影像學(xué)評估冠狀動脈易損斑塊的研究進展

朱鵬汀，尹 達

(大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 冠心病一科，遼寧 大連 116011)

冠狀動脈硬化性心臟病(簡稱冠心病，coronary heart disease，CHD)發(fā)病率逐年上升，現(xiàn)已成為嚴重危害人類健康的疾病之一，主要致死原因是急性冠脈綜合征(acute coronary syndrome，ACS)[1]，其發(fā)生機制與冠脈不穩(wěn)定斑塊破裂致繼發(fā)性血栓形成相關(guān)。參考病理結(jié)果可將易損斑塊特點主要總結(jié)為薄纖維帽(一般≤65 μm)、大脂質(zhì)壞死核心、點狀鈣化、有新生血管形成、巨噬細胞浸潤及正性重構(gòu)等[2]。越早識別易損斑塊，對預(yù)防及治療ACS意義越大。近年來，很多影像技術(shù)可用于識別易損斑塊，比如冠狀動脈血管成像(coronary computed tomography angiography, CCTA)、磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)、正電子發(fā)射計算機斷層顯像(positron emission tomography, PET)、光學(xué)相干斷層掃描(optical coherence tomography, OCT)、血管內(nèi)超聲(intravascular ultrasound, IVUS)、近紅外光譜(near-infrared spectroscopy, NIRS)、血管內(nèi)鏡、血管內(nèi)溫度測量法等。本文闡述了上述檢查的優(yōu)缺點及臨床應(yīng)用價值，輔助臨床選用合適的方法評估冠脈斑塊。

1 非侵入性檢查

1.1 CCTA

CCTA作為一項已廣泛應(yīng)用于臨床的技術(shù)，既可以評估冠狀動脈狹窄程度，又能識別冠狀動脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定性。根據(jù)CT值的變化，可將冠脈斑塊分為非鈣化斑塊(即軟斑塊)、鈣化斑塊及部分鈣化斑塊(即中間斑塊)[3]，其中非鈣化斑塊又分為纖維和脂質(zhì)斑塊，為區(qū)分此兩類斑塊，Marwan M等[4]通過與IVUS顯示下的斑塊成分比較，發(fā)現(xiàn)低CT衰減更傾向于脂質(zhì)斑塊，而高CT衰減更傾向于纖維斑塊。但兩種斑塊的CT衰減有交叉部分，仍不能完全區(qū)分[5]。

同樣對比病理解剖結(jié)果，CCTA上呈現(xiàn)的不穩(wěn)定斑塊形態(tài)以低衰減斑塊(low attenuation plaque，LAP)、餐巾環(huán)征(napkin-ring sign，NSR)、正性重構(gòu)(重構(gòu)指數(shù)≥1.10)和斑點樣鈣化為主要表現(xiàn)[6]。Yang等[7]發(fā)現(xiàn)冠脈CTA中表現(xiàn)的LAP與NSR與OCT下發(fā)現(xiàn)的薄纖維帽斑塊密切相關(guān)。Tomizawa N等[8]通過研究發(fā)現(xiàn)可利用冠脈CTA中呈現(xiàn)的斑塊低衰減容積(CT值<60 Hu)、RI及NSR作為共同標準來診斷OCT下發(fā)現(xiàn)的易損斑塊，ROC曲線下面積為0.96，且靈敏度94%，特異度91%。近些年來，為識別脂質(zhì)成分、測量斑塊容積及斑塊負荷，半自動斑塊分析軟件應(yīng)運而生，易損斑塊檢出率因此有所提高[9]。Versteylen MO等[9]將半自動斑塊分析軟件與傳統(tǒng)的危險因素及傳統(tǒng)冠脈CTA讀數(shù)相結(jié)合，對ACS的預(yù)測價值明顯提高，ROC曲線下面積由0.64增加至0.79。CCTA能夠早期識別易損斑塊，提前預(yù)防未來心血管不良事件發(fā)生，且作為一項無創(chuàng)檢查，操作簡單，可重復(fù)性高，更易于患者接受。但CCTA因管電壓、血管內(nèi)衰減等因素可能會影響圖像清晰度，同時因?qū)Ρ榷鹊南拗?，不能較好地識別斑塊破裂和薄纖維帽等[5]。

