易損斑塊的影像診斷研究新進展

李妙 綜述 張平洋 審校

(南京醫(yī)科大學附屬南京醫(yī)院 南京市第一醫(yī)院,江蘇 南京210006)

?

易損斑塊的影像診斷研究新進展

李妙 綜述 張平洋 審校

(南京醫(yī)科大學附屬南京醫(yī)院 南京市第一醫(yī)院,江蘇 南京210006)

易損斑塊是一種不穩(wěn)定、易破裂、具有血栓形成傾向的動脈血管病變。它具有特征性的薄弱纖維帽與較大脂質(zhì)核心，是引發(fā)一系列不良心血管事件、威脅患者生命的罪犯斑塊。新興數(shù)據(jù)表明，不良心血管事件的發(fā)生主要由傳統(tǒng)血管造影術無法檢出的不穩(wěn)定斑塊破裂引起。因此，敏感、特異地識別易損斑塊對于降低心血管病患者急性心血管事件發(fā)生率、改善患者治療及預后具有重要意義。近年來，各類侵入性及非侵入性影像學診斷方法的發(fā)展使診斷易損斑塊成為了可能。綜述闡述了易損斑塊的基本概念及病理特點，總結了近年來各類影像學診斷方法的臨床應用價值及其主要的局限性和前景。

動脈粥樣硬化；易損斑塊；影像診斷；新技術

心血管不良事件是導致心血管疾病患者死亡、殘廢的重要原因之一，極大地威脅患者的生命健康。以往研究認為，心血管急性事件的發(fā)生與動脈狹窄程度相關。近年來，越來越多研究發(fā)現(xiàn)，即使在輕中度狹窄的動脈中，發(fā)生急性事件的風險與高度狹窄動脈無異。而動脈內(nèi)易損斑塊的破裂及血栓形成則是急性事件發(fā)生發(fā)展的決定因素。因此，及時準確地診斷易損斑塊成為了近年來研究的熱門。現(xiàn)對動脈粥樣硬化易損斑塊的幾種影像學評估方法予以綜述，為臨床應用提供依據(jù)。

1 易損斑塊病理

易損斑塊又稱不穩(wěn)定性斑塊，是動脈粥樣斑塊的一種觸發(fā)急性心血管疾病發(fā)生的重要因素。其典型病理學特征是纖維帽較薄(厚度<65 μm)，脂質(zhì)核心較大(占病變部位橫截面積>40%)。大量相關性研究[1]表明，纖維帽的厚度和脂質(zhì)核心的大小是粥樣斑塊繼發(fā)破裂的獨立決定因素。此外，巨噬細胞浸潤，炎癥因子的刺激引起局部基質(zhì)金屬蛋白酶分泌增多，降解斑塊處的膠原，導致纖維帽變薄、斑塊不穩(wěn)定以及斑塊內(nèi)正性重構、新生血管出血等因素對于易損斑塊破裂具有一定的作用。除特殊病理特征外，斑塊周圍高的機械應力也是斑塊破裂的決定原因之一。當斑塊內(nèi)部結構無法抵抗外部壓力時，斑塊局部薄弱區(qū)域具有斷裂的風險。因此，影像學診斷易損斑塊，可從力學、形態(tài)學、組織學等多方面入手。

2 超聲評估方法

超聲診斷一直以來被認為是診斷血管病變簡便有效的非侵入性影像學診斷方法。普通二維超聲可以通過測量病變動脈內(nèi)-中膜厚度、觀察粥樣斑塊回聲及形態(tài)學特點，以及在彩色多普勒血流成像下評估動脈狹窄程度等方面診斷動脈硬化。近年來，超聲診斷易損斑塊新興的熱點技術如下。

2.1 超聲速度向量成像

超聲速度向量成像(velocity vector imaging，VVI)是一種具有斑點追蹤特征的超聲心動圖技術，通過實時追蹤算法自動追蹤二維圖像中描記點的位置,可直觀顯示血管壁上任意點的速度參數(shù)，檢測動脈壁的應變及應變率，不受角度和心搏影響，可重復性強，為無創(chuàng)、早期發(fā)現(xiàn)易損斑塊提供新的思路。

