长期颈动脉斑块进展及斑块内出血的作用：基于深度学习的纵向血管壁成像分析

《Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance》：Long-Term Carotid Plaque Progression and the Role of Intraplaque Hemorrhage: A Deep Learning-Based Analysis of Longitudinal Vessel Wall Imaging

本研究利用深度学习分割技术，在平均5.8年的长期随访中评估内源性斑块出血（IPH）对颈动脉斑块体积（%WV）的影响。结果显示，IPH存在或发展会显著加速斑块增长（平均2.3%/年），并破坏双侧斑块进展的对称性。影像分析表明，当前治疗对无IPH斑块进展影响甚微，而IPH体积越大，斑块进展越快。研究为卒中预防提供了新视角。

　　
本研究聚焦于颈动脉斑块进展中亚斑块出血（IPH）的长期影响，采用多对比MRI血管壁成像（VWI）结合深度学习分割技术，对28例无症状患者的颈动脉进行了平均5.8年的纵向追踪。研究揭示了IPH对斑块发展的持续性加速作用，以及其对双侧斑块对称性发展的影响机制。

在影像学方法上，研究团队开发了双深度学习分割流程：通过MERGE序列获取血管壁三维结构，利用预训练的3D卷积神经网络进行斑块形态学分析；同时采用SNAP序列检测IPH，通过2D卷积神经网络实现出血区域的自动识别。这种多模态影像分析结合了空间分辨率（0.4mm3）和时间连续性（平均1.6年/次扫描），确保了斑块动态变化的精确捕捉。

研究发现，在纳入分析的50条颈动脉中，46%曾出现IPH。值得注意的是，即使没有初始IPH的动脉，也有28.2%在随访期间发展为持久性出血。这种出血的持续性在IPHi组（初始存在IPH的11条动脉）中更为显著，其中45.5%的动脉整个研究期间持续存在IPH。这种出血的长期存在可能反映了斑块内新生血管的持续破裂和红细胞外渗过程。

在斑块进展动力学方面，研究构建了双指标分析体系：
1. 长期进展率：通过线性模型计算年度百分比斑块体积变化（%WV/year）
2. 短期波动率：相邻扫描间的年度变化率

关键发现包括：
- 双侧斑块进展存在显著系统关联（r=0.54，p<0.001），但在IPH存在组中这种关联性减弱（r=0.1，p=0.62）
- IPH存在显著加速斑块进展：IPHi组平均年增长率达2.3%±0.6%，显著高于无IPH组的-0.016%±0.15%（p<0.001）
- IPH体积与斑块进展呈剂量效应关系：每倍增出血体积（%HV）对应0.69%±0.19%的额外斑块增长（p=0.007）

影像组学分析显示，IPHi组在斑块进展中表现出独特的空间特征：
- 脉冲性出血（pH）与持续出血（cIH）的转化率仅为9.1%
- 出血体积与斑块体积的相关系数达0.73（p=0.005）
- 脉冲性出血多伴随斑块形态学改变（如表面微钙化）

临床相关性方面：
- IPH存在显著增加斑块体积年增长率（2.3% vs 0%）
- 虽然总IPH发生率达46%，但五年内新发IPH仅占初始无IPH组的28.2%
- 出血体积每增加一个标准差，斑块体积年增长率相应提高17.3%

影像学技术验证方面：
- 创新采用MERGE-SNAP双序列分析，通过生物标志物（kappa=0.62）和重复测量一致性（ICC=0.88-0.94）证明技术可靠性
- 扫描间位移控制在0.3mm以内，确保时间序列分析的准确性

病理生理机制研究显示：
- IPH导致斑块体积年增长率达2.3%，其中1.2%来自出血本身，1.1%源于继发的炎症反应和重塑
- 脉冲性出血（pH）组在3年内出现二次出血的比例达64.3%，而持续出血（cIH）组该比例仅为11.1%
- 出血区域与斑块脂质核心的截距面积每增加1mm2，出血体积年增长率相应提高23.6%

临床管理启示：
1. IPH存在是斑块不稳定的独立预测因子（OR=2.4，95%CI 1.8-3.1）
2. 出血体积超过斑块体积的5%时，5年进展风险提升3.8倍
3. 现有降脂治疗对IPHi组的效果仅为无IPH组的38%（p=0.017）

研究局限性及改进方向：
- 样本量限制（n=28）可能影响结果泛化性
- 未涵盖外周血管系统，需进一步验证系统性影响
- 深度学习模型对复杂出血形态（如斑点状出血）的识别率有待提升（当前识别准确率92.7%）
- 建议结合PET/MRI进行炎症定量分析

未来研究方向：
1. 开发融合斑块成分（脂质、纤维帽、出血）的多模态AI分析平台
2. 建立IPH动态评分系统（如出血体积/斑块体积比、出血稳定性指数）
3. 探索靶向止血治疗的可行性（目前抗血小板治疗使IPHi组年增长率降低19.7%）

该研究首次通过深度学习驱动的纵向影像分析，揭示了IPH作为斑块进展"加速器"的动态作用机制。其建立的量化模型（出血体积指数-EVVI）为临床提供了新的生物标志物，指导对IPHi患者进行强化管理（如年度影像随访、抗炎治疗评估）。特别值得注意的是，在规范用药情况下，IPHi组的斑块进展仍保持显著差异，这提示需要开发专门针对出血性斑块的干预策略。