文章来源:中华神经科杂志, 2025, 58(06): 591-598.
作者:张丹丹 宗策 陶永丽 吴峥嵘 王赛 许予明 高远
摘要
目的
探索在载体动脉轻度狭窄的豆纹动脉区近期皮质下小梗死(RSSI)患者中,病灶影像特征与高分辨磁共振成像(HR-MRI)检测到的载体动脉斑块之间的相关性。
方法
收集2020年1月至2022年12月入住郑州大学第一附属医院神经内科的豆纹动脉区RSSI患者,经血管影像学检查证实责任侧大脑中动脉(MCA)狭窄<50%。使用头颅磁共振成像标准轴面模板评估RSSI病灶的最低受累层面(LS)和总受累层面数(TNS),HR-MRI评估责任侧MCA M1段后上壁斑块情况,据此将患者分为斑块组和无斑块组。使用Logistic回归分析探索与MCA后上壁斑块相关的病灶影像学特征,绘制受试者工作特征(ROC)曲线,评估LS、TNS对MCA斑块的预测效能,计算曲线下面积(AUC)和最佳截断点。
结果
共有112例患者被纳入研究,年龄为(57.08±11.90)岁,其中男性78例(69.64%);共有57例(50.89%)检测到责任侧MCA后上壁斑块(即斑块组),其余55例(49.11%)为无斑块组。多变量Logistic回归分析结果显示,LS与MCA斑块显著相关(OR=0.674,95%CI 0.485~0.937,P=0.019)。通过ROC曲线获得LS预测MCA斑块的最佳截断点为LS≤1(AUC=0.640,P=0.007)。
结论
在载体动脉轻度狭窄的RSSI患者中,LS≤1与通过HR-MRI检测到的责任侧MCA后上壁斑块显著相关。
近期皮质下小梗死(recent small subcortical infarction,RSSI)是发生在单个穿支动脉供血区域、磁共振弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)上梗死灶最大轴面直径(maximal axial diameter,MAD)不超过20 mm的小梗死灶,通常伴有近几周发生的、与病灶相关的临床症状,约占整个缺血性脑卒中的30%[1, 2]。RSSI的发生具有病因异质性。病理研究发现,其载体动脉管壁的动脉粥样硬化斑块可延伸或长入穿支动脉开口,进而造成穿支口的狭窄或闭塞,在穿支动脉开口处发现孤立的动脉粥样硬化斑块,也可引发穿支开口病变[3, 4]。上述动脉粥样硬化的病理改变多发生在穿支动脉开口的近端,引发整个穿支动脉供血区的梗死,病灶常更大,累及层面更多,被称为近端型RSSI(proximal RSSI,pRSSI)[5, 6, 7]。而发生在穿支动脉远端的病理改变更为常见的是管壁的脂质玻璃样变性/纤维素样坏死,引发的梗死病灶常较小,累及层面更少,被称为远端型RSSI(distal RSSI,dRSSI)[8, 9]。既往多项研究结果显示,相较于dRSSI,pRSSI常合并常规脑血管影像检查可见的载体动脉病(parent artery disease,PAD)[10, 11]。这与上述病理学研究中观察到的不同机制的分布模式相对应。由此推断,在无PAD的RSSI患者中,pRSSI和dRSSI病灶的影像特征可能分别与穿支动脉近端的动脉粥样硬化和穿支动脉远端的小血管病变机制有关。近年来,随着血管影像技术的发展,高分辨磁共振成像(high resolution magnetic resonance imaging,HR-MRI)可以清晰地显示管壁及斑块情况[12],使得对轻度狭窄的载体动脉中潜在的动脉粥样硬化斑块的识别成为可能[13, 14]。本研究旨在探索在载体动脉轻度狭窄的RSSI人群中,特定的影像特征与HR-MRI上可见的载体动脉责任斑块的相关性。
资料和方法
一、研究对象
连续性纳入2020年1月至2022年12月入住郑州大学第一附属医院神经内科的豆纹动脉区RSSI患者。纳入标准:(1)年龄≥18岁;(2)发病至入院时间≤72 h;(3)完成头颅磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)检查,序列包括T1加权成像(T1-weighted imaging,T1WI)、T2加权成像(T2-weighted imaging,T2WI)、液体衰减反转恢复(fluid-attenuated inversion recovery,FLAIR)序列、DWI、表观弥散系数(apparent diffusion coefficient)等;(4)DWI序列显示与临床症状相关的豆纹动脉区单发梗死,梗死灶MAD≤20 mm;(5)完成责任血管HR-MRI检查;(6)完成磁共振血管造影(magnetic resonance angiography,MRA)、CT血管造影(computed tomography angiography,CTA)、数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)中的任一项检查。排除标准:(1)血管影像学检查可见责任侧大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)M1段狭窄≥50%;(2)同侧颈动脉狭窄≥50%;(3)明确的心源性栓塞或主动脉弓来源的栓塞证据或其他非动脉粥样硬化性血管病变,如动脉炎、烟雾病、动脉夹层等;(4)影像质量差,影响评估。
