影像技術(shù)評價(jià)冠狀動(dòng)脈與頸動(dòng)脈粥樣硬化的研究進(jìn)展

潘濤，高宇，黃曉玲，張敏郁

近年來隨著人們生活水平的提高，動(dòng)脈粥樣硬化（Atherosclerosis，AS）引發(fā)的心腦血管疾病已成為影響人們健康的重要因素之一，心血管疾病多源于動(dòng)脈粥樣硬化，由AS引發(fā)的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病（Coronary heart disease，CHD，冠心病）發(fā)病率高，預(yù)后較差，已引起臨床重視。大部分心腦血管疾病由動(dòng)脈斑塊破裂形成血栓引起，因此，臨床早期及時(shí)發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈和冠狀動(dòng)脈（冠脈）斑塊并予以積極治療，對于預(yù)防心腦血管疾病的發(fā)生和預(yù)后具有重要意義。

動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和進(jìn)展是一個(gè)緩慢且復(fù)雜的病理生理過程，可同時(shí)發(fā)生于多個(gè)組織器官。病理學(xué)將動(dòng)脈斑塊分為穩(wěn)定斑塊和不穩(wěn)定斑塊（易損斑塊）。組織學(xué)研究發(fā)現(xiàn)[1]，斑塊的易損性是導(dǎo)致臨床終末事件的重要因素。另有研究發(fā)現(xiàn)[2]，急性心肌梗死的直接決定因素（或誘因）是血管斑塊的類型，經(jīng)證實(shí)斑塊的厚度、數(shù)量以及患者年齡等因素均與急性心肌梗死的相關(guān)性一致。Kate等[3]研究發(fā)現(xiàn)，易損斑塊的特性很大程度上影響了急性冠脈綜合征（ACS）患者的發(fā)病狀況，與頸動(dòng)脈血管正性重構(gòu)相關(guān)。在冠脈粥樣硬化研究的進(jìn)程中，由于冠脈和頸動(dòng)脈在病理、生理及解剖學(xué)結(jié)構(gòu)上具有相同特性，故可用頸動(dòng)脈研究代替冠脈硬化研究，對病況進(jìn)行有效評估[4]，對提高冠脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟。┑脑\治有重要臨床意義。

隨著近代醫(yī)學(xué)影像學(xué)的迅猛發(fā)展，其在診斷頸動(dòng)脈斑塊和冠心病方面的作用愈發(fā)重要，其中主要以CT血管造影技術(shù)（CTA）、PET、磁共振成像技術(shù)（MRI）、數(shù)字減影血管造影（DSA）和超聲檢查（包括二維超聲、三維超聲、超聲造影技術(shù)和彈性成像技術(shù)）為主。隨著技術(shù)的發(fā)展，這些影像學(xué)檢查手段的圖像分辨率和診斷準(zhǔn)確性大幅提升；另外影像診斷學(xué)也從單純依靠圖像的形態(tài)變化進(jìn)行診斷，發(fā)展為在診斷的同時(shí)進(jìn)行治療。近年來隨著數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)學(xué)影像學(xué)跨入到數(shù)字信息化時(shí)代，為臨床和影像學(xué)醫(yī)生提供了更加便捷有效的工具。根據(jù)頸動(dòng)脈斑塊和冠心病的不同類型、不同時(shí)期和不同的病理生理基礎(chǔ)，選擇成像的方法也不同，了解各種影像技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，遵循簡單到復(fù)雜，無創(chuàng)到有創(chuàng)，技術(shù)優(yōu)勢互補(bǔ)的基本原則，以便進(jìn)一步提高診斷準(zhǔn)確率。

1 CT血管造影技術(shù)（CTA）

CT血管造影技術(shù)（CTA）可較準(zhǔn)確地識別斑塊的形態(tài)及成分，能夠?qū)Π邏K進(jìn)行準(zhǔn)確界定，其檢測準(zhǔn)確性高、操作過程簡單無創(chuàng)，臨床應(yīng)用率較高。近年來，多層螺旋CT血管成像在空間分辨率、掃描速度、圖像質(zhì)量方面大幅提升，后期應(yīng)用后處理軟件進(jìn)行重建分析，因此具有較高的檢測敏感性和準(zhǔn)確性。臨床檢測研究分析顯示，該技術(shù)在進(jìn)行狹窄分級研究時(shí)具有較高的準(zhǔn)確性和可操作性，因此可有效替代MRA、MSCTA。實(shí)踐進(jìn)程中MSCTA相比于MRA和DSA，空間分辨率更優(yōu)[5]。CTA的不足之處在于，對于檢測的血管管腔和鈣化表現(xiàn)出遲鈍的分辨能力，尤其是在冠脈CTA時(shí)，圖像質(zhì)量受心率、呼吸、運(yùn)動(dòng)等影響而發(fā)生錯(cuò)層和偽影。當(dāng)冠脈管壁廣泛鈣化時(shí)，無法準(zhǔn)確判斷其狹窄程度，同時(shí)對冠脈搭橋術(shù)后及冠脈支架植入術(shù)后再狹窄評估產(chǎn)生一定限制。

