高解像度MRIにおけるプラーク増強グレードと頭蓋内狭窄における再発性虚血イベント：後方視的コホート研究

サマリー

頭蓋内狭窄率が30%～69%で医学的管理を受けた患者381名を対象とした研究において、高解像度磁気共鳴画像法（MRI）によるプラーク造影グレードが高いほど、虚血性脳卒中または一過性脳虚血発作の再発を予測することが示された。

要約

標準的な薬物療法を行っているにもかかわらず、軽度から中等度の頭蓋内動脈粥状硬化性狭窄を有する患者では、虚血性イベントが再発することがあります。狭窄率のみではリスク層別化には不十分であり、プラーク活性の画像マーカーが必要です。プラークの造影効果は、管腔の狭窄を超えてプラークの活性を反映する可能性があるため、我々は、造影効果のグレードが高いほど、狭窄率よりも虚血性イベントの再発を予測しやすいという仮説を立てました。本研究では、高分解能磁気共鳴画像法（HR-MRI）によるプラーク造影効果のグレーディングと虚血性イベントの再発との関連を評価し、狭窄率に加えた際の増分価値を検討しました。薬物治療を受けたレトロスペクティブなコホートにおいて、虚血性脳卒中またはTIAを呈し、原因となる頭蓋内動脈狭窄率が30%–69%である18～85歳の患者を対象とし、発症後14日以内に造影HR-MRIを施行し、標準的な二次予防策を実施しました。下垂体茎を基準とした造影効果を、盲検読影により0～2のグレードに分類しました。主要アウトカムは、原因血管領域における虚血性イベント（脳卒中またはTIA）の再発としました。イベント発生までの時間の解析には左側切断を用いました。Kaplan–Meier法およびCoxモデルを用いて、狭窄率、LDL-C、年齢、および画像撮影の間隔で調整しました。381人の患者のうち、追跡不能は4.72%でした。52人（13.65%）に再発が認められ、イベント発生までの時間の中央値は171.84日でした。再発のない生存率は造影グレードによって異なりました（log-rank P = 0.002）。グレード0と比較して、グレード2は再発リスクの上昇と関連していました（簡易調整HR = 2.50, 95% CI 1.30–4.82; 完全調整HR = 2.31, 95% CI 1.17–4.56）。グレードが1段階上がるごとにリスクは上昇しました（完全調整HR = 1.33, 95% CI 1.07–1.65; トレンド P = 0.01）。一方、グレード1とグレード0の間では有意差はありませんでした。脳卒中の再発については、グレード2が引き続き高いリスクと関連していました（aHR = 2.63, 95% CI 1.03–6.69）。高グレードのHR-MRIプラーク造影効果は、軽度から中等度の頭蓋内動脈狭窄における虚血性イベントの再発を独立して予測し、狭窄率以上のリスク層別化を可能にします。これは本研究の仮説を支持するものであり、より強化されたフォローアップやリスク因子の目標達成が必要な患者の特定に寄与します。

概要

虚血性脳卒中は、依然として死因および障害の主な原因の一つである。¹、また、頭蓋内動脈硬化性狭窄はアジア人に多く見られ、虚血性脳卒中および再発の重要なメカニズムとなっている。²標準的な抗血小板療法およびスタチン療法により、再発のリスクを低減できる可能性がある。³しかし、臨床現場では、軽度から中等度の狭窄を有する患者においても、原因となる血管支配領域に再発イベントが発生することがあります。このような患者群は、通常、血行再建術の適応基準を満たしません。⁴治療戦略は主に薬物療法とリスク因子の管理に依存しており、より早期かつ正確なリスク層別化ツールが必要とされている。腔内イメージングに基づく従来の狭窄率評価は構造的な負荷に焦点を当てており、プラーク内の炎症活性、内膜の新生血管形成、内皮バリアの機能不全といった生物学的な不安定性を反映することができない。そして、これらのプロセスこそが、動脈間塞栓や局所灌流不全などの再発のトリガーとなる要因に近いものである。⁵高解像度MRI血管壁イメージングにより、生体内での頭蓋内プラーク表現型の評価が可能となり、造影後のプラーク増強は炎症および不安定プラーク（vulnerable phenotype）と関連している。⁶先行研究の多くは、有症状の鑑別や重度の狭窄がある集団に焦点を当ててきた。そのため、一律の薬物治療下における軽度から中等度の狭窄に対する再発の予測価値に関する直接的な証拠は依然として不足している。一方で、造影効果の評価基準が不統一であることや、検査時点の違いによる時間的なバイアスも、結論の汎用性を制限している。⁷これに基づき、薬物治療コホート設計を用いて、発症後早期にHR-MRIを完了した軽度から中等度の責任頭蓋内動脈狭窄患者を対象とした。再現性のある3段階のプラーク造影増強評価システムを適用し、追跡期間中の責任血管領域における虚血性イベントの再発と造影増強グレードとの関連を検討し、イベント発生までの時間枠の中で狭窄率および主要な臨床因子の影響を制御した。本研究の目的は、造影増強グレードが狭窄の重症度を超えて付加的なリスク情報を提供できるかを明らかにし、軽度から中等度の頭蓋内動脈硬化患者における高リスク者の特定および追跡管理のための画像的根拠を提供することであった。我々は、薬物管理を受けている軽度から中等度の頭蓋内動脈硬化性狭窄患者において、高解像度磁気共鳴画像法によるプラーク造影増強グレードが高いほど、狭窄の重症度や主要な臨床因子とは独立して、責任血管領域における虚血性イベントの再発リスクが増加するという仮説を立てた。

プロトコル

This retrospective study involving human participants complied with institutional guidelines and was approved by the Ethics Committee of Quzhou Hospital of Traditional Chinese Medicine (Approval No.: 2023-08-233). The requirement for written informed consent was waived. All included cases were de-identified before statistical analysis.