1.2 MRI

MRI應(yīng)用于頸動脈斑塊檢出已很成熟，但在冠心病方面的應(yīng)用仍處于起步階段。MRI對鈣化、斑塊內(nèi)出血、脂質(zhì)核心、薄纖維帽敏感[10]。T1加權(quán)的高密度信號傾向于易損斑塊，相當于造影中的低血流灌注、IVUS中的低衰減及冠脈CT中的低CT衰減[11]。Noguchi T等[12]的研究發(fā)現(xiàn)，在T1WI中高信號(最高信號強度與心肌最高信號強度比值≥1.4)可作為未來急性心血管事件的獨立預(yù)測因素(HR 3.96；95%CI 1.92～8.17；P<0.001)。為準確區(qū)分冠狀動脈斑塊成分，Károlyi M等[10]聯(lián)合高分辨T1加權(quán)、T2加權(quán)及超短回波時間(UTE)共同發(fā)現(xiàn)識別斑塊成分，脂質(zhì)斑塊檢出的靈敏度為90%、特異度為75%；鈣化斑塊檢出的靈敏度為100%、特異度為90%。近年來分子MRI逐漸發(fā)展起來，許多研究利用特異性分子探針可檢測動脈血管壁病變的生物學(xué)進程，可識別斑塊早期發(fā)生、發(fā)展過程，評估斑塊生理變化、炎癥反應(yīng)、新生血管、脂質(zhì)含量等[13]，起到早期預(yù)測及治療作用。心臟MRI是一種無創(chuàng)檢查，可避免電離輻射，具有重復(fù)操作性，但其在冠脈使用中存在一些困難，比如易因心肺運動而影響圖像質(zhì)量，而且冠狀動脈走形迂曲，再加上冠脈斑塊體積較小，定位困難，這些可能都是目前心臟MRI發(fā)展緩慢的原因。

1.3 PET

PET成像是將放射性核素反應(yīng)與CT結(jié)合，不僅能精確呈現(xiàn)解剖結(jié)構(gòu)，還可展示病變進展過程。目前示蹤劑18F-脫氧葡萄糖(18F-FDG)臨床應(yīng)用多。易損斑塊內(nèi)有較多巨噬細胞，可吸收大量18F-FDG，便于辨別不穩(wěn)定斑塊和穩(wěn)定斑塊[14]。Tawakol A等[15]通過18F-FDG PET成像檢測發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定斑塊較穩(wěn)定斑塊有更多的巨噬細胞，斑塊內(nèi)炎癥反應(yīng)更重。其他相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)可以利用18F-FDG PET對巨噬細胞進行量化，明確炎癥反應(yīng)程度[16]。18F-FDG在冠狀動脈中應(yīng)用存在一定局限性，因心肌組織也攝取18F-FDG，可能導(dǎo)致血管壁與心肌圖像對比不明顯[17]。為解決這一問題，可采取高脂和低碳水化合物飲食減低心肌細胞的18F-FDG攝取程度，使對比清晰度更明顯[18]。近年來，18F-NaF作為示蹤劑用于檢測動脈斑塊的穩(wěn)定性，特別是對微鈣化識別有較為突出優(yōu)勢。18F-NaF可與微鈣化中大面積的羥磷灰石結(jié)合，且不被心肌組織攝取，可顯示明顯的對比圖像[17]。Joshi NV等[19]對急性心肌梗死患者行18F-NaF PET檢查，發(fā)現(xiàn)93%患者的罪犯斑塊中出現(xiàn)18F-NaF高攝取值，且罪犯斑塊處的最大攝取數(shù)比血管內(nèi)非罪犯斑塊處高出30%。18F-NaF的 PET呈像可以在早期顯示出鈣化，但是18F-NaF攝取數(shù)較高的斑塊與未來心肌梗死的發(fā)生是否有關(guān)還需要大量前瞻性研究來明確。

2 侵入性檢查

2.1 OCT

OCT是一種新型的斷層顯像技術(shù)，以近紅外光波反射為原理顯示動脈管壁的組織結(jié)構(gòu)，可以清晰識別管壁內(nèi)、中、外三層結(jié)構(gòu)，有“光學(xué)活檢”之稱?？臻g分辨率較高，最小可達10 μm[20]。OCT對冠狀動脈易損斑塊的鑒別也顯示出了獨特優(yōu)勢，可以辨認或測量斑塊的纖維帽厚度、脂質(zhì)壞死核心大小、鈣化、血栓、斑塊破裂、斑塊侵襲、新生血管及膽固醇晶體等[21]。Kume T等[22]以組織病理診斷結(jié)果作為金標準，研究發(fā)現(xiàn)OCT在識別冠脈各類型斑塊方面有較高的靈敏度和特異度，辨認脂質(zhì)斑塊敏感度遠高于IVUS，達85%。OCT對評價鈣化也較為準確，可以定性識別鈣化的形態(tài)，定量測量鈣化的角度、厚度等[23]。斑塊不穩(wěn)定性的特征之一是薄纖維帽，OCT能夠準確測出纖維帽厚薄，即使是<65 μm的纖維帽，OCT也能準確檢測，大量研究通過OCT發(fā)現(xiàn)ACS患者的纖維帽厚度明顯比穩(wěn)定性心絞痛薄很多[24]。利用OCT對斑塊內(nèi)巨噬細胞定性定量檢測，MacNeill BD等[25]通過OCT檢測斑塊內(nèi)巨噬細胞，發(fā)現(xiàn)其在破裂的斑塊中密度明顯高于非破裂斑塊，在預(yù)測不穩(wěn)定斑塊上起到一定作用。Nishimura S等[20]的一項研究發(fā)現(xiàn)OCT測出的膽固醇晶體與易損斑塊也關(guān)系密切。

