基于CT、MRI評估斑塊成分及穩(wěn)定性在早期血管源性疾病中的診斷價值

賈琳琳，陳宏海，沙琳，楊超

動脈粥樣硬化斑塊作為影響血管疾病的危險因素越來越受關(guān)注，臨床常用動脈管腔狹窄程度來評估動脈粥樣硬化斑塊病變的嚴(yán)重性，但研究發(fā)現(xiàn)，動脈管腔狹窄程度并不是評價動脈粥樣硬化斑塊病變嚴(yán)重性的最有效指標(biāo)[1]。現(xiàn)階段大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為反映動脈粥樣硬化斑塊病變嚴(yán)重性的指標(biāo)應(yīng)是斑塊自身的生物學(xué)穩(wěn)定性，不穩(wěn)定的斑塊更易破裂及出血，導(dǎo)致血管閉塞。CT掃描速度快、后處理功能強(qiáng)大、具有較高的空間和時間分辨率；MRI軟組織分辨率高，能清楚顯示血管壁結(jié)構(gòu)，無輻射損傷[2]。現(xiàn)對CT、MRI技術(shù)在檢測斑塊成分及穩(wěn)定性的應(yīng)用做一綜述。

1 CT

多層螺旋具有CT掃描速度快，覆蓋范圍廣的特點(diǎn)，能在較短時間內(nèi)實現(xiàn)圖像重建，此外，對鈣化成分敏感度較高[3]，能夠辨別細(xì)微密度的差別。

1.1 多層螺旋CT血管造影

多層螺旋C T 血管造影(multi-slice helical CT angiography，MSCTA)成像速度快，具有較好的組織分辨能力。不僅可以檢測動脈狹窄程度及管壁情況，還可以通過CT值來評價斑塊成分，如纖維、脂質(zhì)、鈣化[4]等，De Weert等[5]總結(jié)比較斑塊CT值與病理組織學(xué)結(jié)果，將CT值HV＜60 HU定義為以脂質(zhì)成分為主的斑塊，60＜HV＜130 HU為以纖維組織成分為主的斑塊，HV＞130 HU為以鈣化成分為主的斑塊。斑塊成分影響其穩(wěn)定性，鈣化斑塊的纖維帽較厚，脂質(zhì)核心較小，炎癥反應(yīng)輕，所以其較穩(wěn)定、不易破裂，而軟斑塊內(nèi)部細(xì)胞外膽固醇含量高，脂質(zhì)核心大，覆蓋斑塊的纖維帽薄，炎癥反應(yīng)重，所以其不穩(wěn)定、易破裂[6-7]。脂質(zhì)核心的大小是易損性斑塊的重要預(yù)測因子之一，較多脂質(zhì)積聚使得斑塊穩(wěn)定性減低[8-10]。姚易明等[11]采用斑塊半自動定量分析方式對斑塊成分進(jìn)行定量分析，可以判斷脂質(zhì)百分比易損斑塊高于穩(wěn)定性斑塊，鈣化百分比易損斑塊低于穩(wěn)定性斑塊。

冠狀動脈CT血管成像(coronary CT angiography，CCTA)在顯示斑塊內(nèi)組織成分的同時鑒別可能導(dǎo)致不良心臟事件的不穩(wěn)定斑塊，有研究顯示脂質(zhì)斑塊和纖維斑塊患者發(fā)生不良心臟事件的風(fēng)險明顯升高[12]，通過綜合分析冠狀動脈的管腔狹窄程度和斑塊性質(zhì)可提高不良心臟事件的預(yù)測效能。