Study design

This study was a single-center retrospective medication-treated cohort study. Eligible patients who visited the Department of Neurology of our hospital between January 1, 2022 and July 31, 2024 were consecutively enrolled retrospectively, and follow-up ended on August 31, 2025 (data lock date). The study site was the Department of Neurology of this hospital. The core exposure factor was HR-MRI plaque enhancement three-grade classification (Grade 0/1/2), and the primary outcome was recurrent ischemic events in the responsible vascular territory. The overall study design and analytical workflow are summarized in Figure 1 and were implemented according to the following pre-specified steps: retrieve records of visits for ischemic stroke or transient ischemic attack within the study time window in the hospital information system, and verify in the imaging PACS whether intracranial HR-MRI vessel wall imaging and contrast-enhanced scans were completed; form the study cohort according to inclusion and exclusion criteria, and complete determination of the responsible vessel and measurement of stenosis rate; use the date of index event onset (or the date of first visit/triage, whichever was earlier) as the baseline time point to extract clinical data, laboratory indicators, and medication information; and complete HR-MRI image reading and enhancement grading within 14 days after the index event; verify outcome events according to pre-specified follow-up time points and construct time-to-event data; complete statistical analysis according to the pre-specified statistical plan.

Study participants

The study participants were patients who visited our hospital within the study time window, developed ischemic stroke or transient ischemic attack, and completed intracranial HR-MRI vessel wall imaging. A cohort was constructed by consecutive screening and enrolment of eligible patients within the study time window, and the final sample size was determined by the number of eligible cases. To ensure the stability of the multivariable Cox proportional hazards regression model, the number of covariates was pre-specified, and the EPV ≥ 10 principle was referenced⁸; the actual EPV is reported in the results.

Inclusion criteria includes: age 18–85 years; the clinical event was ischemic stroke or transient ischemic attack and could be localized to a single responsible intracranial arterial territory; responsible intracranial arterial stenosis was 30%–69%; HR-MRI vessel wall imaging and contrast-enhanced scans were completed within 14 days after the index event; standardized secondary prevention medication treatment had been initiated at baseline, with both antiplatelet therapy and statin therapy started; stenosis rate, enhancement grading, follow-up outcome information, and the time of last follow-up were complete and available.

Exclusion criteria include: evidence of a definite non-atherosclerotic mechanism for ischemic events, including definite diagnosis of cardioembolic stroke, definite diagnosis of vasculitis, and definite imaging diagnosis of arterial dissection; the responsible artery had previously received interventional treatment or surgical revascularization; HR-MRI images were not readable, defined as inability to identify the inner and outer boundaries of the vessel wall or failure of pre- and post-contrast registration leading to inability to assess enhancement; the responsible vessel could not be determined; key variables were missing, including stenosis rate, enhancement grading, outcome event information, or time of last follow-up.

Determination of the responsible vessel followed uniform rules: When acute-phase DWI showed an acute ischemic lesion in a single vascular territory, the responsible vascular territory was determined according to the correspondence between the anatomical distribution of the ischemic lesion and intracranial arterial territories, and the stenotic segment within the corresponding territory was defined as the responsible vessel. When DWI was negative and the definition of transient ischemic attack was met, the responsible vascular territory was determined according to the anatomical localization of neurological deficits and the distribution of vascular territories, and the stenotic segment within the corresponding territory was defined as the responsible vessel. When multiple stenoses were present within the same territory, the segment that best matched clinical localization and had the most severe stenosis was selected as the responsible stenotic segment.

Stenosis severity was calculated using the WASID method⁹. Stenosis rate (%) = [1 − (lumen diameter at the narrowest stenosis/proximal normal lumen diameter)] × 100%. Mild stenosis was defined as 30%–49%, and moderate stenosis was defined as 50%–69%. Stenosis rate was recorded as a continuous variable, and a mild/moderate stratification variable was also retained for descriptive statistics and model adjustment.

Clinical data and variable definitions

Baseline clinical data and variable definitions were uniformly extracted at the baseline time point and applied using a single standard. Demographic variables were age and sex. Risk factor variables were recorded as binary variables: hypertension was defined as a previous definite diagnosis of hypertension or use of antihypertensive medication at baseline; diabetes was defined as a previous definite diagnosis of diabetes or use of glucose-lowering medication at baseline; smoking was defined as being a current smoker at baseline, with the criterion of continuous smoking within the past 30 d. Baseline laboratory indicators mandatorily included low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C). The LDL-C time window was defined as the most recent fasting lipid test result within 48 h after the index event, with the unit uniformly as mmol/L; patients without an LDL-C result within 48 h after the index event were recorded as missing. Medication treatment background variables were used only for confounding adjustment and were uniformly recorded based on the baseline prescription regimen. Antiplatelet therapy was categorized as single antiplatelet therapy (SAPT) and dual antiplatelet therapy (DAPT): SAPT was defined as aspirin 100 mg/day monotherapy or clopidogrel 75 mg/day monotherapy; DAPT was defined as aspirin 100 mg/day combined with clopidogrel 75 mg/day. Statin intensity was categorized as high-intensity and non-high-intensity: high-intensity was defined as atorvastatin 40–80 mg/day or rosuvastatin 20 mg/day; non-high-intensity was defined as statin regimens that did not meet the above dose thresholds.

HR-MRI examination and imaging assessment

All patients completed intracranial vessel wall HR-MRI and were assessed according to a unified workflow¹⁰. Scan protocol and key sequences: the scanner was a 3.0T MRI system using a 32-channel head-neck combined coil; the scan sequences mandatorily included 3D TOF-MRA, 3D T1-weighted vessel wall imaging (pre-contrast), and 3D T1-weighted vessel wall imaging (post-contrast). The contrast agent was gadopentetate dimeglumine, with a dose of 0.1 mmol/kg and an injection rate of 2.0 mL/s; the start time of post-contrast vessel wall scanning was fixed at 5 min after completion of injection. Image reconstruction used isotropic voxels of 0.6 mm, and the scan coverage included the Circle of Willis and the segments related to the responsible artery. Image quality control: the quality control criteria were fixed as clear vessel wall layers, identifiable inner and outer boundaries of the vessel wall, and consistent pre- and post-contrast registration; if any criterion was not met, the images were judged as unreadable and handled according to the exclusion criteria. Plaque identification and matching to the responsible artery: plaque was defined as focal or eccentric thickening of the wall of the responsible artery; the plaque assessment level was fixed at the level corresponding to the narrowest stenosis of the responsible artery, and extended 2 levels proximally and 2 levels distally to confirm plaque continuity; the plaque assessment range was limited to the responsible vessel segment. Plaque enhancement grading: enhancement was graded using a three-grade classification (Grade 0/1/2). Determination was made by comparing post-contrast T1 vessel wall images with pre-contrast T1 vessel wall images, with the reference structure fixed as the enhancement intensity of the pituitary stalk. Grade 0 was defined as plaque enhancement intensity ≤ the intracranial arterial wall without plaque at other sites in the same patient and lower than the pituitary stalk; Grade 1 was defined as plaque enhancement intensity > the intracranial arterial wall without plaque at other sites in the same patient and lower than the pituitary stalk; Grade 2 was defined as plaque enhancement intensity greater than or equal to the pituitary stalk¹¹. Enhancement grading was recorded as an ordinal categorical variable based on the final grade. Image reading process and consistency evaluation: image reading was independently performed by two radiologists experienced in vessel wall imaging, and the readers were blinded to clinical outcomes and follow-up information; the two readers separately provided enhancement grades, and if grades were inconsistent, a third senior physician adjudicated and determined the final grade; consistency evaluation used the weighted Kappa coefficient, and the Kappa value and its 95% CI were reported in the Results section.

