比較影像學(xué)在頸動(dòng)脈斑塊評(píng)估中的研究進(jìn)展

呂蕾,李怡,鮑海華，張玉英

(1青海大學(xué)附屬醫(yī)院,西寧810001;2青海省人民醫(yī)院)

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比較影像學(xué)在頸動(dòng)脈斑塊評(píng)估中的研究進(jìn)展

呂蕾1,李怡2,鮑海華1，張玉英2

(1青海大學(xué)附屬醫(yī)院,西寧810001;2青海省人民醫(yī)院)

頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的破裂、栓塞及動(dòng)脈管腔狹窄是引起缺血性腦卒中和短暫性腦缺血發(fā)作的重要危險(xiǎn)因素。對(duì)頸動(dòng)脈斑塊易損性及頸動(dòng)脈狹窄程度的早期評(píng)估、早期干預(yù)可以明顯降低心腦血管急癥的病死率和致殘率。血管超聲作為一種無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射、簡(jiǎn)便易行的檢查手段，可作為頸動(dòng)脈斑塊檢查的初篩工具，各種超聲新技術(shù)的發(fā)展也在頸動(dòng)脈斑塊易損性的評(píng)價(jià)方面起了很大作用。CT血管造影在鈣化斑塊的檢查優(yōu)于其他影像檢查方法，成像速度快，可作為其他檢查方法的補(bǔ)充。磁共振成像軟組織分辨率高，可清晰顯示頸動(dòng)脈管壁及管腔內(nèi)情況，可對(duì)頸動(dòng)脈斑塊成分進(jìn)行定性測(cè)量。目前，診斷頸動(dòng)脈粥樣硬化引起的管腔狹窄程度的金標(biāo)準(zhǔn)仍然是數(shù)字減影血管造影。綜合分析各種影像檢查手段的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇患者最易接受，對(duì)臨床治療指導(dǎo)價(jià)值最高的檢查方式仍然是比較影像學(xué)的重中之重。

動(dòng)脈粥樣硬化斑塊；比較影像學(xué)；頸動(dòng)脈；動(dòng)脈狹窄

頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊導(dǎo)致的動(dòng)脈管腔閉塞是引起缺血性腦梗死的主要危險(xiǎn)因素，頸動(dòng)脈易損性斑塊破裂、栓塞更與急性缺血性腦卒中及急性心肌梗死等致死性急癥密切相關(guān)[1]。因此對(duì)頸動(dòng)脈斑塊引起的管腔狹窄程度及斑塊易損性進(jìn)行早期影像學(xué)評(píng)估，對(duì)治療方式及手術(shù)方式的選擇顯得尤為重要，可極大程度改善患者預(yù)后，降低致死率以及致殘率。比較影像學(xué)[2]是當(dāng)下影像學(xué)研究熱點(diǎn)，綜合分析各種影像學(xué)檢查方法的利弊，將解剖學(xué)、病理生理學(xué)以及影像學(xué)結(jié)合起來(lái)，分析疾病不同發(fā)展過(guò)程中同病異影、異病同影與正常解剖結(jié)構(gòu)的關(guān)系，為臨床疾病診斷及治療提供可靠、安全、經(jīng)濟(jì)的客觀依據(jù)。目前，應(yīng)用于頸動(dòng)脈斑塊檢查的影像技術(shù)有超聲(US)、CT血管造影(CTA)、磁共振血管造影(MRA)、數(shù)字減影血管造影(DSA),其中DSA更是評(píng)估頸動(dòng)脈狹窄程度及閉塞的金標(biāo)準(zhǔn)，本文就以上幾種影像檢查方法在頸動(dòng)脈斑塊應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行綜述。

1　頸動(dòng)脈斑塊的病理生理特點(diǎn)

