摘要
背景
本研究旨在通过影像-组织学分析探讨“边缘征”（rim sign）与斑块内出血（intraplaque hemorrhage, IPH）之间的关联。
方法
前瞻性招募了患有颈动脉斑块的患者，并对其进行了计算机断层扫描血管造影（CTA）和血管壁磁共振成像检查。CTA的特征通过定性或定量方法进行评估。IPH通过血管壁磁共振成像评估确定。通过接收者操作特征曲线（receiver operating characteristic curve）和曲线下面积（area under the curve）来评估CTA特征在识别IPH方面的诊断性能。此外，还对从颈动脉内膜切除术中获得的斑块标本进行了组织学亚组分析。
结果
共有81名接受单侧颈动脉内膜切除术的患者和143个斑块被纳入分析。与无IPH的斑块相比，有IPH的斑块表现出更严重的狭窄、更大的软组织和总斑块厚度以及更高的边缘征比例（所有比较均P<0.05）。多变量逻辑回归分析显示，“边缘征”与IPH的存在相关。在基于组织学的亚组分析中，“边缘征”与IPH的存在独立相关。“边缘征”在磁共振成像确定的IPH诊断中表现出良好的性能，曲线下面积为0.85（95%置信区间，0.78–0.92），敏感性为85.9%，特异性为84.1%。
结论
颈动脉斑块中的“边缘征”与IPH的存在相关，可能是CTA图像中评估IPH的潜在特征。这一影像标志物可能为颈动脉斑块的风险分层提供额外的价值。
非标准缩写和缩略词
IPH：斑块内出血
临床视角
新发现是什么？
•基于计算机断层扫描血管造影、磁共振成像和组织学分析的综合证据，发现CTA图像上观察到的“边缘征”与斑块内出血相关。
•“边缘征”与最大软斑块厚度的结合提供了更可靠和精确的CTA评估方法，用于识别斑块内出血的存在。
临床意义是什么？
•“边缘征”可作为影像标志物，提高基于CTA的高风险颈动脉斑块中斑块内出血的识别能力，并指导个性化干预措施。
颈动脉粥样硬化是全球缺血性中风的主要致病因素。在临床实践中，可以通过多种影像技术评估颈动脉斑块的风险。尽管狭窄程度的评估仍然是关键参数，但颈动脉斑块的脆弱性特征正受到越来越多的关注。斑块内出血（IPH）已被确定为脆弱斑块和缺血性中风的标志物。即使在低度狭窄的患者中，IPH的存在也会显著增加中风的风险。IPH的识别主要依赖于血管壁磁共振成像（MRI），该技术能够以良好的组织病理学一致性检测到IPH。计算机断层扫描血管造影（CTA）也因其快速采集时间和广泛可用性而被广泛用于颈动脉斑块评估。CTA图像上可以识别多种斑块特征，如斑块钙化、溃疡和软斑块。然而，由于CTA的固有局限性，识别IPH的准确性仍然具有挑战性。先前的研究试图利用不同成分的衰减差异来识别IPH，但由于IPH与富含脂质的坏死核心之间的密度重叠，这成为了一个挑战。因此，需要一个简单可靠的CTA图像中IPH的影像标志物。
钙化在CTA图像上可以清晰显示，多种斑块钙化形态被认为与斑块的脆弱性相关。近年来，Eisenmenger等人提出了“边缘征”的概念，并发现其基于CTA-MRI研究是IPH存在的潜在预测因子。先前的假设认为，具有内部软斑块的外周薄钙化可能是与IPH相关的斑块新生血管化和炎症的后果。与倾向于稳定的厚钙化相比，薄钙化边缘可能表明斑块中含有更大的坏死核心和IPH空间。然而，Benson等人基于CTA-组织学研究并未发现“边缘征”与IPH存在之间的相关性。仅依赖CTA-MRI数据或CTA-组织学数据可能不足以完全阐明“边缘征”与IPH之间的关系。基于CTA-MRI-组织学数据的系统评估可能为评估“边缘征”与IPH之间的关系提供更可靠的证据。
因此，本研究旨在基于CTA-MRI-组织学数据调查“边缘征”与IPH之间的关联。我们假设“边缘征”是IPH检测的影像标志物。
方法
支持本研究发现的数据可应要求向通讯作者索取。
参与者
