鐘麗玲,徐棣豪,宋建勛
基底動脈(basilar artery,BA)主要供應大腦后循環(huán),在預防復發(fā)性卒中的支架植入和藥物治療實驗(Stenting and Aggressive Medical Management for Preventing Recurrent Stroke in Intracranial Stenosis,SAMMPRIS)[1]表明,BA是穿支易堵塞的高危動脈。BA斑塊分布及形態(tài)學特征有助分析斑塊與穿支開口關系、斑塊的穩(wěn)定性,顱內(nèi)動脈斑塊是否完全堵塞穿支動脈開口和高風險的斑塊形態(tài)學定量特征都與腦梗死密切相關[2]。高分辨血管壁成像技術(high resolution vessel wall imaging,HR-VWI)能定性定量分析斑塊,清楚展示斑塊分布結構和形態(tài)學等特征[3,4]。通過研究有癥狀急性腦橋梗死與無癥狀腦橋梗死BA斑塊特征,獲取BA斑塊與穿支開口的位置關系和不穩(wěn)定斑塊HR-VWI影像特點,更好的理解和預防穿支和斑塊不穩(wěn)定導致的腦橋卒中,對疾病個體化選擇治療具有非常重要的意義。
1.1 研究對象 回顧性分析2016年6月-2019年11月在深圳市寶安區(qū)人民醫(yī)院接受治療的39例急性腦橋梗死和45例無癥狀腦橋梗死患者。84例患者中,男性60例,女性24例,年齡范圍為27~84歲,平均(60±12)歲。
納入標準:(1)有癥狀符合2018《中國急性缺血性腦卒中診治指南》的標準缺血性腦卒中30 d內(nèi)[5],無癥狀腦橋梗死組患者符合腦橋區(qū)域未發(fā)生腦缺血性卒中;(2)急性腦橋梗死患者應首次出現(xiàn)急性卒中癥狀;(3)所有患者均行頭部HR-VWI、3D TOF-MRA(3D time-of-flight magnetic resonance angiography)及常規(guī)MRI檢查,并證實BA具有粥樣硬化斑塊。排除標準:(1)確診房顫、風濕性心臟病、人工瓣膜等潛在心源栓塞患者;(2)確證其他腦卒中病因的患者,如動脈炎、煙霧病、動脈夾層等病史;(3)經(jīng)CTA或MRA或彩超檢查提示雙側或一側椎動脈狹窄程度>70%;(4)HR-VWI圖像不清晰難于診斷。
1.2 方法
1.2.1 HR-VWI檢查序列及后處理 影像學檢查使用Siemens Skyra 3.0T(西門子,德國)磁共振掃描儀器,20通道頭顱線圈。對頭部進行3D TOF MRA、HR-VWI、彌散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)、T1WI及T2WI常規(guī)序列掃描,增強對比劑為釓噴酸葡胺(Berlin,德國)靜脈注射。3D TOF MRA能全方位提供顱內(nèi)動脈走行、管腔變化信息,HR-VWI采用自旋回波、空間飽和帶和雙反轉恢復等技術抑制血液及腦脊液信號,使得血管壁結構在周圍組織信號襯托下顯示清晰。掃描各序列和參數(shù)如下:T1WI:TR1800 ms,TE9.0 ms,視野(FOV):230 mm×230 mm,層間距1.2 mm,矩陣256×320。T2WI:TR4500 ms,TE95 ms,F(xiàn)OV230 mm×230 mm,層間距1.2 mm,矩陣240×320。FLAIR:TR8800 ms,TE94 ms,F(xiàn)OV:230 mm×230 mm,層間距1.2 mm,矩陣139×256。DWI:TR4300 ms,TE98 ms,F(xiàn)OV:220 mm×220 mm,層間距1.2 mm,矩陣130×144。3D TOF-MRA:TR21 ms,TE3.6 ms,F(xiàn)OV220 mm×220 mm,層間距-4.2,矩陣:192×320。T1-SPACE:TR980 ms,TE 22 ms,F(xiàn)OV:180 mm×180 mm,矩陣:226×256。圖像后處理使用Vesselmass后處理軟件(荷蘭萊頓醫(yī)學中心Medis公司)。