頸動(dòng)脈粥樣硬化是全身動(dòng)脈粥樣硬化的局部表現(xiàn)，頸動(dòng)脈斑塊更是反映全身動(dòng)脈斑塊的理想、敏感性窗口[3]。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊是在動(dòng)脈粥樣硬化病變基礎(chǔ)上形成的，其表現(xiàn)為動(dòng)脈內(nèi)-中膜的局限性非對(duì)稱性增厚及不同程度的動(dòng)脈管腔狹窄，病理過(guò)程主要分為3步：脂紋形成、纖維斑塊形成，最后發(fā)展為粥樣斑塊[4]。斑塊管腔面為質(zhì)硬纖維結(jié)締組織，包括大量的平滑肌細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)，又稱為纖維帽，深部為質(zhì)軟的脂質(zhì)核心，包括壞死崩解產(chǎn)物、脂質(zhì)以及鈣鹽成分等，斑塊底部為新生肉芽組織、少量淋巴細(xì)胞以及泡沫細(xì)胞。

動(dòng)脈粥樣硬化斑塊包括穩(wěn)定性斑塊和易損性斑塊兩類[5]。易損性斑塊是指具有薄纖維帽以及較大的偏心性脂質(zhì)核心的斑塊，能進(jìn)展為斑塊出血破裂、形成血栓或是能夠引起急性缺血性事件的斑塊。易損性斑塊導(dǎo)致的急性犯罪性事件往往呈隱匿性起病，而且許多患者屬于年輕的沒(méi)有任何臨床癥狀的健康患者。因此對(duì)頸動(dòng)脈斑塊進(jìn)行早期影像學(xué)評(píng)估，測(cè)定頸動(dòng)脈狹窄程度，識(shí)別斑塊易損性顯得至關(guān)重要。

2　US對(duì)頸動(dòng)脈斑塊的評(píng)估

US具有無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射、價(jià)格低廉、成像快捷、可重復(fù)性高等優(yōu)點(diǎn)，是評(píng)估頸動(dòng)脈斑塊風(fēng)險(xiǎn)性的初診常規(guī)檢查方法。隨著US新技術(shù)的不斷發(fā)展，超聲造影(CEUS)、血管內(nèi)超聲(IVUS)、三維成像(3D-US)、速度向量成像等可從不同層面反映頸動(dòng)脈斑塊的特性，為臨床早期干預(yù)提供更準(zhǔn)確、客觀的方法學(xué)依據(jù)。

2.1常規(guī)US對(duì)頸動(dòng)脈斑塊的評(píng)估常規(guī)高分辨率US可對(duì)頸動(dòng)脈內(nèi)-中膜厚度(IMT)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，以早期評(píng)估頸動(dòng)脈粥樣硬化程度。頸動(dòng)脈IMT≥1.0 mm，為IMT增厚，局限性IMT≥1.5 mm定義為斑塊[6]。根據(jù)斑塊回聲特點(diǎn)，將頸動(dòng)脈斑塊分為軟斑塊、硬斑塊以及混合型斑塊，其中軟斑塊纖維帽較薄，含有較多的脂質(zhì)成分，為高風(fēng)險(xiǎn)的易損性斑塊。另有研究[7]將頸動(dòng)脈斑塊分為5種類型：Ⅰ型為均質(zhì)無(wú)回聲斑塊；Ⅱ型為斑塊內(nèi)主要為低、無(wú)回聲區(qū)>75%斑塊面積；Ⅲ型為斑塊內(nèi)主要為強(qiáng)回聲區(qū)>75%斑塊面積；Ⅳ型為均質(zhì)強(qiáng)回聲斑塊；Ⅴ型為未分類斑塊。Casadei等[8]指出Ⅰ型及Ⅱ型斑塊為誘發(fā)心血管不良事件的高風(fēng)險(xiǎn)易損性斑塊，需要US檢查密切隨診。二維US還能夠?qū)嗝姘邏K大小、管腔狹窄程度進(jìn)行初步測(cè)量，由于斑塊為不規(guī)則三維結(jié)構(gòu)，常規(guī)US無(wú)法對(duì)其容積進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。