本研究是对一项前瞻性研究的回顾性分析。该研究获得了首都医科大学天坛医院机构审查委员会的批准（KY2014-004-04）。所有受试者均签署了书面知情同意书。所有患者均连续从2014年2月至2017年10月在北京天坛医院神经外科入院。纳入标准如下：（1）年龄>40岁；（2）所有患者均接受了颈动脉内膜切除术，并且有组织学切片可供分析；（3）进行了CTA和MRI检查，CTA和MRI之间的检查间隔<1个月。排除标准包括：（1）有CTA或MRI禁忌症（如幽闭恐惧症、肾功能障碍和对比剂过敏史）；（2）影像数据不完整；（3）有颈动脉手术史；（4）图像质量差，无法进行可靠的图像评估；（5）组织学切片无法分析。所有参与者的 demographic 和临床信息均被详细记录。
图像采集
**MRI成像方案**
MRI检查在配备8通道颈动脉表面线圈（TSImaging Healthcare，北京）的3T MR扫描仪（Trio-Tim，Siemens Healthcare，埃尔朗根，德国）上进行。包括三维飞行时间磁共振血管造影、对比增强前后的T1加权采样优化以及应用优化对比度的不同翻转角度演变，以及三维磁化准备快速采集梯度回波（3D）。详细序列参数见补充材料（表S1）。
**CTA方案**
所有CTA检查均使用Discovery CT750 HD扫描仪（GE Healthcare，密尔沃基，WI，美国）进行，剂量调节为100至120 kV。扫描范围包括从主动脉弓到颅顶的整个颅颈血管。对比剂（Iohexol）通过肘静脉以5 mL/s的流速注入，对比剂剂量根据患者体重确定。采用主动脉升段的感兴趣区域进行团注跟踪技术，自动触发设置为120 Hounsfield单位。最终，CTA图像以0.625 mm的切片厚度和0.625 mm的重建增量使用标准软组织核重建。
**图像分析**
在CTA图像上，定性评估包括钙化（外膜和“厚”钙化）、溃疡、管腔内血栓和“边缘征”的评估；定量测量包括狭窄程度、最大斑块厚度、最大钙化厚度和最大软组织厚度。如果单条颈动脉中存在多个斑块，则选择狭窄最严重的斑块进行分析。如前所述，管腔内血栓定义为对比增强腔内的填充缺陷。当含有对比剂的腔隙延伸超过2 mm进入斑块时，即诊断为溃疡。软组织测量限于血管腔和外膜钙化之间的非钙化斑块部分。外膜钙化（<2 mm厚度）、厚钙化（≥2 mm厚度）和“边缘征”（外膜钙化与内部软斑块的最大厚度≥2 mm）的分类遵循Eisenmenger等人的标准（图1）。最大腔狭窄程度使用北美症状性颈动脉内膜切除试验标准计算，定义为（1 − [最大狭窄处的腔直径/远端正常颈动脉的腔直径]×100%，其中分母代表颈动脉球部远端的颈动脉内径）。IPH定义为T1加权或磁化准备快速采集梯度回波序列上的局灶性高信号强度，信号强度>相邻胸锁乳突肌的150%。影像特征由两位放射科医生（T.C.，8年经验；Y.Z.，5年经验）独立评估，他们在评估过程中对患者信息不知情。两位放射科医生之间的分歧通过共识解决。
**图1. CTA上的颈动脉钙化。**
A. “边缘征”：特征为薄的外膜钙化（<2 mm）和内部的软斑块（≥2 mm）；
B. 无“边缘征”的外膜钙化：显示薄的外膜钙化（<2 mm）和相邻的软斑块（<2 mm）；
C. 厚钙化：厚钙化斑块（≥2 mm）。CTA表示计算机断层扫描血管造影。
**组织学分析**
从颈动脉内膜切除术中获得的颈动脉斑块立即固定在10%中性缓冲福尔马林（24小时，4°C）中，并使用RapidCal·Imuno酸脱钙剂（Zhongshan GoldenBridge Biotechnology）脱钙，该脱钙剂优化了表位保存和最小的切片干扰。脱水后，标本以10 μm的厚度进行连续切片，间隔0.5 mm，从颈总动脉切至颈内动脉。代表性切片经过苏木精和伊红染色。简要来说，组织切片在二甲苯中脱蜡（两次，每次10分钟），然后通过分级乙醇系列（100%、95%、80%、70%；每次2分钟）重新水化。细胞核用Mayer's苏木精（Zhongshan GoldenBridge Biotechnology）染色3分钟。细胞质用伊红溶液（Zhongshan GoldenBridge Biotechnology）染色5分钟。