2 PET

PET檢查能較好地評估頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)活動(dòng)性炎癥，但在整體評估斑塊的易損性方面有所欠缺。PET檢查在冠心病診斷方面應(yīng)用價(jià)值較高，可對冠脈血流儲(chǔ)備進(jìn)行測定，通過該技術(shù)能有效對心肌存活性進(jìn)行檢測和評估。隨著PETCT的出現(xiàn)，有望在未來的技術(shù)發(fā)展中實(shí)現(xiàn)冠脈功能學(xué)、解剖學(xué)的一站式檢查，基于該技術(shù)在使用中能夠?qū)崿F(xiàn)定量分析，具有較高的分辨率，因此在冠心病診斷中可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、無創(chuàng)、全面的檢測分析[6,7]。但PET檢查價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜費(fèi)時(shí)，是其臨床應(yīng)用受限的主要原因。

3 磁共振成像技術(shù)（MRI）

磁共振成像技術(shù)（MRI）自20世紀(jì)90年代面世以來，硬件軟件技術(shù)不斷優(yōu)化發(fā)展，對于頸動(dòng)脈斑塊和冠心病的診斷日趨完善，具有重要的臨床意義。MRI可評價(jià)血管狀態(tài)、心臟室壁運(yùn)動(dòng)情況、心肌灌注以及心肌活性等，掃描視野大，具有較高的空間分辨率和組織分辨率，因此實(shí)用性較強(qiáng)。質(zhì)子密度加權(quán)像、T1加權(quán)像、三維時(shí)間飛躍法等均為臨床運(yùn)用率相對較高的高分辨率MRI序列，能夠?qū)Π邏K脂質(zhì)進(jìn)行高分辨率識別分析，針對易損性斑塊，可通過高分辨率MRI進(jìn)行掃描識別。對比劑增強(qiáng)MRI能夠針對壞死、纖維和新生微小血管等進(jìn)行有效識別。血管管腔狹窄程度可通過MRA進(jìn)行顯示，3D-DCE MRA可反映出側(cè)支循環(huán)情況，精準(zhǔn)測量狹窄范圍[8]。高分辨率MRI具有較高的組織分辨率，能對頸動(dòng)脈斑塊的負(fù)荷和組成部分進(jìn)行定量分析，對斑塊表面潰瘍的診斷較準(zhǔn)確，在不同操作者之間具有較好的一致性[9,10]。冠心病的MRI檢查技術(shù)日趨完善，國內(nèi)主要通過三維冠脈技術(shù)對檢查對象進(jìn)行結(jié)構(gòu)圖像構(gòu)建，進(jìn)而判斷異常起源，該技術(shù)相比于CTA和造影，具有一定的優(yōu)越性[11]。針對冠脈斑塊進(jìn)行的檢測分析方法如含水量分析、物理狀態(tài)分析、化學(xué)成分分析等，進(jìn)而對冠脈生理功能進(jìn)行檢查評估，分析斑塊是否為易損斑塊及其穩(wěn)定性，該技術(shù)亦是后期分子影像學(xué)的基礎(chǔ)[12]。馬恒等[13,14]研究認(rèn)為，基于MRI技術(shù)自身的優(yōu)勢，有望實(shí)現(xiàn)冠心病“一站式”檢查，具有重要的臨床意義。冠心病“一站式”檢查實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是MRI技術(shù)的成熟運(yùn)用，即在檢查中能夠一次性獲取心內(nèi)外膜、瓣膜、心肌等相關(guān)參數(shù)信息，通過檢查結(jié)果對心臟功能充分了解（如心肌活性、心肌血流等相關(guān)參數(shù)信息），通過這些參數(shù)信息能夠?qū)π募」Ｋ琅R床癥狀進(jìn)行分析及確定，包括缺血位置、缺血程度、心肌梗死狀態(tài)等，有助于為患者制定更為合理有效的治療方案。MRI在頸動(dòng)脈斑塊及冠心病的診斷方面意義重大，但其本身存在缺陷，即MRI掃描時(shí)間長，禁忌癥多，圖像易受呼吸運(yùn)動(dòng)和心臟搏動(dòng)影響產(chǎn)生偽影。

