冠狀動脈粥樣硬化斑塊的影像學成像方法及相應(yīng)的優(yōu)缺點

陳桂浩綜述，楊躍進審校

綜述

冠狀動脈粥樣硬化斑塊的影像學成像方法及相應(yīng)的優(yōu)缺點

陳桂浩綜述，楊躍進審校

急性心肌梗死繼發(fā)于不穩(wěn)定冠狀動脈粥樣硬化斑塊（CAP）的破裂及隨之的血栓形成。因此，準確地評估斑塊的結(jié)構(gòu)及成分以判斷其是否穩(wěn)定,對預(yù)防急性心肌梗死的發(fā)生有著重要的意義。本文綜述了血管內(nèi)超聲(IVUS)、光學相干斷層掃描技術(shù)（OCT）、多層螺旋計算機斷層攝影術(shù)（MSCT）、磁共振成像（MRI）、核素顯像及血管鏡等評估CAP情況的方法及其相應(yīng)的優(yōu)缺點。

綜述；冠狀動脈疾??；心臟影像技術(shù)

目前心血管疾病仍是世界上最主要的死因[1]，盡管作為金標準的冠狀動脈造影（CAG）可以診斷冠狀動脈狹窄，但其會漏診一些并不引起冠狀動脈狹窄但卻可能致命的冠狀動脈粥樣硬化斑塊（CAP）[2]。這些不穩(wěn)定斑塊具有破裂并引起冠狀動脈阻塞的高風險，因此采取CAG以外的方法以評估CAP的情況便顯得格外重要[3]。本綜述將簡要地介紹這些方法及其相應(yīng)的優(yōu)缺點。

1 不同成像方法及其優(yōu)缺點

1.1 血管內(nèi)超聲（IVUS）

IVUS的原理是通過回聲的強弱及均勻度來判斷CAP的性質(zhì)。IVUS以常規(guī)的導管技術(shù)為基礎(chǔ)，將固定于導管前端的可旋轉(zhuǎn)微型超聲探頭送入冠狀動脈內(nèi)，進而全方位（360°）獲得血管壁全層 （內(nèi)膜、中膜及外膜）的高分辨率橫軸面影像。IVUS可以測量斑塊面積、纖維帽厚度、脂質(zhì)核的大小及組分、營養(yǎng)血管情況、鈣化類型、管腔大小、管壁的正性及負性重構(gòu)以及斑塊表面有無血栓。根據(jù)聲學的特點，斑塊可分為4種，即軟斑塊，纖維斑塊，鈣化斑塊及混合性斑塊[4]。

IVUS敏感性比CAG高，可檢出 CAG正?；颊叩碾[匿性病變。Erbel等[5]的研究表明，CAG 判斷為正常的患者在行IVUS檢查時有48% 存在程度不同的粥樣硬化性病變。Tuzcu等[6]對138 例患者同時行CAG和IVUS檢查, 發(fā)現(xiàn)CAG對冠狀動脈鈣化性斑塊的檢出率較低，僅為IVUS的45%。由于IVUS的敏感性高，其可用于他汀逆轉(zhuǎn)斑塊的效果的監(jiān)測。Banach等[7]的一項Meta分析提示，他汀治療可有效減小斑塊的體積。

IVUS在判斷斑塊是否穩(wěn)定上有一定的優(yōu)勢。不穩(wěn)定斑塊的聲學特征為：脂核大；低回聲的偏心脂質(zhì)斑塊；斑塊面積較大；管腔狹窄明顯，存在嚴重的正性重構(gòu)；存在表淺型鈣化、點狀鈣化[8]。也有學者認為, IVUS上若發(fā)現(xiàn)斑塊中的無回聲區(qū)（即脂質(zhì)核心）的面積＞ （4.1±3.2） mm2或無回聲區(qū)與斑塊面積的比率超過（38.5±17.1）%，同時纖維帽厚度＜0.7 mm，就可以診斷為不穩(wěn)定斑塊[9]。但由于檢測脂質(zhì)的敏感性不高，分辨率（最小的分辨率為100 μm）不足以檢測出較薄的纖維帽，IVUS并不是判斷斑塊是否穩(wěn)定的理想方法。

