高分辨率MRI評價頸動脈斑塊穩定性的優勢及臨床應用價值

馬玉榮，張濤，張靜

高分辨率MRI評價頸動脈斑塊穩定性的優勢及臨床應用價值

馬玉榮1，張濤2，張靜3*

頸動脈粥樣硬化斑塊破裂和血栓形成是誘發急性缺血性腦血管疾病的獨立危險因素，及時識別易損斑塊有助于預防卒中的發生，為臨床治療提供依據。高分辨率MRI以其極高的軟組織分辨率及安全無創的優勢成為近年來頸動脈篩查的研究熱點，它能夠較好地顯示斑塊重要的生物學特征，分析斑塊的內部成分及形態學分布，確定易損斑塊，評價斑塊的穩定性。本文旨在對高分辨MRI在易損斑塊的識別及其臨床應用方面作一簡單綜述。

磁共振成像；頸動脈粥樣硬化；易損斑塊；卒中

腦卒中已成為嚴重危害人類健康的疾病之一，其致殘率居世界第一，致死率居世界第二，頸動脈粥樣硬化與缺血性腦卒中有著密切的關系。缺血事件的發生已不單是由于血管狹窄程度引起，斑塊內的成分才是影響其是否發生的主要因素［1-3］，斑塊破裂和血栓形成即易損斑塊的出現更是缺血事件發生及復發的危險因素。所以判定易損斑塊，評價斑塊的穩定性成為臨床最為關注的問題。

1 高分辨率MRI的應用介紹

高分辨率MRI就是指具有較高的軟組織分辨率。成像特點包括：專有頸部線圈、小FOV、大矩陣、薄層、無間距等。成像序列包括：三維時間飛躍法（three dimensional time of flight，3D-TOF）、增強前、后四翻轉恢復快速自旋回波T1WI序列、雙回波（proton weighted， PDWI）序列、多平面雙反轉恢復T2WI序列等以及一些特殊序列如磁化準備快速梯度回波成像序列（magnetization prepared rapid gradient echo， MP-RAGE）、三維多回波重組梯度回波序列（three dimensional multi echo gradient echo， 3D MERGE）、3D反轉恢復準備的快速擾相梯度回波序列（three dimensional inversionrecovery preparation for fast disturbed phase gradient echo， 3D IRFSPG）。非增強序列（3D-TOF、T1WI、T2WI、PDWI）可以很好地顯示斑塊特點（如脂核、纖維帽、鈣化、出血等內部成分以及斑塊大小、范圍、比例、分布方式等），MP-RAGE、3D IRFSPG等對出血成分顯示更為敏感；CE-T1WI可以勾畫出脂核與纖維帽的界限，評價纖維帽厚度及脂核比例，同時反映斑塊內部的新生血管及炎癥反應狀態，更好地評價斑塊的穩定性。MR在顯示斑塊生物學特征方面已達到很高的準確率［4-5］。

2 斑塊影像學與病理對照分級

Cai等［1］根據MRI對頸動脈斑塊的影像學特點修訂了美國心臟協會（American Heart Association，AHA）曾提出的影像學和組織病理學對照的動脈粥樣硬化（ateriosclerosis， AS）斑塊分類標準：Ⅰ-Ⅱ型：壁厚接近正常，無鈣化；Ⅲ型：彌漫或偏心性內膜增厚，無鈣化；Ⅳ-Ⅴ型：斑塊內含纖維包裹的脂質核心，伴或不伴鈣化；Ⅵ型：復雜斑塊，表面可有破損、出血或血栓形成；Ⅶ型：鈣化斑塊；Ⅷ型：無脂質核心纖維斑塊，可有小鈣化。Ⅳ-Ⅴ型及Ⅵ型斑塊易出現破裂及進展，導致臨床腦缺血事件的發生。

3 易損斑塊的識別：斑塊穩定性評價

3.1 易損斑塊的定義及評價標準

3.1.1 定義

“易損斑塊”最早用來描述不穩定、易導致急性冠脈綜合征的斑塊，此外有“不穩定斑塊、軟斑、高風險斑塊”等不同的命名方式。2003年國際性文件達成共識，將“所有有破裂傾向、易發生血栓和（或）進展迅速的斑塊”統一命名為“易損斑塊”［6］。