準確性較高的OCT檢查在臨床辨認易損斑塊上提供了便利，但是OCT的光源信號穿透力弱，對深部脂質(zhì)壞死核心及鈣化顯示不夠清楚。另外，為了解決光衰減，操作時需要阻斷血流，不僅損傷血管內(nèi)皮，還可能造成心律失常及缺血性胸痛等表現(xiàn)，增加并發(fā)癥出現(xiàn)幾率[26]。二代頻域OCT(frequency-domain optical coherence tomography，F(xiàn)D-OCT)是以激光作為光源信號，無需阻斷血流，不僅可以減少并發(fā)癥，還有成像速度快及圖像質(zhì)量高的優(yōu)點[27]。動脈粥樣硬化是由細胞及細胞外成分導(dǎo)致的病變，目前常用的OCT技術(shù)分辨率不足以觀察到細胞及亞細胞水平變化，uOCT的分辨率<1 μm，可以觀察粥樣硬化的生物學(xué)過程[28]。

2.2 IVUS

IVUS是一項把無創(chuàng)的超聲技術(shù)與有創(chuàng)的心導(dǎo)管技術(shù)聯(lián)合的檢測辦法，其原理是把高頻的微小超聲探頭通過心導(dǎo)管置入冠脈內(nèi)，經(jīng)過電子成像系統(tǒng)得到冠脈內(nèi)及管壁的解剖及組織成像。IVUS可以得到冠脈的截面血管管腔大小，識別或測量斑塊的大小、形態(tài)、負荷、偏心指數(shù)、鈣化、血栓、斑塊內(nèi)出血等[29]。不穩(wěn)定斑塊在IVUS下呈現(xiàn)的影像表現(xiàn)主要是低回聲偏心斑塊、大的脂質(zhì)核心、正性重構(gòu)、管腔狹窄重、點狀鈣化及表淺鈣化等[30]。既往研究表明，IVUS檢測斑塊脂質(zhì)成分的敏感度是24.1%、特異度是93.9%，而檢測鈣化成分的敏感度達92.9%、特異度是66.4%[24]，所以IVUS對斑塊內(nèi)鈣化成分更敏感，而低回聲區(qū)域的脂質(zhì)和纖維部分的鑒別不如OCT等其他檢查。因IVUS的分辨率為200 μm，對<65 μm的薄纖維帽不能清晰辨認及測量[24]。

虛擬組織學(xué)成像(VH-IVUS)是一種以IVUS為基礎(chǔ)，對不同組織的反向散射射頻信號識別并處理，可以對斑塊不同組織類型區(qū)別成像的技術(shù)，不同組織在其上以不同顏色代表[31]。暗綠色表示纖維組織，黃綠色表示纖維脂肪組織，紅色表示脂質(zhì)核心，白色表示鈣化等。Komiyama H等[32]通過VH-IVUS發(fā)現(xiàn)偏心斑塊更多出現(xiàn)在心肌一側(cè)，且更易產(chǎn)生破裂。Brugaletta S等[33]利用VH-IVUS檢測斑塊內(nèi)脂質(zhì)壞死核心及斑塊負荷，發(fā)現(xiàn)斑塊負荷對血流動力學(xué)的影響，并認為脂質(zhì)壞死核心可能與未來心血管意外關(guān)系密切。因此，采用VH-IVUS技術(shù)可以對斑塊成分進行較好地分析，辨認易損斑塊，更好地引導(dǎo)臨床介入診療。但其最大分辨率僅為100 μm，對薄纖維帽識別能力有限，對易損斑塊識別仍有一定局限性。

iMap血管內(nèi)超聲(iMap-IVUS)屬于另一種圖像后處理軟件，也會將不同組織呈現(xiàn)不同顏色。iMap-IVUS在識別纖維組織、脂質(zhì)壞死核心及鈣化方面優(yōu)勢明顯，但在識別脂質(zhì)斑塊上能力不足。Liu J等[34]通過灰階IVUS將斑塊分成穩(wěn)定斑塊和易損斑塊組，運用iMap-IVUS測量脂質(zhì)壞死核心、鈣化大小及斑塊負荷等數(shù)值，發(fā)現(xiàn)壞死區(qū)域絕對值是辨認易損斑塊的強有力證據(jù)。