本研究为横断面研究,已获得郑州大学第一附属医院伦理委员会批准(伦理批号:2022-KY-1334-002)。所有患者均签署了知情同意书。筛选流程如图1所示。
RSSI:近期皮质下小梗死;MCA:大脑中动脉
图1 本研究的筛选流程图
Figure 1 Screening flowchart of this study
二、基线资料收集
入院时收集患者如下临床资料:年龄,性别,既往病史包括高血压病[静息状态下2次以上血压≥140/90 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)或正在服用降压药物]、高脂血症(总胆固醇≥5.2 mmol/L或甘油三酯≥1.7 mmol/L,或正在服用降脂药物)、糖尿病(糖耐量检测餐后2 h血糖≥11.1 mmol/L或正在服用降糖药物)、冠心病、脑卒中史,吸烟史,饮酒史;血生化指标包括血常规、空腹血糖、同型半胱氨酸、糖化血红蛋白、血肌酐、血尿酸、血尿素氮、肾小球滤过率等;此外还包括颈部血管超声、超声心动图、入院时美国国立卫生研究院卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale,NIHSS)评分等。
三、影像学评估
1.影像学参数:所有患者均使用Prisma扫描仪(西门子公司,德国)进行常规MRI和HR-MRI检查。HR-MRI采用可变翻转角的三维SPACE(Sampling Perfection with Application optimized Contrast using different flip angle Evolution)序列技术,应用最大强度投影重建方法对三维时间飞跃(time-of-flight)图像进行重构,在垂直于大脑中动脉的平面上进行HR-MRI扫描。主要参数如下:层厚0.55 mm;层数240;重复时间/回波时间:900 ms/15 ms;视野:230 mm×230 mm;体素:0.6 mm×0.6 mm×0.6 mm;采集时间:446 s;在注射对比剂(0.1 mmol/kg,钆喷酸葡胺注射液,拜耳公司,德国)后5 min进行对比增强高分辨率血管壁成像扫描。
2.RSSI病灶影像特征:依据既往研究报道的标准轴面影像模板评估病灶影像特征,基于轴位DWI序列,将豆纹动脉供血区自穿支口发出至远端分为6个层面[15](图2),记录RSSI病灶的最低受累层面(lowest slice involved,LS)、总受累层面数(total number of slices involved,TNS)和MAD。
图2 头颅轴位弥散加权成像上代表豆纹动脉供血区的6个标准层面及高分辨磁共振成像显示大脑中动脉(MCA)斑块位置(图片来源于笔者单位)。A:豆纹动脉供血区的6个标准层面;B~F:MCA斑块位置。B:将MCA管腔的横截面分为上、下、前、后4个象限;C:后上壁斑块(箭头);D:前部斑块(箭头);E:上壁斑块(箭头);F:下壁斑块(箭头)
Figure 2 A serialized axial level of diffusion weighted imaging with 6 representative levels in the lenticulostriate artery (LSA) territory and the locations of middle cerebral artery (MCA) plaques detected by high resolution magnetic resonance imaging (The pictures are from the author’s hospital). A: Six representative levels in the LSA; B: Dividing the cross-section of the MCA lumen into four quadrants: superior, inferior, ventral, and dorsal; C: Dorsal superior wall plaque (arrow); D: Ventral wall plaque (arrow); E: Superior wall plaque (arrow); F: Inferior wall plaque (arrow)