Observation indicators and evaluation criteria

Data collection time points and frequency definition

This study used a collection mode of single baseline acquisition and multiple follow-up verifications. The baseline time point was defined as the date of index event onset (or the date of first visit/triage, whichever was earlier). Follow-up was set at fixed verification time points: T1 was defined as 90 ± 15 days after baseline; T2 was defined as 180 ± 15 days after baseline; T3 was defined as 365 ± 30 days after baseline. The follow-up method was fixed as verification of outpatient follow-up records and telephone follow-up verification. The follow-up termination conditions were fixed as occurrence of the primary outcome event, completion of T3 follow-up, or reaching the study end date. Loss to follow-up was defined as inability to obtain outcome information at two consecutive fixed verification time points and no outpatient records.

Time windows and evaluation criteria for each indicator

Plaque enhancement grading was assessed on the day of HR-MRI examination completed within 14 days after the index event and recorded as the baseline exposure variable. The responsible arterial stenosis rate was measured on the day of HR-MRI/TOF-MRA assessment and recorded as the baseline imaging variable. Age, sex, and risk factors (hypertension, diabetes, smoking) were collected once at baseline, sourced from admission medical records and prior diagnoses/medication records. LDL-C was collected within 48 h after the index event, sourced from fasting lipid test results in the laboratory system. The antiplatelet regimen and statin intensity were collected once at baseline.

The primary outcome was recurrent ischemic events in the responsible vascular territory, with the collection time window from baseline to follow-up termination. Outcome event information was verified at fixed time points T1, T2, and T3, and emergency or hospitalization events occurring between two verifications were additionally checked. Ischemic stroke was defined as new focal neurological deficits lasting more than 24 h and confirmed by head MRI or CT showing a new ischemic infarct consistent with symptoms. Transient ischemic attack was defined as focal neurological deficits lasting no more than 24 h and head MRI (preferably DWI) or CT showing no evidence of acute infarction consistent with symptoms¹². The rules for determining recurrence in the responsible vascular territory were fixed as recurrence events being consistent with the baseline responsible arterial territory: for stroke, determination was based on matching the distribution of the new infarct lesion with the vascular territory; for transient ischemic attack, determination was based on matching symptom localization with the vascular territory. The event date was fixed as the earlier of the imaging examination date and the emergency or hospitalization triage date; the time-to-event variable was defined as the number of days from baseline to the event date. For patients without recurrence events, the censoring time was the T3 completion date or the last available follow-up date. The interval (d) from the index event to completion of HR-MRI was also recorded for multivariable model adjustment.

Statistical analysis

Considering that exposure was obtained on the day of HR-MRI, time-to-event analysis used left truncation: the index event date was used as the time scale origin, and the time of entry into the risk set was defined as the HR-MRI completion date¹³. Recurrence occurring before HR-MRI completion was not included in the analysis. For continuous variables, the Shapiro–Wilk test was used to assess normality, and the Levene test was used to assess homogeneity of variance; continuous variables satisfying normality and homogeneity of variance were described as mean ± SD, otherwise as median (interquartile range); categorical variables were described as n and percentage. Baseline characteristics were compared by enhancement grade (Grade 0/1/2). For continuous variables satisfying normality and homogeneity of variance, one-way analysis of variance was used; otherwise, the Kruskal-Wallis test was used. Categorical variables were compared using the chi-square test.

For time-to-event analysis, the Kaplan–Meier method was used to plot recurrence-free survival curves, and the log-rank test was used to compare recurrence differences among enhancement grades. The primary association analysis used the Cox proportional hazards regression model, reporting hazard ratio (HR) and 95% CI. Given the limited number of outcome events, the main analysis was pre-specified to use a simplified adjustment model: adjusting for stenosis rate, LDL-C, the interval from the index event to HR-MRI, and age (enhancement grade entered the model as an ordinal variable). The fully adjusted model further included sex, hypertension, diabetes, smoking, antiplatelet regimen, and statin intensity on this basis as a sensitivity analysis. Using Grade 0 as the reference, HRs for Grade 1 and Grade 2 were estimated, and enhancement grade was treated as an ordinal variable for trend testing. The proportional hazards assumption was evaluated using the Schoenfeld residual test.

Sensitivity analysis was pre-specified as repeating the above Cox regression analysis using only recurrent ischemic stroke as the outcome event, to test the stability of conclusions under a stricter outcome definition. Missing data handling: patients with missing exposure factor (enhancement grade), outcome event information, or time of last follow-up were excluded; missing values of other covariates were handled by multiple imputation to complete the main analysis, and complete-case analysis was used as a sensitivity analysis. Statistical tests were two-sided, with significance level set at P < 0.05. The statistical software was fixed as R.

