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        癥狀性顱內(nèi)動脈粥樣硬化性狹窄的血管重構(gòu)模式與斑塊特征的高分辨磁共振研究

        2024-01-30 13:58:50萌,李
        關(guān)鍵詞:正性重構(gòu)斑塊

        焦 萌,李 昂

        腦卒中是中國居民首要的致死致殘因素,其中缺血性腦卒中約占腦卒中的80%[1],而顱內(nèi)動脈粥樣硬化性狹窄(intracranial atherosclerotic stenosis,ICAS)是亞洲人群缺血性腦卒中的首要因素,約占全部腦卒中和短暫性腦缺血發(fā)作(transit ischemic attack,TIA)的33%~50%[2]。 目前臨床對ICAS 卒中的治療方案和療效評估主要依據(jù)血管的狹窄程度,傳統(tǒng)的腔內(nèi)造影技術(shù),如CT 血管造影(CT angiography,CTA)、磁共振血管造影(magnetic resonance angiography,MRA)、數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)等,無法評估血管重構(gòu)和斑塊的形態(tài)學(xué)特征。 高分辨磁共振成像技術(shù)(high-resolution ma-gnetic resonance imaging,hr-MRI)是目前唯一可在活體進行血管壁及斑塊成像的無創(chuàng)檢查技術(shù), 有利于識別腦血管病的病因、 發(fā)病機制或預(yù)測今后發(fā)生缺血性腦卒中的風(fēng)險,已在ICAS 的診療中得到了廣泛應(yīng)用[3,4]。 在粥樣硬化性疾病中,受累動脈可通過血管重構(gòu)的模式改變其形態(tài)以適應(yīng)病變的發(fā)展,不同血管重構(gòu)模式的產(chǎn)生機制和臨床意義不同,癥狀性ICAS 患者中正性重構(gòu)更多,且與下游梗死的關(guān)聯(lián)更大[5~7];不同重構(gòu)模式還被證實與不同的梗死模式相關(guān)[8,9]。血管正性重構(gòu)還是隱源性腦卒中的重要機制之一[10],研究表明,在MRA未見狹窄的腦卒中和TIA 患者中,hr-MRI 對顱內(nèi)斑塊的檢出率約為50.6%[11],這說明因血管正性重構(gòu)而被忽視的顱內(nèi)高危斑塊比以往認識的更為普遍,并與缺血性腦卒中和不良預(yù)后相關(guān)。 因此,筆者研究旨在利用多序列hr-MRI 探索癥狀性ICAS 患者的臨床特征及斑塊形態(tài)與血管重構(gòu)之間的關(guān)系。

        1 資料與方法

        1.1 臨床資料

        選擇2015 年1 月至2019 年1 月于東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科因缺血性腦卒中或TIA 就診的ICAS患者80 例,其中男性27 例,女性53 例;年齡39 ~67歲,平均年齡53.2 歲(標(biāo)準(zhǔn)差12.1 歲);身體質(zhì)量指數(shù) (body mass index,BMI)22 ~29 kg/m2, 平均BMI 25.75 kg/m2(標(biāo)準(zhǔn)差2.87 kg/m2);既往高血壓史53例,糖尿病14 例。

        選擇標(biāo)準(zhǔn):①年齡>18 歲;②3 個月內(nèi)因ICAS導(dǎo)致的缺血性腦卒中或TIA;③經(jīng)CTA、MRA、DSA 證實顱內(nèi)動脈段(頸內(nèi)動脈顱內(nèi)段、大腦中動脈、椎動脈顱內(nèi)段、基底動脈)狹窄≥50%;④最少一項動脈粥樣硬化危險因素如高血壓病、糖尿病、吸煙、高脂血癥等。

        排除標(biāo)準(zhǔn):①同時存在顱外段大動脈狹窄>50%;②由非動脈粥樣硬化的其他原因?qū)е碌哪X卒中,如心房顫動、血管炎、煙霧?。╩oya-moya disease,MMD)、動脈夾層、可逆性血管收縮綜合征等;③圖像質(zhì)量差,無法分析。 具體納排流程圖詳見圖1。

