磁共振黑血序列與超聲成像對動脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定性評估的比較

李抒洋綜述 付曠審校

數(shù)字減影血管造影(DSA)、CT血管成像(CTA)、磁共振血管成像(MRA)等一些常規(guī)檢查血管技術(shù)只能識別血管的狹窄程度，而無法估量血管壁的成分，也不能判斷識別斑塊的穩(wěn)定性，無法提供血管壁的特征信息[1]。而高分辨率磁共振(HRMR)的黑血序列及超聲多普勒可以對動脈硬化斑塊的穩(wěn)定性進行評估，二者都能評估斑塊的特征，例如斑塊的形態(tài)和成分，同時也實現(xiàn)了無創(chuàng)檢查，為是否進行動脈斑塊剝脫術(shù)提供有價值的信息。

1 HRMR鑒別動脈斑塊穩(wěn)定性

HRMR黑血序列是顯示血管病理特征的新興成像技術(shù)，此序列空間分辨率較高，血流信號可以被抑制直接成像血管壁，可以明確斑塊的形態(tài)和強化模式，采用多種技術(shù)和序列來制作顱內(nèi)血管壁的圖像，其空間分辨率和對比度均優(yōu)于血管腔的常規(guī)檢查，包括T1、T2、PDW 3個參數(shù)，為腦卒中的病因和復(fù)發(fā)風(fēng)險提供重要的信息。血管狹窄是腦卒中風(fēng)險的標志特征，但它并不能解釋頸動脈粥樣硬化中腦卒中復(fù)發(fā)風(fēng)險的升高[2]?，F(xiàn)代外科精力大部分集中于治療嚴重的頸動脈粥樣硬化，因此研究人員將注意力從血管狹窄擴展到動脈粥樣硬化斑塊形態(tài)學(xué)特征，以便對頸內(nèi)動脈卒中的預(yù)測分子達到更好的靶向定位。斑塊的分布對患者的治療決策起著至關(guān)重要的作用，斑塊組成的詳細評估對評價管腔狹窄更為重要，因為動脈斑塊的形成在預(yù)兆缺血事件發(fā)生前會引起血管壁的不定向血流動力學(xué)改變。血管壁磁共振成像已經(jīng)成為一種強有力的工具，可以揭開頸內(nèi)動脈粥樣硬化的特點，HRMR還具有高信噪比，可在最短的掃描時間完成血管壁的細微結(jié)構(gòu)檢查，尤其是3 T場強比1.5 T場強下提供更高的信噪比和更好的圖像。HRMR在血管壁檢查中血液信號被抑制后的T1、T2及PDW序列被稱為黑血血管壁成像，能揭示斑塊的細致結(jié)構(gòu)，并能察覺在其他檢查里難以發(fā)現(xiàn)的非狹窄血管卒中，T1和T2一般顯示血管壁的基本特征，如形態(tài)和信號強度，PDW在信噪比方面要優(yōu)于T1和T2序列。血管壁的受累主要表現(xiàn)在血管壁的形態(tài)和分布，這些特征可以在注射釓之前在HRMR上識別。增強T1可以很好顯示對比度和壁增強，這可能是疾病活動的一個指標。為了更好地顯示動脈內(nèi)腔和血管壁，可采用血流灌注技術(shù)，包括飽和帶[3]、雙翻轉(zhuǎn)恢復(fù)[4]、運動敏感恢復(fù)[5]，這些都是可以抑制血流信號并增強血管對比度的技術(shù)。高分辨率磁共振還可以預(yù)測腦梗死后運動障礙的進展，研究斑塊的強化，獲得動脈斑塊的特征和生長模式。

1.1 HRMR對斑塊成分的定性評估 HRMR可以觀察斑塊的細致結(jié)構(gòu)，其中成分不同影像特征各異。斑塊的纖維帽呈等T1等T2信號，增強后會在T2上出現(xiàn)明顯偏心性強化，而在PDW不明顯強化；鈣化在T1和T2上呈雙低信號；脂肪比重占主要的斑塊呈等T1信號，在脂肪抑制實驗序列上信號是低的，T2低信號;因新生血管形成而導(dǎo)致出血的斑塊，斑塊T1信號比其他組織信號高。纖維帽并不厚重，斑塊鈣化的成分接近為零，脂肪占的比重過大，新生血管脆弱導(dǎo)致斑塊出血，潰瘍就是不穩(wěn)定斑塊的特征[6-7]。

