2型糖尿病伴缺血性卒中患者基底动脉VW-MRI成像的临床应用

谢佩含，周 宏，董雨岚，伍慧婷，刘进才，胡 骏

(南华大学附属第一医院放射影像中心，湖南 衡阳 421001)

糖尿病(diabetes mellitus, DM)是一种由遗传、环境因素共同作用，导致胰岛素缺乏和胰岛素作用障碍，从而引起以长期血糖升高为特征的慢性代谢性疾病。DM是动脉粥样硬化的重要危险因素之一[1]，伴随病程进展，2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)会导致血管内皮受损、动脉粥样硬化形成，T2DM患者发生缺血性卒中事件的风险较非糖尿病患者增加1.5～3倍，T2DM合并缺血性脑卒中患者神经功能恢复相对较差，具有更高的血管性痴呆、卒中复发、死亡风险[2]。基于高分辨磁共振成像(high resolution magnetic resonance imaging, HR-MRI)技术的颅内动脉管壁成像(vessel wall magnetic resonance imaging, VW-MRI)具有较高的软组织分辨率和空间分辨力,可以实现多方位、多平面清晰显示颅内动脉管腔及管壁情况[3-4]。本研究拟使用基于HR-MRI的VW-MRI成像技术显示基底动脉(basilar artery, BA)的管壁结构细节并测量相关血管参数，探讨VW-MRI在T2DM伴缺血性卒中患者的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性收集2015年5月至2018年10月本院神经内科初步诊断为后循环缺血性卒中患者76例，男性50例，女性26例，年龄42～88岁，平均年龄(64.41±11.14)岁。入选标准：(1)临床初步诊断为后循环缺血性卒中；(2)预计能较好配合完成HR-MRI检查。排除标准：(1)有幽闭恐惧症；(2)有MR检查绝对禁忌证；(3)伴有颅内肿瘤、脑出血、脑血管畸形等疾病。

后循环缺血性卒中诊断标准[5]：存在后循环神经系统局灶性功能缺损症状和体征，MR扫描图像发现与临床症状相符的后循环责任缺血病灶。

T2DM诊断标准[6]：(1)糖尿病症状+随机血糖≥11.1 mmol/L；(2)空腹血糖≥7.0 mmol/L；(3)口服葡萄糖耐量试验2 h血糖≥11.1 mmol/L。所测血糖均指静脉血浆葡萄糖，符合上述任一标准，需再测一次验证，T2DM诊断才能成立。

本研究通过南华大学附属第一医院医学伦理委员会批准，详细告知患者HR-MRI检查相关事项，签订知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 VW-MRI扫描方案及图像后处理 采用飞利浦Achieva 3.0 T MR(8通道头部线圈)进行T1加权三维各向同性快速自旋回波序列(three-dimensional T1WI volumetric isotropic turbo spin echo acquisition, 3D T1-VISTA)、高清T2WI、DWI、3D-TOF-MRA、轴位T1W-SE序列扫描。扫描序列及参数：(1)DWI序列：TR/TE=2 194 ms/84 ms，FOV：230 mm×230 mm×125 mm，矩阵：152×121，扫描时间：46 s。(2)3D-TOF-MRA：TR/TE=25 ms/3.5 ms，FOV：200 mm×200 mm×100 mm，矩阵：572×290，扫描时间：9 min 8 s。(3)3D T1-VISTA序列：TR/TE=500 ms/18 ms，FOV：190 mm×190 mm×56 mm，矩阵：316×317，扫描时间：7 min 57 s。(4)高清T2WI：TR/TE=3 000 ms/53 ms，FOV：180 mm×200 mm×83 mm，矩阵：360×398，扫描时间：11 min。(5)T1W-SE：TR/TE=600 ms/10 ms，FOV：230 mm×183 mm×143 mm，矩阵：256×163，扫描时间：4 min 58 s。将原始数据导入MRI Systems Achieva Release 2.6.3.5工作站进行图像后处理。

1.2.2 图像分析及管壁结构评定标准 参照李克特量表(Likert scale)[7]评价图像质量，舍弃评分<3分的图像(图像存在伪影、管壁边界显示不清)。由两位中、高级职称影像诊断医师共同在工作站观察分析图像，观察基底动脉管壁结构情况(管壁增厚程度、斑块位置/厚度等)，使用工作站自带测绘软件手动勾画出血管内、外边界(选取BA小脑上动脉起始部下方10 mm左右位置)，手动测量计算血管面积(vessel area, VA)、管腔面积(luminal area, LA)、管壁面积(wall area, WA)、标化管壁指数(normalized wall index, NWI)等。斑块定义[8]：局部的偏心性管壁增厚，且管壁最薄处厚度小于管壁最厚处厚度的50%。斑块位置评定标准[8]：沿BA血管外周画正方形，连接两条对角线分为四个象限(腹侧壁、背侧壁、左侧壁及右侧壁)，若斑块累及范围超过一个象限，则斑块位置以斑块最大厚度所处象限判定。存在不同意见则通过协商达成一致。

1.3 统计学处理

2 结 果

2.1 入选病例临床资料

21例患者因图像质量不符合数据测量条件或因部分序列图像缺失而被排除，最终入选病例55例，男性34例，女性21例，平均年龄(64.05±11.05)岁，其中新发脑干缺血性卒中患者37例(67.3%)，T2DM患者22例(40.0%)，高血压患者38例(69.1%)，高脂血症患者22例(40.0%)，吸烟患者20例(36.4%)。T2DM患者22例为T2DM组；非T2DM患者33例为非T2DM组。