血管內(nèi)超聲彈性成像屬于一種新型超聲成像方法，其采用不同類型斑塊的組織切應(yīng)力不同來區(qū)分斑塊性質(zhì)。易損斑塊含有大量脂質(zhì)成分和薄纖維帽，被炎性細胞浸潤，顯示出高應(yīng)變區(qū)，肩部則體現(xiàn)為低應(yīng)變區(qū)[35]。de Korte CL等[36]研究發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)超聲彈性成像可以很好區(qū)分纖維斑塊、纖維脂質(zhì)斑塊及脂質(zhì)斑塊。血管內(nèi)超聲彈性成像可以鑒別灰階IVUS難以區(qū)分的纖維和脂質(zhì)成分，有較好的發(fā)展前景，但仍需大量前瞻性臨床試驗驗證其與心血管意外的聯(lián)系。

2.3 NIRS

NIRS是利用不同斑塊成分對紅外光譜產(chǎn)生出不同頻率、波長的反射光(800～2 500 nm)來分析斑塊成分[37]。Madder RD等[38]通過NIRS檢測發(fā)現(xiàn)急性ST段抬高型心肌梗死罪犯病變處較非罪犯病變處有更高的脂質(zhì)核心負荷指數(shù)。Kini AS等[39]利用NIRS對應(yīng)用1個月他汀類降脂藥后的病人隨訪，發(fā)現(xiàn)其脂質(zhì)核心負荷指數(shù)較未服用此類藥之前大幅減少。NIRS技術(shù)穿透性良好，可以用來分析斑塊成分，對檢測易損斑塊有較高價值。但是，其只能提供斑塊成分的信息，對于探測脂核深度需聯(lián)合其他檢查。

2.4 其他：血管內(nèi)鏡及血管內(nèi)溫度測量法

血管內(nèi)鏡可直觀地看到血管腔內(nèi)情況及表面斑塊，通過觀察到的斑塊顏色判斷斑塊性質(zhì)。易損斑塊在血管內(nèi)鏡下主要表現(xiàn)為深顏色斑塊，此類斑塊代表著富含脂質(zhì)、纖維帽薄。血管內(nèi)鏡尤其對斑塊外表負載的血栓敏感，但是由于此技術(shù)只能觀察到斑塊表面，對易損斑塊的脂質(zhì)多少、纖維帽厚薄等都無法估測，且僅憑斑塊外表顏色判斷斑塊性質(zhì)的可靠性差。操作過程中需要阻斷血流，會加重血管損傷及誘發(fā)缺血性并發(fā)癥，現(xiàn)臨床已較少應(yīng)用。

血管內(nèi)溫度測量法是將熱成像儀通過導(dǎo)管放入血管內(nèi)，因不穩(wěn)定斑塊內(nèi)炎癥反應(yīng)會產(chǎn)生釋放大量熱量到內(nèi)膜，熱成像裝置通過探測熱量來推斷斑塊穩(wěn)定性。有研究證明，穩(wěn)定性心絞痛的斑塊溫度較不穩(wěn)定型心絞痛和心肌梗死低，血管內(nèi)溫度成像可預(yù)測ACS[40]。但是不同程度冠脈病變的斑塊溫度有重疊部分，且溫度差異不能排除有患者所用藥物的因素影響，此項技術(shù)仍需進一步研究。

3 總結(jié)與展望

冠狀動脈易損斑塊產(chǎn)生破裂會引起ACS，嚴重危及患者的生命，初期辨認出易損斑塊會使患者明顯獲益。上述幾種無創(chuàng)及有創(chuàng)的影像學(xué)檢查方法根據(jù)不同原理對冠脈易損斑塊進行檢測，敏感度與特異度不同，各有優(yōu)勢，也各有缺點。就目前來看，單一的影像學(xué)技術(shù)對易損斑塊的識別有局限性，聯(lián)合診斷可以提高準確性，比如PET與CT，IVUS與OCT、MRI、NIRS，CTA與IVUS、OCT、NIRS等。聯(lián)合診斷可以更好地確定斑塊位置、形態(tài)及斑塊成分，甚至可以將分子機制可視化，實現(xiàn)早期預(yù)警作用，未來有較好的發(fā)展前景。