本文關鍵詞：顱內動脈粥樣硬化斑塊離體高分辨率磁共振成像與病理對照研究及活體顱內責任斑塊磁共振特征分析

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【摘要】：腦卒中(stroke)是致死和致殘的主要原因,在世界范圍內,已經(jīng)成為第二大致死性疾病,而在中國仍是位列第一的死因。由于人口老齡化加速及腦血管疾病危險因素控制欠佳,腦卒中的發(fā)生率在逐年迅速攀升,防控形勢非常嚴峻。腦血管病不僅危害生命健康,而且給社會帶來巨大的經(jīng)濟負擔。動脈粥樣硬化疾病(atherosclerotic diseases)是導致腦卒中最主要的病因,主要包括頸動脈粥樣硬化疾病(carotid atherosclerotic disease,CAD)和顱內動脈粥樣硬化疾病(intracranial atherosclerotic disease,ICAD)。大量的研究證實斑塊破裂是導致腦卒中發(fā)生的基礎。但是傳統(tǒng)的血管成像方法,如數(shù)字剪影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)、磁共振血管造影(magnetic resonance angiography,MRA)、CT血管造影(computed tomographic angiography,CTA)等并不能滿足對管壁及斑塊的診斷需求。高分辨率磁共振管壁成像技術(high resolution magnetic resonance imaging,HR-MRI)作為活體無創(chuàng)顯示斑塊特征的影像診斷方法,在過去數(shù)十年里,在CAD中得到了廣泛的應用。HR-MRI可對頸動脈斑塊的形態(tài)及成分特征進行定性和定量的評估,并且斑塊的影像特征與腦血管事件發(fā)生的相關性得到了病理的證實。近年來,HR-MRI技術逐步應用到ICAD的診治中。初步的研究結果發(fā)現(xiàn)顱內動脈粥樣硬化斑塊的形態(tài)和成分特征和臨床癥狀存在相關性,但是因為顱內血管標本活體情況下無法獲得,這些推論并沒有得到病理的證實。目前對于活體顱內管壁磁共振成像結果的判讀依據(jù)的是頸動脈斑塊研究經(jīng)驗,缺乏顱內血管病理的直接證據(jù)。正是基于這樣一個背景,我們開展了本項研究。本研究主要包含兩章節(jié)內容:第一章顱內動脈斑塊離體高分辨率磁共振成像與病理對照研究,主要是通過對尸檢的離體顱內動脈粥樣硬化血管行多對比加權成像和定量成像,并以病理為參照,定性和定量評估顱內斑塊成分特征;第二章活體顱內動脈粥樣硬化責任斑塊磁共振影像特征研究,通過比較活體顱內粥樣硬化責任斑塊和非責任斑塊的磁共振特征差異,進一步探究顱內斑塊的高危特征。第一章顱內動脈粥樣硬化斑塊離體高分辨率磁共振成像與病理對照研究第一部分3 T高分辨率多對比加權磁共振成像評估離體顱內動脈粥樣硬化斑塊成分研究背景和目的:顱內動脈粥樣硬化疾病(ICAD)是導致腦卒中的重要原因之一。近年來,3 T高分辨磁共振管壁成像(HR-MRI)已經(jīng)應用于臨床診斷顱內動脈粥樣硬化疾病,但是因為在活體情況下難以獲得顱內血管標本,研究的結果并沒有得到病理證實。尸檢的離體顱內動脈粥樣硬化血管磁共振管壁成像與病理對照的研究雖有少量報道,但都是基于高場(7 T)的研究。本研究的目的是應用3 T磁共振儀,對尸檢的離體顱內粥樣硬化血管行高分辨率多對比加權成像(multicontrast MRI),以病理為參照,評估3 T場強下多對比加權序列定性和定量分析顱內斑塊成分能力。方法:收集從2013年1月至2015年6月在醫(yī)院病理科和大學解剖教研室尸檢病例共20例(11男9女,平均年齡73.8±11.9歲)的53根病變顱內血管。對所有病變血管行3 T高分辨多對比加權磁共振成像,掃描序列包括快速自旋回波(FSE)T_1 加權(T_1 WI)、T_2加權(T_2WI)、質子加權(PDWI)成像序列及短反轉時間的反轉恢復序列(STIR)。圖像掃描完成后,立即對血管標本行病理制片處理。依據(jù)層面的位置,匹配磁共振圖像和病理層面。以病理為參照標準,分析斑塊主要成分包括纖維帽、脂質核、鈣化、纖維組織及正常管壁的信號特征;評估磁共振對斑塊分型及定量測量斑塊成分面積、纖維帽厚度和斑塊負荷的準確性。結果:總共有207個磁共振與病理匹配層面。