2.2 T2DM及非T2DM组BA血管参数的比较

两组间BA的VA、WA差异具有统计学意义(P<0.05)，T2DM组BA具有更大的VA、WA，两组间LA、NWI差异没有显著性(表1)。

表1 T2DM及非T2DM组BA血管参数比较

2.3 斑块分布

最终入选的55例患者中，共计29例患者基底动脉存在斑块(图1)，斑块最大厚度范围0.80～3.66 mm，平均厚度1.91±0.65 mm，其中位于背侧壁9处，位于腹侧壁6处，位于左侧壁6处，位于右侧壁8处，基底动脉斑块分布以背侧壁、侧壁居多(表2)。在29例伴有斑块的患者中，T2DM患者13例，非T2DM患者16例，两组中的斑块位置分布经Fisher确切概率法比较差异有显著性(P<0.05)，T2DM患者斑块分布以背侧壁居多，非T2DM患者斑块分布以侧壁居多。

图1 VW-MRI显示BA责任斑块A、B：DWI提示桥脑右侧急性期脑梗死灶；C：3D TOF-MRA示BA未见明显狭窄改变；D：高清T2WI发现责任斑块(位于BA背侧壁)；E：3D T1-VISTA图像经多平面重建后轴位显示背侧壁斑块；F：经曲面重建后显示斑块，BA多处管壁增厚；G：垂直于BA小脑上动脉起始部下方10 mm左右位置重建3D T1-VISTA图像，分别测量BA的VA、LA

表2 BA斑块位置分布情况 (例)

3 讨 论

近年来，DM患病人数不断攀升，最新发布的全球糖尿病地图(第9版)统计数据显示[9]：目前全球有4.63亿DM患者(其中以T2DM居多)，我国DM患者人数约为1.164亿人，高居全球首位。多项研究报道[2,10-13]：高血压、高血脂、高血糖、肥胖等是颅内动脉粥样硬化的重要危险因素，高血压、高血脂、肥胖等危险因素在DM患者人群中(尤其在T2DM人群)具有更高的发生率；DM患者更容易出现颅内动脉硬化性疾病，DM患者发生脑卒中的绝对风险高达1.28%，同时缺血性脑卒中患者中约有20%患者合并有DM，T2DM合并缺血性脑卒中具有发病早、进展快、预后/神经功能恢复差的临床特点，因此在我国开展T2DM并发缺血性卒中的研究具有重要的临床意义。

超声多普勒、CT血管成像、磁共振血管成像、数字减影血管造影等常规血管检查方法主要是用于显示血管腔狭窄情况，由于颅内动脉细小迂曲、存在血管重构现象，仅凭管腔狭窄程度无法准确评估脑血管病变的严重程度[14]。目前VW-MRI成像技术已经由二维成像发展到三维成像(three dimension, 3D)阶段，3D成像具有更高的各向同性分辨率，能更有效抑制血流和脑脊液信号，最大限度减少部分容积效应，从而更精细地显示管壁结构[15]。本研究所使用的3D T1-VISTA序列可以通过多平面重建、曲面重建图像后处理技术多维度观察管壁结构；高清T2WI序列具有较高的信噪比，可以清晰显示斑块内信号改变、斑块纤维帽等。

在本研究中3D T1-VISTA序列可以清晰显示BA管壁增厚程度，并完成管壁参数测量。本研究结果显示T2DM组和非T2DM组BA的VA、WA组间差异有显著性，T2DM组BA具有更大的VA、WA，提示T2DM患者具有更大的BA动脉负荷，容易发生动脉硬化。两组间BA的LA无统计学差异，而T2DM组VA、WA更大，说明T2DM组BA在管壁增厚的同时血管面积增大，血管向外扩张，提示T2DM组较非T2DM组可能容易发生管壁正性重构。

解剖学研究[16]证实BA的穿支动脉多数开口于血管背侧壁，其次为左/右侧壁，腹侧壁几乎不发出穿支动脉。当斑块发生在背侧壁或左/右侧壁，容易堵塞穿支动脉开口从而引起缺血性事件。张道培等[17]报道，DM血管损害容易累及椎基底动脉，尤其易累及桥脑基底部旁正中动脉，DM是脑干梗死的独立危险因素。本研究统计BA斑块位置分布情况，两组中的斑块位置分布有统计学差异，T2DM组斑块分布以背侧壁居多，非T2DM组斑块分布则以侧壁居多，提示T2DM患者可能更容易出现斑块堵塞穿支动脉开口，导致桥脑梗死。

本研究存在的局限性：(1)VW-MRI各序列扫描时间较长，部分患者不能全程配合，运动伪影致图像质量下降，需要进一步优化扫描方案。(2)本研究使用李克特量表对图像质量评分、手动测绘血管内外界时，两位评估者之间不可避免存在主观评价上的误差。(3)本研究样本资料来源于单中心，样本量偏少，可能存在选择偏倚。

综上所述，VW-MRI可以获得清晰的BA管壁结构图像，可观察管壁增厚、斑块位置/信号并测量管壁参数。T2DM患者BA具有更大的动脉负荷，可能更容易发生颅内动脉硬化和管壁正性重构，其斑块多位于背侧壁，更容易堵塞穿支动脉开口导致桥脑梗死。本研究将VW-MRI成像技术应用于T2DM合并缺血性脑卒中患者，对于明确其卒中发生机制、颅内动脉病变的精准诊断、指导临床精细化治疗及预后评估具有重要的参考价值。