1.2.2 HR-VWI斑塊圖像分析 斑塊定義為管壁存在偏心性增厚,目測最薄部分的厚度小于最厚點的50%[6]。斑塊表面不連續(xù)為斑塊表面不光整且凹凸不規(guī)則。斑塊分布為選擇斑塊最狹窄層面,將BA血管壁分別為左側壁、 右側壁、 腹側壁及背側壁,當累及不止一個象限時,選擇斑塊最厚象限(見圖1)[7],斑塊累及象限是選擇管腔最狹窄層面,斑塊超過象限的50%就可計為累及其象限。斑塊負荷(PB)為斑塊血管壁面積(WA MLN)與斑塊血管面積(OA MLN)比值,PB=(WA MLN/OA MLN)×100%。BA狹窄率在HR-VWI圖像評估,狹窄程度=(1-BA最狹窄層面管腔直徑/狹窄近端或遠端正常血管管腔直徑)×100%。斑塊長度=斑塊切片層數(shù)×切片厚度+切片間隙,所有圖片均由兩位有經(jīng)驗的神經(jīng)影像醫(yī)師雙盲分析,如產(chǎn)生分歧,由兩位醫(yī)師協(xié)商達成一致。
2.1 急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死患者的一般資料 最終84例患者納入本研究,急性腦橋梗死組有39例(46.4%),無癥狀腦橋梗死組有45例(53.6%)。急性腦橋梗死組發(fā)病年齡低于無癥狀腦橋梗死組(P=0.009),其他臨床資料無統(tǒng)計學意義(P>0.05)(見表1)。
表1 急性腦橋梗死與無癥狀腦橋梗死的臨床資料
2.2 急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死的HR-VWI的BA斑塊分布 在HR-VWI上,發(fā)現(xiàn)BA斑塊最常見于雙側壁(48.8%,n=41);其次為BA的背側壁(27.4%,n=23)和腹側壁(23.8%,n=20)。有癥狀腦橋梗死組比無癥狀組斑塊更多位于雙側壁(P=0.030),無腦橋梗死組腹側壁斑塊發(fā)生率高于有癥狀組(P=0.005)(見表2)。
表2 急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死組的斑塊分布比較
2.3 急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死的HR-VWI的BA斑塊累及象限 患者斑塊僅累及一個象限25例(29.8%),累及兩個和兩個象限以上的斑塊59例(70.2%),斑塊累及象限在兩組間無統(tǒng)計學意義(P>0.05)(見表3)。
表3 急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死組的斑塊累及象限比較
2.4 急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死的HR-VWI的BA斑塊形態(tài)學特征 急性腦橋梗死組斑具有更高的斑塊狹窄率(42%,P=0.036),急性腦橋梗死組斑塊不連續(xù)27例(75%),無癥狀腦橋梗死不連續(xù)9例(25%),具有更厚的WTmax(P=0.000)、更大的WA MLN(P=0.004)、更高的PB(P=0.000),兩組間的斑塊長度、LD MLN、OD MLN、OA MLN、Vouter、V wall無統(tǒng)計學意義(P>0.05)(見表4)。
表4 急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死的斑塊形態(tài)學比較
A:垂直斑塊長軸所在的基底動脈進行重建(黃色線);B:基底動脈管腔最狹窄的層面,2條以水平面成45°的線互相垂直(黃色線),將血管壁分為右側壁、左側壁、腹側壁、背側壁,斑塊位于右側壁
顱內(nèi)動脈粥樣硬化是導致腦缺血性卒中的一個重要腦血管病。HR-VWI能清晰觀察BA血管形態(tài)、斑塊位置分布、斑塊累及象限、斑塊表面是否連續(xù)、斑塊形態(tài)等。本研究通過HR-VWI發(fā)現(xiàn),與比無癥狀腦橋梗死組對比,有癥狀急性腦橋梗死組BA斑塊的部位分布更傾向位于在穿支開口附近,并且有癥狀急性腦橋梗死組的BA管腔具有更高的狹窄率,斑塊表面更不連續(xù)、斑塊厚度更厚、血管壁面積更大和斑塊負荷更大,表明HR-VWI有助于提取不穩(wěn)定斑塊的影像學特征,提示BA粥樣硬化斑塊分布和高風險的斑塊形態(tài)學特征與腦橋缺血性卒中事件密切相關。
