颅内动脉粥样硬化疾病被认为是新发脑梗塞的原因。对颅内动脉粥样硬化疾病患者的适当治疗仍不清楚，特别是在最近停止的金属蛋白酶试验之后。在这些前瞻性试验，患者的颅内动脉粥样硬化疾病用支架和侵略性的医疗管理处理，由抗血小板和/或他汀类药物治疗，经历在多天内中风的比例仅仅接受医疗管理的患者两项试验的最终结果显示，即使在医疗管理组中，患者在一年内出现复发性卒中。因此，仍然需要了解这些患者的中风风险因素。或者，烟雾病是一种非动脉粥样硬化性脑血管疾病，其特征在于上颌内颈动脉及其近端分支的进行性狭窄，以及精细的侧支血管网络的相应发展。烟雾病可能是特发性或继发于另一种疾病，如镰状细胞病或颅内放射，使患者中风的风险增加超过几倍。这些患者具有预后变量，其被假设为在速记闭塞的位置和程度取决于灵敏，血流动力学的补偿机制，例如侧支血管的发展，和相关的共病。可能对烟雾病患者新发或复发性卒中风险进行分层的生物标志物尚无定论。
　　 对这些颅内血管病变患者的评估通常取决于脑血管造影对于狭窄分级和侧支分类以及梗塞存在的结构磁共振成像。颅内血管狭窄的程度和侧枝的存在传统上被用作疾病严重程度和中风风险的替代指标。然而，血管造影没有提供关于动脉粥样硬化患者斑块易损性的直接信息，也没有提供动脉狭窄如何转化为任何一类颅内狭窄的组织水平的实质损伤。高空间分辨率颅内血管壁成像最近已经出现，并通过提供血管壁的形态学评估，为理解颅内动脉壁病变提供了关键的一步。然而，颅内血管壁特征与临床表现之间的相关性才刚刚开始被理解。具体地讲，基本间隙在研究人员的知识存在关于血管壁病理与实质损害如何颅内相关;然而，这些信息可能是了解血管壁成像预示复发性卒中风险的基础。
　　 这项工作旨在提高研究人员对血管壁异常在组织水平脑血管反应性最大值和滞后时间方面的表现的理解。具体而言，尚不清楚颅内狭窄或血管壁疾病血管灌注区域的脑血管反应性受损是否代表较低的反应性，延迟的反应时间或两者，以及这些关系在动脉粥样硬化与非动脉粥样硬化颅内疾病中是否是独特的。脑血管反应性加权可使用血氧水平依赖性来测定或脑血流量加权动脉自旋标记磁共振成像和轻度高碳酸血症的挑战。在这里，高碳酸血症血氧水平依赖性磁共振成像与新颖的时间回归技术一起应用，该技术分别量化脑血管反应性滞后时间和最大脑血管反应性。在这项研究中，使用血氧水平依赖性磁共振成像，而不是动脉自旋标记磁共振成像，因为血氧水平依赖性磁共振成像在大范围的血液到达和血管反应时间方面更加稳健，这在脑血管疾病患者中是预期的。
　　 这项工作的目的是比较两个患者组中分别在没有可测量的血管壁疾病或狭窄的血管灌注的血管壁疾病和/或狭窄的血管的流动区域中的脑血管反应性滞后时间和最大值。总体假设是：血管壁病理学在两组中的大多数患者中与动脉狭窄共定位;和具有血管壁病理的血管灌注的流动区域中存在较低的最大脑血管反应性和较长的脑血管反应性滞后时间。所有研究内容均由机构审查委员会审查和批准。根据人类研究保护计划和赫尔辛基宣言的道德标准遵循程序。本研究的所有组成部分均符合健康保险流通与责任法案。所有患者均提供了明智的书面同意。纳入标准是在过去一年中卒中或短暂性脑缺血发作，以及一会话期间进行的颅内血管壁成像和脑血管反应性加权成像。选择颅外颈动脉狭窄，因为这是颈动脉中限流狭窄的可接受值。为限流颅内动脉狭窄的值是不太清楚，因此被选择的的值，包括中度和重度狭窄。
