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高分辨核磁豆纹动脉区域梗死联合脑小血管病变的神经影像学标志物鉴别近期皮质下梗死的发病机制

 医贰叁Doc 2023-11-21 发布于湖南

这篇文章把基底节区域的梗死也分为近端和远端病变。近端病变定义为位于MCA附近并延伸至MCA基底表面的梗死(图1b);远端病变定义为位于远端区域但未延伸至MCA基底表面的梗死(图2b),仿照脑干梗死中紧贴腹侧面的梗死。   采用高分辨核磁分辨载体动脉的斑块,紧贴腹侧面的为典型载体动脉阻塞穿支,远端的更偏向CSVD相关的~~

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新发皮质下梗死(RSI)在皮质纹状动脉(LSA)区域与非狭窄的大脑中动脉是一个异质实体。我们的目的是通过全脑血管壁磁共振成像(WB-VWI)研究LSA联合脑血管病(CSVD)神经影像学标志物在RSI致病亚型鉴别中的作用。前瞻性纳入52例磁共振血管造影无相关大脑中动脉(MCA)狭窄的RSI患者。RSI被分为分支动脉粥样硬化性疾病(BAD;罪魁祸首斑块位于LSA起源附近)和csvd相关腔隙性梗死(csvd相关LI;没有斑块或斑块位于LSA起源的远端)(n¼18)。Logistic回归分析显示空白区(优势比[OR] 9.68, 95%可信区间[CI] 1.71 ~ 54.72;P¼0.010),LSA分支数量较少(OR 0.59, 95% CI 0.36-0.96;P¼0.034)与BAD相关,而严重深部白质高信号(DWMH) (OR 0.11, 95% CI 0.02-0.71;P < 0.021)与csvd相关LI相关。综上所述,LSA分支合并腔隙和重度DWMH可能描述了SSI的亚型。WB-VWI技术可以作为一种可靠的工具来描述LSA区域内SSI的异构实体

介绍

最近皮质下梗死(RSI)在皮质纹状动脉(LSA)区域与非狭窄的大脑中动脉(MCA)是一个异质性实体。Fisher和Caplan的开创性工作将这种特殊类型的急性缺血性卒中(AIS)分为两种主要的病因亚型:由内源性脑小血管病(CSVD)引起的腔隙性梗死(LI),病理特征为脂透明质沉积和纤维蛋白样变性(CSVD相关LI);和分支动脉粥样硬化性疾病(BAD),这是由于母动脉中的宏观或微观动脉粥样硬化斑块阻塞了穿孔血管的孔口。然而,尽管神经影像学取得了进步,但RSI的放射学定义不一致,包括大小、位置、形式和形状,并且对病理学没有新的认识,因此在目前的卒中分类系统中,没有MCA狭窄的RSI被错误地归类为隐源性或更广泛的CSVD的一部分。

最近发展的颅内血管壁成像(VWI)现在可以详细评估颅内动脉内的血管壁和动脉粥样硬化斑块,即使在常规磁共振血管成像(MRA)正常的情况下。最近的研究,包括我们自己的研究,已经证明了新的全脑血管壁成像(WB-VWI)能够在单一图像设置中同时成像MCA壁和LSA管腔,为区分RSI的发病机制提供了有力的工具,并为指导治疗干预提供了潜力。

在此,我们提出了我们的研究结果,以确定临床特征、LSA形态和CSVD神经影像学标志物(腔隙、白质高信号、脑微出血和血管周围空间增大)的差异,根据两种不同的病因亚型RSI,根据指定的BAD和CSVD相关LI进行前瞻性定义,基于WB-VWI上MCA斑块和LSA起源之间的空间关系。

