大脑中动脉粥样硬化性狭窄管腔重构模式的高分辨率磁共振研究

张连雪， 杨本强， 王子文， 李虹易， 蔡晓楠， 段 阳

大脑中动脉粥样硬化性狭窄管腔重构模式的高分辨率磁共振研究

张连雪， 杨本强， 王子文， 李虹易， 蔡晓楠， 段 阳

目的 应用高分辨率磁共振(HRMRI)研究粥样硬化性大脑中动脉(MCA)重构模式。方法 分析我院75例中重度大脑中动脉粥样硬化性狭窄患者的影像学资料，在HRMRI序列上测量大脑中动脉最窄处血管面积(VAMLN)和管腔面积(LAMLN)及参考处血管面积(VAreference)和管腔面积(LAreference)，分别计算最窄处管壁面积(WA)、斑块面积(PA)、斑块负荷(PB)、重构分数(RI)、狭窄率(SR)；根据重构分数分为阳性重构组和非阳性重构组，比较两组管壁各参数的差异。结果 非阳性重构组和阳性重构组的RI分别为(0.86±0.10)和(1.36±0.30)，其差异具有统计学意义(P<0.001)。在最窄层面，非阳性重构病变与阳性重构病变相比，VA、PA均具有显著差异(P<0.001)，LA、WA、PB均有统计学差异(P=0.009，P=0.001，P=0.002)，而SR在两组之间无统计学差异(P=0.106)。在参考层面非阳性重构和阳性重构之间VA具有显著差异(P=0.013)，LA、WA不具有统计学差异(P=0.494，P=0.065)。结论 HRMRI具有清晰显示MCA粥样硬化性狭窄的管壁特征的优势，对于评价病变的重构模式具有重要作用。在MCA动脉粥样硬化性狭窄病变中非阳性重构同阳性重构一样常见。同非阳性重构模式相比，阳性重构模式的血管面积、管腔面积、管壁面积、斑块面积、斑块负荷更大，阳性重构患者病情更为严重，可见评价病变处管腔的重构模式可以帮助临床获取患者的更多信息。

高分辨率磁共振; 大脑中动脉粥样硬化性疾病; 重构模式

以往对血管粥样硬化疾病的研究发现血管狭窄时管壁会发生代偿性改变，管壁向外扩张(阳性重构)和管壁向内缩小(阴性重构)[1]。管腔的重构模式和斑块的易损性与介入手术后并发症紧密相关[2,3]。专门针对大脑中动脉粥样硬化管腔重构模式的研究相对较少[4,5]。高分辨率磁共振成像技术是近几年新兴技术，它不但可以显示颅内动脉管腔的情况更可以在活体内显示管壁的情况。本研究应用高分辨率磁共振成像技术探究大脑中动脉粥样硬化性狭窄患者管腔的重构模式。

1 材料与方法

1.1 病例选择 分析我院2015年12月-2016年10月入院的75例大脑中动脉粥样硬化性狭窄的患者，病例纳入标准如下：(1)MRA上出现一侧大脑中动脉中重度狭窄(50%～99%)[6]，不伴有其他颅内外动脉明显狭窄；(2)3 d内患者一侧大脑中动脉供血区出现缺血性脑卒中或短暂性脑缺血发作；(3)排除其他血管病，例如血管炎、夹层、烟雾病、心源性梗死(房颤)、心功能不全、凝血功能障碍等；(4)排除运动伪影导致图像无法观察;(5)排除同侧颈内动脉狭窄(狭窄率≧50%)。75例患者均有完整的临床病史。本研究获得沈阳军区总医院伦理委员会批准，所有患者或家属均签署知情同意书。

1.2 检查仪器设备 GE Discover 750 3.0T MR(美国GE公司)8通道头线圈(美国GE公司) Siemens Leonardo AW Volumeshare 4工作站。