3.1.2 評價標準

主要標準：管腔狹窄＞90%；薄的纖維帽、大的脂質核心；活動性炎癥，單核細胞及巨噬細胞浸潤；內皮脫落及表面血小板聚集；斑塊裂隙。次要標準：斑塊表面鈣化結節；血管內徑下見黃亮斑塊；斑塊內出血；內皮功能障礙；斑塊正性重構［7-8］。

3.2 斑塊的MRI成分分析及各組分對斑塊穩定性的影響

斑塊不同成分MR表現不同，結合多種序列，可以分析出脂質核心、纖維帽、鈣化、出血、炎性反應或新生血管等，各種成分的比例、位置、范圍及分布方式等均可影響斑塊的穩定性［9］。大的脂質核心、薄的纖維帽或表面潰瘍形成是易損斑塊的主要特征［10］，斑塊內出血或血栓形成更易導致斑塊的不穩定性，從而誘發腦缺血事件的發生。

3.2.1 脂質壞死核心

脂質核心T1WI為高信號，3D-TOF表現為中等強度信號，PDWI上呈等或低信號，T2WI依內部成分不同呈現出不同信號特點，低、中等或高信號（脂質核心若以甘油三酯為主，T2WI表現為低信號，若以膽固醇為主，T2WI則表現為高信號）［11］。脂核內部由于缺乏新生血管，在CE-T1WI序列強化程度很低，而纖維帽內部新生血管豐富通常呈明顯強化，這樣通過對比增強可以明確判斷脂核的存在及其比例大小。脂質核的大小、內部成分及脂核壞死對斑塊的穩定性均有較大的影響，脂質核所占斑塊比例＞40%時斑塊易于破裂［12-13］。

3.2.2 纖維帽

主要成分包括膠原基質及平滑肌，T1WI為等信號，T2WI呈稍高信號，3D-TOF呈低信號。由于纖維帽內富含新生毛細血管，因此在CE-T1WI序列強化效果明顯，與臨近未強化的脂核形成鮮明對比，清楚地反映纖維帽結構，更好地分析纖維帽厚度，評價其完整性，觀察是否有破損［14］；厚纖維帽表現為管腔與脂質核心間的均勻條狀強化帶，薄纖維帽強化帶顯示不清或較薄，破裂纖維帽強化帶斷裂、管腔不規則。纖維帽的MRI成像特點與組織學對比有較好的一致性。組織學研究認為如果脂質成分超過斑塊容積的40%以及纖維帽厚度小于165 μm為不穩定斑塊［15］。

3.2.3 炎癥

炎癥及新生血管可以增加斑塊的不穩定性，對于易損斑塊，內部炎性細胞及新生血管比例明顯增多，炎性細胞以巨噬細胞為主。病理證實，斑塊內部炎性細胞可以抑制膠原纖維生成、促進膠原纖維變性、誘導新生毛細血管生成等，使斑塊結構發生改變，進而導致斑塊破裂［16］。依據MRI增強，斑塊局部信號強化程度、緩慢強化模式參數Ktrans和快速強化模式參數Vp，可以分析炎癥細胞浸潤程度并量化新生毛細血管［17］；同時可利用［18］超微超順磁性氧化鐵微粒（ultra super paramagnetic iron oxide particles， USPIO）特殊對比劑來觀察斑塊內部炎癥反應狀態及巨噬細胞的負荷，其作用原理在于USPIO被單核巨噬細胞吞噬后，利用其自身的順磁效應，使得斑塊內部炎癥信號在SE-TIWI、T2WI，尤其是梯度回波（gradient echo）、T2*WI序列呈現低信號特點。

3.2.4 斑塊內出血

斑塊內新生血管脆性較強，易破裂致使紅細胞及高鐵血紅蛋白大量溢出；斑塊內出血促使斑塊發生破裂即斑塊的不穩定相應增加［19］。隨著出血時間變化，各時間段成分不同，MR則表現為不同的信號強度。研究證實，早期斑塊內出血表現為TOF、T1WI高信號，PDWI、T2WI等或低信號；隨著出血時間延長，各序列呈高信號；后期由于斑塊內部出血成分的改變，在所有序列則呈低信號［20］。