Zhang等[2]在60只兔腹主動脈粥樣硬化模型中應用VVI，結果發(fā)現(xiàn)徑向壓力應變(RSp)和周向壓力應變(CSp)值在斑塊破裂組較非破裂組顯著升高，且與斑塊纖維帽厚度、巨噬細胞浸潤情況、平滑肌細胞和膠原蛋白含量密切相關(P<0.01)。預測斑塊破裂的敏感性及特異性分別為:RSp值88.0%、88.6%；CSp值88.6%、92.0%。表明VVI測量的RSp、CSp值可能是預測易損斑塊破裂的一項敏感新指標。Huang等[3]運用VVI聯(lián)合超聲聲學密度定量技術(acoustic densitometory，AD)，在130例頸動脈斑塊的患者體內(nèi)研究斑塊不同區(qū)域的縱向應力性能。結果表明，肩部上游區(qū)域比下游和纖維帽頭部更軟，對壓力抵抗力更弱，是斑塊內(nèi)最容易破裂的區(qū)域。VVI和AD聯(lián)合的方法可用于評估人頸動脈斑塊的機械應力，可能是一種識別不穩(wěn)定性斑塊破裂風險區(qū)域，預測心血管急性事件發(fā)生的非侵入性影像學診斷方法。

現(xiàn)階段的VVI技術基于斑點追蹤技術，而斑點追蹤受到圖像的像素特征如灰度等級的影響，所以任何可以影響灰度等級的因素理論上來說都會對VVI測量的精確性產(chǎn)生影響；且當前超聲成像的空間分辨率不高，不足以測量小動脈壁及小動脈斑塊的壓力應變值，且VVI要求心內(nèi)膜邊界的精確描畫，對操作者水平要求高；所以運用VVI來精確預測、診斷各類動脈疾病中的易損斑塊需要進一步的研究。

2.2 血管內(nèi)超聲成像

血管內(nèi)超聲成像(intravascular ultrasound，IVUS)是一種運用超聲反射振幅成像的侵入性技術?？捎^察斑塊內(nèi)血管的正性重構、測量斑塊負擔、反映病變的形態(tài)學特點。以往研究根據(jù)斑塊在IVUS下回聲特點，將斑塊分為以下四類：(1)“軟斑塊”，回聲比鄰近動脈外膜組織低；(2) “鈣化斑塊”，回聲強于鄰近動脈外膜組織，并伴聲影；(3)“纖維斑塊”，回聲強度介于前二者之間，與鄰近動脈外膜組織相似；(4)“混合性斑塊”，斑塊含有多種回聲特性的組織。與斑塊易損性有關的IVUS特征是：(1)偏心性斑塊；(2)斑塊內(nèi)出現(xiàn)無回聲區(qū)(脂質(zhì)組織積聚有關)；(3)斑塊內(nèi)回聲衰減(纖維組織和脂質(zhì)核心有關)；(4)血栓形成。然而，傳統(tǒng)灰階成像IVUS空間分辨率欠佳，無法進行斑塊成分特征詳細的分析如顯示、測量纖維帽厚度等[4-5]。

最近，一些基于原始聲音信號的新的分析被引入臨床實踐中，包括整合背向散射成像虛擬組織學成像、彈性成像等?？蓪Π邏K的信息進行進一步分析，更深入地了解斑塊的性質(zhì)及機械特性等，為評價斑塊的易損性提供更多的依據(jù)。其中VH-IVUS通過有效的后處理，根據(jù)組織種類用不同顏色對斑塊形態(tài)學進行定性分析，減少了對操作者的依賴性，提高了IVUS空間分辨率。高分辨率的VH-IVUS將斑塊的組成分為：纖維斑塊(暗綠色)、纖維脂質(zhì)斑塊(亮綠色)、壞死核心(紅色)和鈣化斑塊(白色)4種，具有高度敏感性和特異性。有研究發(fā)現(xiàn)，VH-IVUS結果和組織學分析的一致性為87.1%～96.5%[5]。但Thim等[6]在豬冠狀動脈粥樣硬化模型中，發(fā)現(xiàn)VH-IVUS對復雜病變處斑塊脂質(zhì)壞死中心的探測缺乏精確性與可靠性，對VH-IVUS鑒定易損斑塊的能力提出質(zhì)疑。其他運用VH-IVUS技術開展的前瞻性研究[7-8]認為，以下特征：(1)較大斑塊負擔(≥70%)；(2)管腔狹窄(最小管腔面積≤4 mm2)；(3)薄帽纖維斑塊(thin-cap fibroatheroma,TCFA)的出現(xiàn)與隨訪患者并發(fā)不良事件聯(lián)系緊密。據(jù)此認為，VH-IVUS一定程度上具有預測心血管不良事件的能力。

IVUS以其獨特的視角開辟了一條心血管疾病診療的新途徑，在預防急性冠狀動脈事件發(fā)生上具有重大的臨床實踐意義。尤其是應用各種附加技術以后，對冠狀動脈易損斑塊的識別有其獨特的臨床價值。與傳統(tǒng)的“金標準”動脈造影相比，IVUS能提供包括斑塊的血管分布、大小、形態(tài)及性質(zhì)等的圖像信息，能識別軟斑塊和正性重構，準確觀察血管腔的形態(tài)、管壁之間的關系。同時，它對鈣化病變的敏感性和特異性均明顯高于造影，而且可以判斷鈣化在病變中的部位和程度，從而更好地指導臨床治療，成為診斷心血管疾病新的“金標準”[9]。