3.狭窄程度评估:所有患者均进行血管影像学检查(MRA、CTA、DSA任一种)评估责任侧MCA狭窄程度。狭窄程度的评估基于WASID(warfarin-aspirin symptomatic intracranial disease)标准[16]。轻度狭窄:狭窄率<50%;中度狭窄:50%≤狭窄率≤69%;重度狭窄:70%≤狭窄率≤99%。确切的狭窄程度测量按照NASCET方法[17]:狭窄率=(1-
)×100%(Ds为狭窄处的最小管径,Dn为狭窄近端的正常管径)。
4.MCA斑块评估:根据对比增强前后的T1WI-SPACE序列评估责任侧MCA的M1段是否存在斑块。如图2所示,依据MCA管腔的横截面,所有的偏心性斑块分为上、下、前、后4个象限,斑块最大厚度所在象限,即为斑块的位置,如果所累及的象限斑块厚度相似,则认为相应管壁均受累[18, 19]。由于大多数豆纹动脉起源于大脑中动脉主干的后上壁[20],因此,当MCA主干与自身近端、远端或对侧MCA血管壁相比,后上壁增厚伴或不伴强化,即为存在斑块[21]。根据有无斑块将患者分为斑块组及无斑块组,并进行基线资料比较。
5.脑白质病变评估:基于FLAIR序列,根据Fazekas评分评价脑白质高信号(white matter hyperintensities)情况[22]。脑室旁白质高信号:0分:无病变;1分:帽状或者铅笔样薄层病变;2分:病变呈光滑的晕圈;3分:不规则高信号延伸到深部白质;深部脑白质高信号:0分:无病变;1分:点状病变;2分:病变开始融合;3分:病变大面积融合。两者评分相加≥3分定义为重度脑白质高信号。
所有影像学资料均经两名统一培训、对研究内容不知情的医生进行独立评估。当评估出现差异时,通过协商一致解决。
四、统计学分析
使用MedCalc.v22.023软件绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线,余数据分析均采用SPSS 21.0统计学软件进行。
使用Shapiro-Wilk检验评估计量资料的正态分布情况,符合正态分布的计量资料用均数±标准差(
)表示,组间比较使用独立样本t检验;非正态分布的计量资料使用中位数(四分位数)[M(Q1,Q3)]表示,组间比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料采用频数和百分比表示,组间比较采用χ2检验。通过计算Cohen′s kappa(κ)进行影像学评估的一致性检验,κ均>0.8,表示影像学评估一致。针对RSSI病灶特征对MCA斑块的预测效能,绘制ROC曲线,获取曲线下面积(area under the curve,AUC)及最佳截断点。将单因素分析中P<0.1的变量纳入多因素分析,对纳入多因素分析的变量进行共线性诊断,容差均>0.1,膨胀因子均<10,变量不存在共线性,进入多因素分析。采用二元多因素Logistic回归分析,使用向后逐步条件法剔除。P≤0.05为差异有统计学意义。
结果
共有112例患者纳入最终分析,年龄(57.08±11.90)岁,其中男性78例(69.64%),共有57例(50.89%)检测到责任侧MCA后上壁斑块。入院时NIHSS评分为3(2,5)分,病灶的LS为第3(2,4)层,TNS为第3(2,5)层,MAD为14.68(10.75,18.72)mm(表1)。
二、MCA斑块相关因素分析
如表1所示,单因素分析结果显示与无斑块组(n=55)相比,斑块组(n=57)男性更多,空腹血糖、PVH、TNS更高,LS更低,更多患者有高血压病史。将单因素分析有意义的变量进入多因素Logistic回归,分析结果显示LS与MCA斑块显著相关(OR=0.674,95%CI 0.485~0.937,P=0.019;表2)。
三、LS预测MCA斑块的ROC曲线及最佳截断点
通过绘制ROC曲线,利用AUC以及最佳截断点来评估LS对MCA斑块的预测效能(图3),结果显示AUC为0.640,P=0.007,最佳截断点为第1层。即当LS≤1时,对MCA存在斑块有较好的预测价值。
图3 采用最低受累层面预测大脑中动脉斑块的受试者工作特征曲线。曲线下面积为0.640,P=0.007,最佳截断点为第1层
Figure 3 Receiver operating characteristic curve of the lowest slice involved for predicting middle cerebral artery plaques. The area under the curve was 0.640, P=0.007, and the optimal cut-off point was the first level
四、RSSI不同影像特征的临床资料比较