運用IVUS對CAP進行成像有一些不足有待克服。第一，IVUS分辨率有限，無法準確測定纖維帽厚度。第二，由于受超聲探頭大小的限制，IVUS的應(yīng)用范圍有一定的局限性，管徑較小或血管存在嚴重狹窄時則不運用IVUS。第三,IVUS目前并不能很好地區(qū)分高回聲斑塊和急性血栓。最后，由于IVUS的有創(chuàng)性, 目前指南并不推薦其用于常規(guī)的篩查[10]。

1.2 光學相干斷層掃描技術(shù)（OCT）

OCT是一種以光學為基礎(chǔ)的成像方式。與IVUS類似,OCT探針安裝在冠狀動脈導管上，旋轉(zhuǎn)探針360 °便可全方位獲得管壁全層的影像。其檢查活體組織時有超高的空間分辨率（10～20μm ），比IVUS高近10倍[4]。組織病理學提示，OCT能比IVUS更準確地反映管壁的情況。

OCT由于空間分辨率高,可清晰地顯示斑塊內(nèi)的巨噬細胞團塊和滋管血管以及斑塊上纖維帽的厚度，是診斷薄帽的纖維粥樣斑塊的金標準[11]。斑塊內(nèi)的巨噬細胞大小為30～50μm，而OCT的空間分辨率為10～20 μm。因此，OCT檢測反映斑塊內(nèi)炎癥的巨噬細胞的特異性及敏感性都達到100%。OCT是當下測量纖維帽厚度的主要方法，而纖維帽的厚度與斑塊的穩(wěn)定與否高度相關(guān)[12]。有學者認為，除了鈣化斑塊外，OCT與IVUS相比，可以更準確的檢測和分類斑塊。IVUS雖在檢測鈣化斑塊時比較準確，但對軟斑塊的價值較為有限且不能區(qū)分脂質(zhì)斑塊和纖維成分。另外，在區(qū)分管壁是否正常上，OCT與IVUS相比準確性更高。

OCT在CAP的成像上也有一定的限制，OCT檢查時必須用球囊阻斷血流，容易引起組織缺血及心律失常。此外，OCT的穿透性只有 1～2 mm ,不能可靠的探測血管壁的中膜和外膜。由于OCT為有創(chuàng)檢查，導致其較難用于常規(guī)的篩查。

1.3 多層螺旋計算機斷層攝影術(shù)（MSCT）

X線在通過不同的組織時衰減率有所不同。利用這一原理，計算機斷層攝影術(shù)（CT）可以區(qū)分脂肪、纖維和鈣化組織。MSCT與單層螺旋CT的主要區(qū)別在于，單層螺旋CT的檢測器一次只能采集一層投影數(shù)據(jù)，而MSCT的檢測器可以同時采集多層投影數(shù)據(jù)。另外，MSCT掃描覆蓋范圍更大，掃描時間更短，Z軸分辨率更高，得到的三維重建圖像更好。MSCT可以顯示斑塊所在位置的管壁增厚、血管壁CT值的變化及管壁的鈣化。根據(jù)斑塊中不同成份對應(yīng)的CT值, MSCT將斑塊分為與IVUS 相似的4類, 即軟斑塊、纖維性斑塊、鈣化性斑塊和混合型斑塊。

MSCT作為無創(chuàng)性檢查，在對易損斑塊的篩查方面有一定的優(yōu)勢。MSCT檢查中，易損斑塊的特征為：斑塊體積大，存在正性重構(gòu)，有細小斑點狀鈣化，有指環(huán)征[13]。Motoyama等[14]認為，通過這些特點，對排除不穩(wěn)定斑塊的陰性預(yù)測值可達100%。

目前，MSCT血管造影是臨床上排除冠狀動脈疾病的一線檢查方法。對于診斷不明確的冠狀動脈疾病，MSCT血管造影有很高的陰性預(yù)測值。在大型多中心前瞻臨床試驗中，MSCT血管造影對冠狀動脈疾病的診斷敏感性與有創(chuàng)的血管造影相當[15]。

