7T MRI揭示颅内动脉钙化对大脑中动脉搏动性的局部影响及其在脑血管功能评估中的意义

《Cerebral Circulation - Cognition and Behavior》：Intracranial arterial calcification and cerebrovascular function in the general aging population – A 7T MRI Study

本研究针对颅内动脉硬化如何影响下游脑血管功能这一关键问题，利用高场强7T MRI技术，在195名平均年龄70.8岁的社区老年人群中系统探讨了颅内动脉钙化（ICAC/VAC）与大脑中动脉（MCA）及下游穿支小动脉血流动力学指标的关联。研究发现ICAC和VAC的存在及负荷与MCA搏动指数升高显著相关（如βICAC存在=0.07），但与穿支小动脉的血流速度、搏动性及全脑脑血管反应性（CVR）无显著统计学关联。结果表明颅内动脉钙化主要对邻近大血管的搏动特性产生局部影响，为理解动脉硬化早期脑血管功能改变提供了新的影像学证据。

　　

随着全球人口老龄化进程加速，颅内动脉硬化及其相关脑血管疾病已成为重大公共卫生问题。颅内动脉硬化是中风和痴呆等严重健康事件的重要危险因素，但其影响下游脑血管功能的具体机制尚不明确。传统影像学技术由于分辨率限制，难以精准评估脑微血管功能状态，这极大限制了对早期血管性认知障碍的干预时机。

为攻克这一难题，来自荷兰伊拉斯姆斯MC大学放射与核医学科的Anna M. Streiber研究团队在《Cerebral Circulation - Cognition and Behavior》发表了最新研究成果。该研究创新性地利用7T超高场强磁共振成像技术，首次在社区老年人群中系统探讨了颅内动脉钙化（作为动脉硬化的标志物）与不同层级脑血管功能指标的关联。

研究团队基于 Rotterdam Study 人群队列，纳入了195名无卒中及痴呆史的参与者（平均年龄70.8±4.5岁，43.6%为女性）。所有参与者此前均接受过非增强CT扫描用于量化颅内动脉钙化负荷，其中颅内颈动脉钙化（ICAC）和椎动脉钙化（VAC）通过半自动评分方法计算钙化体积（单位mm3，阈值130 Hounsfield Units）。平均2.7年后，参与者接受7T MRI检查评估脑血管功能指标。

关键技术方法包括：① 基于相位对比MRI测量大脑中动脉（MCA）和基底节区/半卵圆中心穿支小动脉的血流速度与搏动指数（PI=(V_max-V_min)/V_mean）；② 通过高碳酸血症挑战范式结合血氧水平依赖（BOLD）成像评估全脑脑血管反应性（CVR）；③ 采用线性回归和线性混合模型分析钙化与血管功能指标的关联，并调整年龄、性别、心血管危险因素等混杂变量。

3. 结果

3.1 主要发现

ICAC和VAC的存在及负荷与MCA搏动性升高显著相关（β_ICAC存在: 0.07 [95% CI: 0.02, 0.13]；β_{ICAC三级分组}: 0.09-0.11），但与MCA平均血流速度无显著关联。内部弹性层（IEL）钙化和混合型钙化对MCA搏动性的影响略高于内膜钙化，但置信区间存在重叠。

3.2 穿支小动脉功能

在基底节区和半卵圆中心的穿支小动脉中，未发现ICAC/VAC与血流速度或搏动指数的显著统计学关联。线性混合模型显示，所有钙化指标的效应值均接近零且置信区间包含零值。

3.3 脑血管反应性

虽然点估计值提示ICAC/VAC与皮质/皮质下灰质及白质高信号区的CVR存在负向关联趋势，但均未达到统计学显著性水平（如皮质灰质CVR：β_ICAC存在=-0.004, 95% CI: -0.014–0.007）。

3.4 侧别特异性分析

相关性分析显示，左右侧ICAC/VAC与同侧或对侧小血管功能指标的关联强度无显著差异，表明钙化对脑血管功能的影响不具有明显的侧别特异性。

4. 讨论与结论

本研究通过7T MRI技术发现，颅内动脉钙化主要选择性地影响邻近大动脉（MCA）的搏动特性，而对下游微血管的血流动力学参数和血管反应性未见显著影响。这一现象可能源于脑血管系统的"搏动阻尼效应"——即穿支小动脉通过自身弹性调节可缓冲来自大动脉的过度搏动能量。此外，研究人群相对健康（高血压患病率45.1%，显著低于历史队列的73.3%）可能也是未观察到微血管功能显著改变的重要原因。

值得注意的是，尽管CVR的关联未达统计学显著性，但其一致负向的趋势提示在更大样本或更高风险人群中可能存在细微效应。颅内动脉钙化亚型（内膜钙化 vs. IEL钙化）对血流动力学影响的相似性则表明，不同钙化模式可能通过共同通路（如血管刚性增加）影响搏动传导。

该研究的临床意义在于明确了颅内动脉硬化的早期功能影响主要局限于大血管层面，这为开发针对大动脉搏动特性的干预策略提供了理论依据。同时，7T MRI技术的应用为无创评估脑血管功能开辟了新途径，未来纵向研究将有助于揭示这些血流动力学指标与认知衰退的动态关联。

研究的局限性包括横断面设计无法推断因果关系、健康人群选择偏倚可能低估真实效应、以及CT与MRI检查间约2.7年的时间间隔可能漏诊新发钙化病例。尽管如此，这项基于社区人群的高场强MRI研究仍为理解年龄相关脑血管病理生理机制提供了宝贵见解。