这是一项由山东大学附属山东省立医院神经内科的孙钦建教授团队主导、联合瑞典卡罗林斯卡医学院等机构合作完成的前瞻性队列研究。论文发表于《European Radiology》2024年第34卷,主要作者包括Yaodong Lv、Xiaotong Ma、Weihua Zhao等,通讯作者为Sai Shao和Qinjian Sun。研究旨在评估颅内动脉粥样硬化性疾病(intracranial atherosclerotic disease, ICAD)患者斑块特征对长期卒中复发的预测能力。
颅内动脉粥样硬化性疾病是全球范围内缺血性卒中的重要病因,在亚洲人群中尤为突出。即使接受积极的药物治疗,症状性ICAD患者每年卒中复发的风险仍高达10%–24%。传统影像技术如磁共振血管成像、CT血管成像和数字减影血管造影主要评估管腔狭窄程度,但仅凭狭窄程度往往不足以全面反映动脉粥样硬化病变的严重性,因为这些技术无法直接显示斑块本身的特征。因此,临床上迫切需要将评估重点从管腔狭窄转向斑块特征,以优化治疗策略并预防卒中复发。高分辨率磁共振血管壁成像(high-resolution magnetic resonance vessel wall imaging, HR-MRI)是一种可靠且无创的斑块识别与特征分析技术。既往基于HR-MRI的颅内斑块研究多为横断面研究,主要比较有症状与无症状患者之间斑块特征的差异,关于斑块特征预测卒中复发的纵向研究较少且结果不一致。此外,多数既往研究使用二维HR-MRI且主要针对前循环卒中,可能因厚层部分容积效应导致斑块评估不准确。三维HR-MRI具有更高分辨率、更薄层厚、更好的T1加权对比及更先进的血液抑制技术,可以更准确地定量斑块特征。基于此背景,本研究旨在利用三维HR-MRI技术,评估症状性ICAD患者颅内动脉粥样硬化斑块特征与长期卒中复发的纵向关联,并进一步评价其对卒中复发的预测能力。
本研究为前瞻性队列研究,纳入2017年7月至2020年12月在山东省立医院因缺血性卒中住院并接受三维HR-MRI检查的患者。纳入标准包括:急性缺血性卒中,从症状出现到接受三维HR-MRI检查在四周以内;年龄大于18岁;三维HR-MRI确认存在与缺血病因相关的颅内动脉斑块。排除标准包括:同侧颅外动脉狭窄超过50%;心源性栓塞来源如心房颤动、3周内心肌梗死、左心房或心室血栓等;非动脉粥样硬化性血管病变如血管炎、烟雾病和动脉夹层;凝血功能障碍;HR-MRI图像质量不佳无法准确定量分析;颅内动脉闭塞。最终共纳入132例患者,平均年龄59.83岁,女性占46.2%,责任血管包括15条颅内颈内动脉、55条大脑中动脉、14条椎动脉和48条基底动脉。所有患者均按照美国心脏协会/美国卒中协会指南接受标准治疗。中位随访时间为2.8年,随访终点为同一血管供血区发生复发性缺血性卒中或至2021年12月随访结束。
在图像分析环节,由两名经验丰富的神经放射科医生独立使用飞利浦医学影像后处理软件评估责任斑块特征,包括斑块表面不规则性、管腔狭窄程度、斑块负荷、重构指数、强化比值和斑块内出血。斑块负荷定义为斑块面积占血管外轮廓面积的百分比,强化比值通过对比增强前后T1加权图像中斑块信号强度与正常灰质信号强度的比值进行定量计算。两名医生对30例随机选择患者的斑块特征评估具有极好的一致性。统计分析方面,连续变量用均数(标准差)表示,分类变量用频数(百分比)表示。组间比较采用t检验和卡方检验或Fisher精确检验。单变量Cox回归分析中P<0.10的变量纳入多变量Cox回归模型,以识别与卒中复发独立相关的因素。对独立相关因素绘制受试者工作特征曲线并计算曲线下面积,以确定预测卒中复发的最佳界值。基于最佳界值进行Kaplan–Meier生存分析,并用log-rank检验比较生存曲线差异。