3.2.5 鈣化

鈣化區鈣鹽沉積，含水量少，質子密度低，在所有MRI序列均表現為低信號。斑塊內鈣化是否能夠加速斑塊的破裂，導致斑塊不穩定性增加，暫時沒有明確的定論。有研究［21］顯示，斑塊內大量的鈣鹽沉積及纖維成分的增加可以促使斑塊趨于穩定，防止斑塊破裂；鈣化若出現在離斑塊表面較遠的位置，斑塊穩定性相對增加［22］。早、中期的斑塊內鈣化由于與鄰近區域之間應力增加，斑塊易損程度增加；鈣化若出現在斑塊表面或薄纖維帽內，則斑塊的不穩定性亦明顯增加［22］。

3.2.6 其他成分

其他成分如疏松基質，目前對其組織內成分及形成過程的研究尚未見文獻明確報道，亦對其與斑塊穩定性、缺血事件發生的相關性未有明確的提出。

4 高分辨率MRI在臨床具體應用價值體現

4.1 易損斑塊與腦缺血事件相關性

MR斑塊成像識別頸動脈內易損斑塊，有效預防缺血性卒中的發生。研究顯示對于腦卒中患者，卒中側頸動脈斑塊內脂質核心出現的概率及體積較非卒中側明顯增加，同時脂質核心比例的增加易引起斑塊出現破裂，引起腦缺血事件的發生［23-24］。Moody等［25］認為出血可以加速臨床缺血性癥狀的發生；對于頸動脈斑塊內含有出血或薄纖維帽及纖維帽破裂的患者，腦缺血事件的發生率明顯升高［26］。研究［23］認為斑塊內因出血位置與發生時間不同，臨床癥狀出現的概率不同，通常情況發生在鄰近管腔的斑塊內出血及新鮮出血與臨床癥狀的關系更為密切。因此，早期識別頸動脈內易損斑塊并對其進行有效干預，有利于腦缺血性卒中的預防。

學者發現，對于一些沒有臨床癥狀的患者，通過MR識別斑塊內大脂質核、薄纖維帽、斑塊內潰瘍以及出血等易損斑塊特征，在一定程度上可以預測腦血管事件的發生［27］。研究顯示，對于頸動脈斑塊所引起的腦卒中患者，若斑塊內出現出血或纖維帽破裂，卒中的復發風險率將明顯升高［28-29］。腦卒中患者利用常規檢查手段進行篩查，部分仍舊找不到明確的發病原因，稱為隱源性卒中。有學者對頸動脈狹窄程度＜50%的隱源性卒中患者行高分辨率MRI管壁成像，發現一些患者存在偏心性斑塊，且易損［30］。這些研究結果提示，通過MR管壁成像對于“隱源性卒中”患者有可能找到導致卒中發生的病變。

4.2 MR斑塊成像為頸動脈支架植入術（carotid artery stenting， CAS）及頸動脈內膜剝脫術（carotid endarterectomy，CEA）提供依據

根據《顱外段頸動脈狹窄治療指南》，對于癥狀性患者，若其頸動脈出現重度狹窄則需要進行CEA或CAS［31］。易損斑塊內脂質核和出血等不穩定性成分與CAS術中血管內微小栓子的形成關系密切，因此通過MR斑塊成像分析內部成分，可預防圍術期的新發梗死。Yamada等［32］發現當斑塊與胸鎖乳突肌的信號干擾比值（signal to interference ratio， SIR）≥1.25時，提示斑塊內富含脂質核成分或有斑塊內出血，CAS手術出現微栓子的概率要明顯高于CEA，對于這種類型的斑塊選擇CEA較為適宜。

4.3 MR斑塊成像監測頸動脈斑塊他汀類藥物治療療效

臨床試驗表明，他汀類藥物調脂治療可以減小動脈粥樣硬化斑塊并改善管腔狹窄程度，減少臨床腦缺血事件的發生［33-35］。

MR斑塊成像通過監測調脂治療后斑塊內脂核體積的變化，判定他汀類藥物的治療效果。Corti［36］及West等［37］利用他汀類藥物或聯合用藥治療動脈粥樣硬化一段時間后，MRI檢測到斑塊內脂核體積減小，管徑增大，提示了藥物治療有效。