1.3 扫描技术及参数 GE Discover 750 3.0T磁共振扫描参数：常规MRI平扫(T1WI、T2WI)、弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)磁共振血管成像(MRA)和高分辨率磁共振(high-resolution magnetic resonance imaging,HRMRI)检查。首先进行常规的3D TOF MRA检查，定位患侧大脑中动脉M1段，结合MRA重建图像和原始图像，做垂直于血管长轴的矢状位HRMRI序列。DWI序列：TR=3000 ms;TE Minimum;FOV=240×240 mm;矩阵=160×160,层厚=6 mm,NEX=1。3D-TOF-MRA序列：TR Minimum;TE Minimum;FOV=240×240 mm；矩阵=256×256,层厚=1.2 mm,NEX=1。T1WI序列：TR=1750 ms;TE=24 ms;FOV=240×240 mm；矩阵=192×192,层厚=6 mm,NEX=1。T2WI序列：TR=5177 ms;TE=80 ms;FOV=240 mm×240 mm;矩阵=160×160,层厚=6 mm,NEX=1。矢状位高分辨率HRMRI序列：TR=3400 ms;TE=56ms;FOV=130×130,矩阵=256×256,层厚=2.0 mm,NEX=4。

1.4 图像分析

1.4.1 判断标准 图像质量分为3级：1级优，图像显示清晰，对比度好，无伪影；2级良，图像显示病变欠清晰，对比度略差，轻度伪影不影响图像分析；3级差，图像显示病变不清，无法进行分析。管腔重构分数的测量在Siemens Leonardo AW Volumeshare 4后处理工作站(Siemens公司，德国),将矢状位HRMRI上选择狭窄程度最重(maximal lumen narrowing,MLN)的部位和大脑中动脉相对正常的近心端无明显斑块层面为参考处血管放大到400%，选取手动勾画血管壁外轮廓及管腔轮廓，分别测量出狭窄处血管面积(vessel area,VAMLN)及管腔面积(luminal area，LAMLN)；参考处(reference)的血管面积(VAreference)及管腔面积(LAreference)。计算参考处管壁面积(WAreference)，WAreference=VAreference-LAreference;狭窄处管壁面积(wall area,WAMLN)，WAMLN=VAMLN-LAMLN;斑块面积(plaque area,PA),PA=WAMLN-WAreference；斑块负荷(plaque burden,PB),PB=(PA/VA)×100%；狭窄率(stenosis ratio，SR)，SR=(1-LAMLN/LAreference)×100%；重构分数(remodeling index,RI),RI=VAMLN/VAreference。

1.4.2 病例分组 RI≧1.05为阳性重构(positive remodeling,PR);RI<1.05为非阳性重构[4,7,8]。比较阳性重构和非阳性重构患者参考血管处的血管面积(VAreference)、管腔面积(LAreference)和管壁面积(WAreference)及狭窄处血管面积(VAMLN)、管腔面积(LAMLN)、管壁面积(WAMLN)、斑块面积(PA)、斑块负荷(PB)、狭窄率(SR)及重构分数(RI)等管壁特点的差异。所有数据的测量由两名放射诊断科医师分别完成，计算两名放射诊断科医师之间的重复性。

2 结 果

75例患者(男56例，女19例)的图像符合参数分析及定量分析。75例患者平均年龄(59.33±11.06)岁，阳性重构36例(见图1);非阳性重构39例(见图2)。两名放射诊断科医师对重构模式中数据一致性分析，VA95%置信区间分别为0.877(0.835～0.909)和0.935(0.910～0.952);LA95%置信区间分别为0.893(0.856～0.921)和0.944(0.923～0.959)。

图1A～C:均为同一患者，该患者为非PR组。男 55岁,言语不清，右侧肢体活动不灵3 h。高血压30余年。图1A:MRA图像，右侧大脑中动脉M1段狭窄(箭头所示)；图1B:上图为相对近心段正常倍数，下图为相对近心段放大至400倍VAreference=0.20 cm2；图1C:上图为管腔最窄处正常管径测量，下图为管腔最窄处放大至400倍VAMLN=0.19cm2；RI=0.95