結果

研究参加者およびコホートスクリーニング

合計1879件の脳卒中/TIA（一過性脳虚血発作）の記録を抽出し、そのうち548名の患者がインデックスイベント後14日以内にHR-MRIを完了した。この14日間のウィンドウ内にHR-MRIを完了しなかった患者は、曝露ベースのイベント発生時間分析の対象外とした。事前に規定した基準に基づき、非アテローム性動脈硬化機序、不適格な狭窄範囲、責任血管が不明な例、既往の血行再建術、読影不可能な画像、および重要なデータの欠損がある症例を除外した結果、381名の患者が分析対象となり、最終的なコホートを構成した（図2）。除外カテゴリーおよびコホート構築プロセスは図2にまとめられている。

ベースラインの臨床データおよびHR-MRI画像評価

ベースライン特性を造影グレード別に比較したところ、LDL-C、狭窄率、狭窄層別化、およびHR-MRIまでの期間に有意な差が認められましたが（P < 0.001 または P = 0.006）、その他の変数の差は有意ではありませんでした（表 1）。ベースラインの抗血小板療法レジメンおよびスタチンの強度に、造影グレード間での有意な差は認められず、完全調整モデルにおいて共変数として保持されました。グレーディングの一致度評価では、表 2に記載された観察一致度および加重Kappa値が示す通り、良好な一致が認められました。グレード0、グレード1、およびグレード2のプラーク造影の代表的な注釈付き例を付録図 1に示します。

追跡検証およびアウトカムイベントの判定

フォローアップは、外来記録および電話による追跡調査を通じてアウトカムの状態を確認し、事前に規定されたT1/T2/T3の時間枠に従って実施され、脱落者は少数であった。フォローアップ期間中、主要アウトカムを記録し、責任血管領域との整合性の判定を完了させ、イベント発生日および打ち切り時間を決定し、イベント発生までの時間を構築した（表3）。責任狭窄部位は、中大脳動脈が166例（43.6%）、頭蓋内内頸動脈が68例（17.8%）、脳底動脈が67例（17.6%）、椎骨動脈が55例（14.4%）、後大脳動脈、前大脳動脈、またはその他の部位が25例（6.6%）であった。部位別の再発率は11.4%から19.4%の範囲であり、数値上は脳底動脈および椎骨動脈群で高い割合であった。個々の血管サブグループ内でのイベント数が限定的であったため、これらの比較は記述的に解釈した（補足表1）。

欠測データと多重代入法

欠損値は、現在の喫煙習慣、LDL-C、およびスタチンの強度に限定されており、欠損率はそれぞれ0.52% (2/381)、2.62% (10/381)、0.26% (1/381)であった。解析に含まれたその他の共変量に欠損は見られなかった。事前に規定された計画に従い、メイン解析では欠損している共変量を補完し、頑健性を評価するための感度解析として完結ケース解析を実施した（表4）。

無再発生存期間分析

狭窄の重症度およびプラーク造影増強グレードで層別化した絶対再発率は、付録表2に示されている。狭窄率30%–49%の患者において、再発率はグレード0、グレード1、グレード2の増強でそれぞれ8.2%、8.5%、18.5%であった。狭窄率50%–69%の患者における対応する再発率は、12.3%、13.4%、26.2%であった。いずれの狭窄層においても、グレード2の増強で最も高い絶対再発率を示した。異なる増強グレードにおける無再発生存曲線は分離する傾向にあり、高増強群で再発リスクが高いことが示された。群間差はKaplan–Meier法を用いて推定し、ログランク検定を用いて比較した結果、全体として有意な差が認められた（P = 0.002）（図3）。これらの知見は、狭窄率を調整変数として組み込んだ後のCox回帰分析を支持するものであった。

主要評価項目に対するCox回帰分析

左側切断の下で、増強グレードは再発リスクとの正の相関を示しました。再発イベント数が限られていたため、簡略化調整Coxモデルを主要モデルとして使用しました。簡略化調整Coxモデル（狭窄率、LDL-C、インデックスイベントからHR-MRIまでの期間、および年齢で調整）では、グレード2が引き続き高い再発リスクと関連しており、グレードに関するトレンド検定は有意でした（Wald検定、P = 0.010）。完全調整モデルの結果も一貫しており、感度分析の裏付けとして解釈されました（表5）。

感度分析およびモデル診断

簡略化した主モデルにおいて、Grade 2はGrade 0と比較して再発リスクの増加を示した（HR = 2.50, 95% CI 1.30–4.82）。完全調整モデルでも一貫した推定値が得られ（aHR = 2.31, 95% CI 1.17–4.56, P = 0.016）、再発イベント数が限定的であったため、感度分析による裏付けとして解釈された。再発性虚血性脳卒中のみを対象とした感度分析でも一貫した結果が得られた（aHR = 2.63, 95% CI 1.03–6.69, P = 0.043）。一方で、Grade 1における差は有意ではなかった（P = 0.329/0.491）（Figure 4）。比例ハザード性の仮定の検定では違反は認められなかった。完全調整モデルのEPVは低く、結果は感度分析としてのみ解釈された（Table 6）。

総合すると、これらの知見は、狭窄率および主要な臨床因子で調整した後においても、高分解能MRI（HR-MRI）におけるプラーク造影能のグレードが高いほど、虚血性イベントの再発リスクが高くなるという本研究の仮説を支持するものである。グレード2の造影能では最も明確なリスクの分離が認められたが、グレード1はグレード0と有意な差がなかった。Coxモデルに狭窄率が組み込まれているため、観察された関連性は、血管腔の狭窄の重症度に加えてプラーク造影能のグレーディングを行うことの付加的な価値を支持している。簡略化した一次モデル、完全調整感度モデル、および脳卒中のみを対象とした感度分析において一貫した傾向が示されたことは、軽度から中等度の頭蓋内狭窄におけるリスク層別化のための付加的な画像マーカーとして、プラーク造影能グレーディングが有用であることを支持している。