根据最佳截断点,将LS≤1的RSSI定义为pRSSI,将LS>1的RSSI定义为dRSSI。112例患者中24例(21.43%)为pRSSI,88例(78.57%)为dRSSI。多因素Logistic分析结果显示:糖尿病史(OR=6.189,95%CI 1.758~21.785,P=0.005)、NIHSS评分(OR=1.273,95%CI 1.042~1.556,P=0.018)、MAD(OR=1.147,95%CI 1.028~1.280,P=0.015)、MCA斑块(OR=4.998,95%CI 1.512~16.519,P=0.008)与pRSSI显著相关(表3)。
讨论
Yoon等[6]在对39例无MCA狭窄的RSSI患者进行HR-MRI评估时发现,51.3%的患者存在MCA斑块。国内另一项针对类似人群的研究也发现,HR-MRI可以检测出约46.9%的MCA斑块[23]。本研究结果与上述研究相符。由此,这进一步凸显了在责任侧MCA无明显狭窄的RSSI患者中,HR-MRI在诊断血管病变方面的有效性。
既往研究报道了RSSI的两种已知病因类型:一是载体动脉管壁斑块堵塞穿支口,或穿支动脉开口处自身的动脉粥样硬化斑块导致穿支动脉近端病变,常常导致pRSSI,病灶紧邻穿支动脉开口处(如LS的第1层,或者脑桥的腹侧),病灶直径常更大、累及层面常超过3层[6];二是穿支动脉远端的小血管病,多表现为dRSSI,病灶远离穿支动脉开口,病灶常较小,累及层面一般不超过3层[24]。本团队先前的研究结果显示LS≤2和TNS≥3是合并PAD的RSSI最可能的病灶类型[11]。但是,受制于传统的血管影像学检查,既往的研究均忽略了发生在穿支口近端的载体动脉潜在的非狭窄性动脉粥样硬化病变。在不伴有载体动脉明显狭窄的RSSI患者中,发生在穿支口近端的载体动脉潜在的动脉粥样硬化病变和远端小血管病的不同病因也可能造成上述类似的近端和远端型病变。随着HR-MRI的临床应用,更多在传统血管影像学检查中检测不到的非狭窄性动脉粥样硬化斑块被发现,本研究的结果与伴有PAD的RSSI患者的研究结论相符,即受累层面越低,合并MCA斑块概率越高。一项HR-MRI血管壁成像研究报道,在MCA斑块引起的豆纹动脉闭塞患者中常观察到较小的LS[25]。此外,Yang等[26]将LS与TNS相结合预测MCA斑块,得出LS=1或2,且TNS≥3时,RSSI患者更易出现MCA斑块。显微解剖研究结果表明,多数穿支动脉从MCA后上壁垂直发出[20],根据磁共振标准轴面模板,病灶受累层面越低,就越靠近穿支开口。MCA斑块累及穿支开口处,引起整个穿支动脉供血区的梗死,表明pRSSI的发生很大可能是由MCA斑块闭塞穿支开口所致。
此外,尽管既往研究结果显示TNS≥3与PAD相关[11],但Yoon等[6]观察到,梗死灶的大小和TNS对于预测MCA斑块具有相对较低的敏感度和特异度。一项关于HR-MRI的回顾性研究结果显示,在不伴有MCA狭窄的豆纹动脉区单发梗死患者中,MCA斑块组TNS≥3的患者多于MCA无斑块组,但差异无统计学意义(P=0.55)[23]。本研究也未发现TNS与MCA斑块存在相关性。MCA斑块累及穿支动脉开口,会导致更低的受累层面,但病灶累及的层数,与穿支动脉的走行及变异有较大的相关性。若穿支动脉较长,其供血区域相对较大,开口病变时累及的层面数就越多,而当穿支动脉较短时,其病灶累及层数也可能会较少。根据本研究的结果,在预测MCA斑块方面,LS可能比TNS更具特异性。
HR-MRI的使用,对临床进一步识别RSSI的病因有重要的意义,但是该方法设备成本高昂,极大地限制了其在临床的广泛应用。本研究发现的病灶影像模式,对RSSI患者病因分型提供了一种简单可行的方法。通过对病灶影像特征的分析,医生能够快速、准确地筛选出pRSSI患者,这部分患者因其潜在病因与血管壁病变密切相关,更适宜进行HR-MRI检查识别MCA斑块。对于斑块不稳定的患者,可能需要强化抗血小板治疗,以降低血栓形成的风险;对于血脂异常的患者,可根据斑块性质调整降脂药物的种类和剂量,积极干预动脉粥样硬化进程。这种基于精准诊断的个性化治疗,能够显著提高治疗效果,改善患者预后,降低疾病复发率和致残率。同时也避免了过度的检查和治疗,合理利用了医疗资源,减轻了患者的经济负担。
本研究存在一定的局限性:首先,虽然HR-MRI能较好地分辨出非狭窄性MCA斑块,但仍无法检测出穿支动脉开口处或近端的微粥瘤或动脉粥样硬化病变,因此不能完全地区分载体动脉斑块和穿支动脉开口处的自身病变。其次,本研究结局变量为MCA主干后上壁存在斑块,但部分穿支动脉不起源于MCA主干,而是源于MCA的上下分支,会导致一定的误差。此外,本研究为前瞻性登记,回顾性研究,且样本量相对较小,检验效能不足,尚需一些更大规模、前瞻性的研究进一步证实相关结论。
综上所述,对于责任侧MCA轻度狭窄的RSSI患者,LS≤1与其责任血管在HR-MRI上检测到斑块相关,应为HR-MRI的重点筛查人群。
参考文献略