染色后的切片通过分级乙醇系列（70%、80%、95%、100%；每次30秒）脱水，然后在二甲苯中透明（两次，每次5分钟），并用中性树脂（Beijing Solarbio Science & Technology Co., Ltd.）封片。最后，使用高分辨率切片扫描仪（Aperio AT2，Leica Biosystems）检查和成像。组织病理学评估由一位心血管病理学家（J.C.，6年经验）进行，他对患者信息不知情。根据以下标准识别斑块成分：IPH（显示存活和溶解的红细胞、共存的含铁血黄素巨噬细胞、多核巨细胞形成和折射性胆固醇晶体）和富含脂质的坏死核心（含有嗜酸性坏死碎片的细胞区和外围胆固醇裂隙）。出于分析目的，IPH包括旧出血（由含铁血黄素巨噬细胞定义）和新鲜出血（由新鲜红细胞和纤维蛋白沉积定义），这些时间亚型在统计模型中合并以确保方法学一致性。
**统计分析**
所有统计分析均使用SPSS 25.0（IBM，芝加哥，IL）和R软件4.5.1（R Foundation for Statistical Computing，维也纳，奥地利）进行。连续变量以均值±标准差或中位数和四分位数范围表示。分类变量以数字和比例显示。使用Kappa检验和类内相关系数评估不同评审者之间的共识。根据变量的特征，使用卡方检验、独立样本t检验和Mann-Whitney检验评估组间差异。单变量和多变量逻辑回归分析用于分析各种变量与IPH存在之间的关联。在单变量分析中P<0.05的变量被纳入多变量逻辑回归模型。使用接收者操作特征曲线和曲线下面积评估诊断性能。诊断性能参数在最大Youden指数处报告。P<0.05被认为具有统计学意义。
**结果**
本研究共招募了91名患者。10名患者因信息不完整或图像质量差无法解释而被排除。因此，纳入分析的患者中没有缺失数据。最终，共有81名患者（平均年龄62.7±6.8岁，64名男性）被纳入分析。详细的人口统计和临床特征见表1。
**表1. 纳入患者的 demographic 和临床特征**
患者（n=81）
特征
年龄，岁，均值±标准差：62.7±6.8
性别，男性（%）：64（79.0）
高血压，n（%）：59（72.8）
糖尿病，n（%）：27（33.3）
冠心病，n（%）：8（9.9）
高脂血症，n（%）：28（34.6）
吸烟史，n（%）：47（58.0）
中风史，n（%）：73（90.1）
CTA与磁共振成像之间的时间间隔，中位数（IQR）：7.0（12.0）
CTA与颈动脉内膜切除术之间的时间间隔，中位数（IQR）：14.0（20.5）
实验室数据
高敏C-反应蛋白，mg/L，中位数（IQR）：1.45（2.34）
甘油三酯，mmol/L，中位数（IQR）：1.48（0.81）
总胆固醇，mmol/L，均值±标准差：3.69±0.83
高密度脂蛋白胆固醇，mmol/L，中位数（IQR）：1.07（0.47）
低密度脂蛋白胆固醇，mmol/L，中位数（IQR）：2.01（1.28）
**扩展说明**
CTA表示计算机断层扫描血管造影；IQR表示四分位数范围。每位患者有两条颈动脉。共检测到148个颈动脉斑块，其中5个斑块因阻塞被排除。据报道，有99块斑块与斑块内出血（IPH）相关，而44块斑块没有显示出IPH的证据。IPH斑块的狭窄程度显著更高，斑块软组织厚度和整体斑块厚度也更高（所有P<0.05）。此外，IPH组的边缘征和外膜钙化发生率也高于非IPH组（所有P<0.05）。两组之间的其他CTA特征没有显著差异。CTA特征的详细比较分析见表2。