データの利用可能性：

本研究を裏付ける匿名化された生データは、補足資料として提供されています。個人が特定可能な患者情報は含まれていません。

図1全体の研究デザインおよび解析ワークフロー。 このワークフローは、コホートの決定、ベースラインの臨床的および血管評価、インデックスイベント後14日以内の造影高解像度磁気共鳴画像法、盲検化されたプラーク造影グレード判定、および90日時点でのアウトカム確認についてまとめたものである。 ± 15, 180 ± 15および365 ± 30日間、およびCox回帰を用いた左切断生存分析と感度分析。HR-MRI：高解像度磁気共鳴画像法、TIA：一過性脳虚血発作、LDL-C：低密度リポタンパク質コレステロール、WASID：Warfarin–Aspirin Symptomatic Intracranial Disease。 こちらの図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2: コホートスクリーニングおよび研究参加者の組み入れフローチャート。 合計1,879件の脳卒中/TIA記録が抽出され、そのうち548名の患者が指標となるイベント発生後14日以内に頭蓋内高解像度磁気共鳴画像法（HR-MRI）を完了した。非アテローム性動脈硬化機序、不適格な狭窄範囲、責任血管の不明、既往の血行再建術、 판독不能な画像、および主要データの欠損を除外した結果、最終的に381名の患者が解析対象となった。こちらのリンクから、この図の拡大版を確認してください。

図3: HR-MRIプラーク造影グレードが異なる患者における虚血性イベントの無再発生存曲線。 左側切断カプラン・マイヤー推定を用い、群間比較にはログランク検定を使用した。95% CIおよびリスクセット数が示されている。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図4プラーク増強グレードと再発リスクのフォレストプロット。 左側切断Coxモデルに基づき、グレード0に対するグレード1/2のハザード比および95%信頼区間を示す。感度分析では、再発性虚血性脳卒中をアウトカムとして用いた。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

変数		グレード0（n = 118）	グレード1(n = 143)	2年生（n = 120）	統計学	P値
年齢（歳）		62.01 ± 7.28	62.71 ± 7.60	62.95 ± 7.28	F = 0.521	0.594
性別（オス）		70(59.3%)	97(67.8%)	86(71.7%)	χ² = 4.273	0.118
高血圧		82(69.5%)	103(72.0%)	91(75.8%)	χ² = 1.218	0.544
糖尿病		33(28.0%)	44(30.8%)	40(33.3%)	χ² = 0.806	0.668
現在の喫煙習慣		28(23.7%)	45(31.5%)	46(38.3%)	χ² = 5.914	0.052
LDL-C (mmol/L)		2.11 ± 0.25	2.24 ± 0.27	2.34 ± 0.30	F = 21.081	<0.001
LDL-C欠損		3(2.5%)	4(2.8%)	3(2.5%)	フィッシャー	1.000
抗血小板療法レジメン：SAPT		68(57.6%)	72(50.3%)	51(42.5%)	χ² = 5.450	0.066
抗血小板療法レジメン：DAPT		50(42.4%)	71(49.7%)	69(57.5%)	χ² = 5.450	0.066
スタチンの強度：高強度		64(54.2%)	82(57.3%)	79(65.8%)	χ² = 3.586	0.166
スタチン強度：非高強度		54(45.8%)	61(42.7%)	41(34.2%)	χ² = 3.586	0.166
責任領域：前大脳循環		92(78.0%)	113(79.0%)	95(79.2%)	χ² = 0.062	0.969
責任領域：後方循環		26(22.0%)	30(21.0%)	25(20.8%)	χ² = 0.062	0.969
狭窄率 (%) (WASID)		49.99 ± 4.33	51.97 ± 4.44	53.93 ± 4.71	F = 22.869	<0.001
狭窄度の層別化：30-49%		63(53.4%)	53(37.1%)	31(25.8%)	χ² = 19.289	<0.001
狭窄の層別化：50-69%		55(46.6%)	90(62.9%)	89(74.2%)	χ² = 19.289	<0.001
インデックスイベントから高解像度MRI（HR-MRI）までの期間（日）		7.82 ± 1.07	7.86 ± 1.10	7.46 ± 1.07	F = 5.171	0.006

表1：HR-MRIによるプラーク造影グレード別にグループ化したベースライン特性。 連続変数には一元配置分散分析を用い、カテゴリー変数にはχ²検定を用いました。また、「LDL-C欠損」については、件数が少なかったためフィッシャーの直接確率検定を用いました。連続変数は平均値 ± SDで示しています。

指示薬	値
2人の読者間で一致した症例数	308(80.84%)
2名の読影者間で不一致であった症例数	73(19.16%)
第3読影者によって判定された不一致症例	73(19.16%)
観測一致度 Po	80.84%
加重カッパ係数 κw	0.79
κw SE	0.03
κ95%信頼区間（95%CI）と共に	0.73-0.85

表2：画像読影と判定の一貫性。 2名の読影者がアウトカム情報をブラインドした状態で独立して画像を評価し、判定が一致しなかったグレードについては、3人目の上級医師が判定を行った。一致率（Po）、加重カッパ係数（κw）、SE、および95% CIを報告する。

指示薬	値
フォローアップの実施
T1 (90±（ベースラインから15日後）	378(99.21%)
T2 (180±（ベースラインから15日後）	371(97.38%)
T3 (365±（ベースラインから30日後）	361(94.75%)
追跡不能	18(4.72%)
追跡期間 (d)	364.87(347.92,377.11)
アウトカムイベントと打ち切り
主要評価項目イベント（再発性脳卒中または一過性脳虚血発作（TIA））	52(13.65%)
うち：再発性虚血性脳卒中	31(8.14%)
内訳：再発性TIA	21(5.51%)
責任血管領域との整合性：「あり」	48(92.31%)
イベント発生例におけるイベント発生までの時間 (d)	171.84(97.13,270.69)
打ち切り：再発なくT3を完了	309(81.10%)
打ち切り：再発なしで最後に追跡可能であった時点	20(5.25%)

表3：フォローアップの実施およびアウトカムイベント判定の要約。 T1/T2/T3における「検証可能」とは、すでにアウトカムが発生した患者を含め、対応するタイムウィンドウ内でアウトカムの状態に関する情報を取得したことを指す。追跡不能は、2回連続する時点でのアウトカム状態の確認不能、および外来記録の不在と定義した。追跡不能例は、最後に確認できた追跡日で打ち切った。最後の打ち切り群には、追跡不能となった18名の患者を含む20名の患者が含まれていた。カテゴリーデータはn (%)で、連続データは中央値（四分位範囲）で表示する。

変数	欠損値 n(%)	多重代入法
現在の喫煙状況	2(0.52%)	ロジスティック
LDL-C (mmol/L)	10(2.62%)	PMM
スタチン投与強度（高強度 vs 非高強度）	1(0.26%)	ロジスティック