方法

在2018年11月至2020年3月期间,我们前瞻性地招募了华西医院神经内科住院的患者,纳入标准如下:(i)在症状出现后7天内通过弥散加权成像(DWI)在LSA区域(基底节区、辐射冠区和内囊区)首次发现单一皮质下AIS(无病变直径限制);(ii) MRA证实没有相关的MCA狭窄。排除标准为:卒中或短暂性脑缺血发作史;CTA或MRA检出同侧颅内颈内动脉或相关颅外动脉狭窄50%;DWI显示多发性急性皮质下梗死或皮质梗死;非动脉粥样硬化性血管病变,如夹层、血管炎或烟雾病;24小时心电图或动态心电图监测及经胸超声心动图发现有心脏栓塞的证据(如3周内近期心肌梗死、心房颤动、扩张性心肌病、瓣膜性心脏病、感染性心内膜炎、卵圆孔未闭)

记录人口统计学特征和血管危险因素的数据,包括年龄、性别、身高和体重(用于计算体重指数)、高血压史、糖尿病史、高脂血症史、心律失常史、冠状动脉疾病史、吸烟史和症状发生时间。NIHSS和MRs。

影像分析

WB-VWI对BAD和csvd相关LI的分类

在LSA区域的RSI诊断是基于已发布的模板,无论病变大小。利用WB-VWI图像在同一图像设置下生成多平面重建(MPR)和冠状最小强度投影(MinIP),通过同时直接成像MCA管腔和LSA形态,可以区分RSI患者的BAD和csvd相关LI。基于MCA斑块位置与LSA起源的空间关系,将RSI分为BAD(位于LSA起源附近的罪魁斑块;图1a和c)和csvd相关LI(没有斑块或斑块位于LSA起源远端;图2a和c)。

豆纹动脉分析

在WB-VWI上使用10 - 20mm厚度的冠状面MinIP生成LSA图像。所有来自MCA的M1和M2段的可见lsa都包括在分析中。定量分析BAD与csvd相关LI患者冠状板MinIP图像上可见LSAs的形态学特征(茎枝数量和长度);只统计指向前方穿孔物质的血管。为了描绘lsa的分布,如前所述,对连续MinIP图像的信号测量进行了手动跟踪可视化血管骨架的全长。茎被定义为直接来自MCA的LSA的一部分。分支被定义为来自母体LSA茎的子血管或没有分支的茎(单一血管),包括bb0 mm的LSA茎;当动脉分支距离中动脉起源小于5mm时,每个分支被单独计算为bbb, 70%的分支被发现起源于共同主干。当动脉在较远的部位分支时,用最长的分支来计数和测量动脉干。图3说明了用于计算茎和分支以及测量长度的方法。

脑小血管病的评估

我们将推测血管起源的腔隙定义为基底神经节、内囊、半瓣膜中心或脑干的小(3 - 15mm)圆形或卵形病变,在T2和FLAIR上显示脑脊液信号强度,通常在FLAIR上显示高信号边缘,在DWI上没有增加信号(图1d),与临床表现不一致。采用Fazekas评分法对FLAIR图像上的深部白质高信号(DWMH)和心室周围白质高信号(PWMH)程度进行评分。

脑微出血(CMBs)在敏感性加权成像上被评为直径为2- 10mm的均匀圆形信号丧失病变。血管周围间隙扩大(EPVS)被定义为基底节区或半瓣膜中心的t2加权成像上小(< 3mm)点状和线状高信号,在经过验证的半定量量表上被评为0至4级。我们只计算了基底节区与CSVD特异性相关的EPVS。如前所述,构建了从0到4的CSVD复合评分来表达CSVD的总负担

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图1所示。基于WB-VWI的BAD典型案例。(a)冠状面MinIP显示右侧LSA区域RSI(箭头),显示右侧LSA相对于左侧受损;磁共振血管造影(MRA)显示相关MCA无狭窄;(b) DWI显示近端RSI受累4个连续轴片。(c)弯曲多平面重建(curvedMPR)显示在相应LSA原点(虚线)附近有一个罪魁祸首斑块,在横断面视图上放大后的图像可以看到;在左中动脉(左箭头)也检测到非罪魁祸首斑块;(d) FLAIR显示基底节区无症状腔隙和轻度WMH。

(PS:梗死灶从大脑中动脉穿支延伸向上)