单变量逻辑回归分析显示，狭窄程度、最大斑块软组织厚度、最大总斑块厚度、外膜钙化和边缘征与IPH的存在显著相关（所有P<0.05）。多变量逻辑回归分析进一步表明，最大斑块软组织厚度（比值比[OR]，1.92 [95% CI, 1.09–3.40]）和边缘征（OR，23.43 [95% CI, 7.07–77.66]）仍然与IPH的存在显著相关（两者P<0.05）（表3）。边缘征在识别IPH中的曲线下面积为0.85（95% CI, 0.78–0.92），而边缘征和最大斑块软组织厚度结合使用的曲线下面积增加到0.89（95% CI, 0.83–0.95）。边缘征、最大斑块软组织厚度及组合模型的阳性似然比分别为5.40、2.55和6.32，相应的阴性似然比分别为0.17、0.11和0.16。图2展示了具有IPH的颈动脉斑块的CTA-MRI-组织学匹配图像。不同模型在通过MRI识别IPH方面的诊断性能和接收者操作特征曲线详见表4和图3。
CTA表示计算机断层扫描血管造影；IPH表示斑块内出血；IQR表示四分位数范围；MRI表示磁共振成像。
CTA特征与通过MRI确定的IPH之间的逻辑回归分析如下：
| 特征 | 单变量回归分析 | 多变量回归分析 |
|------------------|------------------|------------------|
| 狭窄程度 | 1.03 | 1.02–1.05 |
| 最大总斑块厚度 | 1.98 | 1.44–2.73 |
| 最大斑块软组织厚度 | 2.81 | 1.88–4.21 |
| 最大斑块硬组织厚度 | 0.86 | 0.62–1.19 |
| 血管内血栓 | 0.58 | 0.12–2.69 |
| 斑块溃疡 | 1.98 | 0.69–5.66 |
| 大块钙化 | 0.54 | 0.26–1.10 |
| 边缘征 | 32.09 | 11.97–86.02 |
表4显示了不同模型在通过MRI识别IPH方面的诊断性能：
| 特征 | AUC (95% CI) | 敏感性 (%) | 特异性 (%) | 阳性预测值 (%) | 阴性预测值 (%) |
|------------------|------------------|------------------|------------------|------------------|
| 边缘征 | 0.85 (0.78–0.92) | 85.9 (77.4–92.1) | 84.1 (69.9–93.4) | 92.4 (84.7–96.5) |
| 最大斑块软组织厚度 | 0.81 (0.72–0.89) | 92.9 (86.0–97.1) | 63.6 (47.8–77.6) | 85.2 (76.2–91.3) |
| 组合模型 | 0.89 (0.83–0.95) | 85.9 (77.4–92.1) | 86.4 (72.7–94.8) | 93.4 (85.8–97.1) |
组合模型包括边缘征和最大斑块软组织厚度。AUC表示曲线下面积；IPPV表示阴性预测值；PPV表示阳性预测值。
图2展示了CTA-MRI-组织学切片匹配的IPH示例：
A至D显示的是一名63岁患者的IPH颈动脉斑块；H显示的是一名60岁患者的IPH颈动脉斑块。(A, E) CTA图像中的边缘征；(B, F) MP-RAGE图像中的IPH；(C, G) 组织学切片的整体视野；(D, H) 组织学切片中的IPH区域。白色箭头指向斑块内的钙化边缘成分；白色三角形表示斑块内的IPH成分。
表4显示了不同模型在通过MRI识别IPH方面的诊断性能：
| 特征 | AUC (95% CI) | 敏感性 (%) | 特异性 (%) | 阳性预测值 (%) | 阴性预测值 (%) |
|------------------|------------------|------------------|------------------|------------------|
| 边缘征 | 0.85 (0.78–0.92) | 85.9 (77.4–92.1) | 84.1 (69.9–93.4) | 92.4 (84.7–96.5) |
| 最大斑块软组织厚度 | 0.81 (0.72–0.89) | 92.9 (86.0–97.1) | 63.6 (47.8–77.6) | 85.2 (76.2–91.3) |