IVUS主要局限在于：對斑塊成分特征細節(jié)分析不足，鈣化聲影區(qū)無法探測,對病變部位的顯示受聲波角度影響大，對操作者依賴性大，對于區(qū)分脂質(zhì)中心和斑塊內(nèi)出血缺乏特異性。

2.3 血管內(nèi)光聲成像

血管內(nèi)光聲成像(intravascular photo-acoustic imaging，IVPA)是血管內(nèi)超聲的延伸應用，加入組織特異性成像技術。利用不同斑塊成分的吸光光譜差異，進行光學對比成像，可以同時顯示斑塊的形態(tài)特點與組成成分[10]。尤其對脂質(zhì)成分的識別具有的高度化學特異性。在IVPA中，光源向血管組織發(fā)出長度為幾納秒的短激光脈沖輻照，組織吸收輻照出現(xiàn)瞬時壓力升高，這一初始的壓力增高作為聲源，產(chǎn)生一個寬帶的聲波并在組織上傳播。聲波可以被超聲換能器探測，經(jīng)特殊轉換形成圖像。這樣一個超聲介導的，基于光學對比原理技術的最大優(yōu)點在于兼顧超聲良好探測深度與光學吸收的化學特性優(yōu)點。

Jansen等[11]在2011年報道了第1例人類粥樣硬化冠狀動脈體外試驗：運用IVPA和IVUS聯(lián)合的方法，顯示出粥樣斑塊內(nèi)脂質(zhì)分布及鈣化區(qū)域，其結果與隨后的組織學分析結果相符。

因活體血管內(nèi)的血液是一種強散射組織,可顯著降低血管壁的吸光強度，影響成像的圖像品質(zhì)，故現(xiàn)階段的IVPA仍處于臨床前研究階段。未來可通過選擇血液光吸收較低的適合波長范圍等方法，使得在動脈腔內(nèi)應用IVPA成為可能?；铙w內(nèi)應用IVPA仍然是當前研究的熱點之一。

2.4 其他超聲新技術

脈沖輻射力彈性成像(acoustic radiation force impulse imaging，ARFI)是近年來提出的一種無創(chuàng)評估組織彈性的技術，ARFI通過測量聲輻射激勵下組織發(fā)生形變的位移大小，來描述軟組織的機械性能。因軸向位移與組織硬度負相關，軟組織區(qū)域的位移較大，經(jīng)換能器轉換成二維圖像，可反映組織硬度。脂質(zhì)池的存在為纖維覆蓋帽帶來更大的壓力，增加了斑塊破裂的危險，ARFI易于區(qū)分斑塊中軟脂質(zhì)池，為具有大脂質(zhì)壞死中心的易損斑塊診斷提供了依據(jù)。但目前ARFI不能區(qū)分同樣表現(xiàn)為軟組織區(qū)域的斑塊內(nèi)出血與脂質(zhì)池，更廣泛的應用需要更多探索[12]。

2.5 超聲造影

超聲造影(contrast-enhanced ultrasonography，CEUS)是一種根據(jù)斑塊血管新生程度來識別易損斑塊的新技術，斑塊內(nèi)微泡造影劑聚集代表斑塊內(nèi)部新生血管形成。有研究認為，在斑塊組織學特征里，斑塊內(nèi)血管重構及出血預測未來心血管事件敏感度最高，優(yōu)于脂質(zhì)與炎癥。以往研究依據(jù)CEUS下斑塊的增強特點把斑塊分為兩類：Ⅰ類，無強化或局限性強化；Ⅱ類，斑塊核心強化或廣泛性強化。并以病理結果為參考標準，判斷兩類斑塊的新生血管情況。結果顯示，超聲造影可能能夠鑒別新生血管豐富、有潛在易損性的斑塊。新進研究采用分貝(dB-E)值作為衡量增強程度的單位。Faggioli等[13]運用CEUS對準備接受頸動脈內(nèi)膜切除術的患者進行術前評估，結果發(fā)現(xiàn)，dB-E值在有癥狀組顯著高于無癥狀組(P=0.002)；增強的dB-E值與更薄纖維帽(P=0.02)、更明顯炎性浸潤(P=0.03)顯著相關。因此推測，CEUS和dB-E可被用作易損斑塊的標記，預測急性事件的發(fā)生。另一項雙盲研究[14]運用對比量化程序(CQP值)，更加標準、精確、客觀地量化造影劑的吸收程度，結果發(fā)現(xiàn)：與無癥狀組相比，CQP值在有癥狀組中存在更高的傾向，為運用CEUS預測心血管急性事件可能提供了一定的依據(jù)。CEUS的局限在于：(1)使用手持式換能器成像，對操作者手法、水平依賴大。(2)無法檢測鈣化斑塊后方聲影區(qū)情況。(3)各類超聲偽影可能會影響斑塊圖像顯示。