　　 使用体线圈传输和灵敏度编码阵列接收在全身扫描仪上进行成像会话。液体衰减反转恢复和加权磁共振成像在与颅内血管壁成像和脑血管反应性成像相同的期间进行。对于液体衰减反转恢复和加权，在轴向平面中进行采集，重复时间/回波时间毫秒和毫秒。患者接受血管造影成像，数字减影血管造影，计算机断层扫描血管造影或飞行时间磁共振血管造影颅内脉管系统作为同一时段的一部分或在磁共振成像的多天内。使用加权梯度回波序列在轴平面中获得成像矩阵;空间分辨率。血管造影数据的盲法审查由董事会认证的神经放射学家进行。右侧和左侧，大脑前动脉近端，大脑中动脉近端，大脑后动脉近端，颅内椎动脉和基底动脉分为正常至轻度，中度或严重狭窄。由于用于识别狭窄的血管造影技术的敏感性不同，这些近似类别被用作保守分类。患者使用高碳酸血症刺激进行血氧水平依赖性成像。刺激范例包括几分钟高碳酸血症高氧给药，几分钟医疗级室内空气重复两次。使用高碳酸血症高氧而不是高碳酸血症常氧，因为高碳酸血症高氧是医院环境中可用的临床气体混合物，因此对专业和非专业中心都是一种普遍的刺激。在高氧高碳酸血症和高碳酸血症常氧刺激之间血氧水平依赖性反应的差异已经详细研究了研究人员以前的研究并且这些刺激提供了在健康志愿者和脑血管疾病患者中相关的结果。使用单次梯度回波平面采集进行血氧水平依赖性成像，空间分辨率，采集参数与报道的相似并且先前评估再现性。
　　 将脑血管反应性加权数据记录到各向同性脑图谱。与报道的相似，统计回归量由一个与单高斯卷积的组成，在高碳酸血症刺激开始时从时间上推进。达到最大的最大统计量和时间滞后，其反映了血气从压缩气瓶到达脑实质的总时间加上最大血管舒张点的时间，计算。对于每位志愿者，脑血管反应性滞后时间和最大脑血管反应性的平均值和标准差计算在六个主要颅内血管区域内，包括右侧和左侧大脑前动脉，大脑前动脉和大脑后动脉区域，以及多个子区域，包括计算机断层扫描区域和相应的大脑前动脉和大脑后动脉区域的神经节区段。在几名患者志愿者中，分析了多个血管段的颅内血管壁成像和血管造影，此外还有多个单独的实质区域用于子区域分组方法和，单独的实质区域用于流域分组方法。为了测试研究假设，首先研究人员仅在没有近端血管壁病变或血流动力学显着狭窄的区域中计算每个血管区域的脑血管反应性滞后时间和最大脑血管反应性的平均值。术语无近端血管疾病将同义使用，没有可检测的近端血管壁病变或狭窄。如果存在同侧大脑前动脉或大脑中动脉病变，则认为大脑前动脉区域具有近端血管壁病变;如果存在同侧大脑前动脉或颅内大脑中动脉病变，则认为大脑前动脉区域，如果存在同侧大脑后动脉，椎动脉或大脑后动脉病变，则大脑后动脉区域基底动脉。
　　 接下来，对于每个动脉粥样硬化和烟雾病组，脑血管反应性滞后时间和最大脑血管反应性分别在没有可辨别的近端血管壁病变或狭窄的区域和具有近端血管壁病变或狭窄的区域，之间进行比较;具有近端血管壁病变;近端狭窄。注意，具有近端血管壁病变和近端狭窄的区域不是彼此排斥的。对于动脉粥样硬化患者，还包括仅具有近端血管壁病变的区域的分析。由于在该人群中符合这些标准的领土数量非常少，正如预期的那样，对于这一类别的分析并未包含在烟雾病患者中。同样的，对于任一患者组，不包括仅具有近端狭窄的区域的评估，因为该子类别很少被观察到并且通常在生理上不期望。计算上述每组的平均值，标准偏差和置信区间。非参数秩和检验用于确定血管类型之间的研究变量的差异，并且相应的校正的双侧用校正的显着性标准计算。上述比较也是分别考虑每个子区域进行的。还进行了几项额外的分析。为了评估先前梗塞对脑血管反应性分析的影响，在具有近端血管壁病变或狭窄的所有区域和除先前梗塞的脑软化区域之外的相同组之间比较脑血管反应性滞后时间和最大脑血管反应性，如在液体衰减反转恢复成像上确定的。对动脉粥样硬化和烟雾病患者组分别进行该分析。为了评估先前的效果，对于所有烟雾病患者，具有先前的烟雾病患者和未事先的烟雾病患者，在具有与没有近端血管壁病变或狭窄的区域之间比较脑血管反应性滞后时间和最大脑血管反应性。
