頸動脈粥樣硬化疾病的高分辨磁共振成像研究進(jìn)展

王忠艷，高培毅，3，隋濱濱，3，林燕

頸動脈粥樣硬化疾病是缺血性卒中的主要原因之一，動脈粥樣硬化斑塊的破裂、繼發(fā)血栓形成以及血管栓塞是其主要的致病機制[1]。人們以往采用動脈管腔的狹窄嚴(yán)重性作為衡量動脈粥樣硬化病變的嚴(yán)重程度，但是近期研究發(fā)現(xiàn)，即使輕度狹窄也能導(dǎo)致腦血管疾病臨床事件的發(fā)生，那么關(guān)注斑塊的形態(tài)及成分對于預(yù)測斑塊的穩(wěn)定性同樣重要[2]。

目前用于斑塊的影像檢查方式有多種，如數(shù)字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）、超聲及計算機斷層掃描血管造影（computed tomography angiography，CTA）等。北美和歐洲頸動脈內(nèi)膜切除術(shù)研究中，DSA被證實為判斷血管狹窄程度的金標(biāo)準(zhǔn)，DSA能夠檢測到的潰瘍敏感性和特異性分別約45%和75%，超聲檢查斑塊與病理性結(jié)果的相關(guān)性為46%～75%，CTA顯示斑塊內(nèi)鈣化和脂質(zhì)核心成分與病理的整體符合程度約75%[3]。目前仍缺少一種理想的檢查方式，可以對粥樣硬化的斑塊進(jìn)行有效的解剖定位、評估影像學(xué)表現(xiàn)、判斷不同程度斑塊的預(yù)后及治療效果。高分辨磁共振成像（highresolution magnetic resonance imaging，HRMRI）可以檢測斑塊組成成分的特征，例如區(qū)別脂質(zhì)核心、纖維成分、鈣化以及斑塊內(nèi)出血、潰瘍等繼發(fā)性改變，可以檢測斑塊內(nèi)血栓形成以及繼發(fā)血栓形成，還可以進(jìn)行動脈粥樣硬化病變進(jìn)展與轉(zhuǎn)歸的成像，已經(jīng)成為研究頸動脈粥樣硬化病變最有前途的檢查技術(shù)[4]。

1 高分辨磁共振成像技術(shù)

HRMRI依靠血流相對于周邊軟組織的信號強度，分為“黑血”和“亮血”序列，包括：三維時間飛躍法磁共振血管成像（threedimensional time-of-flight magnetic resonance angiography，3D-TOF MRA）、T1加權(quán)像（T1weighted imaging，T1WI）和增強后T1加權(quán)像（contrast enhanced-T1WI，CE-T1WI）、T2加權(quán)像（T2weighted imaging，T2WI）、質(zhì)子密度加權(quán)像（proton density weighted imaging，PDWI）[5]。3D-TOF MRA是目前HRMRI中最常用的“亮血”成像技術(shù)，圖像不僅能夠進(jìn)行后處理重建，還有助于觀察斑塊纖維帽破潰情況，是區(qū)別纖維帽破潰和表面鈣化重要的成像序列之一[6]。“黑血”序列是使用預(yù)飽和脈沖抑制血流信號，應(yīng)用雙翻轉(zhuǎn)恢復(fù)自旋回波（double-inversionrecovery spin echo，DIRSE）獲得T1WI，雙回波可同時獲得T2WI和PDWI。各個序列均具有相應(yīng)的顯像優(yōu)勢，T1WI及T2WI圖像有利于顯示斑塊的不均質(zhì)成分，T1WI增強圖像能較好地顯示纖維帽及潰瘍等斑塊成分，而PDWI圖像具有相對較高的對比度[3]。

2 頸動脈斑塊定量評價

2.1 斑塊負(fù)荷評價 斑塊負(fù)荷被認(rèn)為是與斑塊“易損性”有關(guān)的重要因素之一，因為它可直接反映動脈粥樣硬化病變的消長，管壁厚度、管壁面積（體積）是斑塊負(fù)荷常用的評價指標(biāo)[7]。Boussel等[8]進(jìn)行超聲和HRMRI對比研究動脈管壁厚度，發(fā)現(xiàn)兩者具有同樣高的可重復(fù)性，而頸動脈HRMRI比超聲能更準(zhǔn)確地檢測到動脈粥樣硬化疾病的早期病變。Yuan等[9]應(yīng)用MRI對在體和離體動脈的血管管壁參數(shù)進(jìn)行了多方面測定，證實了HRMRI對頸動脈粥樣硬化病變的影像學(xué)測量與離體測量值誤差較小。趙輝林等[10]運用高分辨黑血技術(shù)定量測定頸動脈斑塊負(fù)荷與缺血性卒中的關(guān)系，表明基于MRI黑血技術(shù)的頸動脈血管壁的定量分析具有可行性，其中，管壁標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)（normalized wall index，NWI）［計算公式為管壁面積（wall area，WA）/血管總面積（total vessel area，TVA）］＞0.53的病變血管更易導(dǎo)致顯著的血管狹窄。NWI可以作為動態(tài)監(jiān)測斑塊進(jìn)程的指標(biāo)，能直觀、有效地反映斑塊進(jìn)程和評價動脈粥樣病變的程度以及管腔的狹窄程度。