3 光學檢查法

3.1 光學相干斷層成像

光學相干斷層成像(optical coherence tomography，OCT)是目前分辨率最高的血管內(nèi)成像技術，它的原理是以近紅外線為光源，通過比較不同類型組織樣本的反射信號強度、從參考鏡面反射的時間建立光學圖樣分析成像[15]。自從OCT問世以來，在研究易損斑塊鑒定領域一直發(fā)揮著舉足輕重的作用。OCT可提供高分辨率的動脈血管腔內(nèi)影像，準確識別脂質(zhì)池、纖維及鈣質(zhì)成分。

Fang等[16]在兔易損斑塊模型上進行活體實驗，用OCT來顯示易損斑塊的微觀結構。實驗表明：組織學分析結果與OCT測量結果顯著相關，OCT可能是一種可在體內(nèi)探測易損斑塊微觀組織結構的有效方法。早期報道顯示OCT因軸向穿透力低，對于TCFA探測較弱，且人為測量纖維帽厚度，存在很大的主觀性。Wang等[17]繼而發(fā)明一種對TCFA容量評估的計算機算法，使OCT診斷易損斑塊更快速、客觀、可信。Yonetsu等[18]將NIRS和OCT識別易損斑塊的脂質(zhì)成分能力做了對比，結果顯示大的脂質(zhì)中心和薄纖維帽更容易在OCT上顯示。

總之，OCT提供一個清晰、逼真的三維圖像，與低分辨率的IVUS相比，能從微觀的水平顯示斑塊細節(jié)。盡管現(xiàn)在OCT技術的潛能仍處于研究階段，其對于不穩(wěn)定斑塊診斷、指導動脈介入治療，評估動脈支架植入術后血管反應情況等方面具有很大前景。

OCT主要的限制在于：(1)光穿透力有限，故穿透整個血管壁識別壞死核心的能力受限制，可導致假陽性的發(fā)生。在這一點上，IVUS是一種更好的選擇，可顯示冠狀動脈的整體結構，得以更加準確地分辨壞死核心和其他組織。(2)無法評估斑塊負載。 (3) 受血液影響大，成像需要先行沖洗血管，對造影劑和人工制品要求高，這一點可能為腎損傷的患者帶來安全問題。OCT在急性事件發(fā)生之前識別易損斑塊的能力需要更多前瞻性實驗驗證[15]。

3.2 近紅外線光譜法

近紅外線光譜法(near-infrared spectroscopy，NIRS)是一種探測物質(zhì)化學含量在不同領域應用廣泛的技術。因膽固醇具有獨特的近紅外線吸收光譜，這種技術可被用來探測易損冠狀動脈粥樣斑塊的脂質(zhì)核心。Moreno等[19]研究了200例人類動脈標本，報道稱NIRS體外探測脂質(zhì)敏感性及特異性分別為90%和93%；探測纖維帽敏感性及特異性分別為77%和93%，探測炎性細胞浸潤敏感性及特異性分別為84%和89%。隨后，Schultz等[20]報道了NIRS在人體內(nèi)血管中探查斑塊脂質(zhì)核心的安全性、有效性、可重復性。最近，Oemrawsingh等[21]的一項前瞻性研究，在203個穩(wěn)定型心絞痛或急性冠狀動脈綜合征患者非罪犯冠狀動脈內(nèi)運用NIRS探測脂質(zhì)核心斑塊并量化為脂質(zhì)核心負擔指數(shù)(LCBI)，隨訪1年后發(fā)現(xiàn)LCBI高于中位數(shù)的患者發(fā)生心血管急性事件概率較LCBI低的患者顯著升高(16.7% vs 4.0%，P=0.01)，表明NIRS可能是一項預測急性事件的有效方法。

NIRS與IVUS、OCT相比：(1)近紅外激光掃描、回落速度快，可消除心臟運動偽影；(2)導管小，可穿過大部分狹窄的動脈，顯示末端血管情況；(3)具有良好的穿透深度，能穿透血管，不需要在成像時阻塞血管或造影劑沖洗。NIRS主要局限在于它只能提供斑塊組織成分學信息；無法探知斑塊的空間分布情況，提供定量數(shù)據(jù)。目前研究熱點在于：將NIRS與其他提供斑塊結構學信息的方法如冠狀動脈造影、IVUS、OCT等聯(lián)合使用，可以同時獲得斑塊的成分與結構特征。研究[22]證明，在診斷易損斑塊中脂質(zhì)池、脂質(zhì)核心能力上，聯(lián)合IVUS-NIRS方法預測值比單獨應用IVUS(84% vs 66%，P<0.001)及 NIRS(84% vs 65%，P<0.001)更精準。