穩(wěn)定斑塊有一個完整和光滑的表面及厚的纖維帽，沒有潰瘍和血栓，不穩(wěn)定斑塊與之相反[8]。動脈粥樣硬化在頸動脈斑塊出血中是一個主導(dǎo)因素，以內(nèi)膜中膜厚度或斑塊的體積來衡量，斑塊的負擔(dān)增加出血的幾率也隨之升高。高分辨率磁共振黑血序列已被證明有測量斑塊位置及成分特征的能力，通過測定鈣堿性磷酸酶陽離子、脂肪比重大的壞死斑塊、斑塊內(nèi)出血[9]及纖維帽冠層破裂的面積評估斑塊組成。測量頸總動脈分叉處血管壁面積、厚度和管腔面積以分析斑塊形態(tài)。此外，MR有鑒別頸動脈斑塊出血的能力，有研究發(fā)現(xiàn)斑塊在頸動脈分叉處以上更容易發(fā)生斑塊出血，也是腦卒中的高危因素，所以可以通過黑血序列發(fā)現(xiàn)斑塊位置，從而提前預(yù)防[10]。

斑塊的局部強化被認為與不穩(wěn)定斑塊有關(guān)，嚴重狹窄的血管明顯強化是因為斑塊在形成過程中炎性反應(yīng)引起的。血管炎性反應(yīng)水平是可以被斑塊的增強程度所反映。所以，顯像增強與斑塊內(nèi)新生血管、巨噬細胞浸潤和疏松纖維化密切相關(guān)，而這又與腦卒中緊密相關(guān)。斑塊在有癥狀的血管狹窄中強化更常見，兩者關(guān)系緊密相關(guān)，說明其具有不穩(wěn)定易損性。與無強化的斑塊相比，強化斑塊更常見于多個動脈的栓塞梗死，表明其結(jié)構(gòu)的薄弱?？梢姡邏K增強是不穩(wěn)定斑塊的顯著特點，并且斑塊增強可以反映近期缺血事件。曾有研究表明，在同一血管區(qū)急性腦卒中患者，斑塊增強的存在及強度會隨著腦卒中發(fā)生時間的增加而減弱[11]。T1加權(quán)高強度是指比周圍肌肉高1.5倍以上的信號強度。T1加權(quán)相斑塊增強是重要的核磁生物標記，因為在導(dǎo)致腦卒中事件中，它可以快速發(fā)現(xiàn)致病斑塊，會在增強后幾個月長時間持續(xù)強化而不減弱。因此，HRMR增強檢查可以排查腦卒中的致病斑塊在其他檢查中容易被忽視的信息，而與HRMR常規(guī)平掃不用藥灌注的檢查相比較，HRMR的增強并不需要圖像后處理分析，方便影像醫(yī)生診斷。

1.2 HRMR對斑塊負荷參數(shù)與血管重構(gòu)的評估 高分辨率磁共振檢查定量形態(tài)計量學(xué)包括：總血管面積(TVA)、管腔面積(LA)、最小管腔面積(MinLA)、血管壁面積(WA)[總血管面積-管腔面積(TVA-LA)]、最大血管壁面積(MaxWA)、歸一化指數(shù)(NWI)[血管壁面積/總血管面積(WA/TVA)]、平均血管壁厚度(WT)、斑塊部位最大血管壁厚度(Max WT)等。斑塊負荷為斑塊面積與最窄層面的血管面積之比[12]。TVA為血管外壁及周圍軟組織包圍的總面積，LA指被血管內(nèi)壁封閉的總面積，WA計算為TVA減去LA, NWI為WA與TVA的比值。斑塊面積為MaxWT減去WT。由血管面積減去管腔面積，得出管壁面積，去評價基底斑塊互掃的變異性。這些參數(shù)的平均值是由所含有斑塊的圖像平面上計算得到。最后計算出的斑塊負荷也是評判不穩(wěn)定斑塊的標準之一，斑塊負荷與破損率呈正比。

有研究表明，在潛在的高危易損斑塊中，存在較低程度的狹窄及較高的管腔保護傾向，因此表明存在正性動脈重構(gòu)。重構(gòu)率為最窄層面血管面積與參考層面血管面積的比值，此比值≥1.05時可以判斷為正性重構(gòu)。在正性重構(gòu)時，3D TOF上并不能觀察出血管的狹窄，血管可能反而增粗；而HRMR則可以在看似正常粗細或反而增粗的血管中發(fā)現(xiàn)易損斑塊。正性重構(gòu)雖然不會產(chǎn)生血流動力學(xué)障礙，但其斑塊卻非常不穩(wěn)定，會導(dǎo)致多處病灶，而且較負性重構(gòu)的患者癥狀會更加嚴重。臨床上很多有癥狀的患者血管并沒有狹窄，HRMR可以預(yù)防腦梗死的進一步惡化，及時發(fā)現(xiàn)血管的正性重構(gòu)。