血流儲備分數(shù)（FFR）是指冠狀動脈狹窄時血管的最大血流量與假設(shè)不存在管腔狹窄時血管的的最大血流量。FFR現(xiàn)已成為確定冠狀動脈狹窄是否存在功能缺血的金標準，是導管室內(nèi)的一種必備工具，可在幾乎所有擇期血管造影術(shù)中輔助做出是否進行血運重建的決定。FFR-CT在不需要額外接受輻射或添加藥物的情況下，一次掃描便可提供三支血管上任何一個點的FFR。已有研究表明，F(xiàn)FR-CT得出結(jié)論的可靠性得到傳統(tǒng)的有創(chuàng)性FFR的驗證[16]。

MSCT作為一種無創(chuàng)性評估冠狀動脈粥樣硬化病變的有效方法, 也具有一定得局限性。第一，MSCT的空間分辨率不夠高（約400μm），不能用于測量薄的纖維帽。第二，盡管MSCT的時間分辨率已經(jīng)很高，但相對于心動周期來說仍然偏低, 以致檢查結(jié)果中心臟和冠狀動脈仍存在運動偽影。第三，MSCT的圖像準確區(qū)分斑塊的脂質(zhì)和纖維成份有一定困難[17]。第四，當患者的體重指數(shù)大于40 kg/m2時，準確率會有所下降[18]。最后，由于CT檢查具有輻射性，不能連續(xù)多次進行檢查。

1.4 磁共振成像（MRI）

MRI的軟組織分辨率和空間分辨率都很高。通過黑血技術(shù)，MRI能夠評價CAP的體積和成分。斑塊成分成像的主要原理是不同的組織有不同的T1和T2值。由于斑塊內(nèi)的脂質(zhì)核主要是由膽固醇和膽固醇酯以固態(tài)結(jié)晶或液態(tài)結(jié)晶的方式組成的，因此相對于纖維帽和正常內(nèi)膜，其有更短的T2。因為對比劑在不同組織中吸收以及存留的時間有差別, 因此MRI可以很好地區(qū)分斑塊和周圍血管壁等結(jié)構(gòu), 甚至可顯示纖維帽和脂核，評估斑塊的易損性[12]。利用對比劑選擇性地增強某種斑塊特定成分的信號，MRI可能對斑塊不同成分進行識別。使用釓對比劑有利于評估纖維帽及富脂的壞死中心，適用于早期硬化患者[19]。超順磁性氧化鐵微粒子由于與纖維成分具有很強的親和力，可對易損斑塊纖維帽表面裂隙中的血栓成分進行顯像，主要用于有破損的進展期斑塊的成像[20]。MRI可對動脈管腔和動脈管壁進行顯影，在分析斑塊的組織與形態(tài)學特征的同時，也可分析管腔的狹窄程度。由于MRI沒有輻射性，在理論上允許進行多次的評估斑塊的情況。

MRI是一種非侵襲性、無電離輻射的成像方法，可對斑塊進行連續(xù)多次的動態(tài)觀察。但目前MRI對CAP的顯示多限于冠狀動脈主干的近段，臨床上要實現(xiàn)廣泛應(yīng)用仍有困難。一方面是因為冠狀動脈血管分支較細, 且走行方向變化較多, 另一方面是因為動脈和心臟兩者都在不停地運動, 而目前MRI成像的速度又不夠快, 導致最終形成的圖像質(zhì)量不太穩(wěn)定。

1.5 核素顯像

核素斑塊成像的原理是放射性藥物引入人體，會聚集于斑塊內(nèi)的某種細胞或與特定的細胞受體結(jié)合，因示蹤劑聚集的地方與其它地方有濃度差異，其發(fā)出的γ射線便有放射性濃度差，這些差異可被探測到并通過計算機成像。核素顯像包括單光子發(fā)射計算機斷層成像術(shù)（SPECT）和正電子發(fā)射斷層成像術(shù)（PET）兩種，由于其敏感性及無創(chuàng)性，其在判斷斑塊是否穩(wěn)定上有一定的前景[4]。