4 放射學檢查法

4.1 CT及CTA

多排薄層CT技術的出現(xiàn)極大提高了掃描質(zhì)量，結合各種血管重建技術如容積再現(xiàn)、最大密度投影、曲面重建等對血管管腔的狹窄情況、斑塊的性質(zhì)做出更準確診斷。多層螺旋CT對斑塊性質(zhì)診斷主要通過斑塊密度測量，測量CT值有助于鑒別斑塊內(nèi)部成分。以往研究根據(jù)IVUS將斑塊分為三種類型：軟斑塊、纖維斑塊和鈣化斑塊，再運用0.5 mm層厚的多排螺旋CT，測得三種斑塊密度為：軟斑塊密度：(-15～33)HU，纖維斑塊密度：32～130 HU，鈣化斑塊密度：221～1 134 HU，增強的血管腔內(nèi)密度為：174～384 HU，認為CT值大小可用作無創(chuàng)性評估斑塊特點的分析。鑒于手動測量絕對的CT值常因影像和解剖學差異不同影響其準確性，F(xiàn)ujimoto等[23]運用算法軟件Algorithm and phantom validation進行的CT標記法發(fā)現(xiàn)其對壞死核心和纖維區(qū)域的定量分析較CT值法更為精確。

Liu等[24]在最近一項應用多排CT動脈造影技術(MS-CTA)對150例二型糖尿病患者合并冠狀動脈斑塊的前瞻性研究中，根據(jù)斑塊在CTA下形態(tài)學表現(xiàn)先將斑塊分為四型：Ⅰ型，同心圓型斑塊；Ⅱ型，寬基底、邊緣光滑的偏心性斑塊；Ⅲ型，基底狹窄、邊緣粗糙的偏心性斑塊;Ⅳ型，長條形、不規(guī)則形斑塊。在隨后的隨訪中發(fā)現(xiàn)：在并發(fā)急性冠狀動脈事件(如急性冠狀動脈綜合征)的小組中，Ⅲ型斑塊比例明顯高于慢性冠狀動脈事件(穩(wěn)定型心絞痛)組(P<0.01)，Ⅲ型斑塊預測心血管急性事件的敏感性及特異性為63.8%和76.2%。這些結果顯示，CTA可用作二型糖尿病患者冠狀動脈斑塊的穩(wěn)定性評估，可能是一種能預測急性冠狀動脈事件發(fā)生的非侵入性影像學診斷方法。

CT及CTA作為一種非侵入性影像學診斷方法對于斑塊造成的狹窄程度、斑塊的位置、成分、累及范圍等信息較超聲更為豐富，但不足之處主要包括：(1)無法準確鑒別斑塊內(nèi)部不同的組成成分，如纖維帽、脂質(zhì)核心等結構；(2)CT螺旋掃描有偽影，可能導致空間分辨率差，受部分容積效應等影響，密度值存在重疊干擾；(3)CTA需靜脈注射碘作對比增強劑，對碘過敏患者不能使用；(4)電離輻射劑量大，對人體有損害。

4.2 磁共振成像及分子磁共振成像

磁共振通過運用改良線圈提高信噪比，專業(yè)的多重對比加權成像序列包括“亮血”3D-TOF技術、“黑血”(彌散加權像、灌注加權像)技術可提供亞毫米(0.6 mm)的分辨率，可識別斑塊成分以及血管腔內(nèi)部炎性改變。3D-TOF亮血技術是以梯度回波為基礎的成像序列，與相鄰的血管壁相比，管腔內(nèi)相對高信號，可以很好地顯示血管壁上斑塊的鈣化及含有致密膠原的纖維帽，并鑒別斑塊的不穩(wěn)定性纖維帽。黑血技術是指抑制流動的血液信號，使與低信號的血管內(nèi)腔相鄰的血管壁成像更清晰，顯示斑塊成分結構。研究發(fā)現(xiàn)，較厚較穩(wěn)定的纖維帽在3D-TOF上呈現(xiàn)為明亮管腔旁表面光滑的連續(xù)低信號帶，較薄相對不穩(wěn)定的纖維帽在TOF上常常無明顯低信號帶，破裂的纖維帽在TOF及T1WI上呈現(xiàn)不連續(xù)、表面欠規(guī)則的高信號。斑塊內(nèi)出血在磁共振成像的信號特征：早期斑塊內(nèi)出血在TOF及T1WI呈高信號，T2WI呈低信號；陳舊性出血在T1WI、T2WI、TOF上均呈現(xiàn)較高信號；而鈣化成分則在T1WI、T2WI、TOF均呈現(xiàn)低信號[25]。