表4：共変量の欠測値と多重代入パラメータ。 この表には、欠測値のある共変量のみを記載している。欠測した共変量は、連鎖方程式による多重代入法（MICE）を用い、代入回数 m = 21 として処理した。連続変数には予測平均マッチング（PMM）を用い、二値変数にはロジスティック回帰代入を用いた。代入済みデータセット間の推定値は、Rubinの法則に従って統合した。代入モデルには、増強グレード、イベント指標、および追跡期間を含め、欠測値のない共変量は代入モデルの予測因子としてのみ含めた。

変数		単変量HR (95%CI)	Wald z	P値	簡略化した調整後ハザード比 (95%信頼区間) (主解析)	完全調整後のハザード比（95%信頼区間）	Wald z	p値
造影増強グレード：グレード1 vs グレード0		1.55(0.77–3.11)	1.231	0.218	1.46(0.72–2.96)	1.42(0.70–2.86)	0.977	0.329
増強グレード：グレード2 対 グレード0		2.87(1.48–5.61)	3.102	0.002	2.50(1.30–4.82)	2.31(1.17–4.56)	2.413	0.016
造影増強グレード（順序変数、1グレード上昇あたり）		1.47(1.22–1.76)	4.121	<0.001	1.39(1.15–1.68)	1.33(1.07–1.65)	2.581	0.010
狭窄率（1%増加あたり）		1.04(1.02–1.06)	3.997	<0.001	1.03(1.01–1.05)	1.03(1.01–1.05)	2.983	0.003
年齢（1年増加あたり）		1.01(0.99–1.03)	0.985	0.325	1.01(0.99–1.03)	1.01(0.98–1.03)	0.784	0.433
性別（オス vs メス）		1.22(0.74–2.01)	0.78	0.435	1.13(0.66–1.93)	1.10(0.63–1.93)	0.334	0.739
高血圧（あり vs なし）		1.18(0.67–2.07)	0.575	0.565	1.17(0.67–2.05)	1.16(0.65–2.09)	0.498	0.618
糖尿病（あり vs なし）		1.29(0.78–2.13)	0.994	0.32	1.26(0.76–2.07)	1.21(0.71–2.06)	0.701	0.483
現在の喫煙習慣（あり vs なし）		1.43(0.88–2.33)	1.44	0.15	1.36(0.84–2.21)	1.31(0.78–2.20)	1.021	0.307
抗血小板療法レジメン（DAPT vs SAPT）		0.79(0.49–1.26)	–0.978	0.328	該当なし	0.83(0.50–1.37)	–0.725	0.469
スタチン強度（高強度 vs 非高強度）		0.74(0.46–1.18)	–1.253	0.21	翻訳対象のテキストが提供されていません。翻訳するテキストを入力してください。	0.78(0.47–1.30)	–0.957	0.338
LDL-C（1 mmol/L増加あたり）		1.58(1.21–2.06)	3.37	<0.001	該当なし	1.41(1.03–1.93)	2.145	0.032
インデックスイベントからHR-MRIまでの期間（1日増加あたり）		0.95(0.87–1.05)	–1.069	0.285	該当事項なし	0.96(0.88–1.05)	–0.906	0.365

表5：主要アウトカムに対する左側切断Cox回帰の結果。 Coxモデルでは左側切断を用い、リスクセットへの参入をHR-MRI完了日と定義した。P値は両側Wald検定によるものである。簡略化した主要モデルでは、狭窄率、LDL-C、年齢、およびインデックスイベントからHR-MRIまでの間隔で調整を行った。完全調整モデルでは、さらに性別、高血圧、糖尿病、喫煙、抗血小板療法、およびスタチンの強度で調整しており、感度分析の裏付けとして解釈した。「Grade 1/2 vs 0」はカテゴリーモデルの結果であり、「1グレード上昇あたり」は順序変数モデルの結果である。

モデル		イベント数/k(EPV)	シェーンフェルドのグローバル検定 χ²(df)	P値	シェーンフェルド：造影増強グレード χ²(df)	p値
主要多変数Cox回帰（左側切断）		52/12(4.33)	8.742(12)	0.725	1.604(2)	0.448
感度分析：多変数Cox回帰（再発性虚血性脳卒中のみ；左側切断）		31/12(2.58)	10.316(12)	0.588	1.138(2)	0.566

表6：モデルの妥当性と診断結果。 EPV = イベント数/k（kはモデルパラメータ数を示す）。比例ハザード性の仮定を評価するためにSchoenfeld残差検定を用い、全体の検定および主要曝露項（全般的な造影増強グレード）についてχ²(df)およびP値を報告している。

補完図1：高解像度磁気共鳴画像におけるプラーク造影増強グレードの代表例。 代表的な造影血管壁画像に、グレード0、グレード1、およびグレード2のプラーク造影増強が示されている。グレード0は、増強が見られないか、あるいは非プラーク部の頭蓋内動脈壁を超える増強がないことを示す。グレード1は、非プラーク部の動脈壁より強いが、下垂体茎よりも弱い増強を示す。グレード2は、下垂体茎と同等またはそれ以上の増強を示す。矢印は該当するプラークを示す。こちらのリンクからファイルをダウンロードしてください。

補足表1：責任狭窄セグメントの分布およびセグメント別の再発性虚血性イベント。責任狭窄セグメントは、初回の虚血性イベントの血管支配領域に基づいて決定された。その他のセグメントには、後大脳動脈、前大脳動脈、および出現頻度の低いその他の頭蓋内動脈セグメントが含まれた。セグメント別の再発率は、イベント数が限定的であったため、記述的に評価した。TIA：一過性脳虚血発作。こちらのリンクからファイルをダウンロードしてください。

補足表2：狭窄度およびプラーク造影剤増強グレードで層別化した絶対再発率。絶対再発率は、各狭窄度×造影剤増強の層における虚血性イベントの再発数を、全患者数で除して算出した。軽度狭窄は30%–49%、中等度狭窄は50%–69%と定義した。こちらのリンクからファイルをダウンロードしてください。