2 超聲影像辨別斑塊的形態(tài)

彩色多普勒超聲對于斑塊結(jié)構(gòu)形態(tài)的檢查有較高的診斷價值，超聲最大的優(yōu)點是能夠識別斑塊，并能識別栓塞風(fēng)險較高的斑塊，通過高分辨率超聲，可以檢查斑塊內(nèi)是否出血，用來判斷是否屬于腦卒中高危范圍，斑塊內(nèi)出血被認為是斑塊潰瘍的前兆。在斑塊是否穩(wěn)定的因素方面上，例如斑塊是否有纖維帽結(jié)構(gòu)，斑塊有無潰瘍，以及內(nèi)部的血流情況，利用超聲顯像測量頸動脈內(nèi)膜中層厚度及斑塊，可以反復(fù)進行檢查。

2.1 多普勒超聲對斑塊細微結(jié)構(gòu)的定性 頸動脈斑塊超聲診斷標準：頸動脈內(nèi)膜中層厚度≥1.0 mm。血管中斑塊所在位置處的血管內(nèi)膜中層厚度≥1.5 mm。斑塊由3部分組成：頂層的纖維帽、中層的核心部分、最底層的基底部分。斑塊的均質(zhì)性和回聲類型可以評估斑塊的穩(wěn)定性。不同斑塊的特性可以分辨不穩(wěn)定斑塊和穩(wěn)定斑塊，硬斑塊具有可靠、牢固、高穩(wěn)定性，而軟斑和不穩(wěn)定斑塊很容易破損，由高、低、等回聲病變混合成的異質(zhì)斑塊更容易產(chǎn)生癥狀[13]。斑塊特征與癥狀的相關(guān)性要高于血管狹窄與病情的相關(guān)性。斑塊內(nèi)出血及潰瘍是加快病情發(fā)展的主要原因，潰瘍的存在與同側(cè)中風(fēng)密切相關(guān)[14]。

測量頸動脈內(nèi)膜中層厚度是最權(quán)威方法，內(nèi)膜和中膜層的厚度變化，隨著年齡的增長和動脈硬化病程的發(fā)展，不同類型的動脈出現(xiàn)獨立的變化。由動脈粥樣硬化引起的血管早期病變表現(xiàn)在內(nèi)膜層上，所以這項檢查技術(shù)成為發(fā)現(xiàn)早期病變的指標之一。

然而，在最新標準中，傳統(tǒng)的頸動脈超聲技術(shù)不能表征斑塊組織的含量和提示斑塊不穩(wěn)定的特征，所以，還需要研制一種分子成像技術(shù)，這種方法可以辨別頸動脈及斑塊的回聲。一些研究嘗試用不同的成像方式以超聲技術(shù)分析斑塊的組織特性。用正電子發(fā)射斷層掃描—計算機體層攝影，可顯示有更好F-18FDG吸收的回聲斑塊、區(qū)別鈣化的斑塊或者沒有斑塊成分的管壁。出現(xiàn)回聲的斑塊和軟斑均富含脂質(zhì)成分。而回聲斑塊含有更高的致密組織和鈣化成分。在治療過程中，回聲斑塊或軟斑塊可以提供有價值的證據(jù)。新鮮血栓沒有回聲，陳舊性血栓具有明顯的回聲。栓塞或快速進展的風(fēng)險取決于斑塊成分的組成，特別是異質(zhì)的、彌散的或局灶的斑塊。結(jié)合頸動脈內(nèi)膜中層厚度和特殊斑塊特有的斑塊回聲，包括斑塊組織和成分，動脈粥樣硬化疾病可以得到很好的評估。

頸動脈血流動力學(xué)參數(shù)對于病情診斷也有幫助價值，頸動脈超聲也廣泛應(yīng)用于血流動力學(xué)的測量。血流的流速在心臟收縮或舒張時的參數(shù)也作為檢查參考。

2.2 超聲造影對評估斑塊特征的價值 有創(chuàng)超聲造影檢查比多普勒超聲檢查血管斑塊的敏感度和特異度要高，準確性方面優(yōu)于超聲多普勒，在診斷斑塊表面不規(guī)則性方面優(yōu)于超聲多普勒。超聲造影是選用一種微泡形式的對比劑注入靜脈內(nèi)的檢查方法，對研究頸動脈斑塊特征有一定價值[15-16]。