| 组合模型 | 0.89 (0.83–0.95) | 85.9 (77.4–92.1) | 86.4 (72.7–94.8) | 93.4 (85.8–97.1) |
组合模型由边缘征和最大斑块软组织厚度组成。AUC表示曲线下面积；IPPV表示阴性预测值；PPV表示阳性预测值。
组织学分析在81块颈动脉斑块的亚组中进行。在65块斑块中发现了边缘征，72块斑块检测到IPH（62块斑块含有部分旧的IPH），57块斑块中识别出富含脂质的坏死核心。详细组织学和CTA特征见表5。逻辑回归分析显示，边缘征（OR，6.93 [95% CI, 1.61–29.94]）与组织学确定的IPH显著相关（表6）。
表5总结了CEA斑块的CTA和组织学特征：
| 特征 | 患者数量 (n=81) | CTA特征 | 狭窄程度百分比±SD | 最大总斑块厚度（mm，平均值±SD） | 最大斑块软组织厚度（mm，平均值±SD） | 最大斑块硬组织厚度（中位数[IQR]） |
|------------------|------------------|------------------|------------------|------------------|------------------|
| | 81 | 85.44±9.78 | 5.18±1.38 | 3.66±1.28 | 2.08 (0.81) |
| | | 3 (3.70) | | | |
| | 17 | 20.99 | | |
| | 74 | 91.36 | | |
| | 69 | 85.19 | | |
| | 32 | 39.51 | | |
| | 65 | 80.24 | | |
| 组织学特征 | | 存在斑块内出血（n%） | 72 (88.89) | | |
| | | 存在富含脂质的坏死核心（n%） | 57 (70.37) | |
CEA表示颈动脉内膜切除术；CTA表示计算机断层扫描血管造影。
表6显示了CTA特征与通过组织学确定的IPH之间的关联：
| 特征 | 逻辑回归分析 | OR (95% CI) | |
|------------------|------------------|------------------|------------------|
| 狭窄程度 | 1.03 | 0.96–1.10 | 0.406 |
| 最大总斑块厚度 | 1.35 | 0.81–2.27 | 0.255 |
| 最大斑块软组织厚度 | 1.20 | 0.68–2.12 | 0.535 |
| 最大斑块硬组织厚度 | 1.89 | 0.89–4.00 | 0.096 |
| 斑块溃疡 | 0.99 | 0.23 | 0.02–2.81 |
| 大块钙化 | 1.35 | 0.31–5.83 | 0.689 |
类内相关系数和Cohen's Kappa检验用于测试两位评审者在影像特征上的一致性。定量特征（类内相关系数，0.895–0.947）和定性特征（Kappa值：0.885–0.958）的观察者间一致性很高。详细数据见补充材料（表S2和S3）。
讨论
本研究基于CTA-MRI-组织学数据探讨了边缘征与IPH之间的相关性。研究发现，边缘征与IPH的存在显著相关，并且在识别IPH方面具有良好的诊断性能。这一征象可能进一步提升CTA图像在识别高风险颈动脉斑块中的作用。
本研究还发现，边缘征与通过MRI确定的IPH的存在相关。基于组织学的亚组分析也发现边缘征与IPH之间存在显著相关性。近年来，多种钙化形态（如表面钙化和点状钙化）已被发现与IPH相关。Eisenmenger等人首次报告了边缘征与IPH之间的相关性。随后，多项研究发现边缘征与由颈动脉斑块引起的缺血性中风之间存在相关性。Saba等人还发现这种钙化形态与中风事件的相关性最高。我们的结果也表明，边缘征可能是识别IPH的有用CTA影像标志。与我们的发现一致，Eisenmenger等人报告称边缘征在识别IPH中的曲线下面积为0.88。CTA在评估颈动脉斑块方面起着重要作用，但在评估含有IPH的斑块方面仍存在不足。与其他CTA标志物（如斑块成分的密度）相比，识别边缘征更为直接且普遍适用。评估边缘征可能提高CTA图像在评估含有IPH的高风险颈动脉斑块方面的临床价值，特别是在不适合进行MRI的患者中。具有边缘征的颈动脉斑块可能与中风风险增加相关，这表明需要考虑适当的预防策略。