　　所有血管区域的平均脑血管反应性滞后时间和最大脑血管反应性，将没有可辨别的近端血管壁病变或狭窄的区域与具有近端血管壁病变或狭窄的区域进行比较;具有近端血管壁病变;仅有近端血管壁病变;动脉粥样硬化患者的近端狭窄。血管区域的脑血管反应性滞后时间显着延长，动脉粥样硬化组有近端血管壁病变或狭窄脑血管反应性滞后时间秒对当将具有近端血管壁病变或近端狭窄的区域与没有近端血管疾病的区域进行比较时，发现了类似的结果。在动脉粥样硬化组中，具有与无近端血管疾病的区域之间的最大脑血管反应性没有显着差异。总结了所有地区的平均脑血管反应性滞后时间和最大脑血管反应性，将没有可辨别的近端血管壁病变或狭窄的区域与近端血管壁病变或狭窄的区域进行比较;具有近端血管壁病变;对于烟雾病患者，近端狭窄。总结了所有烟雾病患者，先前的烟雾病患者和未事先的烟雾病患者的平均脑血管反应性滞后时间和最大脑血管反应性有或没有近端血管壁病变或狭窄。在所有组中，与没有近端血管疾病的区域之间存在显着差异。此外，有和没有的患者之间的脑血管反应性滞后时间和最大脑血管反应性存在差异。显示了具有近端血管壁病变或狭窄的所有区域与具有近端血管壁病变或狭窄的所有区域之间的平均脑血管反应性滞后时间和最大脑血管反应性，不包括具有先前梗塞迹象的区域。总共只有在动脉粥样硬化患者中具有近端血管壁病变的子区域和在烟雾病患者中这些区域中的表现出先前梗塞的变化并被排除在外。在移除具有先前梗塞后遗症的区域后，在任一患者组中脑血管反应性滞后时间或最大脑血管反应性未发现显着差异。鉴于相对于分析中考虑的总体积相对较小的梗塞体积，这一发现并不令人惊讶。
　　 研究人员在颅内狭窄患者中应用颅内颅内血管壁成像而无静脉造影。研究结果表明血管壁病变的存在与脑血管反应性的功能变化相关。使用新颖的时间回归技术允许单独计算最大脑血管反应性和脑血管反应性滞后时间。观察到在非动脉粥样硬化性颅内疾病中，在具有血管壁病变的动脉灌注的流动区域中，最大脑血管反应性较低并且脑血管反应性滞后时间较长。在动脉粥样硬化疾病中，脑血管反应性滞后时间在由血管壁病变的动脉灌注的区域中最持续地延长。
　　 当将血管壁病变的位置与血流动力学显着狭窄的位置进行比较时，两者对应于大多数烟雾病患者。然而，血管壁病变与狭窄的相关性在动脉粥样硬化组中是变化的，不到一半的检测到的血管壁病变在血管造影中表现出大于狭窄。类似地显示在主要由动脉粥样硬化性颅内狭窄组成的一组患者中血管壁病变和狭窄的相对小的重叠，其中检测到的血管壁病变在磁共振血管造影上具有相应的狭窄。导致低估血管造影中颅内斑块负荷的一个因素可能是动脉重塑的存在，斑块位置的动脉腔的代偿性扩张。即使具有广泛的斑块，动脉脉管系统的重塑，在斑块位置处血管尺寸的补偿性增大，也将导致血管造影术中管腔的正常外观。不会导致血流动力学显着狭窄的颅内血管壁疾病的临床意义仍然是一个问题，但可能是一个重要的长期血管危险因素，如其他血管所示。这项研究表明，与没有近端血管疾病的区域相比，仅有近端血管壁病变的区域的脑血管反应性滞后时间延长的强烈趋势，这表明在没有狭窄的情况下血管病变的功能意义。因此，颅内血管壁成像可用作血管造影的补充，以了解血管疾病的范围，并且需要未来的工作来更彻底地研究其临床重要性。对冠状动脉和颈动脉的研究同样显示了斑块的临床意义，导致血管造影术中狭窄。
　　 研究人员的数据提供证据表明，与没有动脉粥样硬化和烟雾病患者的血管区域相比，血管区域的脑血管反应性滞后时间延长，尽管烟雾病组的差异更明显。由于烟雾病患者的大多数血管壁病变导致严重狭窄，烟雾病组的时间变化可能更大，这可能是由于管腔狭窄的程度较大。更大的狭窄导致更长的脑血管反应性滞后时间的机制尚不清楚。可能的机制包括：较大的喂食血管狭窄，导致脑灌注压降低和血液到达时间延迟;与健康血管相比，烟雾状侧支小动脉平滑肌的反应效率较低;动脉粥样硬化患者在储备能力附近工作的更坚硬的血管或血管。组之间的差异也可能反映了动脉粥样硬化与非动脉粥样硬化疾病中内皮或平滑肌功能障碍的不同机制，因为最近的动物工作已经揭示了内皮在血管舒张中的重要作用。