou Med Univ 2024,44(3)续表 3指标早期组中期组晚期组斑块强化率(%)32.67.825.46.519.35.7#T1WI 斑块信号强度指数1.80.31.50.21.30.2#T2WI 斑块信号强度指数0.70.10.90.11.10.2#与早期组比较:P0.05;与中期组比较:#P0.052.4 症状发生后时间与斑块变化的相关性本研究采用 Spearman 等级相关分析症状发生后时间与斑块变化(斑块内成分、斑块负荷、斑块强化率、T1WI 及 T2WI 斑块信号强度指数)之间的关系,结果显示,症状发生后时间与上述指标呈负相关(均 P0.01)。见表 4。表 4 症状发生后时间与斑块变化的相关性分析指标rP纤维脂质核心面积-0.7310.01钙化面积-0.6210.01出血面积-0.6890.01斑块负荷-0.7320.01斑块强化率-0.7140.01T1WI 斑块信号强度指数-0.6580.01T2WI 斑块信号强度指数-0.6580.05),这与其他文献报道14-15相符,说明这些因素对颈动脉斑块形成和变化没有显著影响。近年来研究发现,在缺血预适应后颈动脉斑块的稳定性会发生改变。例如,吴晓钢等16报道了 59 例颈动脉相关性卒中患者在卒中发作前后进行 HR-MRI 检查的结果,发现卒中发作后纤维脂质核心面积显著减小,钙化面积显著增加,出血面积显著减小,斑块强化率显著减小。Yuen 等17报道了 20 例颈动脉相关性卒中患者在卒中发作前后进行 HR-MRI 检查的结果,发现卒中发作后纤维脂质核心面积显著减小,钙化面积显著增加。这些结果与本研究的结果基本一致,说明缺血预适应后颈动脉斑块的稳定性有所增加。缺血预适应后颈动脉斑块稳定性增加的机制尚不明确,可能与缺血预适应诱导的一些因子对斑块内成分和结构的影响有关。例如,缺血预适应可以诱导神经肽 Y(NPY)的表达,NPY 是一种多功能的神经肽,参与多种生理和病理过程,如血管收缩、平滑肌增生、血小板聚集等18。有研究发现,NPY 可以促进斑块内纤维脂质核心的降解,抑制斑块内出血的发生,从而增加斑块的稳定性19-20。另外,缺血预适应还可以诱导神经元胶原酶(NEP)的表达,NEP 是一种广泛分布于细胞膜上的锌依赖性内肽酶,能够水解多种内源性和外源性肽类物质。有研究发现,NEP 可以降低斑块内炎症因子的水平,促进斑块内钙化的形成,从而增加斑块的稳定性21。本研究还发现,症状发生后时间与斑块变化(斑块内成分、斑块负荷、斑块强化率、T1WI 及T2WI 斑块信号强度指数)之间呈负相关,即随着症状发生后时间的延长,斑块变化越明显。这可能与缺血预适应诱导的因子在不同时间点的表达水平有关。例如,研究发现,NPY 在缺血预适应后 24 h 达到峰值,然后逐渐下降;NEP 在缺血预适应后 72 h达到峰值,然后逐渐下降22-23。因此,在不同的时间点进行 HR-MRI 检查可能会反映出不同程度的斑块变化。本研究有以下局限性:本研究为回顾性研究,未能对所有患者进行卒中发作前后的 HR-MRI 检查,而是根据卒中发作至 HR-MRI 检查间隔将患者722徐州医科大学学报 J Xuzhou Med Univ 2024,44(3)分为 3 组进行比较,可能存在一定的选择偏倚;本研究未能对患者进行长期随访,观察颈动脉斑块变化与卒中复发之间的关系;本研究未能对缺血预适应诱导的因子进行直接测量或验证,只是根据文献报道进行推测。综上,本研究表明 HR-MRI 能够有效地显示缺血性卒中患者缺血预适应后颈部血管斑块的变化,对于评估卒中的发生风险和指导临床治疗具有重要的价值。未来需要进一步开展多中心、大样本的研究,探讨缺血预适应诱导的因子在斑块变化中的作用机制,以及斑块变化与卒中复发之间的因果关系。参考文献:1 朱洲.抗凝患者缺血性脑卒中急性期阿替普酶静脉溶栓安全性研究进展J.中风与神经疾病杂志,2023,40(1):94-96.2 Fan AP,Khalil AA,Fiebach JB,et al.Elevated brain oxygen extraction fraction measured by MRI susceptibility relates to perfusion status in acute ischemic strokeJ.J Cereb Blood Flow Metab,2020,40(3):539-551.3Ghaznawi R,Geerlings MI,Jaarsma-Coes M,et al.Association of white matter hyperintensity markers on MRI and long-term risk of mortality and ischemic stroke:The SMART-MR study J.Neurology,2021,96(17):e2172-e2183.4 Macha K,Hoelter P,Siedler G,et al.Multimodal CT or MRI for IV thrombolysis in ischemic stroke with unknown time of onsetJ.Neurology,2020,95(22):e2954-e2964.5 Zhang S,Cho J,Nguyen TD,et al.Initial experience of challenge-free MRI-based oxygen extraction fraction mapping of ischemic stroke at various stages:comparison with perfusion and diffusion mappingJ/OL.Front Neurosci,2020,14:535441.6 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