图1 非PR组患者

图2A～C:均为同一患者，该患者为PR组。男 62岁,言语不清，右侧肢体活动不灵2 h。图1A:MRA图像，右侧大脑中动脉M1段狭窄(箭头所示)；图1B:上图为相对近心段正常倍数，下图为相对近心段放大至400倍VAreference=0.11 cm2；图1C:上图为管腔最窄处正常倍数，下图为管腔最窄处放大至400倍VAMLN=0.17 cm2；RI=1.55

图2 PR组患者

表1所示非阳性重构组和阳性重构组的RI分别为0.86±0.10和1.36±0.30，其差异具有统计学意义(P<0.001)。在最窄层面，非阳性重构病变与阳性重构病变相比，VA、PA均具有显著差异(P<0.001)，LA、WA、PB均有统计学差异(P=0.009,P=0.001,P=0.002)，而SR在两组之间无统计学差异(P=0.106)。在参考层面非阳性重构和阳性重构之间VA具有显著差异(P=0.013)，LA、WA不具有统计学差异(P=0.494，P=0.065)，差异无统计学意义(见表1)。

表1 阳性重构和阴性重构管壁特点

差异有统计学意义#P<0.05

3 讨 论

血管重构现象是动脉在粥样硬化过程中血管的几何形态对自身损害的一种顺应性改变，表现为阳性重构、中性重构和阴性重构。阳性重构表现为在管壁出现斑块发生管腔扩张；中性重构表现管壁未因出现斑块发生管腔扩张或狭窄等适应性变化；阴性重构表现管壁出现斑块发生管腔狭窄。本研究中合并中性重构和阴性重构，统称为非阳性重构。先前的研究表明血管的重构模式与斑块的易损性及斑块成分之间有联系[1，2]。大脑中动脉与冠状动脉和颈内动脉等其他动脉一样，动脉管壁均分为内膜、中膜及外膜结构。所以其也有动脉重构现象。因此研究动脉重构模式在大脑中动脉粥样硬化性疾病的应用具有重要意义。高分辨率磁共振技术已大面积应用于颈动脉粥样硬化斑块的研究[9]。但由于颅内动脉解剖位置及成像条件的制约，对于颅内大脑中动脉的研究还位于摸索阶段。

本研究使用3.0T HRMRI对中重度动脉粥样硬化MCA狭窄进行管壁成像。结果显示，HRMRI图像能够清晰显示MCA管壁，在HRMRI图像上可以进行MCA血管面积和管腔面积的测量，可以用来评价病变处的重构模式及不同重构模式的特征。

本研究中对75例MCA粥样硬化斑块患者分别计算斑块的重构分数，其中阳性重构36例，非阳性重构39例。在颅内动脉粥样硬化研究[4]对MCA狭窄进行微栓子检测，存在阳性重构模式的斑块面积及斑块负荷较大，加之斑块内炎症的活跃性增加，容易使斑块局部脱落堵塞远端血管，具有不稳定性。本研究在中重度大脑中动脉粥样硬化性狭窄病例中发现MCA狭窄处PR组(见图1)比非PR组(见图2)有更大的血管面积和管壁面积，PR组较非PR组斑块负荷增大，与Shi[4]等报道一致，因此，本研究认为颅内动脉硬化斑块的阳性重构与管壁的不稳定斑块有关。阳性重构的患者比非阳性重构患者更容易出现临床症状并且更需要及时进行干预。斑块重构模式与介入手术并发症密切联系[10，11]。阳性重构患者由于血管面积、管壁面积、斑块负荷较大，及时进行介入治疗，稳定管壁上的斑块，阻止斑块脱落阻塞远端血管造成严重后果。而非阳性重构患者由于血管面积、管壁面积及斑块负荷相对小，采用保守治疗对于患者更为有利。因此，对于MCA狭窄患者进行高分辨率磁共振利于治疗方案的确定和手术风险的评估。狭窄率在两组中无差异，证实单纯评价管腔的狭窄率并不能客观真实的反映患者的临床症状，而狭窄处管腔及管壁的评估具有重要意义。