1.2 雙源CT

隨著現(xiàn)代螺旋CT的發(fā)展，雙源CT (dual-source CT，DSCT)雙能量成像技術(shù)得以實現(xiàn)。雙能量成像就是利用高密度物質(zhì)在不同能量的x線條件下能量對其衰減的程度不同的原理進(jìn)行成像[13]。DSCT采用兩套球管(探測器系統(tǒng))，旋轉(zhuǎn)0.33 s所能達(dá)到的時間分辨率可達(dá)82.5 ms[14]，使患者不必控制心率，就可以獲得比以往更好的心臟圖像，目前被廣泛應(yīng)用于冠狀動脈病變的檢查。劉征等[15]在評估斑塊性質(zhì)時以冠狀動脈造影(coronary arteriography，CAG)為標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)DSCT在判斷混合斑塊所引起狹窄程度時與其具有高度一致性，而對非鈣化斑塊引起的狹窄，具有中度一致性，說明非鈣化斑塊的CT值越低，DSCT顯示的敏感性越低。王執(zhí)兵等[16]也發(fā)現(xiàn)DSCT可有效區(qū)分斑塊的性質(zhì)，其中對軟斑塊的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值達(dá)到92.83%、93.33%、97.78%和80.46%，仍有待進(jìn)一步提高。但謝曉潔等[17]指出，DSCT目前僅能夠區(qū)分斑塊是否鈣化，但對其是否有脂質(zhì)核心及纖維帽等具體特征的診斷仍然具有一定困難。

1.3 能譜CT

能譜CT通過單源瞬時kVp切換技術(shù)，在極短時間內(nèi)完成高低能量的切換，任何物質(zhì)的X線吸收系數(shù)都可由任意兩種基物質(zhì)的吸收系數(shù)決定，因此，任何一種物質(zhì)的衰減都可轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生同樣衰減的兩種物質(zhì)的密度，根據(jù)已知基物質(zhì)的吸收系數(shù)就可以計算出其空間分布和密度，從而實現(xiàn)原始物質(zhì)的分離與定量分析[18-19]。

與常規(guī)CTA相比，能譜CT通過單能量技術(shù)使得目標(biāo)血管的信噪比達(dá)到最高，同時提高血管內(nèi)CT值，單能量圖像配合MARs技術(shù)能夠有效的去除鈣化偽影及金屬偽影，提高對血管斑塊及狹窄程度評估的準(zhǔn)確性[20]。Wintermark等[21]通過比較活體頸動脈CTA圖像與離體標(biāo)本Micro CT圖像，發(fā)現(xiàn)纖維成分平均CT值為(46.40±19.90) HU，此與脂質(zhì)核與出血和(或)血栓形成成分存在一定重疊；鈣化成分平均CT值為(256.70±30.20) HU，與出血和(或)血栓形成成分也有重疊，故對由多種成分混合組成的斑塊CT易出現(xiàn)誤判，因此用CT值區(qū)分脂質(zhì)和纖維斑塊準(zhǔn)確性較低。據(jù)研究，脂質(zhì)斑塊與脂肪相似，其能譜曲線為上升型；纖維組織斑塊成分與肌肉相近，其能譜曲線呈緩慢下降型；鈣化斑塊成分與骨骼相近，其能譜曲線呈快速下降型[22-23]。劉良進(jìn)等[22]對所得能譜曲線、有效原子序數(shù)進(jìn)行定量分析，結(jié)果顯示，鈣化斑塊及混合斑塊內(nèi)3種成分的能譜曲線斜率及有效原子序數(shù)由高至低依次為：鈣化斑塊>纖維基質(zhì)成分斑塊>血栓樣組織成分斑塊＞脂質(zhì)斑塊，因此結(jié)合CT值及能譜CT量化參數(shù)能夠更準(zhǔn)確的評估斑塊成分。

能譜CT在提高圖像質(zhì)量、降低輻射劑量、精確分析斑塊成分上都有很大進(jìn)展，可早期提示含有易損性脂質(zhì)成分及血栓樣組織的不穩(wěn)定斑塊[24]。

1.4 CT功能成像

腦CT灌注成像可以清晰的觀察患者腦血流量情況，與CT血管成像相結(jié)合對頸動脈狹窄與閉塞的診斷更加準(zhǔn)確，可用于評估責(zé)任血管管腔情況[25]。另無創(chuàng)性CT血流儲備分?jǐn)?shù)(CT-fractional flow reserve，CT-FFR)評價具有良好的應(yīng)用前景，斑塊中鈣化成分的占比會對CT-FFR評價心肌缺血產(chǎn)生影響，可提高CCTA診斷冠狀動脈缺血性狹窄的準(zhǔn)確性[26-27]。