急性心肌梗死死亡的患者中，罪犯血管斑塊（即不穩(wěn)定斑定）內(nèi)的炎癥細胞濃度比穩(wěn)定斑塊中的明顯增加[21]。而炎癥細胞如巨噬細胞代謝旺盛，PET便可通過示蹤劑18氟代脫氧葡萄糖（18F-FDG）來評估斑塊內(nèi)炎癥的情況[22]。有研究提示，18F-FDG活性是心血管事件的獨立預(yù)測因子[23]。但由于血管的不斷移動，導致PET成像質(zhì)量不理想。另外，PET空間分辨率不高，容積效應(yīng)明顯[24]，假陽性或假陰性會較高。目前在SPECT中，已有多種示蹤劑可用于評估CAP病理生理過程如細胞的凋亡，脂蛋白的聚集、炎癥細胞的浸潤、斑塊內(nèi)的血管生成等[25]，可見SPECT對斑塊穩(wěn)定性的評估有著一定的潛力。

1.6 血管內(nèi)鏡

血管內(nèi)鏡是通過光鏡將得到的畫像借助導光纖維傳到顯示器上，操作者再通過電視的顯示屏對血管腔的情況進行觀察。借助冠狀動脈內(nèi)鏡，操作者可直接觀察斑塊的表面以及管腔內(nèi)的結(jié)構(gòu)；在評估斑塊顏色的同時，也可以判斷斑塊是否有破裂，內(nèi)膜撕裂及血栓形成等并發(fā)癥。血管鏡下血管壁包括白色、淺黃色、黃色及黃黑色等，分別為0、1、2及3分，斑塊分數(shù)越高，發(fā)生破裂的可能性越大[26]。組織學上, 黃色斑塊中富含膽固醇結(jié)晶伴有薄的纖維帽, 在管腔狹窄位置由于剪力的增加很容易破裂, 因此是不穩(wěn)定斑塊。因為白色斑塊的纖維帽較厚, 不容易破裂, 是穩(wěn)定斑塊。

血管鏡判斷斑塊是否穩(wěn)定主要依賴于斑塊的顏色，只能間接地反映斑塊內(nèi)脂質(zhì)核的大小，難免會有誤差[27]；而且并非所有黃色的斑塊都會破裂，也并非所有的白色斑塊都不會破裂?？紤]到不同操作者對管腔內(nèi)壁顏色具有主觀性，Ishibashi等[28]和Okada等[29]兩個團隊設(shè)計了比較客觀的比色法以對血管內(nèi)壁的顏色進行較為客觀的分析。

血管鏡的局限性在于是采集圖像時需要阻斷血流, 而且只適應(yīng)于管徑較大的血管（＞2 mm）。另外, 血管鏡只能評價血管腔的表面, 不能測量纖維帽的厚度及判斷脂質(zhì)的成分。

2 結(jié)論與展望

IVUS、OCT、MSCT、MRI、核素顯像、血管鏡與傳統(tǒng)的CAG相比, 可以提供更多關(guān)于CAP的信息，讓臨床醫(yī)生在更清楚地觀察血管和斑塊的同時，還可以識別斑塊的成分，判斷斑塊是否穩(wěn)定以預(yù)防急性冠狀動脈事件的發(fā)生。由于這些方法相互補充，各有優(yōu)劣，目前尚無特定的方法被公認為評估CAP穩(wěn)定性的金標準。IVUS 和OCT分析CAP成分上具有很大的優(yōu)勢, 但兩者皆屬于有創(chuàng)性檢查，在臨床上應(yīng)用較為有限。隨著空間及時間分辨率的不斷提高，無創(chuàng)的MSCT將來有望成為檢測CAP的主要手段。隨著MRI技術(shù)的發(fā)展，作為另一個無創(chuàng)的方法，MRI由于其不具有輻射性，在檢測CAP方面也有很大的潛在價值。

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2016-12-06）

（編輯：王寶茹）

中國醫(yī)學科學院醫(yī)學與健康科技創(chuàng)新工程（2016-I2M-1-009）

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陳桂浩 博士研究生 主要從事心血管病學研究 Email:guihaochen123@126.com 通訊作者：楊躍進 Email:yangyjfw@126.com

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1000-3614（2017）06-0622-03

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