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图2。基于WB-VWI的csvd相关LI典型病例。(a)冠状面MinIP在症状侧和无症状侧之间显示几乎对称的LSAs;磁共振血管造影(MRA)显示相关MCA无狭窄;(b) DWI显示RSI远端受累2个连续轴片;(c)弯曲多平面重建(Curved - mpr)显示相关MCA(虚线)上没有罪魁祸首斑块,在横切面上放大图像显示;(d) FLAIR显示严重的深部WMH,但没有无症状腔隙。

(梗死灶位于大脑中动脉远端)

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图3。lsa测量的示意图。(a)重构LSAs的冠状MinIP图像。(b)相应的lsa的线路跟踪。茎用罗马数字标记,枝用阿拉伯数字标记。测量值分别是每个阀杆的长度。II和III的lsa起源于共同的茎。

评估梗死体积

使用OsiriX软件进行半自动体积评估,测量DWI病变体积。手动逐片勾画病变区域,并计算所有感兴趣区域的总体积。DWI轴向切片测量最大梗死直径,轴向直径为- 15mm时为大梗死。记录连续轴向DWI切片上可见的切片。病变位置通过DWI评估,并分为近端和远端病变。近端病变定义为位于MCA附近并延伸至MCA基底表面的梗死(图1b);远端病变定义为位于远端区域但未延伸至MCA基底表面的梗死(图2b)。基底节最低部分的梗死受累被认为是延伸到基底表面。(近端病变与远端病变!!!!)

伴发无症状脑动脉粥样硬化(ACAS)被定义为除了3DTOF MRA或CTA图像上当前病变相关的任何颅外和颅内脑动脉狭窄

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table1:BAD组与csvd相关LI组基线特征比较

统计分析

采用Kolmogorov-Smirnov检验分析数据的正态性。所有定量数据均以mean±标准偏差(SD)或四分位间距中位数(IQR),定性数据汇总为计数(百分比)。

分类变量的分析酌情采用Chisquare检验或Fisher精确检验,连续变量的比较采用t检验(连续正态分布数据)或Mann-Whitney U检验(连续非正态分布数据)。

采用多变量logistic回归模型确定两种梗死模式的独立预测因子,包括单因素分析中P < 0.05的所有变量。所有统计学检验均为双侧检验,P值< 0.05为显著性。所有统计分析使用SPSS 25.0版本(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)进行

结果

基线特征

在52例RSI患者中(平均年龄55.8 ?10.3年;女性25.0%),无相关MCA疾病,根据WB-VWI,分别有34例(65.4%)和18例(34.6%)被分类为BAD和csvd相关LI。症状发作至WBVWI的中位间隔为6.6 ±3.4天(范围1 ~ 14天)。表1显示BAD和csvd相关LI组在人口统计学、血管危险因素、伴发的ACAS和实验室结果方面没有显著差异。

BAD与CSVD相关LI梗死灶特征及CSVD MRI标志物的比较

BAD与CSVD相关LI的病变切片数往往比CSVD相关LI多,具有临界意义(3 [3 - 4]vs 2.5 [2-3];P < 0.065)病变切片3片(76.5% vs 50.0%;P < 0.053;表2和图4)。然而,BAD近端病变比例(85.3%)与csvd相关LI组(77.8%)相似(P < 0.702)。虽然平均轴向病变直径(1.72 ?0.65厘米vs 1.46厘米?0.68 cm)和病变体积(2.56 ±2.25 cm3 vs 1.98 cm3 ±2.02 cm3)大于csvd相关LI组,差异无统计学意义(P < 0.05),两组间NIHSS基线评分和功能结局具有可比性

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在四种CSVD MRI标志物中,BAD患者(64.7%)比CSVD相关LI患者(33.3%)有更多的腔隙(P < 0.031),而重度DWMH (Fazekas ≥2)在csvd相关LI患者中(44.4%)比BAD患者(14.7%)更常见(P < 0.018),见表2和图4。然而,在CMBs、基底节区中重度EPVS (bbb20)和CSVD总负担评分方面,组间无差异。

根据LSA特征比较BAD和csvd相关LI

csvd相关LI患者的LSA分支数(6-8)大于BAD患者(4 - 7;P¼0.023;表2和图4),而在csvd相关LI(4 - 5)和BAD(3-5)组中,茎的数量没有差异(P < 0.626)。两组间lsa的总长度和平均长度也相似(表2)。