MR斑塊成像可以觀察治療效果與時間的相關性。一項他汀類藥物3年治療頸動脈粥樣硬化病變的研究中，第1、2年斑塊脂質核在治療后體積縮小，第3年脂質核體積在治療后并未改變，這種脂核體積的變化對臨床制定他汀類藥物治療計劃提供了有利依據［24］。美國臨床研究提示1年他汀類藥物調脂治療后，DCE-MRI檢查顯示斑塊內的炎癥細胞明顯下降（P=0.02）［38］。在ATHEROMA研究中，通過特異對比劑USPIO顯示炎癥明顯的減低（6個星期：P=0.003，12個星期：P＜0.0001）［39］。

4.4 MRI對斑塊危險分層標準制定的指導意義

Underhill等［40］提出CAS評分系統對易損斑塊進行危險分層：斑塊負荷＜2 mm，為低風險斑塊；＞2 mm，但脂核占斑塊＜20%，也為低風險斑塊；如斑塊負荷＞2 mm，脂核占20%～40%，為中風險斑塊，脂核＞40%則為高危斑塊。該評分系統從斑塊負荷程度及脂核比例等方面闡述了斑塊的危險程度，對臨床管理動脈粥樣硬化的策略提供了指導依據。

5 小結

MRI軟組織分辨率高，可以清楚顯示管壁及斑塊的影像學特征；可以多方位成像且客觀準確，無輻射損傷，對比劑使用少，無明顯并發癥，可進行反復檢查，此技術已被廣泛用于臨床［41-42］，目的在于評價斑塊的大小、成分，進而評定斑塊的穩定性，確定腦血管事件發生的危險性，為臨床制定治療方案提供依據。然而，斑塊內成分、比例及分布方式復雜，影響斑塊穩定性的不確定因素很多（如疏松基質，鈣化的位置及范圍，出血時相、速度及體積等），因此仍需要進行大量的影像及病理學研究觀察斑塊內成分，分析各因素與斑塊穩定性的相關性，從而更好地選擇臨床治療方案。

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The advantages and clinical value of high resolution MRI in evaluating the stability of carotid plaque

MA Yu-rong1， ZHANG Tao2， ZHANG Jing3*

1Gansu University of Traditional Chinese Medicine， Department of Nuclear Magnetic Resonance of the Second Hospital of Lanzhou University， Lanzhou 730000， China

2Peopleˊ s Hospital of Zhongwei， Zhongwei 755000， China

3Department of Nuclear Magnetic Resonance of the Second Hospital of Lanzhou University， Lanzhou 730000， China

*Correspondence to： Zhang J， E-mail： 260570874@qq.com

Received 25 Mar 2016， Accepted 27 May 2016

Carotid atherosclerotic plaque rupture and thrombosis are the independent risk factors of acute ischemic cerebrovascular disease. Timely identification of vulnerable plaque is helpful to prevent the occurrence of stroke， and it can provide the basis for clinical treatment. In recent years， high resolution MRI has become a hot spot in the research of carotid artery screening with its high soft tissue resolution and the advantage of safety. It can well show the important biological characteristics of the plaque， analyze the internal composition and morphology of the patch， identify vulnerable plaque， and evaluate the stability of the plaque. The purpose of this paper is to make a brief summary of the high resolution MR in the identifcation of vulnerable plaque and its clinical application.

Magnetic resonance imaging； Carotid artery atherosclerosis； Vulnerable plaque； Stroke

1.甘肅中醫藥大學（碩士），蘭州大學第二醫院核磁共振科（工作），蘭州 730000

2.中衛市人民醫院，中衛 755000

3.蘭州大學第二醫院核磁共振科，蘭州 730000

張靜，E-mail：260570874@qq.com

2016-03-25接受日期：2016-05-27

R445.2；R743.3

A

10.12015/issn.1674-8034.2016.08.015

馬玉榮， 張濤， 張靜. 高分辨率MRI評價頸動脈斑塊穩定性的優勢及臨床應用價值. 磁共振成像， 2016， 7（8）：630-634.