2.2 動脈管壁內(nèi)斑塊成分的識別 動脈粥樣硬化病變發(fā)展過程中的病理特點為病變含有細(xì)胞外脂質(zhì)、泡沫細(xì)胞、鈣沉積、纖維帽等，腦血管疾病臨床癥狀的發(fā)生往往是由于動脈粥樣硬化病變進(jìn)展導(dǎo)致的管腔逐漸狹窄引起的缺血性改變[11]。HRMRI可以檢測斑塊內(nèi)部形態(tài)，例如脂質(zhì)或壞死核心、纖維成分、鈣化、出血、潰瘍等成分。Saam等[12]研究者使用1.5T HRMRI定量分析頸動脈粥樣硬化斑塊，結(jié)果顯示HRMRI檢測到的斑塊組織成分與斑塊病理高度符合。

美國心臟協(xié)會（Am e r ic an H ear t Association，AHA）依據(jù)動脈粥樣硬化斑塊內(nèi)成分和結(jié)構(gòu)連續(xù)變化的病理研究將動脈粥樣硬化斑塊進(jìn)行了分類，并以此對不同進(jìn)展的斑塊進(jìn)行了分期[13]（圖1）。這一修正的頸動脈粥樣硬化斑塊分類法為使用HRMRI對頸動脈粥樣硬化斑塊進(jìn)行分期診斷提供了依據(jù)。

2.3 纖維帽及潰瘍的定量分析 纖維帽的厚度（fiber cap thickness，F(xiàn)CT）是一個決定動脈粥樣硬化斑塊易損性的重要因素之一[14-15]，研究顯示HRMRI顯示的纖維帽的厚度與組織學(xué)具有高度一致性[16]。還有研究顯示，HRMRI同時檢測到潰瘍、薄的或破裂的纖維帽與頸動脈粥樣硬化斑塊患者發(fā)生腦缺血事件［短暫性腦缺血（transient ischemic attack，TIA）和卒中］具有很大相關(guān)性[17]，因此HRMRI測量纖維帽的厚度對辨別斑塊易損性和后期的預(yù)防治療均具有重要的意義[16]。

圖1 動脈粥樣硬化斑塊的分類和分期

2.4 斑塊轉(zhuǎn)歸評價 頸動脈粥樣硬化患者臨床上多使用降脂藥物，這些藥物對斑塊預(yù)后有一定影響，Lee等[18]發(fā)現(xiàn)頸動脈粥樣硬化患者使用煙酸類藥物，HRMRI可以觀測到頸動脈管腔面積和斑塊體積的減少。Migrino等[19]研究證實經(jīng)過6個月他汀類藥物治療，HRMRI顯示頸動脈粥樣硬化斑塊的體積會減少，而超聲檢測的內(nèi)膜中層厚度變化相對HRMRI有一定的滯后。HRMRI提供了一個新的短期內(nèi)評估早期治療效果的檢查方式。

2.5 炎癥反應(yīng)的檢測 巨噬細(xì)胞的堆積可以導(dǎo)致動脈粥樣硬化的進(jìn)展和急性并發(fā)癥的發(fā)生，巨噬細(xì)胞的成像信息可以作為亞臨床炎性改變的標(biāo)志，預(yù)測未知危險，并有助于新的治療方案的評估[20]。HRMRI可通過采用超順磁性的靶向制劑（ultrasmall superparamagnetic particles of iron oxide，USPIO）進(jìn)行斑塊的掃描，巨噬細(xì)胞可以吞噬該靶向制劑，使得斑塊內(nèi)局部信號強度下降。這一方法可塑造斑塊進(jìn)展模型，也可以用于檢測治療動脈粥樣硬化斑塊方法的效果[21]。

2.6 血流動力學(xué)檢測 Yang等[22]證實血液的流速在斑塊進(jìn)展中與管壁的厚度和管腔切應(yīng)力有很大相關(guān)性。經(jīng)HRMRI可以得到管壁切應(yīng)力[23]、靜態(tài)壓改變、局部血液紊流等多種血流動力學(xué)指標(biāo)。

3 血管內(nèi)線圈技術(shù)

隨著HRMRI技術(shù)的發(fā)展，血管內(nèi)磁共振線圈的出現(xiàn)使表面線圈無法完成的深部動脈成像成為可能。血管內(nèi)線圈分為環(huán)形線圈、無環(huán)天線線圈、多級線圈等，其中無環(huán)天線線圈又稱為磁共振成像導(dǎo)絲（magnetic resolution imaging guidewire，MRIG），已逐步應(yīng)用于介入治療和基因治療等研究[24]。血管內(nèi)線圈可以有效地進(jìn)行管腔/壁血管面積測量、斑塊內(nèi)成分顯示，與病理解剖具有較高的一致性[25]。但目前，血管內(nèi)線圈存在影像的運動偽影、血液流動導(dǎo)致的移位及局部溫度升高等技術(shù)問題，有待進(jìn)一步的研究[26]。

綜上所述，HRMRI不僅能夠檢測動脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷（管壁厚度、管腔面積），同時能很好地顯示斑塊內(nèi)成分，判斷影響斑塊易損性的重要因素，預(yù)測未來臨床事件的發(fā)生，同時由于其檢測的有效性和靈敏性，可進(jìn)行有效的斑塊轉(zhuǎn)歸評價，顯示藥物或其他治療手段的效果。

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