2 MRI

高場強(qiáng)MRI具備高切換率及高梯度場強(qiáng)，一方面可以縮短回波間隙、加快信號采集速度，另一方面具有更高的信號噪聲比，提高圖像質(zhì)量[28]，可以識別動脈斑塊的成分[29-30]。較CT可以更早期發(fā)現(xiàn)細(xì)微的病變組織，對于梗死、出血部位鄰近組織病變代謝物的生化成分顯示較好。

2.1 斑塊分型

美國心臟協(xié)會(American Heart Association，AHA)根據(jù)粥樣硬化斑塊的病理分型[31]，將斑塊分為8型：Ⅰ～Ⅱ型，動脈壁厚度接近正常，無鈣化；Ⅲ型，彌漫性內(nèi)膜增厚或者不定形無鈣化斑塊；Ⅳ～Ⅴ型，斑塊纖維組織周圍有脂質(zhì)或壞死核心，可能伴有鈣化；Ⅵ型，伴有表面缺損、出血、血栓等的復(fù)雜斑塊；Ⅶ型，鈣化斑塊；Ⅷ型，無脂質(zhì)核的纖維化斑塊，可伴有小的鈣化。MRI多重對比序列可以識別動脈粥樣硬化損害區(qū)的脂質(zhì)核、纖維帽、出血以及鈣化成分等，為分型提供依據(jù)。

2.2 成像特點(diǎn)

脂質(zhì)成分在三維時間飛躍技術(shù)(three-dimensional time of light，3D-TOF)像上呈等信號，T1加權(quán)成像(T1 weighted image，T1WI)、質(zhì)子密度成像(proton density weighted image，PDWI)上多為等信號或稍低信號，T2加權(quán)成像(T2 weighted image，T2WI)上呈稍低信號[32]。纖維帽在T1WI上表現(xiàn)為等信號，3D-TOF上呈低信號，T2WI上呈稍高信號[33]；出血隨著時間的推移表現(xiàn)出不同的信號的特征，早期在T1WI上為高信號，T2WI為等或低信號，近期在所有序列上呈高信號，陳舊性在所有序列上呈低信號[34]；鈣化在所有序列上均表現(xiàn)低信號。

2.3 成像方法

“亮血”與“黑血”相結(jié)合的技術(shù)準(zhǔn)確顯示血管結(jié)構(gòu)、形態(tài)、大小和斑塊組成情況?！傲裂钡拇頌?D-TOF法，屬于梯度回波序列，其血流為高信號，附壁斑塊纖維帽、鈣化呈低信號、脂質(zhì)核呈等信號，主要用于血管壁成像的定位像、判斷動脈管腔狹窄以及識別鄰近管腔的鈣化。

“黑血”即二維快速自旋回波(2D FSE、TSE)序列，具有的天然黑血效應(yīng)，利用血液的流動性，采集不同時相的信號，最終獲得流動血流的低信號和管壁相對高信號的強(qiáng)烈對比。

頸動脈斑塊是導(dǎo)致急性腦卒中的重要誘導(dǎo)因素之一[35]，戴志京等[36]應(yīng)用3D-TOF成像、雙翻轉(zhuǎn)T1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像、質(zhì)子密度加權(quán)成像及增強(qiáng)頸部血管成像探究斑塊穩(wěn)定性，不穩(wěn)定性斑塊出現(xiàn)脂質(zhì)核心、出血、血栓形成以及纖維帽破裂的個數(shù)顯著高于穩(wěn)定性斑塊，在50例患者中穩(wěn)定性斑塊中出現(xiàn)脂質(zhì)核心、出血以及纖維帽破裂的分別有8個、7個以及5個，且未見血栓形成；不穩(wěn)定性斑塊中出現(xiàn)脂質(zhì)核心、出血以及纖維帽破裂的分別有26個、14個以及12個，出現(xiàn)血栓形成的有5個；斑塊內(nèi)成分如鈣化、富含脂質(zhì)的壞死核、出血和破裂的纖維帽對斑塊穩(wěn)定性具有影響，鈣化和壞死脂質(zhì)核心越大、纖維帽厚度越薄、斑塊內(nèi)出血越多，斑塊穩(wěn)定越差[37-38]。在徐中華等[39]對有癥狀組和無癥狀組頸動脈斑塊對照分析中，有癥狀組Ⅱ型、Ⅵ型斑塊比例明顯低于無癥狀組(P＜0.05)，而Ⅳ～Ⅴ型、Ⅵ型斑塊比例明顯高于無癥狀組(P＜0.05)。因此MRI對斑塊成分的分析能有效預(yù)測腦缺血事件的發(fā)生。