4 數(shù)字減影血管造影（DSA）

數(shù)字減影血管造影（DSA）被認(rèn)為是評估頸動(dòng)脈和冠脈狹窄程度與閉塞的“金標(biāo)準(zhǔn)”[15]。DSA顯像清晰、分辨率高，該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是基于成熟的計(jì)算機(jī)技術(shù)。計(jì)算機(jī)接收到檢測信號后，對造影劑注入前后所對應(yīng)的數(shù)字信息進(jìn)行運(yùn)算，最終得到血管減影圖像，提供血管三維立體解剖結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息，包括是否存在側(cè)支、分支，血管閉塞位置等信息。DSA在臨床中基于其可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)觀察的特性，應(yīng)用于介入治療。近年來三維重建成像（3D-DSA）技術(shù)在臨床得到廣泛應(yīng)用，不僅可觀察病變血管的空間位置關(guān)系和管腔內(nèi)的情況，還能精確測量出病變血管的直徑、狹窄血管的橫截面積以及狹窄累及范圍等。周石等[16]認(rèn)為血管的面積狹窄率比直徑狹窄率更能反映出血管的狹窄程度。DSA冠脈成像技術(shù)仍是診斷和治療冠心病的主要方式，但在評估頸動(dòng)脈方面尚有所欠缺，不能有效評估管壁及斑塊內(nèi)部成分；在診斷易損斑塊方面也有所欠缺，且為有創(chuàng)、價(jià)格昂貴、技術(shù)難度高，在造影過程中斑塊可能因?qū)Ыz導(dǎo)管的作用而產(chǎn)生脫落，具有一定的危險(xiǎn)性，故DSA不宜作為常規(guī)檢查項(xiàng)目。

5 超聲檢查

5.1 二維超聲二維超聲是應(yīng)用較廣泛的頸動(dòng)脈檢查技術(shù)，操作簡單快捷，便于觀察頸動(dòng)脈斑塊的大小、位置及回聲類型，彩色多普勒和增強(qiáng)多普勒可進(jìn)一步描繪斑塊邊界。二維超聲最大的缺點(diǎn)是操作者之間因技術(shù)水平和臨床經(jīng)驗(yàn)參差不齊，導(dǎo)致得出的結(jié)果常不完全一致，在斑塊組織成分的判定上具有一定的局限性。因此僅憑借二維頸動(dòng)脈超聲來對頸動(dòng)脈病變進(jìn)行評估是不全面的。

5.2 超聲造影技術(shù)（CEUS）CEUS分辨力高、敏感度和特異度強(qiáng)，可獲得高信噪比的圖像，該技術(shù)使用和機(jī)體組織聲學(xué)特征不同的造影劑注入體內(nèi)，增強(qiáng)含造影劑血液的顯像能力，利用與周邊組織的灌注差異，對目標(biāo)進(jìn)行診斷。CEUS技術(shù)可以定性和半定量的評估頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)部新生血管的情況，較準(zhǔn)確地評估頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)部的血管腔和外膜滋養(yǎng)血管特征，可檢測斑塊表面潰瘍，準(zhǔn)確顯示潰瘍的大小、形態(tài)和深度等特征，從而準(zhǔn)確評價(jià)頸動(dòng)脈斑塊的易損性。超聲造影成像技術(shù)的局限性在于：①對于斑塊特征的描述主要依靠操作者的觀察，主觀性強(qiáng)，不同操作者可能會(huì)得出不同的結(jié)論；②CEUS所使用的造影劑存在一些禁忌癥問題；③操作時(shí)間的長短、心功能的高低、血管變異程度等因素都可能產(chǎn)生較大的誤差。

5.3 超聲彈性成像技術(shù)超聲彈性成像技術(shù)在動(dòng)脈血管方面運(yùn)用較少，更多運(yùn)用于肝臟、甲狀腺、前列腺、乳腺等臨床檢查中。超聲彈性成像技術(shù)在辨別頸動(dòng)脈易損斑塊方面具有一定優(yōu)勢，可發(fā)現(xiàn)高危人群。其缺陷為：因該技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)振動(dòng)與外壓的同頻，臨床中一定程度地影響組織硬度檢測；此外患者自身的機(jī)體條件如呼吸、血壓等均會(huì)對組織產(chǎn)生一定的內(nèi)部壓力，從而影響組織硬度。