ディスカッション

標準的な二次予防薬による治療を受けている軽度から中等度の頭蓋内動脈狭窄において、プラーク造影増強グレードは、追跡期間中の虚血性イベント再発リスクを安定して識別できる可能性がある。この知見は、プラーク造影増強グレードが高いほど、管腔狭窄の重症度を超えた再発リスク情報が得られるという研究仮説を支持している。狭窄率、脂質レベル、年齢、および画像検査の間隔などの要因をモデルに組み込んだ後でも、造影増強と再発との関連性の方向性は一貫しており、勾配的な傾向を示し、高グレードの造影増強はより明確なリスクシグナルを提示した¹⁴。造影増強の差は狭窄率では十分に説明できず、管腔の幾何学的変化だけでは再発のメカニズムを要約するには不十分であり、プラーク壁内の生物学的活性がイベント誘発のリンクに近いことが示唆された¹⁵。造影増強シグナルは、プラーク透過性の亢進と造影剤の取り込み増加を反映している可能性があり¹⁶、プラーク壁内でのより活性の高い生物学的プロセスが示唆される。これらの変化は組織因子の発現と血小板粘着を促進し、局所的な血栓形成および動脈-動脈塞栓症の確率を高める可能性がある¹⁷。したがって、狭窄が中等度のレベルに留まっている場合であっても、責任血管領域での再発が起こり得ることが考えられる。中等度の造影増強では同等の明確なリスク分離が得られなかったことから、造影増強には閾値特性があるか、あるいは初期の炎症負荷が軽微な場合にはグレーディングの識別能が限定的である可能性が示唆された。従来の血管壁イメージング研究の多くは、造影増強を症候性プラーク活性のマーカーとみなし、最近のイベントに関連付けていたが¹⁸、結果は狭窄スペクトルや検査時点が異なるコホート間で完全には一致していない¹⁹。脳卒中再発リスクを評価した研究でも、プラーク造影増強または造影増強比がその後の虚血性イベントに関連している可能性が示唆されているが、スキャンタイミング、狭窄の重症度、およびアウトカムの帰属の違いにより、コホート間の直接比較は制限されている。本コホートは軽度から中等度の狭窄に焦点を当て、左切断生存分析を用いて曝露タイミングを処理しており、これにより、最も一般的な臨床的グレーゾーン集団における造影増強グレーディングの予測的意義を明確にすることができた。この層別化は、高グレードの造影増強を有する患者にはより密接な追跡調査と目標達成管理が必要である可能性を示唆しており、臨床的に運用可能である。

造影増強度のグレーディングによる付加的価値は、軽度から中等度の狭窄を有する患者における再発の不均一性の説明にも反映されている。ベースライン特性において、高い造影増強度は脂質レベルおよび狭窄負荷と同じ方向に変化しており、脂質代謝と構造的負荷が共同してプラークの活性化に関与している可能性が示唆された。しかし、多変数解析において、造影増強は依然としてリスクを識別することができ、壁内炎症微小環境とプラーク表面の安定性が、狭窄率のみで完全に決定されるわけではないことが示された。軽度から中等度の狭窄段階では、正のリモデリングと側副循環による代償が一般的であり²⁰、管腔の割合では線維性キャップの完全性、内皮機能不全の不均衡、および局所的な凝固活性化を反映する能力は限定的である。造影増強は、これらの近接メカニズムの画像上の代用指標に近い。脂質レベルと再発との間に持続的な関連があることは、残存リスクが脂質主導の炎症経路を通じて造影増強の増加として発現し、それが塞栓リスクへと変換されることで、ベースラインで抗血小板療法やスタチン療法が処方されている一部の患者においてもイベントに至る可能性を示唆している。ベースラインの薬剤投与量に明確な独立したシグナルが見られなかったことは、慎重に解釈されるべきである。これは、抗血小板療法やスタチン療法が再発に効果がないことを示すのではなく、ベースライン処方の収束、長期的な服薬遵守率の定量化の困難さ、追跡期間中の治療強度の変化、またはイベント数の少なさに起因する統計的検出力の不足を反映している可能性がある。軽度から中等度の狭窄における再発に関する先行研究では、狭窄の重症度のみに基づいた層別化では、高リスク者を過小評価する傾向があることが示唆されている²¹。血管壁の画像フェノタイプは管腔情報を補完することができ、本コホートの結果は、造影増強のグレーディングを臨床的なコミュニケーションおよびフォローアップ戦略の中核的な根拠の一つとして活用することを支持している。狭窄率は依然としてリスクとの関連を維持しており、構造的負荷とプラーク活性が共存していることが示唆された。中等度狭窄において、再発は微小塞栓メカニズムに傾く傾向がある。責任血管領域に起因する転帰を評価することで、造影増強の価値をより適切に反映でき、層別化した管理を促進することが可能となる。

トランスレーショナルな適用可能性は、造影評価の再現性と推論チェーンの堅牢性に依存します。造影剤増強度のグレーディングは、統一された参照構造を用いて決定されました。下垂体茎との比較に基づく半定量的な3段階評価システムが選択されたのは、追加の後処理なしに日常的な臨床HR-MRIに直接適用でき、かつ、以前に報告された定性的または半定量的な造影分類と整合しているためです。結果を盲検化した状態でダブルリーディングを行い、一貫性評価を通じて再現性を確保することで、リスク推定に対する主観的な差異による干渉を低減させました²²。フォローアップはあらかじめ規定された期間内に行われ、アウトカムの判定では責任血管領域との整合性を重視しました。これにより、責任プラークの表現型としての造影増強と、その後の再発とのより直接的な対応が可能となり、異なるメカニズムによるイベントが混在することで関連性が希釈されることを回避しました。解析においては、インデックスイベントをタイムスケールとして使用し、左側切断（left truncation）を適用しました。これにより、リスクセットへのエントリー時間を画像取得のタイミングと一致させ、画像完了前の再発によって導入される時間バイアスを低減させました。比例ハザード性の仮定に関する検定では、明らかな逸脱は見られませんでした。欠損共変量は多重代入法で処理し、完全ケース解析による感度分析で補完しました。再発性虚血性脳卒中のより厳格な定義の下でも、結論の方向性は一貫しており、造影グレードと真の虚血性再発との関連の安定性が支持されました。従来の血管壁画像研究は、撮像プロトコル、造影基準、および画像エンドポイントの定義が大幅に異なっており、コホート間の比較可能性が制限されていました²³。標準化されたグレーディングと厳格なタイム・トゥ・イベント戦略を組み合わせることで、軽度から中等度の狭窄を有する患者における高リスク者の特定、フォローアップ強度の調整、およびリスク伝達に造影グレードを適用することが可能となり、管腔評価から壁内表現型評価への転換が促進されます。グレーディングの誤差が主に非差別的なものである場合、通常は真の効果をヌルに向かわせるバイアスとなるため、高グレードの造影増強が依然としてリスクを層別化できていることはより説得力があります。下垂体茎を参照として用いることで、造影の個人差によるバイアスを軽減でき、異なるスキャナーやシーケンス条件下での再利用が容易になります²⁴。定量的な信号強度比を用いることで、特に多施設共同研究において、客観性と再現性をさらに向上させられる可能性があります。しかし、本レトロスペクティブ・コホートは定量的な造影測定のために前向きに最適化されておらず、定量比は関心領域（ROI）の配置、シーケンスパラメータ、コイル感度、および信号正規化の影響を受ける可能性があります。今後の研究では、半定量的なグレーディングに加えて、定量的な造影比、壁厚、リモデリング指標、およびプラーク構成成分分析を組み合わせるべきです。