急性腦卒中患者的頸動脈狹窄程度是不一致的[40]，封?；鄣萚41]通過Logistics回歸分析不同程度頸動脈狹窄急性腦卒中患者的頸動脈斑塊成分，在頸動脈輕度狹窄時，斑塊成分以炎癥為主；中及重度狹窄，斑塊成分以脂質(zhì)壞死核心及破損的纖維帽為主。確定斑塊成分及比例，再將不同頸動脈狹窄情況因素考慮在內(nèi)，對急性腦卒中的預(yù)測起到積極作用。

近年來，3D技術(shù)有很大的進(jìn)步，使圖像的分辨率有很大的提高，能觀察到斑塊的細(xì)節(jié)[42]；同時采用容積掃描，覆蓋范圍廣，能進(jìn)行多方位重建?？勺兎D(zhuǎn)角快速自旋回波成像(sampling perfection with application-optimized contrasts by using different flip angle evolutions，SPACE)序列由于具備各向同性掃描、分辨率高、覆蓋范圍廣的特點(diǎn)，逐漸被應(yīng)用于血管壁成像以確定斑塊成分。汪振佳等[43]采用3DT1wSPACE序列對頸動脈狹窄血運(yùn)重建術(shù)前血管斑塊成分進(jìn)行了評估，以斑塊病理為金標(biāo)準(zhǔn)，3DT1wSPACE對于斑塊內(nèi)出血(intraplaque hemorrhage，IPH)、脂質(zhì)核(lipid-rich necrotic core，LRNC)的診斷均具有中等一致性(Kappa值分別為0.65、0.62)，對鈣化(Calcification，CA)的診斷具有較高的一致性(Kappa=0.79)，提示3DT1wSPACE的頸部黑血管壁成像技術(shù)能夠準(zhǔn)確判斷管壁斑塊成分，同時實現(xiàn)高分辨率三維成像，具有較高的診斷價值。

Li等[44]將壓縮感知技術(shù)(compressed sensing，CS)與基于運(yùn)動致敏驅(qū)動平衡預(yù)脈沖的三維快速梯度回波(threedimensional motion-sensitized driven equilibrium prepared rapid gradient echo，3D-MERGE)序列結(jié)合的快速血管壁三維MRI (CS-3D MERGE)技術(shù)對血管壁進(jìn)行成像，證實了在采樣不足的3D K空間中，偽中心相位編碼順序有效抑制了其的流動信號。董莉等[45]采用三維黑血成像序列和常規(guī)血管增強(qiáng)MRA成像證實CS-3D MERGE技術(shù)判斷LRNC、IPH和CA的準(zhǔn)確度分別為76.2% (16/21)、71.4% (15/21)和100.0% (21/21)。產(chǎn)生該結(jié)果的原因是由于鈣化的組織成分特性決定其在T1WI及T2WI上均表現(xiàn)為無信號，與管壁形成了良好對比，而脂質(zhì)及出血成分在T1WI、T2WI上信號復(fù)雜，對比度較差。

磁共振血管壁成像技術(shù)已逐漸成熟，由2D到3D、多種序列結(jié)合抑制血流信號、檢測斑塊成分及定量分析都更加精確化。

3 展望

隨著現(xiàn)代人們生活方式的改變，動脈粥樣硬化引起的心腦血管疾病發(fā)生率逐年上升。影像學(xué)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，通過這些輔助檢查檢測斑塊成分，評估斑塊穩(wěn)定性，提早做好預(yù)防和治療工作十分重要。但是斑塊內(nèi)成分、比例復(fù)雜，還需進(jìn)行大量的影像及病理學(xué)研究，相信隨著新技術(shù)的開發(fā)及MRI新序列的提出，對斑塊成分的分析也將更加精確。

利益沖突：無。