2.2CEUS頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)新生血管缺乏內(nèi)皮細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞支撐，血管脆性大，通透性高，容易出血，導(dǎo)致斑塊破裂、脫落，造成栓塞，是易損性斑塊的主要特征之一[9]。CEUS是將特殊的聲學(xué)造影劑通過(guò)靜脈注射，到達(dá)頸動(dòng)脈斑塊后，通過(guò)諧波成像技術(shù)顯示斑塊內(nèi)新生血管，以評(píng)估斑塊的易損性，可顯著提高成像的敏感度、特異度。斑塊內(nèi)新生血管密度越高、斑塊增強(qiáng)越明顯。Müller等[10]采用三分法(視覺(jué)評(píng)分法：0分：無(wú)增強(qiáng); 1分：少量增強(qiáng); 2 分：彌漫增強(qiáng))評(píng)價(jià)斑塊內(nèi)血管密度，發(fā)現(xiàn)觀測(cè)者間一致性高達(dá)94%，組織學(xué)分析發(fā)現(xiàn)1分及2分患者比0分患者有更多CD34染色體表達(dá)，說(shuō)明CD34染色體高水平表達(dá)與血管生成有關(guān)。另有研究[11]發(fā)現(xiàn)，CEUS診斷易損性斑塊的敏感性、特異性、準(zhǔn)確率分別為88%、59%、72%,而彩色多普勒診斷斑塊易損性的敏感性、特異性、準(zhǔn)確率分別為29%、73%、54%。雖然CEUS具有較高的敏感性及特異性，然而其仍具有一定的局限性：對(duì)斑塊內(nèi)新生血管的視覺(jué)評(píng)分法具有一定的主觀性及操作者依賴性；不能顯示血管結(jié)構(gòu)，無(wú)法評(píng)估新生血管的三維形態(tài)；斑塊成像受呼吸、脈搏、探頭運(yùn)動(dòng)的影響。

2.3IVUSIVUS可對(duì)血管腔作360°橫斷面圖像，可清晰顯示血管壁及動(dòng)脈斑塊的形態(tài)，能準(zhǔn)確測(cè)量動(dòng)脈管徑及橫斷面積，判斷管腔狹窄程度及狹窄長(zhǎng)度。IVUS能早期發(fā)現(xiàn)血管重構(gòu)現(xiàn)象，對(duì)DSA無(wú)法檢出的輕度動(dòng)脈管腔狹窄(狹窄率<40%)作出判斷。有研究[12]指出IVUS可判斷斑塊成分，計(jì)算斑塊纖維帽厚度、脂質(zhì)核心大小、血管狹窄程度以及血管重構(gòu)指數(shù)。然而，IVUS空間分辨率較低，不能準(zhǔn)確測(cè)量易損性斑塊的薄纖維帽厚度(50～70 μm)，對(duì)頸動(dòng)脈斑塊的精確識(shí)別仍然需要新技術(shù)的補(bǔ)充。

2.43D-US3D-US通過(guò)圖像采集、圖像后處理、三維重建和定量測(cè)定等步驟，可直觀顯示頸動(dòng)脈顱外段的3D解剖結(jié)構(gòu)，可準(zhǔn)確顯示斑塊形態(tài)、位置、總體積、管腔狹窄率，3D-US也可準(zhǔn)確反映斑塊表面情況以及監(jiān)測(cè)治療前后斑塊容積變化，重復(fù)性高。穆潔等[13]發(fā)現(xiàn)，對(duì)于管腔狹窄率>70%的重度狹窄，3D-US較DSA檢測(cè)結(jié)果更可靠，對(duì)管腔狹窄率為90%～99%的患者，3D-US較DSA顯示效果較差，可能是管腔重度狹窄患者二維圖像采集欠佳，導(dǎo)致三維重建結(jié)果受到影響。Yamaguchi等[14]使用3D-US及磁共振技術(shù)監(jiān)測(cè)應(yīng)用西洛他唑治療6個(gè)月后頸動(dòng)脈斑塊變化情況，發(fā)現(xiàn)斑塊容積明顯下降，3D-US及磁共振技術(shù)均能定量顯示斑塊容積變化情況。然而，3D-US不能準(zhǔn)確評(píng)估易損性斑塊內(nèi)部成分情況，其手動(dòng)和半自動(dòng)測(cè)量也存在人為主觀因素。