        圖1 患者選擇和排除流程圖Fig.1 Flow chart of patient enrollment and exclusion

        1.2 方法

        1.2.1 高分辨MRI 方法

        使用德國GE HDXT 3.0 T MRI 配64 通道頭部線圈對患者進行掃描檢查。檢查序列包括彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)、三維時間飛躍法磁共振血管造影(three dimensional time of flight-magnetic resonance angiography,3D TOF-MRA):層厚1.4 mm,層數(shù)136,重復(fù)時間(time of repetition,TR)25 ms,回波時間(echo time,TE)3.5 ms,視野(field of view, FOV)24 cm × 21.1 cm; 平掃和增強的血管橫斷面液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(fluid-attenuated inversion recovery,F(xiàn)LAIR)T1、T2加權(quán)成像 (T1weight imaging,T1WI;T2weight imaging,T2WI)(四反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列,quadruple inversion recovery):TE 57 ms,TR 3400 ms,層厚2 mm,層數(shù)12;3D-cube 序列:TE 3.4 ms,TR 20 ms, 層厚1.4 mm,F(xiàn)OV 20.4 cm×18.4 cm。 增強的3D-cube 和T1WI 序列在靜脈注射釓噴酸葡胺(0.1 mmol/kg,3 mL/s 注射。 北陸藥業(yè),中國)后立刻掃描,整體掃描時間約40 min。

        1.2.2 圖像分析

        由2 名獨立中級影像醫(yī)師使用RadiAnt DICOM Viewer 軟件分別在二維(two dimensional,2D)-T2序列血管最狹窄層面(maximal lumen narrowing,MLN)和參考血管層面(reference site,RS)手動勾畫顱內(nèi)動脈管腔、管壁,由軟件生成得到血管面積(vessel area,VA)和管腔面積(lumen area,LA)。 參考血管定義為狹窄血管近端正常血管節(jié)段、遠端正常節(jié)段或者對側(cè)血管相對應(yīng)血管節(jié)段,記錄血管最狹窄處最大、最小管壁厚度; 選取并記錄血管斑塊處和臨近腦實質(zhì)處T1平掃信號值及增強掃描后的信號強度值;在血管最狹窄處記錄斑塊的分布象限,根據(jù)斑塊表面形態(tài)將其分為規(guī)則和不規(guī)則。上述指標(biāo)數(shù)值取2 名測量伏特加的平均值為最終值;分歧較大時引入第3 名高年資影像醫(yī)師討論后確定。

        計算得到以下參數(shù):管壁面積(wall area,WA)=VA-LA。 重構(gòu)指數(shù)=VAMLN/VARS(VAMLN:血管最狹窄層面血管面積;VARS: 參考血管層面血管面積)。 斑塊負荷=WAMLN/VAMLN(WAMLN:血管最狹窄層面管壁面積)。偏心指數(shù)=(血管狹窄處最大壁厚- 血管狹窄處最小壁厚)/血管狹窄處最大壁厚,偏心指數(shù)≥0.5 定義為偏心斑塊。 強化指數(shù)=T1增強序列中斑塊處信號值/臨近腦組織信號值, 斑塊內(nèi)出血(intraplaque hemorrhage,IPH)定義為T1序列中斑塊信號值高于臨近腦組織的1.5 倍。

        1.2.3 血管重構(gòu)模式的評價標(biāo)準(zhǔn)

        在既往研究中,通常根據(jù)不同重構(gòu)指數(shù)將血管重構(gòu)模式分為3 類,重構(gòu)指數(shù)≥1.05 定義為正性重構(gòu),重構(gòu)指數(shù)≤0.95 定義為負性重構(gòu),0.95 ~1.05 定義為無重構(gòu)[5]。 在該研究中,根據(jù)重構(gòu)指數(shù)是否≥1.05將患者分為正性重構(gòu)組和非正性重構(gòu)組。

        1.2.4 觀察指標(biāo)

        ①臨床資料: 收集患者的人口統(tǒng)計學(xué)資料如年齡、性別等;既往史及血管危險因素如高血壓、糖尿病、高脂血癥、吸煙等;臨床實驗室檢查結(jié)果如血壓、血糖、低密度脂蛋白等。②影像學(xué)參數(shù):如管腔狹窄程度、偏心指數(shù)、斑塊負荷、最小LA 等。

        1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

        采用SPSS 26.0 軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。 連續(xù)變量使用均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差或中位數(shù)[四分位數(shù)間距]表示,分類變量采用例數(shù)(%)表示。分類變量的組間比較使用χ2檢驗或Fisher 精確概率檢驗,連續(xù)性變量的組間比較采用獨立樣本t 檢驗和Mann-Whitney U 檢驗。 將單因素分析中P <0.1 的自變量納入多因素Logistic回歸分析(向前法)。 P <0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 分組及兩組臨床資料比較