目前，磁共振研究最新方向是利用靶向分子探針結合磁共振成像技術探測易損斑塊特征，動態(tài)地評估動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展過程。磁共振成像分子影像利用粥樣硬化發(fā)展過程中可能與易損斑塊破裂有關的分子標記(如整合蛋白、基質(zhì)金屬蛋白酶、纖維蛋白)攝取造影劑顯影，對易損斑塊的診斷及預測心血管急性事件具有較高的價值。如利用斑塊內(nèi)巨噬細胞對超微順磁性氧化鐵USPIOS攝入和積聚，引起T2加權信號丟失，在T2WI顯影斑塊內(nèi)巨噬細胞。以及利用與細胞外基質(zhì)蛋白有親和力的GadofluorineM對比劑，顯影含細胞外基質(zhì)較多的纖維帽。各類新型靶向分子標記發(fā)現(xiàn)，對易損斑塊診斷更加敏感：(1)炎癥標記，VCAMs ICAM-1、VCAM-1、P-selectin等；(2)新生血管標記，RGD、Ang-1等；(3)巨噬細胞標記，MSR-A、CB2-R、NGAL等[26-27]。

磁共振成像的優(yōu)點在于，識別組織成分的特異性、無電離輻射，可將形態(tài)學與功能學信息相結合。磁共振及分子磁共振成像可將解剖學和功能學結合，提高對斑塊壞死核心、纖維帽及其他特征的鑒別能力，是目前診斷易損斑塊、篩查高危患者的斑塊破裂最有潛力的非侵入性影像學診斷方法；但其不足之處在于：(1)所需造影劑劑量大，且某些造影劑如Gd可能有腎毒性，對人體健康可能有影響；(2)價格昂貴，用于篩查花費較大。

5 放射性核素檢查法

特殊的放射示蹤因子識別巨噬細胞的技術發(fā)展，使得核素掃描在診斷易損斑塊上具有較強的優(yōu)勢，它可以評價斑塊的結構及細胞成分。葡萄糖是斑塊內(nèi)巨噬細胞的主要能量來源，因此成為放射性核素診斷易損斑塊的分子影像學基礎。18F-FDG是一個可以用PET顯像的代謝探針，針對斑塊內(nèi)巨噬細胞葡萄糖代謝和炎癥浸潤，顯示粥樣病變的不同發(fā)展階段圖像。為了在活體內(nèi)動態(tài)評價動脈粥樣硬化，Zhao等[28]在新西蘭兔模型上用PET/CT測量動脈粥樣硬化不同階段的18F-FDG攝取量，結果表明，在藥物觸發(fā)血栓前，不穩(wěn)定性斑塊組FDG最大標準攝取值(SUVmax)和平均值(SUVmean)高于穩(wěn)定性斑塊組(P<0.001)。而在觸發(fā)血栓事件之后，血栓組的SUVmax和SUVmean高于非血栓組(P<0.001)，18F-FDG攝取量定量分析有望通過識別斑塊內(nèi)炎癥反應程度區(qū)分穩(wěn)定性斑塊及易損斑塊，預測血栓事件發(fā)生和患者的危險分層及指導臨床治療。

大量證據(jù)表明，薄纖維帽的微鈣化增加了應激時斑塊破裂、引發(fā)急性血栓事件的危險。另一種針對鈣化的分子探針18F-NaF[29]為早期發(fā)現(xiàn)斑塊活躍的微鈣化的發(fā)生發(fā)展，預測斑塊破裂提供了新的視角。PET或CT上18F-NaF聚集可作為犯罪斑塊微鈣化形成的標志，且其對鈣化顯影早于CT。此外，18F-FDG與18F-NaF兩個針對斑塊內(nèi)不同生物學過程的分子探針聯(lián)合使用時，可以在斑塊破裂前提供關于動脈粥樣硬化斑塊進展和不穩(wěn)定性的生物學信息，進一步闡明局部炎癥、微鈣化、斑塊破裂與心血管事件的聯(lián)系。18F-FDG與18F-NaF攝取量能否獨立預測斑塊不穩(wěn)定性及未來心血管風險需要更多前瞻性臨床試驗證實。

近幾年發(fā)現(xiàn)，易損斑塊形成與粥樣斑塊內(nèi)巨噬細胞程序性細胞死亡有關，而SPECT或磁共振成像99mTc-DTPA-USPIO-Annexin V聯(lián)合探針法可針對巨噬細胞程序性細胞死亡顯影，提供更多的關于精確定位與識別易損斑塊的信息，今后可成為一種無創(chuàng)性、準確探測易損斑塊的檢測方法[30]。