BA斑塊分布具有重要的臨床意義,與前循環(huán)相比,BA的血管成形術和支架植入后導致的穿支動脈閉塞率更高,與“雪犁效應”緊密相關[1],早期Fisher和Caplan病理組織切片表明BA穿支動脈粥樣硬化斑塊容易造成腦橋梗死[8,9]。本研究利用HR-VWI分析84例患者BA斑塊分布,發(fā)現(xiàn)在有癥狀腦橋梗死組的BA斑塊多分布在側壁,無癥狀腦橋梗死組斑塊多分布在腹側壁。BA背側壁及雙側壁較穿支分布較多,腹側壁分出穿支動脈很少[10],有癥狀的腦橋梗死的BA斑塊分布比無癥狀腦橋梗死更容易分布穿支開口處,因此,更容易發(fā)生斑塊堵塞斑塊開口而發(fā)生灌注不足。斑塊分布與低壁切力(wall shear stress,WSS)環(huán)境有關[11],動脈粥樣硬化斑塊被認為優(yōu)先發(fā)生于分支血管對立側[12],由于基底動脈是由2條動脈血流匯合1條動脈血流的血管,與分叉的血流相比,匯合的血流具有更復雜的血流動力學,BA形成于胚胎發(fā)育長度約5~8 mm[13],兩條椎動脈在顱內(nèi)部分向前延伸,于腦橋前匯合呈基底動脈,其生長發(fā)育過程中受血流動力學的調(diào)節(jié)[14],研究顯示BA側壁存在低WSS[15]。低WSS環(huán)境有利于脂質(zhì)沉積和巨噬細胞黏附血管壁,血管內(nèi)皮易受損,可通過內(nèi)皮功能障礙和繼發(fā)炎癥引發(fā)動脈粥樣硬化形成[16]。本研究結果與Yu研究[17]稍存在差異,提出有癥狀的腦橋梗死的BA斑塊多分布于背側壁,形成原因可能是復雜的血流動力學及椎基底動脈形態(tài)差異。但本研究與Chen[18]研究結果類似,發(fā)現(xiàn)BA斑塊更常見于雙側壁,我們的發(fā)現(xiàn)與Ravensbergen[15]尸檢病理報告提出BA斑塊分布部位多位于雙側壁的結果相符。
Chen[18]在研究基底動脈斑塊累及象限得出,累及一個象限斑塊約17.7%;累及兩個及兩個以上象限達82.3%。本研究的基底動脈斑塊累及象限累及兩個及兩個以上象限約70.2%,斑塊累及象限在急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死間無統(tǒng)計學意義。斑塊累及象限是選擇管腔最狹窄層面,斑塊超過象限的50%計為累及其象限,這可能評估累及象限存在不足,因此,需要更好評估斑塊累及象限方法,或更多臨床實驗做全面的研究。
在前循環(huán)研究顯示,有癥狀大腦中動脈斑塊表面不規(guī)則與無癥狀組比為71.4%∶18.7%,有癥狀大腦中動脈管腔狹窄率更高,具有更大的血管壁面積和斑塊負荷[4,19],提出顱內(nèi)管腔狹窄、斑塊負荷是斑塊不穩(wěn)定的影像學特征,是缺血性卒中事件的重要危險因素。本研究后循環(huán)中,得到類似的結論,急性腦橋梗死的BA斑塊表面不連續(xù)27例(75%)比無癥狀組9例(25%)多,急性腦橋梗死組的BA管腔狹窄率、WTmax、WAMLN的百分比比無癥狀腦橋梗死組大,斑塊破裂可以導致斑塊表明不連續(xù),富含脂質(zhì)核心等的不穩(wěn)定斑塊可具有更高的管腔狹窄率,本研究提出,在后循環(huán)中,這些影像表現(xiàn)是導致腦缺血性卒中的危險影像特征。
斑塊負荷指血管動脈粥樣硬化后血管發(fā)生結構改變,在冠狀動脈中,斑塊負荷被用來表示疾病損傷的嚴重程度之一[20],研究表明斑塊負荷與不穩(wěn)定有關,破裂的斑塊具有更高的斑塊負荷[21]。斑塊負荷是責任斑塊的重要特征[22],責任斑塊常常表現(xiàn)不穩(wěn)定。更大的斑塊負荷與斑塊鈣化、斑塊出血、豐富脂質(zhì)核心壞死及斑塊表面破裂顯著相關[20],其病理生理是組織易發(fā)生炎癥、炎性因子誘導巨噬細胞、增加基質(zhì)金屬蛋白酶表達[23]。本研究發(fā)現(xiàn)急性腦橋梗死組的BA斑塊負荷比無癥狀腦橋梗死組更高,這結果提示造成有癥狀腦橋梗死組BA的粥樣硬化斑塊比無癥狀組更不穩(wěn)定。
本研究存在幾個局限性。首先,導致BA斑塊分布的血流動脈學病理生理學復雜,尚沒有得到明確的證明。其次,由于BA位置深、細小,并走行迂曲,在半自動勾畫斑塊內(nèi)側壁及外側壁可能存在一定誤差。再者,本研究未對斑塊成分性質(zhì)影像學特征探討,亦缺乏病理驗證,故需要更多的研究證明。但本研究利用HR-VWI技術對有癥狀急性腦橋梗死和無癥狀腦橋梗死BA的斑塊部位分布和形態(tài)學特征提出不穩(wěn)定斑塊的HR-VWI特征,對疾病個體化選擇治療具有非常重要意義。