虽然与近端损伤和/或狭窄地区出现基于疾病的病因做出不同的反应，而没有近端血管壁损伤或狭窄的领土表明类似脑血管反应性定时的趋势。仅在烟雾病患者中存在近端血管壁病变时，最大脑血管反应性显着降低，可能表明脑血管反应性滞后时间，而不是通常假设的总反应性，在许多患者中受损。动脉粥样硬化病。然而，还注意到在没有可见的近端血管壁病变或血流动力学显着狭窄的区域中，动脉粥样硬化患者组中的最大脑血管反应性显着低于烟雾病患者组。这可能反映了最大脑血管反应性的年龄相关变化，因为动脉粥样硬化组的平均年龄相对于烟雾病组而言要高得多。
　　 尽管分别考虑动脉粥样硬化和烟雾病患者的分析，但应注意，在没有可见的近端血管疾病的区域中的脑血管反应性滞后时间在动脉粥样硬化和烟雾病患者之间没有显着差异。然而，没有近端血管疾病的区域中的最大脑血管反应性对于烟雾病组而言比对于动脉粥样硬化组更大。与动脉粥样硬化组相比，烟雾病组的脑血管反应性滞后时间和最大脑血管反应性的范围和标准偏差也更大。然而，由于这些疾病的病因不同，因此疾病的慢性和年龄不能在各组之间进行匹配，因此应谨慎解释这种直接比较。大约一半的烟雾病患者先前接受过。对有或没有烟雾病患者进行单独分析显示两组同样具有延长的脑血管反应性滞后时间并且在具有近端血管疾病的区域中具有降低的最大脑血管反应性。由于各组之间的固有差异，包括术后生理学以及各组之间疾病严重程度的差异，没有直接比较有和没有患者。具体而言，需要的患者本身比不需要的患者受损更严重，因此虽然可以改善组织水平的血流动力学，但这种改善可能仍然不会导致与无症状患者永远不需要的等效血液动力学模式。先前已经显示血管壁的更高空间分辨率磁共振成像提供血管壁的形态学评估和血管壁病理学的评估。包括壁增厚，信号改变，和/或增强血管壁的变化已经显示出更大的症状性颅内狭窄相比无症状患者，并能够区分各种疾病状况，包括动脉粥样硬化，烟雾病，解剖和血管炎。本研究通过评估颅内血管壁斑块或增稠剂和组织水平定时和反应性功能之间的关系增加了文献。
　　 还应考虑几个限制。一些动脉粥样硬化和烟雾病患者的脑软化区域来自先前的皮质梗塞，平均占地区。受先前梗塞影响的地区数量很少，并不影响总体结果。大约一半的烟雾病患者先前接受过，如上所述，重要的是分别考虑这些组。人们认识到，烟雾病一般被认为是严重程度不同的双侧疾病，在本研究中，只有那些具有明显的近端血管壁病变或血流动力学显着性狭窄的节段被认为是患病的。血管壁病变的检测受到颅内血管壁成像技术灵敏度的限制，已显示在对比时更高。然而，此时临床上常规进行是不可行的。不同的方式用于血管造影，主要是用于烟雾病组的数字减影血管造影和用于动脉粥样硬化组的磁共振血管造影。这是由于数字减影血管造影是侧支分级和分类的临床金标准，但磁共振血管造影和计算机断层扫描血管造影更常用于动脉粥样硬化。由于这两种方式都能够准确地检测到狭窄>的存在，鉴于保守的分类狭窄分类程序，这种差异预计不会是一个主要的混淆。由于疾病病理学和发病年龄的固有差异，动脉粥样硬化和非动脉粥样硬化组不是年龄匹配的，并且年龄匹配的对照群体不包括在该研究中。然而,群体之间的年龄差异不会影响这项工作的主要目标,即将脑血管反应性滞后时间和由具有可测量的壁病和/或狭窄的血管供给的流动区域之间的最大值与由没有可测量的疾病的血管喂养的流动区域进行比较。患者团体。最后，患者组很小，类似于这些人群中的其他已发表的工作。总之，本研究提供的证据表明，在颅内狭窄患者中，无静脉造影的颅内血管壁成像上描绘的血管壁病变与动脉粥样硬化和非动脉粥样硬化颅内狭窄的平均脑血管反应性功能变化相关。研究了两种疾病实体，即动脉粥样硬化和非动脉粥样硬化性颅内狭窄，并且显示在存在近端血管壁病变时脑血管反应性滞后时间和最大脑血管反应性具有不同程度的变化。这些差异可能反映了内皮细胞或平滑肌功能障碍的不同机制。