1、信號特征分析:T_2WI、PDWI和STIR序列斑塊成分組織對比度好;纖維帽和纖維組織在T_2WI、PDWI和STIR上呈高信號,脂質核心在T_2WI、PDWI和STIR為等低信號,鈣化在所有序列上均為低信號;多對比加權序列識別斑塊內脂質核和纖維帽、鈣化的敏感度和特異度分別為90.53%和69.64%,83.33%和100%。2、斑塊分型:多對比加權序列判別斑塊類型的準確率為80.7%,與病理的一致性高(κ=0.69);對纖維-脂質斑塊(type IV-V)的敏感度和特異度分別為95.8%和77.1%;不同觀察者間磁共振判別結果一致性也很高(κ=0.77)。3、定量測量:多對比加權磁共振與病理定量測量纖維組織、脂質核、鈣化面積百分比無統(tǒng)計學差異(81.86%vs 81.87%,P=0.999;19.52%vs 19.86%,P=0.863;9.68%vs 8.03%,P=0.463),纖維帽厚度與最大管壁厚度比值亦無統(tǒng)計學差異(31.05%vs 30.83%,P=0.903);磁共振對斑塊負荷的測量顯著高于病理的結果(65.18%vs 52.71%,P0.001);多對比加權磁共振對于斑塊成分定量測量觀察者內和觀察者間一致性好,ICC分別為0.815-0.985和0.779-0.981。結論:3 T高分辨率多對比加權序列可用于離體顱內斑塊成分特征的評估;斑塊不同成分在多對比加權序列圖像上具有不同的信號特征;多對比加權序列不僅可以鑒別斑塊成分,而且能夠對斑塊進行準確分型和定量評估。第二部分3 T磁共振定量成像評估離體顱內動脈粥樣硬化斑塊成分特征研究背景和目的:高分率磁共振管壁成像技術(HR-MRI)的不斷進步,使得活體對顱內動脈粥樣硬化斑塊成像成為了可能。很多的研究發(fā)現(xiàn)斑塊的成分特征和腦血管事件的發(fā)生相關。但是顱內動脈管徑比較小,并且活體條件下無法獲得病理證實,目前活體磁共振管壁成像技術對于顱內斑塊成分的鑒別仍然很困難。本研究的目的通過對尸檢的顱內動脈粥樣硬化血管行磁共振定量成像,并以病理為參照,離體定量測量顱內斑塊成分的弛豫時間。方法:收集從2013年1月至2015年6月在醫(yī)院病理科和大學解剖教研室行尸檢的13例病例(9男4女,平均年齡79.7±10.4歲)的44根病變顱內血管。對病變血管行3 T定量T_1 /T_2/T_2~*mapping成像。圖像掃描完成后,立即對血管標本行病理制片處理。依據(jù)層面的位置,匹配磁共振圖像和病理層面。以病理為參照,定量測量斑塊主要成分包括纖維帽、脂質核、纖維組織、鈣化和正常管壁的T_1 、T_2、T_2~*弛豫時間,并比較不同斑塊成分的弛豫時間差異。結果:總共有170個磁共振和病理匹配層面。顱內斑塊成分的T_1 、T_2和T_2~*弛豫時間存在顯著性差異(P0.05)。脂質核的T_1 、T_2和T_2~*弛豫時間比纖維帽的T_1 、T_2和T_2~*弛豫時間都短(519±149ms vs 833±238,P0.001;69±51ms vs 99±76ms,P=0.026;28±11ms vs 41±15ms,P0.001);纖維帽的T_1 弛豫時間比纖維組織和正常管壁長(P0.001;P=0.002),但是T_2弛豫時間三者間沒有明顯差異(P0.05)。脂質核T_1 弛豫時間比纖維組織和正常管壁都短(519±149ms vs 596±146ms,P=0.002;519±149ms vs 632±123ms,P0.001),但是T_2弛豫時間沒有差別(P=0.426;P=0.516)。總的來說,纖維帽T_1 、T_2和T_2~*弛豫時間最長,而鈣化弛豫時間最短。結論:3 T場強下顱內動脈粥樣硬化斑塊成分的弛豫時間不同,尤其是纖維帽和脂質核,T_1 、T_2和T_2~*弛豫時間均存在顯著性差異�；谶@種斑塊成分固有的磁共振弛豫時間特征的差異,可應用于顯示斑塊特定成分的成像序列開發(fā),并最終有望實現(xiàn)活體顱內斑塊成分的鑒別。第二章活體顱內動脈粥樣硬化責任斑塊磁共振影像特征研究背景和目的:顱內、外血管的很多研究已經(jīng)證實單純依據(jù)管腔的狹窄程度并不能全面的評估粥樣硬化病變的嚴重程度。高分辨率磁共振管壁成像(HR-MRI)不僅可以準確測量管腔的狹窄程度,而且可以顯示斑塊的成分特征。