        80 例患者, 根據(jù)重構(gòu)指數(shù)最終分為正性重構(gòu)組48 例和非正性重構(gòu)組32 例(負性重構(gòu)24 例和無重構(gòu)8 例)。

        兩組臨床資料組間比較結(jié)果顯示,正性重構(gòu)組患者的年齡更大[(58.04±9.78)歲vs(45.97±11.72)歲。P <0.05],其余指標(biāo)差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P >0.05)。 見表1。

        表1 兩組患者的臨床資料比較Tab.1 Comparison of clinical characteristics between 2 groups

        2.2 兩組影像學(xué)參數(shù)比較

        hr-MRI 對顱內(nèi)動脈管壁及斑塊形態(tài)參數(shù)單因素分析顯示,正性重構(gòu)組強化指數(shù)更低(0.83 ± 0.54 vs 1.12 ±0.57。 P=0.021), 斑塊面積更大[(7.95 ±4.56)mm2vs(2.91±2.66)mm2。 P <0.001],兩組間斑塊規(guī)則度及累及象限數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P >0.05)。見表2、圖2。

        表2 兩組顱內(nèi)動脈hr-MRI 參數(shù)比較Tab.2 Comparison of intracranial artery hr-MRI parameters between 2 groups

        圖2 2 例后循環(huán)梗死患者狹窄的基底動脈在2D-T2 序列下的血管重構(gòu)模式Fig.2 Images of vascular remodeling pattern of stenotic basilar artery by 2D-T2 sequence in 2 patients with posterior circulation infarction

        2.3 顱內(nèi)動脈hr-MRI 參數(shù)與正性重構(gòu)相關(guān)的Logistic 回歸分析

        將單因素分析中P <0.1 的自變量納入多因素Logistic 回歸分析(向前法)。多因素Logistic 回歸分析顯示(表3),校正混雜因素后,年齡[校正比值比(odds ratio,OR)=1.092,95%可信區(qū)間(confidence interval,CI)1.014 ~1.176,P=0.02] 和狹窄程度 (校正OR=0.932,95%CI 0.887 ~0.980,P=0.006) 均與正性重構(gòu)獨立相關(guān)。

        表3 顱內(nèi)動脈hr-MRI 參數(shù)與正性重構(gòu)相關(guān)的多因素分析Tab.3 Multivariate analysis of correlation between intracranial artery hr-MRI parameters and positive remodeling

        3 討論

        在動脈粥樣硬化性疾病中,受累動脈可通過血管重構(gòu)的模式改變其形態(tài)以適應(yīng)病變的發(fā)展,不同血管重構(gòu)模式的產(chǎn)生機制和其背后的臨床意義不同,筆者旨在探究癥狀性ICAS 患者中不同血管重構(gòu)模式的hr-MRI 斑塊特征差異, 有助于更準(zhǔn)確地評估血管的功能狀態(tài)和病變程度,推動ICAS 的個體化診療。