多因素分析RSI亚型的相关因素

在logistic回归模型中,腔隙的存在(优势比[OR] 9.68, 95%可信区间[CI] 1.71-54.72;P=0.010),LSA分支数量较少(OR 0.59, 95% CI 0.36-0.96;P=0.034)与BAD显著相关,而重度DWMH (OR 0.11, 95% CI 0.02-0.71;P=0.021)与csvd相关LI独立相关(表2)。

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图4。BAD与csvd相关LI组潜在预测因子的比较。病变切片数(≥3) (a), Lacunes的存在(b),严重的深部白质高信号(DWMH) (Fazekas ≥2) (c)、BAD和csvd相关LI组中LSA分支数(d)

讨论

在我们的研究中,我们使用一种新的WB-VWI模式直接在体内可视化MCA斑块和LSA起源之间的空间关系,我们成功地在LSA区域内的异质RSI实体中区分了BAD和csvd相关的LI。在52例外观正常相关MCA的RSI患者中,我们发现BAD的比例高于csvd相关LI。此外,我们还发现较少的LSA分支和腔隙的存在与BAD相关,而严重的DWMH与csvd相关的LI相关。然而,常规危险因素和梗死面积在两组之间没有差异。尽管有相似的临床特征和梗死表现,但这些结果支持了在LSA区域存在两种不同的RSI潜在致病亚型(BAD和csvd相关LI)的假设。

BAD一词最初是在1989年被创造出来的,作为脂质透明质病病理发现的替代机制,并强调它是rsi的一个主要和被忽视的方面。然而,进一步的病理研究非常有限,并且很难用当代成像方式建立载体斑块和相关穿孔动脉之间的直接关系。尽管先前使用VWI的研究表明,LSAs的孔口容易受到母动脉MCA附近动脉粥样硬化斑块的影响,从而导致RSI,但这种机制只是假设,因为通常的VWI技术无法同时可靠地检测到LSAs的形态。既然WB-VWI可以同时显示LSAs和MCA壁,我们的研究似乎是第一个允许根据原始病理描述将RSI分为BAD和csvd相关LI的体内研究。与先前的研究结果一致,在我们的前瞻性队列中观察到BAD的相对较高频率(65.4%),这表明即使MRA正常,这也是RSI的最常见原因。

迄今为止,用于定义两种不同类型rsi的尺寸界限几乎没有一致性。基于假定的血管病理,如果图像显示梗死累及基底表面,通常在临床上推断出BAD,而更多的远端梗死被认为是csvd相关的li。2在大多数神经影像学研究中,如果单片(直径≥15mm)或跨多个(≥3)轴向层片。小病变(< 15mm;<3片)被定义为csvd相关li。我们的研究结果表明,轴向病变片数(3片)虽然具有边际意义(P < 0.053),但与轴向病变直径(P < 0.191)相比,在预测RSI机制和LSAs解剖分布方面,可以更好地了解梗死的差异。与大多数其他研究一致,在血管危险因素、神经系统严重程度和预后方面,两组之间没有其他差异。

由于LSAs是MCA区域内与RSI相关的主要脑小动脉,因此描述其形态特征可以为病因机制和量身定制的治疗提供重要见解。在我们的研究中,我们发现LSA分支数量较少与BAD独立相关,这似乎与病理研究一致,表明其原因是母动脉中的斑块阻塞了穿通动脉的孔口。发生在LSA起源处的闭塞可使微血管血流减少,导致成像信号强度降低,从而导致受影响的LSA分支无法区分,表现为WB-VWI图像上LSA分支的绝对数量减少。虽然LI通常被认为是由以脂透明质沉积症为病理特征的内在小动脉疾病引起的,但大量潜在的LSA分支提示了BAD的另一种解释。首先,尽管Fisher在几十年前就提出了与LI相关的穿孔动脉闭塞的存在,但这种所谓的腔隙假说尚未得到证实。相反,越来越多的证据表明,早期内皮功能障碍,而不仅仅是小动脉闭塞,在CSVD相关LI的发病机制中起重要作用。其次,在大多数病理研究中,管腔闭塞可能是一种晚期现象,不能解释CSVD相关LI的早期病理,正如我们的研究所支持的那样,我们的研究纳入了首次腔隙性AIS和相对较低的CSVD负担等级。这可能代表了csvd相关LI的早期阶段,因此保持了相对较高的LSA分支的通畅度。BAD和csvd相关LI之间LSA的主干和长度相当,可以解释为BAD中MCA动脉粥样硬化斑块对LSA主干的不完全阻塞。此外,由于目前的成像技术不能在LSA本身的孔中看到近端微动脉粥样硬化,csvd相关的LI组也可能有LSA干的近端闭塞,即使相关MCA上没有结缔组织斑块。此外,与树枝相比,茎的大尺寸可以使它们不太容易受到WB-VWI分辨率的影响。