6 展望

在過去的20年里，各種侵入、非侵入性影像學診斷易損斑塊的方法層出不窮。每種技術的敏感性和特異性各異，每種方法各有優(yōu)缺點。如VH-IVUS可提供斑塊結構的精確描述，卻缺乏空間分辨率；OCT可對纖維帽厚度進行高分辨率的測量，但對血管壁穿透力有限(各方法對比見表1、表2)。目前，任何一項單獨的技術都無法完全準確、可靠地用于易損斑塊的診斷。所以，將不同影像學診斷方法結合應用，可揚長避短，如聯(lián)合IVUS與OCT，可以大大提高診斷易損斑塊的準確率。在早期預測心血管不良事件發(fā)生，不同患者的危險程度分層，指導臨床診療方法，為不同情況的患者單獨制定切實的治療方案等方面具有良好的應用前景。

表1 侵入性影像學診斷方法對比

注：VH=模擬組織學;CA=臨床應用;CS=臨床研究階段;PCS=臨床前研究;“++”=優(yōu)秀；“+”=良好；“±”=可能適用；“-”=無法探測[10]

表2 非侵入性影像學診斷方法優(yōu)缺點

[1] Akyildiz AC，Speelman L，van Brummelen H，et al.Effects of intima stiffness and plaque morphology on peak cap stress[J].Biomed Eng Online,2011,10:25.

[2] Zhang L，Liu Y，Zhang PF，et al.Peak radial and circumferential strain measured by velocity vector imaging is a novel index for detecting vulnerable plaques in a rabbit model of atherosclerosis[J].Atherosclerosis,2010,211(1):146-152.

[3] Huang XZ，Wang ZY，Dai XH，et al.Velocity vector imaging of longitudinal mechanical properties of upstream and downstream shoulders and fibrous cap tops of human carotid atherosclerotic plaque[J].Echocardiography,2013,30(2):211-218.

[4] Garcia-Garcia HM，Gogas BD，Serruys PW，et al.Ivus-based imaging modalities for tissue characterization:similarities and differences[J].Int J Cardiovasc Imaging,2011,27(2):215-224.

[5] Batty JA，Subba S，Luke P，et al.Intracoronary imaging in the detection of vulnerable plaques[J].Curr Cardiol Rep,2016,18(3):28.

[6] Thim T，Hagensen MK，Wallace-Bradley D，et al.Unreliable assessment of necrotic core by virtual histology intravascular ultrasound in porcine coronary artery disease[J].Circ Cardiovasc Imaging,2010,3(4):384-391.

[7] Cheng JM，Garcia-Garcia HM，de Boer SP，et al.In vivo detection of high-risk coronary plaques by radiofrequency intravascular ultrasound and cardiovascular outcome:results of the atheroremo-ivus study[J].Eur Heart J,2014,35(10):639-647.

[8] Stone GW，Maehara A，Lansky AJ，et al.A prospective natural-history study of coronary atherosclerosis[J].N Engl J Med,2011,364(3):226-235.

[9] 李曉靜，陳曉敏.血管內(nèi)超聲在冠狀動脈易損斑塊中的應用研究[J].現(xiàn)代實用醫(yī)學，2011,23(12):1417-1419.

[10] Jansen K，van Soest G，van der Steen AFW.Intravascular photoacoustic imaging:a new tool for vulnerable plaque identification[J].Ultrasound Med Biol,2014,40(6):1037-1048.

[11] Jansen K，van der Steen AF，van Beusekom HM，et al.Intravascular photoacoustic imaging of human coronary atherosclerosis[J].Opt Lett,2011,36(5):597-599.

[12] Doherty JR，Dumont DM，Trahey GE，et al.Acoustic radiation force impulse imaging of vulnerable plaques:a finite element method parametric analysis[J].J Biomech,2013,46(1):83-90.

[13] Faggioli GL，Pini R，Mauro R，et al.Identification of carotid ’vulnerable plaque’ by contrast-enhanced ultrasonography:correlation with plaque histology，symptoms and cerebral computed tomography[J].Eur J Vasc Endovasc Surg,2011,41(2):238-248.

[14] Hjelmgren O，Holdfeldt P，Johansson L，et al.Identification of vascularised carotid plaques using a standardised and reproducible technique to measure ultrasound contrast uptake[J].Eur J Vasc Endovasc Surg,2013,46(1):21-28.

[15] Vignali L，Solinas E，Emanuele E.Research and clinical applications of optical coherence tomography in invasive cardiology:a review[J].Curr Cardiol Rev,2014,10(4):369-376.

[16] Fang Y，Hu S，Hou J，et al.Validation of a new animal model of vulnerable plaques by intravascular optical coherence tomography in vivo[J].J Biomed Biotechnol,2012,2012:469726.

[17] Wang Z，Chamie D，Bezerra HG，et al.Volumetric quantification of fibrous caps using intravascular optical coherence tomography[J].Biomed Opt Express,2012,3(6):1413-1426.

