灌注和管壁磁共振成像关键技术对颅内动脉粥样硬化狭窄卒中发病机制的研究

Intracranial artery atherosclerotic stenosis (ICAS) is the most important etiology of stroke. The stroke mechanisms of symptomatic ICAS are assumed as follows: in situ thrombotic occlusion, artery-to-artery embolism, perforator occlusion and hypoperfusion. However, the role of cerebral blood flow and collateral circulation in the stroke mechanisms remains unclear due to lack of effective evaluating technique. Our previous studies have shown that multi-model MRI including perfusion and vessel wall imaging could be used to analyze cerebral hemodynamic status and atherosclerotic plaque features. In this study, our purpose is to explore the pathogenesis of newly developed stroke and recurrent stroke by summarizing the dynamic changes of infarct patterns, cerebral perfusion and collaterals, as well as the characteristics of intracranial atherosclerotic plaque between the first onset and follow-up by using three dimensional pseudo-continuous arterial spin labeling (3D pCASL), territorial arterial spin labeling (TASL) perfusion imaging and high resolution magnetic resonance imaging (HRMRI) of the vessel wall. Based on our newly established research definition (i.e., stroke-perfusion-collateral-plaque), the pathogenesis of symptomatic ICAS stroke and its evolution will be further elucidated, thus providing new evidence for the stroke mechanism, facilitating the prevention and treatment, and reducing the risk of recurrent stroke in patients with ICAS.

颅内动脉粥样硬化狭窄（ICAS）是脑卒中的重要病因。症状性ICAS卒中的发病机制主要包括原位栓塞、动脉－动脉栓塞、穿支动脉受累、低灌注损害等，由于缺乏有效评估手段，脑血流、侧支循环等因素在发病机制中所起的作用仍未完全阐明。我们的前期研究表明，灌注和管壁磁共振成像能够准确评估脑血流动力学和颅内动脉粥样硬化斑块。因此本课题拟联合采用多参数三维准连续式动脉自旋标记（3D pCASL）灌注成像、供血区动脉自旋标记（TASL）灌注成像和高分辨率管壁成像等磁共振关键技术，以首发卒中及随访期内再发卒中的ICAS患者为研究对象，观察症状性梗死灶分布的动态变化，对比狭窄远端脑灌注的前后差异，分析侧支循环的代偿情况，评价斑块的特征。本课题旨在通过“梗死－灌注－侧支－斑块”的一体化研究新模式，全面深入地研究症状性ICAS患者卒中发病机制以及再发卒中演变规律等科学问题，为卒中防治提供理论依据，降低卒中复发率。

颅内动脉粥样硬化狭窄（ICAS）是脑卒中的重要病因，由于缺乏有效评估手段，脑血流、侧支循环等因素在发病机制中所起的作用仍未完全阐明。课题组很好的完成了本项目的研究内容：1、完成了多模态磁共振序列的设计与优化，建立了症状性ICAS 患者多模态磁共振成像最佳扫描策略；2、项目计划纳入320名临床患者，实际纳入600余例，建立了具有完善的临床和影像信息的数据库。3、联合运用动脉自旋标记灌注成像，血管标记灌注成像及高分辨管壁成像等多种磁共振关键技术，整合颅内动脉粥样硬化性狭窄患者的梗死灶、灌注情况、侧支代偿和斑块特征进行了 ICAS 患者首发卒中发病机制以及 ICAS 患者再发卒中发病机制的深入研究。研究结果及科学意义和临床价值：1、创新性提出基于双标记延迟时间（PLD）的动脉自旋标记（ASL）成像方法评价大脑中动脉狭窄患者前向血流及侧支循环，建立了半定量模型，解决了无创定量评估侧支循环的难题，为后续基于影像探索发病机制打下了坚实的基础。2、基于该模型，对症状性及无症状性ICAS 患者研究发现无症状患者侧支循环灌注比症状性患者更加丰富，揭示了ICAS患者首发卒中发病机制中低灌注与侧支循环的相关性。该发现对颅内动脉狭窄患者的卒中一级预防具有重要临床意义。3、进一步对症状性大脑中动脉狭窄患者再发卒中的关键影像指标进行了综合研究，发现缺血性卒中事件患者组的低灌注容积比显著高于无缺血卒中事件患者组，而斑块面积、斑块负荷、重构指数、斑块长度和斑块强化程度无显著性差异。本研究结果提示低灌注可能与侧支循环相关，是颅内动脉粥样硬化患者的卒中复发的重要发病机制，该发现有助于治疗决策制定。相关研究结果共发表文章18篇，其中SCI论著9篇（IF>5分3篇），临床专家共识1篇，临床应用中国指南1篇。国际大会交流13次。授权国家专利2项。项目成果已在全国二十余家高级卒中中心或防治卒中中心进行推广及应用。