Revolviendo en otro foro hispano (
http://php-hispano.net/foros/PHP/10225) me han enviado una expresión un poco más simple (que de hecho también soluciona).
La posteo aquí a modo de referencia:
Código PHP:
$cadena = preg_replace('/<img class="mi_clase[^>]+id:([0-9]+)"\/>/is','\1',$cadena);
Saludos
A.-