        血管重構(gòu)的概念最早在冠狀動脈粥樣硬化中被發(fā)現(xiàn)并描述,是血管發(fā)生粥樣硬化改變時做出的適應(yīng)性變化。 既往研究表明,年齡因素是影響血管重構(gòu)模式的重要因素。而心腦血管疾病常見的危險因素也會影響血管的重構(gòu)方式。筆者研究結(jié)果顯示正性重構(gòu)組患者的年齡更大,強化指數(shù)更低,斑塊面積更大,狹窄程度更低,且更容易發(fā)生在后循環(huán)。筆者研究結(jié)果顯示,正性重構(gòu)組患者的年齡更大,表明重構(gòu)方式可能與患者的年齡存在相關(guān)性,與梁漢祥等[12]研究結(jié)果一致。主要原因是因為老年患者動脈血管壁的結(jié)構(gòu)、組成及血管內(nèi)皮細胞的結(jié)構(gòu)和功能均發(fā)生改變,這種變化特點可能是影響重構(gòu)方式的重要因素。 通過hr-MRI 技術(shù)可無創(chuàng)清晰觀察活體細小動脈壁結(jié)構(gòu),且1 次軸位掃描可將顱內(nèi)主要血管全部覆蓋,并可與任意層面對血管壁結(jié)構(gòu)進行清晰觀察,可確保最狹窄面和參考層面圖像均垂直于動脈長軸,使測量數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。 因此可作為評價動脈粥樣硬化特點的重要手段。針對筆者研究中年輕患者負性重構(gòu)比例較大的結(jié)果,一個可能的假說為:顱內(nèi)動脈狹窄/閉塞/MMD 可能有著相似的疾病模式和遺傳背景,MMD 的hr-MRI 表現(xiàn)為管壁縮窄、不強化或向心性強化、管腔外徑變短、大腦中動脈(middle cerebral artery,MCA)消失,部分表現(xiàn)為負性重構(gòu)的早發(fā)的ICAS 可能是MMD 和煙霧綜合征的早期表現(xiàn),MMD 的易感基因無名指蛋白213(ring finger protein 213,RNF213) 的單核苷酸突變(single nucleotide polymorphism,SNP)p.R4810K 也被報道與前循環(huán)ICAS 中顱內(nèi)動脈的負性重構(gòu)相關(guān)[13~16],這可能提示前后循環(huán)的血管重構(gòu)具有不同的機制,針對較為年輕的表現(xiàn)為負性重構(gòu)的ICAS 患者,應(yīng)更加注重臨床隨訪,觀察動態(tài)變化。通常認為,血管的正性重構(gòu)代表了更高的腦卒中風(fēng)險,更大的正性重構(gòu)比例可能是高齡患者腦卒中風(fēng)險升高的原因之一。針對高齡患者,應(yīng)進行更加全面的腦卒中風(fēng)險評估和更加嚴(yán)格的二級預(yù)防。

        既往研究比較了不同腦卒中患者hr-MRI 增強序列中的強化等級,首次腦卒中患者較慢性腦卒中患者相比強化等級更高,再發(fā)腦卒中患者的強化等級則更高[17]。 筆者研究中,非正性重構(gòu)組患者的強化指數(shù)更高,這表明該部分人群仍有著較高的腦卒中復(fù)發(fā)風(fēng)險。雖然血管通過正性重構(gòu)的方式一定程度上維持管腔的大小,減輕了狹窄的進展,但因其斑塊更大,富含脂質(zhì),炎性細胞廣泛浸潤,是易損斑塊的特征[18],因此正性重構(gòu)患者斑塊更不穩(wěn)定,發(fā)生缺血事件的概率也更高,在后循環(huán)中正性重構(gòu)的概率更高,也與文獻報道一致。 正性重構(gòu)血管的斑塊負荷更大,冠狀動脈介入治療相關(guān)研究表明,正性重構(gòu)的病灶血管進行介入治療后發(fā)生管腔內(nèi)再狹窄比例更高,可能與正性重構(gòu)病變的不充分?jǐn)U張或支架尺寸過小相關(guān),在介入治療前可進行hr-MRI 檢查明確靶血管重構(gòu)狀況,針對正性重構(gòu)的病變選擇更大的支架尺寸。

        目前觀點認為血管重構(gòu)是機體對血流動力學(xué)長期改變而發(fā)生的一種適應(yīng)性反應(yīng)。研究已證實血管剪切力(wall shear stress,WSS)對血管內(nèi)皮細胞力學(xué)感受器的作用同血管的重構(gòu)模式相關(guān),正性重構(gòu)更容易發(fā)生在WSS 較低的區(qū)域, 并且還會進一步加劇該區(qū)域的內(nèi)皮剪切力持續(xù)降低,同時伴有顯著的動脈粥樣硬化斑塊進展[19,20]。除生物力學(xué)因素外,重構(gòu)模式還與局部的氧化應(yīng)激反應(yīng)、 炎癥信號通路等多種因素相關(guān)[21]。 未來借助計算流體力學(xué)(computational fluid dyna-mics,CFD)或體外實驗可以進一步證實明確不同血管重構(gòu)的發(fā)生機制, 幫助醫(yī)生更好地理解這一變化,為ICAS 腦卒中的防治指明新的方向。

        筆者探討并描述了不同血管重構(gòu)模式患者臨床及hr-MRI 影像特征的差異,發(fā)現(xiàn)了正性重構(gòu)與非正性重構(gòu)患者的年齡分布及斑塊特征均存在差異。隨著影像學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,不同血管重構(gòu)其具體機制還會得到不斷揭示。如何在早期對顱內(nèi)動脈重構(gòu)進行有效干預(yù), 利用hr-MRI 指導(dǎo)對ICAS 進行精準(zhǔn)化介入治療,都將是未來需要關(guān)注的問題。

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