US及其新技術(shù)能夠從不同層面反映頸動(dòng)脈斑塊的易損性及管腔狹窄程度。但是，對(duì)于頸動(dòng)脈顱內(nèi)段，US顯示效果較差；US技術(shù)不能準(zhǔn)確反映血管的變異情況,尤其對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈迂曲變異者，準(zhǔn)確率較低；US技術(shù)主觀性較強(qiáng)，US檢查者的技術(shù)水平及經(jīng)驗(yàn)對(duì)檢查結(jié)果有一定影響；與CTA及MRA相比US的空間分辨率及組織分辨率不足。

3　CTA對(duì)頸動(dòng)脈斑塊的評(píng)估

多層螺旋CT血管造影(MS-CTA)具有較高的密度分辨率和空間分辨率，成像速度快，輻射損傷小，不受血流動(dòng)力學(xué)影響。MS-CTA能清晰顯示頸動(dòng)脈斑塊位置、大小以及形態(tài)，更可以根據(jù)CT測(cè)值，分析斑塊的組成成分，評(píng)估斑塊易損性。MS-CTA圖像重建形式包括多平面重建(MPR)、最大密度投影和容積再現(xiàn)(VR)三種技術(shù),可從不同層面測(cè)量頸動(dòng)脈的狹窄程度。

CTA可準(zhǔn)確區(qū)分軟斑和鈣化斑，尤其對(duì)鈣化斑塊敏感性最高。CTA對(duì)鈣化斑塊檢出率為50%,遠(yuǎn)大于US及磁共振成像(MRI)的檢出率；對(duì)于潰瘍性斑塊，CTA的檢出率低于US和DSA。de Weert等[15]將CT測(cè)值與病理結(jié)果對(duì)照研究，將CT值<60 Hu界定為脂質(zhì)斑塊，60 Hu130 Hu界定為鈣化斑塊。嚴(yán)重的斑塊內(nèi)鈣化對(duì)斑塊內(nèi)脂質(zhì)成分及管腔狹窄率的測(cè)量造成影響，可適當(dāng)調(diào)節(jié)窗寬窗位，增加動(dòng)脈管壁的顯示效果。有研究[16]發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈斑塊脂質(zhì)核和出血斑塊出血部分的平均CT值分別為(28.07±26.84)和(97.17±35.82)Hu，兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)，測(cè)量斑塊CT值可以區(qū)別斑塊內(nèi)成分，有助于判斷斑塊易損性。CTA可準(zhǔn)確測(cè)定頸動(dòng)脈狹窄程度，其檢測(cè)結(jié)果與DSA有較高的相關(guān)性，尤其對(duì)于重度狹窄及閉塞，其敏感性為89%～100%，特異性為94%～100%。對(duì)于MS-CTA不同圖像重建技術(shù)，MPR可清晰顯示動(dòng)脈管壁及動(dòng)脈支架置入情況，VR通過(guò)參數(shù)調(diào)節(jié)，可更直觀顯示管腔狹窄及斑塊形態(tài)。結(jié)合原始橫斷圖像，綜合運(yùn)用MS-CTA重建技術(shù)，可對(duì)動(dòng)脈狹窄率做出更準(zhǔn)確測(cè)定。

常規(guī)CTA檢查具有一定的輻射損傷，圖像后處理所需時(shí)間長(zhǎng)?；颊咴跈z查時(shí)做吞咽動(dòng)作容易產(chǎn)生容積偽影，頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)的粗大鈣化容易產(chǎn)生線束偽影，圖像重建時(shí)骨結(jié)構(gòu)不易分離等，都對(duì)診斷結(jié)果造成一定影響。臨床上為了減少上述影響，在對(duì)頸動(dòng)脈進(jìn)行CTA檢查時(shí)，采用更薄層掃描，為了提高診斷準(zhǔn)確率往往聯(lián)合減影CTA進(jìn)行檢查。