本研究参照评价冠状动脉重构模式的方法，利用管腔最窄处血管面积与近心端血管面积的比值进行分组[3]。近心端血管的最终选择会影响RI的计算，影响重构模式的评估，虽然选取病变近心端和远心端的平均值会减低参考血管对于RI的影响[12,13]，但由于病变的影响，病变远心端处血管也不是完全正常，因此本研究选取病变相对正常近心端测量，采取两名放射诊断科医师双盲测量数据，尽量减低参考血管对RI的影响。并进行两名放射诊断医师间数据的一致性分析，结果表明不同诊断医师具有良好的一致性，证实了管腔的重构方式在良好图像条件下可以取得很好的一致性，在临床工作中具有应用价值。

由于高分辨率磁共振扫描序列多、扫描时间长，很多患者因为自身原因，无法配合，导致部分图像采集不完全，图像质量欠佳的特点，因而在临床实际工作应用具有挑战性和局限性。此外由于测量数据手动勾画，费时费力，虽由两名医师共同测量，采用相应的方法，减少误差产生，但难免会有一定主观性和差异，有待进一步开发自动精准分割管壁的软件完成对血管测量，达到客观、简单和快速的影像学处理方法。

总之，HRMRI具有清晰显示MCA粥样硬化性狭窄的管壁特征的优势，对于评价病变的重构模式具有重要作用，在MCA动脉粥样硬化性狭窄病变中非阳性重构同阳性重构一样常见。同非阳性重构模式相比，阳性重构模式的血管面积、管腔面积、管壁面积、斑块面积、斑块负荷更大，阳性重构患者病情更为严重，可见评价病变处管腔的重构模式可以帮助临床获取患者的更多信息。

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The research of remodeling pattern in middle cerebral artery atherosclerotic disease:high-resolution magnetic resonance

ZHANG Lianxue,YANG Benqiang,WANG Ziwen,et al.

(Department of Radiology,General Hospital of Shenyang Military Command,Shenyang 110016，China)

Objective The application of HRMRI in middle artery atherosclerotic remodeling pattern.Methods Seventy-five cases of moderate to severe middle cerebral artery atherosclerotic stenosis imaging data were analyzed.Vessel area and lumen area of maximum stenosis in middle cerebral artery and reference were measured respectively.The WA,PA,PB,RI,SR were calculated respectively.According to the remodeling index,75 cases were divided into positive remodeling and non-positive remodeling group.The parameters were compared between two groups.Results The RI in two groups were (0.86±0.10) and (1.36±0.30) respectively.There was significant difference between the two groups (P<0.001).VA,PA was significantly different in two groups at the maximum luminal narrow site (P<0.001).LA,WA,PB was significantly different in two groups (P=0.009,P=0.001,P=0.002).As for SR,there was no significantly different between two groups (P=0.106).VA was significantly different between two groups at reference site (P=0.013).LA and WA was no significant difference between two groups(P=0.494,P=0.065).Conclusion The features of the MCA atherosclerotic stenosis was clearly shown in the HRMRI.That was important for evaluating the remodeling pattern.Non-PR was as normal as PR.The VA,LA,WA,PA and PB in PR was bigger than that in non-PR.The patients in PR group was more terrible than non-PR group.In a word,evaluating the remodeling pattern was beneficial for patients.

HRMRI; Middle cereclerotic disease; Remodeling pattern

2017-04-08；

2017-05-30

辽宁省自然科学基金指导计划项目(No.20162768)

(沈阳军区总医院放射科，辽宁 沈阳 110016)

段 阳，E-mail：duanyang100@126.com

1003-2754(2017)08-0676-04

R743.1

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