有趣的是,腔隙的存在与BAD独立相关,而严重的DWMH与csvd相关的LI独立相关。由于lacunes、WMH、CMBs和EPVS都是CSVD的指标,这四种MRI标志物通常被认为与CSVD相关的LI关系比bad更密切。然而,不同的潜在发病机制可能解释了不同的CSVD特征。非常有趣的是,与csvd相关的LI组相比,BAD组中腔隙的存在更为普遍,这意味着可能存在与无症状腔隙存在相关的异质性发病机制。一项流行病学研究表明,先前的腔隙在其他潜在机制的患者中更常见,而不是csvd。在BAD患者中,无症状腔隙的检出率较高,可能是由于其相对较大的病变大小,与先前的尸检结果一致,使其更容易在图像上被发现。相反,重度DWMH而非PWMH与CSVD相关的LI相关,表明DWMH可能是CSVD的敏感标志物。在另一项研究中也报道了类似的发现,该研究表明WMH体积的增加与深部白质中新li的风险增加有关。我们的研究结果证实了区域特异性WMH不同机制的假设,即PWMH更可能由慢性血流动力学不全(灌注不足)或脑脊液漏决定,而DWMH更可能与CSVD相关

鉴别RSI的不同潜在致病机制可能具有重要的临床意义。根据目前的分类系统,6-8名临床医生可能会错误地根据狭窄程度将异质RSI实体分类为隐源性或根据病变大小将其分类为CSVD;而WB-VWI可明确归类为大动脉粥样硬化(BAD,罪魁斑块位于毗邻LSAs受损的孔处)或小血管疾病(csvd相关LI,相关MCA上未发现罪魁斑块,LSAs相对正常合并严重的DWMH)。根据病因机制确定明确的RSI亚型分类对于指导个体患者的最佳治疗和评估预后至关重要。因此,未来的试验和观察性研究应该根据潜在的机制(例如csvd相关的LI vs . BAD)确定治疗方案。在可能的情况下,WB-VWI应用于识别RSI的不同亚组。

我们认识到我们的研究有一些局限性。首先,样本量相对较小,主要是由于我们对RSI的纳入标准较窄,有意排除了近端栓塞源的患者。我们的目标是只纳入没有相关MCA疾病的患者,以评估在LSA区域内所谓的纯原位RSI之间的不同潜在机制,这种RSI在实践中通常被归类为CSVD。其次,我们不能完全排除一些csvd相关的LI是由穿透性动脉粥样硬化引起的可能性,因为目前的WB-VWI方法不能显示近端LSAs的微动脉粥样硬化,尽管这种假定的RSI机制还远未得到病理证实。第三,LSA长度的度量来源于手工跟踪,这是耗时且有些主观的,可以通过机器学习算法来解决。最后,需要指出的是,LSA的解剖结构在不同个体中存在差异,但我们认为LSA的解剖结构在患者之间的分布是随机的。

综上所述,LSA分支合并腔隙和严重的DWMH可能描述了RSI的亚型。我们的研究表明,WB-VWI技术可以区分LSA区域内同侧载体MRA明显狭窄的RSI的异质性。该方法不仅在AIS亚型分类中具有有用的作用,而且在RSI的预防和治疗中具有风险分层的潜力。

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