4　MRI對(duì)頸動(dòng)脈斑塊的評(píng)估

MRI的軟組織分辨率高,能進(jìn)行多參數(shù)、多序列成像，并且沒(méi)有輻射, MRI能根據(jù)動(dòng)脈斑塊的不同信號(hào)來(lái)判斷動(dòng)脈斑塊的性質(zhì)及成分。

4.1高分辨率MRI對(duì)斑塊成分的定性判斷①纖維帽：由平滑肌細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)等構(gòu)成。MRI表現(xiàn)為斑塊內(nèi)層帶狀信號(hào)，T1WI多為等信號(hào),T2WI和PDWI多為信號(hào)強(qiáng)弱不定,而三維時(shí)間飛躍法多表現(xiàn)為低信號(hào)。纖維帽內(nèi)富含新生血管，增強(qiáng)掃描纖維帽信號(hào)增高，可更直觀地顯示纖維帽厚度及其連續(xù)性，也能更好地與未強(qiáng)化的脂核進(jìn)行鑒別[17]。具有薄纖維帽(<65 μm)的易損性斑塊與心血管急性事件的發(fā)生密切相關(guān)[18]。②斑塊出血：斑塊出血說(shuō)明斑塊處于變化中，增加了斑塊破裂的風(fēng)險(xiǎn)程度，是其不穩(wěn)定性的主要因素。新近斑塊內(nèi)出血在MRI各序列上主要表現(xiàn)為斑點(diǎn)、片狀高信號(hào)，近管腔側(cè)的弧形高信號(hào)，多提示為表淺出血。斑塊內(nèi)出血與斑塊內(nèi)新生血管呈正相關(guān)。Saam等[19]發(fā)現(xiàn)，對(duì)比增強(qiáng)MR不僅能評(píng)估斑塊內(nèi)新生血管，還能反映血液供應(yīng)及通透性參數(shù)。通透性參數(shù)Ktrans與斑塊內(nèi)巨噬細(xì)胞含量有較好的相關(guān)性(r=0.75)，可無(wú)創(chuàng)評(píng)估斑塊內(nèi)炎癥活動(dòng)情況[20]。③脂質(zhì)壞死池：斑塊內(nèi)偏心性脂質(zhì)核心>40%斑塊面積，提示斑塊為易損性斑塊。高分辨率T1WI能識(shí)別斑塊內(nèi)脂質(zhì)成分以及脂質(zhì)含量，脂質(zhì)核在T1WI上呈高信號(hào)，T2WI上呈混雜信號(hào)。脂質(zhì)壞死池較脂質(zhì)成分信號(hào)高，在TOF、T1WI、T2WI、PDWI均呈高信號(hào),可能與壞死細(xì)胞內(nèi)自由水含量增加有關(guān)。Fabiano等[21]發(fā)現(xiàn)，MRI顯示斑塊脂核敏感度、特異度分別為92%、72%。另有文獻(xiàn)[22]報(bào)道，有癥狀和無(wú)癥狀斑塊脂質(zhì)核心面積與斑塊總面積比分別為116±129、59±62。④鈣化：斑塊內(nèi)鈣化在MRI各序列上呈不規(guī)則低信號(hào)，斑塊表面鈣化由于流空效應(yīng)在黑血序列無(wú)法判別，而在亮血序列易于檢測(cè)。