结果显示,随访期内共346.6人年,35例患者发生复发性卒中,复发率为10.1/100人年。复发组患者高血压和糖尿病比例显著高于未复发组。在斑块特征方面,复发组斑块负荷(90.5% vs. 85.7%,P<0.001)、强化比值(0.91 vs. 0.57,P=0.001)和狭窄程度(67.7% vs. 56.8%,P=0.003)均显著高于未复发组,而斑块表面不规则性、斑块内出血和重构指数在两组间无显著差异。多变量Cox回归分析显示,斑块负荷每增加10%,卒中复发风险增加3.15倍(95%置信区间1.34–7.42,P=0.009);强化比值每增加1个单位,卒中复发风险增加2.17倍(95%置信区间1.27–3.70,P=0.004)。即使将狭窄程度按轻中度(<70%)和重度(≥70%)进行分级调整后,斑块负荷和强化比值仍与卒中复发风险显著独立相关。受试者工作特征曲线分析显示,斑块负荷预测卒中复发的曲线下面积为0.725(95%置信区间0.629–0.822),强化比值的曲线下面积为0.692(95%置信区间0.593–0.792),而Essen卒中风险评分(Essen Stroke Risk Score, ESRS)的曲线下面积仅为0.595(95%置信区间0.492–0.699)。斑块负荷预测卒中复发的最佳界值为89.2%,强化比值的最佳界值为0.50。Kaplan–Meier生存分析显示,斑块负荷≥89.2%的患者卒中复发风险显著高于斑块负荷<89.2%的患者(风险比5.07,95%置信区间2.37–10.83,P<0.001);强化比值≥0.50的患者卒中复发风险也显著高于强化比值<0.50的患者(风险比3.93,95%置信区间1.72–9.01,P<0.001)。1年随访的敏感性分析同样显示,斑块负荷和强化比值独立预测卒中复发,进一步支持了主要结果。
本研究的结论具有重要的学术价值和临床应用意义。首先,斑块负荷和强化比值是症状性ICAD患者长期卒中复发的独立危险因素,这一发现为斑块特征在卒中复发风险评估中的作用提供了前瞻性队列证据。传统上依赖管腔狭窄程度的评估方法存在明显局限,本研究强调斑块特征比单纯管腔狭窄更能反映动脉粥样硬化的严重性和未来卒中风险。其次,斑块负荷和强化比值对卒中复发具有良好的预测能力,其曲线下面积优于临床常用的ESRS评分,表明影像学斑块评价在风险分层方面具有重要优势。在临床实践中,斑块负荷和强化比值的定量测量可以帮助医生识别卒中复发高风险患者,从而优化药物治疗和二级预防策略,具有广阔的应用前景。
本研究的亮点在于:采用三维高分辨率磁共振序列定量评估斑块特征,较既往广泛应用的二维序列具有更高的空间分辨率和更薄的层厚,显著提高了斑块定量测量的准确性;研究纳入前循环和后循环症状性ICAD患者,结果较仅针对大脑中动脉或基底动脉的研究更具普遍适用性;使用强化比值这一定量指标评价斑块强化,较既往视觉定性评估更为可靠,减少了主观偏倚;中位随访时间长达2.8年,优于多数既往短期随访研究,为长期风险预测提供了有力证据。
研究也存在一定局限性:单中心设计和相对较小的样本量限制了检验其他斑块特征与卒中复发关联的效能;未评估侧支循环和血流动力学状态,可能部分解释了重度狭窄与卒中复发之间缺乏显著关联的原因;未在随访期间动态监测斑块特征的演变。尽管如此,本研究为症状性ICAD患者的卒中复发风险预测提供了重要的影像学依据,提示斑块负荷和强化比值可作为有价值的无创影像标记物用于临床风险分层和个体化治疗决策。