主な限界は、後方視的な単一施設コホートデザインであることと、イベント数が限定的であることであり、選択バイアスや未測定の交絡因子が存在する可能性があります。本研究は観察的かつ後方視的であるため、得られた知見は因果関係ではなく相関関係として解釈されるべきです。単一施設での設定は、特に、頭蓋内動脈硬化の有病率、血管分布、および生物学的特性が異なる可能性がある非アジア人集団への一般化可能性を制限する可能性があります。指標となるイベント後14日以内にHR-MRIを完了した患者のみを組み入れたため、血管壁イメージングを行わなかった極めて軽症の患者や、MRIを完遂できなかった重症患者が除外され、選択バイアスが生じた可能性があります。共変数の数とイベント数の不一致により、より複雑な層別化分析や交互作用分析が制限されており、一部の調整結果は感度分析による支持的結果として捉えるのが適切です。完全調整Coxモデルは、再発イベント数に対して多くの共変数を含んでいたため、過学習（overfitting）が起こりやすいと考えられます。そのため、簡略化した調整モデルを主モデルとして使用し、完全調整モデルは支持的な感度分析として解釈しました。造影効果は半定量的なグレードであり、ダイナミックな定量パラメータ、壁厚のリモデリング、あるいはプラーク構成成分などのより詳細な表現型とは組み合わせていません。そのため、メカニズムの解釈は依然として主に間接的な推論に依存しています。画像診断は主に早期急性期に完了しており、追跡期間中に造影効果の変化とリスクの変化との一貫性を検証するための反復的な画像診断が行われていませんでした。薬剤変数については主にベースライン時の処方に基づいており、追跡期間中の抗血小板薬の継続状況、スタチン投与量の調整または中断、およびLDL-C目標値の達成状況が体系的に把握されていなかったため、薬剤因子と再発との関係に影響を与えた可能性があります。

標準的な二次予防薬治療を受けている軽度から中等度の頭蓋内動脈狭窄患者において、HR-MRIによるプラーク造影増強グレードは、追跡期間中の虚血性イベント再発リスクと安定したグレード相関関係を示した。高グレードの造影増強は再発傾向が高いことを示しており、この関連性は狭窄の程度および一般的な臨床的リスク因子で調整した後も顕著であった。造影増強グレードによって反映される血管壁の炎症活性および内膜微小血管関連の変化は、プラークの脆弱性と塞栓傾向の画像上の代用指標となり得、これにより軽度から中等度の狭窄段階における再発の機序的な根拠を説明できる可能性がある。このグレーディングシステムは再現性と操作性に優れており、軽度から中等度の頭蓋内動脈硬化患者において、管腔評価に加えてさらなるリスク層別化を提供し、より集中的な追跡調査やリスク因子のより強化された目標達成管理を必要とする高リスク個人の特定に寄与すると考えられる。今後は、定量的な造影増強およびより包括的なプラーク表現型指標を組み合わせた多施設共同前方視的研究を行い、その予測能を検証し、臨床的意思決定経路における適用価値を明確にする必要がある。

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
3.0T MRIシステム	Siemens Healthineers	https://www.siemens-healthineers.com/en-ca/magnetic-resonance-imaging/3t-mri-scanner/magnetom-skyra	MAGNETOM Skyra 3T MRIシステム；頭蓋内血管壁の高解像度磁気共鳴画像法（MRI）
32チャンネル頭頸部複合コイル	Siemens Healthineers	https://medicine.tulane.edu/centers-institutes/taic/facilities	32チャンネル頭頸部コイル（Skyra互換構成）；高解像度頭蓋内血管壁画像用の信号取得
MRインジェクター用使い捨てシリンジセット	Bayer / MEDRAD	SSQK 65/115vs; https://www.radiology.bayer.com/it/products/medrad-spectris-solaris	Qwik-Fit Syringe Kit；MR画像用の造影剤および生理食塩水の注入
ガドペンテテ酸ジメグルミン注射液	Bayer AG	https://www.bayer.com/sites/default/files/magnevist-smpc-may-2016.pdf	Magnevist 0.5 mmol/mL (469 mg/mL)；0.1 mmol/kgでの造影血管壁画像撮影
MR対応電動インジェクター	Bayer	https://www.radiology.bayer.com/products/medrad-spectris-solaris	MEDRAD Spectris Solaris EP MR Injection System；造影MRI中の2.0 mL/sでの造影剤自動注入
医用画像管理システム（PACS）	Zhejiang Laida Information Technology Co., Ltd.	https://www.qzszyy.com/home/info/15410?type=003	PACSシステム；画像の取得、画像の検証、およびフォローアップ記録の確認
R統計ソフトウェア	R Foundation for Statistical Computing	R version 4.3.0, RRID:SCR_001905 https://cran.r-project.org/bin/windows/base/old/4.3.0/	統計解析