4.2MRA對(duì)頸動(dòng)脈狹窄程度的評(píng)估MRA可直觀顯示頸動(dòng)脈管腔狹窄程度，其作用與DSA相近。MRA在顯示管腔狹窄方面包括3D-TOF-MRA、相位對(duì)比法MRA和三維對(duì)比增強(qiáng)(3D-DCE)MRA等成像方法，前兩者成像受血流動(dòng)力學(xué)影響，成像效果與DSA有一定差距，3D-DCE MRA成像不受血流動(dòng)力學(xué)影響，成像效果與DSA相近。MRA還能顯示管壁厚度及其與管腔的關(guān)系，對(duì)于重度狹窄及閉塞的管腔，3D-DCE MRA還能顯示側(cè)支循環(huán)建立情況，測(cè)量狹窄范圍[23]，這是DSA無(wú)法達(dá)到的。謝元亮等[24]發(fā)現(xiàn)，與動(dòng)態(tài)MRA及DCE-MRA比較，TOF-MRA無(wú)靜脈污染，診斷頸總動(dòng)脈分叉處狹窄準(zhǔn)確率高于頸總動(dòng)脈起始部,但是其在血管彎曲或狹窄處容易造成信號(hào)丟失，易高估管腔狹窄程度。

MRI評(píng)估頸動(dòng)脈斑塊也有一定局限:①M(fèi)RI檢查費(fèi)用較高；②MRI成像時(shí)間較長(zhǎng)，不適合幽閉恐懼癥患者檢查；③體內(nèi)有金屬異物患者不能接受MRI檢查；④難以鑒別動(dòng)脈嚴(yán)重狹窄和閉塞；⑤頸動(dòng)脈分叉處血流呈湍流，MRA容易夸大狹窄程度[25]。

5　DSA對(duì)頸動(dòng)脈斑塊的評(píng)估

DSA被看做是診斷頸動(dòng)脈狹窄程度的金標(biāo)準(zhǔn)，空間分辨率高，可準(zhǔn)確反映管腔狹窄或閉塞的范圍、程度以及各級(jí)分支血管病變,清晰顯示是否存在相鄰管腔的多處狹窄以及側(cè)支循環(huán)的血供情況。此外，DSA還能準(zhǔn)確評(píng)估顱內(nèi)血管解剖結(jié)構(gòu)及畸形血管，反映顱內(nèi)血管病變及栓塞。在沒(méi)有手術(shù)病理結(jié)果作為對(duì)照的情況下，其他影像學(xué)檢查結(jié)果都將DSA檢查結(jié)果作為對(duì)照參考標(biāo)準(zhǔn)[26]。DSA在發(fā)現(xiàn)血管狹窄的同時(shí)還可進(jìn)行支架置入血管成形術(shù)[27]。

DSA具有一定的創(chuàng)傷性，輻射損傷較大。由于其反映的是血管腔的變化，對(duì)頸動(dòng)脈管壁厚度變化及頸動(dòng)脈斑塊形態(tài)顯示欠佳，不能反映斑塊內(nèi)部情況。對(duì)于頸動(dòng)脈斑塊易損性的評(píng)估存在一定風(fēng)險(xiǎn)，甚至有誘發(fā)腦血管痙攣、腦卒中的可能。在動(dòng)脈粥樣硬化早期，由于血管重塑，動(dòng)脈斑塊向管腔側(cè)外移，雖然已存在頸動(dòng)脈狹窄，但DSA往往提示動(dòng)脈管徑正常。對(duì)于廣泛的頸動(dòng)脈粥樣硬化，整個(gè)頸動(dòng)脈管腔出現(xiàn)相應(yīng)狹窄，DSA不能區(qū)分狹窄段與正常段的界線，有低估狹窄程度的可能。隨著無(wú)創(chuàng)性影像新技術(shù)的不斷發(fā)展，DSA作為診斷頸動(dòng)脈狹窄程度的金標(biāo)準(zhǔn)地位正在受到挑戰(zhàn)。雖然目前其他影像檢查技術(shù)能否取代DSA還未達(dá)成共識(shí)，但是將來(lái)診斷頸動(dòng)脈斑塊的金標(biāo)準(zhǔn)有可能發(fā)展為IVUS聯(lián)合MRA檢查[28]。

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