頸動脈粥樣硬化斑塊易損性的一個重要特征是淺表性潰瘍，可以很好地預(yù)測短暫性腦缺血發(fā)作或腦卒中[17]。頸動脈斑塊潰瘍是指斑塊管腔邊界至少有1 mm×1 mm大小的損壞面積。在研究中發(fā)現(xiàn)，很大一部分病例在超聲造影檢查中潰瘍的斑塊可見旋轉(zhuǎn)的微泡，其具有良好的靜態(tài)組織微泡成像能力[18]；頸動脈持續(xù)強化現(xiàn)象叫作晚期增強，晚期增強可能是斑塊易損的標志[19]，并且鄰近斑塊內(nèi)可見新生血管。超聲多普勒對淺表性斑塊敏感度有限，超聲造影提高了敏感度，輔助診斷斑塊潰瘍的超聲檢查包括超聲多普勒的血流倒置、超聲造影的微氣泡旋轉(zhuǎn)[20-21]。

3 HRMR和超聲造影對動脈斑塊評估比較

超聲多普勒只適用于評估解剖位置淺的血管壁，例如顱腦外的頸動脈，而對一些解剖位置較深的血管壁無法檢查。而高分辨率磁共振黑血序列則可以對較深的血管，如大腦中動脈進行評估，但是該檢查費用較超聲多普勒高，所以臨床醫(yī)生可以根據(jù)患者情況制定合適的檢查方案。

新生血管容易破潰且脆弱，誘發(fā)斑塊內(nèi)出血十分常見，可見新生血管是鑒別早期不穩(wěn)定斑塊的一個重要特征。所以對于新生兒，超聲是優(yōu)選檢查方法，具有較少侵襲性；超聲還允許簡單的跟蹤評估，斑塊內(nèi)出血在未發(fā)生前，可預(yù)測中風(fēng)風(fēng)險與新生血管有關(guān)而與斑塊出血無關(guān)，這表明超聲的優(yōu)勢在早期[22]。

在血管壁縱向側(cè)壁平面上出現(xiàn)的斑塊超聲很難檢測到，有時甚至不能檢測到，但是MR可以做到，MR的自旋回波序列是一種基本的二維序列，廣泛應(yīng)用于所有的掃描儀，有良好的平面分辨率，當(dāng)觀察與動脈縱軸垂直的角度時，視覺效果會得到優(yōu)化。最為重要的是，對于動脈粥樣硬化的縱向研究，重復(fù)的高分辨率磁共振掃描可用于監(jiān)測血管壁的變化，并可反映治療效果。有研究表明，超聲可以比MR發(fā)現(xiàn)更小的斑塊，特別是發(fā)生在一些超聲波到達有限的區(qū)域。

超聲二維成像的限制是，具有復(fù)雜幾何形狀的斑塊有時會在同一平面圖像上被黏著2次，并誤認為是2個斑塊，而這些病例在MR上檢測只有1個斑塊；很明顯，超聲平面圖像切割相同斑塊2次，超聲上多個斑塊的出現(xiàn)往往是對解剖學(xué)的誤解和二維成像的局限。

HRMR黑血增強成像已經(jīng)被應(yīng)用于研究斑塊細微的病變，不僅能準確地檢測斑塊的負荷，而且還能提供動脈瘤的有關(guān)信息，如壞死核、腔內(nèi)出血、炎性反應(yīng)和新生血管等信息，是識別斑塊的有效方法，在低度狹窄的動脈也是如此，斑塊特征可以幫助臨床醫(yī)生去評估根源病變的易損性，并有可能預(yù)測未來血管病變預(yù)后的趨勢。而目前超聲不能評估斑塊大小及負荷，在斑塊的特異性診斷上有一定局限，還需進一步研究及探索。

綜上所述，超聲優(yōu)點在于方法簡便，易于操作，適合用在新生兒的檢查，可以早期發(fā)現(xiàn)病情；缺點是只適用于淺表血管，并且在二維成像方面有局限性，不能很好檢測縱向血管壁，并且會出現(xiàn)相同斑塊被切割2次現(xiàn)象，誤導(dǎo)診斷，在鑒別斑塊特異性上也有局限。HRMR則可以測量較深位置的血管，在二維成像上有很好地分辨平面能力，觀察縱向血管壁及檢測血管壁的變化，檢測斑塊的負荷和提供斑塊的特異性信息。由此可以看出HRMR檢測血管更全面，較超聲分析斑塊的穩(wěn)定性更有優(yōu)勢。