[18] Yonetsu T，Suh W，Abtahian F，et al.Comparison of near-infrared spectroscopy and optical coherence tomography for detection of lipid[J].Catheter Cardiovasc Interv,2014,84(5):710-717.

[19] Moreno PR，Lodder RA，Purushothaman KR，et al.Detection of lipid pool，thin fibrous cap，and inflammatory cells in human aortic atherosclerotic plaques by near-infrared spectroscopy[J].Circulation,2002,105(8):923-927.

[20] Schultz CJ，Serruys PW，van der Ent M，et al.First-in-man clinical use of combined near-infrared spectroscopy and intravascular ultrasound:a potential key to predict distal embolization and no-reflow?[J].J Am Coll Cardiol,2010,56(4):314.

[21] Oemrawsingh RM，Cheng JM，Garcia-Garcia HM，et al.Near-infrared spectroscopy predicts cardiovascular outcome in patients with coronary artery disease[J].J Am Coll Cardiol，2014,64(23):2510-2518.

[22] Kang SJ，Mintz GS，Pu J，et al.Combined ivus and nirs detection of fibroatheromas:histopathological validation in human coronary arteries[J].JACC Cardiovasc Imaging,2015,8(2):184-194.

[23] Fujimoto S，Kondo T，Kodama T，et al.A novel method for non-invasive plaque morphology analysis by coronary computed tomography angiography[J].Int J Cardiovasc Imaging，2014,30(7):1373-1382.

[24] Liu D，Jia H，Liu W，et al.Value of multi-detector computed tomography angiography in predicting acute cardiac events in patients with type 2 diabetes[J].Exp Ther Med,2014,7(4):917-922.

[25] Hatsukami TS，Yuan C.MRI in the early identification and classification of high-risk atherosclerotic carotid plaques[J].Imaging Med,2010,2(1):63-75.

[26] te Boekhorst BC，Bovens SM，Hellings WE，et al.Molecular mri of murine atherosclerotic plaque targeting NGAL:a protein associated with unstable human plaque characteristics[J].Cardiovasc Res，2011,89(3):680-688.

[27] te Boekhorst BC，van Tilborg GA，Strijkers GJ，et al.Molecular MRI of inflammation in atherosclerosis[J].Curr Cardiovasc Imaging Rep,2012,5(1):60-68.

[28] Zhao QM，Zhao X，F(xiàn)eng TT，et al.Detection of vulnerable atherosclerotic plaque and prediction of thrombosis events in a rabbit model using 18f-fdg -pet/ct[J].PLoS One,2013,8(4):e61140.

[29] Chen WG，Dilsizian V.Targeted PET/CT imaging of vulnerable atherosclerotic plaques:microcalcification with sodium fluoride and inflammation with fluorodeoxyglucose[J].Curr Cardiol Rep,2013,15(6):364.

[30] Cheng D，Li X，Zhang C，et al.Detection of vulnerable atherosclerosis plaques with a dual-modal single-photon-emission computed tomography/magnetic resonance imaging probe targeting apoptotic macrophages[J].ACS Appl Mater Interfaces,2015,7(4):2847-2855.

Progress of Imaging Methods in Diagnosis of Vulnerable Plaques

LI Miao,ZHANG Pingyang

(DepartmentofCardiovascularUltrasound，NanjingFirstHospitalAffiliatedtoNanjingMedicalUniversity，Nanjing210006,Jiangsu,China)

“Vulnerable plaque” is defined as a vascular lesion which is unstable and highly thrombogenic.It has the characteristic of thin fibrous cap and a large lipid-rich core，which may result in life-threatening major adverse cardiovascular events (MACE).Emerging data suggest that MACE mainly attributable to the rupture of vulnerable plaques that are usually not visible by conventional angiography.Therefore，sensitive and specific identification of vulnerable plaque for reducing the prevalence of MACE，improving treatment and prognosis in patients with cardiovascular disorders is of great significance.Recently，several invasive and non-invasive technologies have been developed to diagnose vulnerable plaques.This review describes the basic definition of vulnerable plaque together with its pathological features，summarizes the clinical-application values，major limitations and future prospects of various imaging methods respectively.

Atherosclerosis;Vulnerable plaque;Imaging diagnosis;New technology

南京市科技發(fā)展計劃項目(201503021)

李妙(1993—)，住院醫(yī)師，碩士，主要從事心血管超聲評價易損斑塊研究。Email:lim0806@foxmail.com

張平洋(1965—)，主任醫(yī)師，教授，醫(yī)學博士，博士生導師，主要從事心血管病超聲影像學研究。 Email:zhpy28@hotmail.com

R972+.6

A 【DOI】10.16806/j.cnki.issn.1004-3934.2016.06.013

2016-05-24

2016-06-05