然而，与Eisenmenger等人的发现相反，Benson等人发现边缘征可能与IPH的存在无关，而与IPH在斑块总体组成中所占的比例有关。此外，他们认为边缘征在识别IPH方面的敏感性为61.5%，特异性为60.0%，可能不足以可靠地识别IPH。这可能是由于队列选择的不同以及MRI和组织学方法在检测IPH方面的敏感性差异所致。尽管血管壁MRI被认为是识别斑块成分的有效影像工具，但组织病理学仍是金标准。随着时间的推移，IPH的MRI信号特征也会发生变化。特别是在含有旧IPH的斑块中，血红蛋白的分解和含铁血黄素的沉积通常会导致MRI上的低信号。在这种情况下，仅依赖影像可能会低估IPH的存在。通过结合CTA、MRI和同一队列的组织学数据，我们的发现进一步证实了边缘征与IPH存在之间的关联。
钙化形成与IPH的发生之间可能存在复杂的双向相互作用。在这些样本中，大多数IPH伴有部分旧出血，这与大量含铁血黄素的沉积有关。铁稳态的紊乱可能促进炎症反应，进而诱导表型转化、成骨分化以及血管平滑肌细胞的血管钙化。Kashiwazaki等人发现，具有薄钙化的患者具有更多的微血管和巨噬细胞。M2巨噬细胞可以诱导多种细胞类型分化为能够产生大量钙化晶体的成骨细胞，从而形成大块钙化。钙化形成后（尤其是薄钙化），局部应力浓度可能会改变，可能导致微血管破裂，从而诱发或加剧IPH。尽管初步研究已经描述了影像模式，但目前对边缘征的理解仍然不完整，需要进一步研究。
此外，我们的发现表明最大斑块软组织厚度可能与IPH的发生相关。先前的研究也报告了类似的结果。斑块的组成复杂，可能包括富含脂质的坏死核心、纤维组织、疏松基质和IPH。IPH的存在被认为是管腔狭窄程度突然增加的重要因素。IPH还可能促进脂质含量的增加，从而进一步增加斑块软组织的厚度。IPH是斑块的重要特征。然而，在CTA-组织学亚组分析中，最大斑块软组织厚度与IPH之间的关系并不显著。同样，在颈动脉内膜切除术组的斑块分析中，Benson等人也报告了类似的结果。这可能是由于样本选择的不同，因为颈动脉内膜切除术组的斑块通常表现出较高的狭窄程度。
本研究仍存在一些局限性。首先，样本量相对较小。此外，本研究采用了基于斑块的分析方法，其中包含同一患者的双侧斑块可能会引入由于共享系统环境而产生的聚类效应。未来需要大规模、多中心的研究，将分析限制在每位患者的一个斑块上，以验证这些发现。其次，我们的队列主要包含狭窄程度较重的患者，这可能限制了我们发现的普遍性。边缘征在轻度至中度狭窄或无症状斑块中的预测价值需要进一步研究。尽管影像与手术之间的时间间隔相对较短，但在此期间颈动脉斑块组成的变化不能完全排除。此外，本研究仅探讨了IPH与边缘征之间的相关性，未进一步探讨其与缺血事件的相关性，这可能进一步说明边缘征的临床价值。在本研究中，我们对边缘征与IPH存在之间的关系进行了定性分析，但没有定量评估其与斑块内IPH比例的关联或其与其他斑块成分的关联。未来的研究需要进一步阐明不同斑块成分与边缘征形成之间的潜在关系。此外，由于这是一项横断面研究，边缘征与IPH存在之间的顺序关系仍需通过纵向随访研究来阐明。
结论
边缘征与IPH的存在相关，可作为CTA图像评估IPH的支持性影像特征。该标志可能为评估与高风险斑块相关的斑块特征提供额外的见解。
**资金来源**
本研究得到了中国国家自然科学基金（62271061和83161120402）、国家高级医院临床研究资助（BJ-2025-042、BJ-2025-132）以及北京市自然科学基金（L232130）的支持。
**致谢**
我们感谢所有参与者的贡献。
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