本研究通過比較大腦中動脈(middle cerebral artery,MCA)和基底動脈(basilar artery,BA)責任斑塊(culprit plaque)與非責任斑塊(non-culprit plaque)的磁共振特征差異,進一步分析顱內高危斑塊的特征,并初步探討不同顱內血管床斑塊的潛在致病機制。方法:從2014年1月到2015年8月,連續(xù)招募MCA患者95例和BA患者55例。所有被檢者均進行病變血管的高分辨率磁共振管壁成像,掃描序列包括T_1 WI、T_2WI加權2D“黑血”快速自旋回波序列、STIR序列及T_1 WI增強(CE-T_1 WI)。盲法測量病變血管斑塊的各項形態(tài)學指標,包括管腔的狹窄率、最小管腔面積、管壁面積、外壁面積、斑塊負荷及血管重構等,以及各個序列上病變最狹窄處內外管壁間斑塊的平均信號強度。責任斑塊定義為癥狀組患者中有腦梗死或TIA發(fā)作側病變,而非責任斑塊定義為癥狀組患者中無腦梗死或TIA發(fā)作病史側病變或者無癥狀組患者中的病變。比較MCA和BA責任斑塊與非責任斑塊在形態(tài)和信號特征上的差異,以及MCA責任斑塊和BA責任斑塊間形態(tài)和信號特征的差異。結果:95名MCA患者中,責任斑塊有77個,非責任斑塊有34個;55名BA患者中,責任斑塊有35個,非責任斑塊有20個。1、MCA責任斑塊的T_1 增強信號強度指數(shù)及強化率比非責任斑塊高(P=0.011;P=0.003);另外責任斑塊最小管腔面積比非責任斑塊小(P0.001),但是斑塊負荷和狹窄率都更大(P0.001);logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)斑塊T_1 增強信號強度指數(shù)、斑塊強化率、最小管腔面積、狹窄率、斑塊負荷、斑塊強化程度是腦血管事件發(fā)生的危險因素。2、BA責任斑塊的外壁面積和管壁面積比非責任斑塊大(P=0.017;P=0.005),但是其他的形態(tài)學及信號指標均無顯著統(tǒng)計學差異;logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)病變最狹窄處的血管外壁面積及管壁面積是腦血管事件發(fā)生的危險因素。3、MCA責任斑塊比BA責任斑塊血管重構率小(P=0.041),但是管腔狹窄程度及斑塊負荷更嚴重(P0.001;P=0.004)。結論:顱內動脈責任斑塊和非責任斑塊磁共振的形態(tài)和信號特征存在差異,尤其在MCA更明顯;MCA責任斑塊和BA責任斑塊形態(tài)學差異,提示顱內不同血管床粥樣硬化病變的發(fā)病機制可能不同。
【關鍵詞】：腦卒中 顱內動脈粥樣硬化疾病 磁共振管壁成像 斑塊成分 病理 顱內動脈粥樣硬化疾病 3 T磁共振 多對比加權成像 斑塊成分 病理 顱內動脈粥樣硬化疾病 3 T磁共振 斑塊成分 定量成像 病理 顱內動脈粥樣硬化疾病 磁共振管壁成像 責任斑塊 風險評估
【學位授予單位】：第二軍醫(yī)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R743;R445.2;R816.1
【目錄】：

• 摘要6-10
• Abstract10-15
• 縮略詞表15-17
• 前言17-19
• 第一章 顱內動脈粥樣硬化斑塊離體高分辨率磁共振成像與病理對照研究19-56
• 第一部分 3 T高分辨率多對比加權磁共振成像評估離體顱內動脈粥樣硬化斑塊成分研究19-45
• 一、引言19-20
• 二、方法20-26
• 三、結果26-42
• 四、討論42-44
• 五、結論44-45
• 第二部分 3 T磁共振定量成像評估離體顱內動脈粥樣硬化斑塊成分特征研究45-56
• 一、引言45-46
• 二、方法46-49
• 三、結果49-53
• 四、討論53-55
• 五、結論55-56
• 第二章 活體顱內動脈粥樣硬化責任斑塊磁共振影像特征研究56-70
• 一、引言56-57
• 二、方法57-59
• 三、結果59-67
• 四、討論67-69
• 五、結論69-70
• 綜述70-83
• 參考文獻83-102
• 攻讀學位期間發(fā)表文章和參加科研工作情況說明102-103
• 致謝103

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