5.4 血管內(nèi)超聲成像技術(shù)（IVUS）IVUS是一種腔內(nèi)成像的介入性診斷技術(shù)，從20世紀(jì)80年代末期起運(yùn)用于臨床，該技術(shù)利用安裝在微導(dǎo)管前方的微型高頻超聲探頭，將探頭引導(dǎo)至目標(biāo)部位進(jìn)行檢查，可發(fā)現(xiàn)早期的斑塊，測量管腔大小及狹窄程度，并觀察頸動(dòng)脈血管內(nèi)壁的情況、斑塊的表面形態(tài)，定性定量斑塊性質(zhì)。另外IVUS技術(shù)還可指導(dǎo)選擇支架類型，定位支架植入位置，監(jiān)測支架術(shù)后的斑塊變化情況，對手術(shù)效果進(jìn)行有效評價(jià)。IVUS在臨床檢查中更多運(yùn)用于冠脈病變檢查，是DSA技術(shù)的重要補(bǔ)充，因此該技術(shù)在冠脈血管疾病診療中，能較好地協(xié)助臨床醫(yī)生對病變情況進(jìn)行病理生理的認(rèn)知，有助于選擇最佳治療方案和治療藥物。IVUS能對斑塊進(jìn)行定性定量分析，讓檢查者清晰觀察到檢測血管的管壁狀況，與此同時(shí)，對檢測血管進(jìn)行定量測量分析，并得到血管狹窄的相關(guān)數(shù)據(jù)，明確重構(gòu)情況，已成為斑塊檢測進(jìn)程中“金標(biāo)準(zhǔn)”定性的重要依據(jù)[17]。目前最為先進(jìn)的IVUS技術(shù)，在實(shí)際運(yùn)用中能夠?qū)λ鶛z查組織行虛擬成像處理，根據(jù)回聲情況對所檢查組織進(jìn)行偽彩標(biāo)記，對病變做出穩(wěn)定性評價(jià)，從而指導(dǎo)臨床治療[18]。IVUS技術(shù)作為一項(xiàng)有創(chuàng)檢查，具有一定的并發(fā)癥，不適于早期的疾病篩查；另外由于導(dǎo)管原因，對于嚴(yán)重冠脈狹窄患者的應(yīng)用也受到限制，在頸動(dòng)脈檢查中也未能得到廣泛應(yīng)用，不作為頸動(dòng)脈的常規(guī)檢查，尤其在無DSA指征患者中應(yīng)用更少。

5.5 實(shí)時(shí)三維超聲血管斑塊定量分析技術(shù)（3DU-VPQ）3DU-VPQ目前已成為相對成熟的檢測手段，在頸動(dòng)脈斑塊的檢查以及藥物治療上優(yōu)勢明顯[19]，通過對頸動(dòng)脈斑塊的定性定量分析預(yù)測冠脈的病變情況。該技術(shù)主要應(yīng)用于頸動(dòng)脈的檢查，在二維超聲的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)時(shí)三維容積成像技術(shù)，觀察頸動(dòng)脈的斑塊形態(tài)、測量血管管壁以及斑塊的負(fù)荷和組成部分的一項(xiàng)新技術(shù)。后期運(yùn)用配套的計(jì)算機(jī)Q-Lab VPQ軟件實(shí)現(xiàn)斑塊圖像構(gòu)建及分析處理，辨識勾描出血管壁及斑塊邊際，在此基礎(chǔ)上對定量參數(shù)，如血管腔面積（LA）、斑塊容積（PV）、灰階中位數(shù)（GSM）、血管壁面積（WA）等進(jìn)行獲取分析。檢查中通過單相掃描技術(shù)的實(shí)時(shí)運(yùn)用，在檢查的同時(shí)短時(shí)間內(nèi)可獲取相應(yīng)的三維圖像數(shù)據(jù)，隨即運(yùn)用Q-Lab VPQ分析軟件對斑塊進(jìn)行定量分析[20]，后期統(tǒng)計(jì)分析圖像數(shù)據(jù)，選取具有代表性的斑塊進(jìn)一步量化分析。該項(xiàng)技術(shù)大大提高了檢查效率，且通過計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)識別勾畫管壁和斑塊的邊界，減少了人為因素的影響，從而在臨床得到了廣泛運(yùn)用。所得數(shù)據(jù)中，標(biāo)準(zhǔn)化管壁指數(shù)NWI以及灰階中位數(shù)GSM在實(shí)際運(yùn)用中較為重要[21,22]，根據(jù)已測得頸動(dòng)脈易損斑塊數(shù)據(jù)，對斑塊進(jìn)行易損性分析，易損斑塊內(nèi)部組織成分通過GSM來反映，斑塊負(fù)荷通過NWI來反映。實(shí)時(shí)三維超聲的局限性為：①分辨率不夠，對于斑塊纖維帽厚度不能通過該技術(shù)檢測出；②受技術(shù)限制，部分斑塊需要手動(dòng)勾畫，存在一定主觀性；③不能對頸動(dòng)脈狹窄程度及重塑進(jìn)行定量分析。

綜上所述，冠心病和頸動(dòng)脈斑塊都需要更積極的治療策略和手段，現(xiàn)有針對冠脈和頸動(dòng)脈的影像學(xué)檢測方法較多，各有優(yōu)缺點(diǎn)，臨床應(yīng)用中需要根據(jù)檢查目的選擇最適合的檢測方法，實(shí)現(xiàn)資源最優(yōu)配置，提升檢測效率。