高分辨磁共振成像在动脉粥样硬化斑块中的研究应用

2021-01-02 来源：客趣旅游网

286 ·心脑血管病防治2020年6月第20卷第3期 Cardio-Cerebrovasc Dis Prev Treat,June 2020,Vol.20,No.3

综述

陈青󰀁李合华

【摘要】动脉粥样硬化是动脉硬化的一种常见类型。随着经济和生活水平的提高，动脉粥样硬化所致的心脑血管疾病已成为危害人类健康的主要疾病之一。但动脉粥样硬化进展隐匿突发，如何在急性心脑血管事件发生前准确的识别出易损斑块的患者，并对其进行早期干预，已成为目前迫切需要解决的问题。近年来随着影像技术的发展，多种血管成像技术为实现动脉粥样硬化的早期诊疗带来新的契机。因此本文将从高分辨磁共振成像在动脉粥样硬化斑块中的研究应用方面做一综述，以便更好为临床提供帮助。

【关键词】高分辨磁共振成像；动脉粥样硬化；易损斑块Application of high resolution magnetic resonance imaging in atherosclerotic plaques Chen Qing, Li Hehua. Department of Neurology, The First Affiliated Hospital of Xinxiang Medical University, Xinxiang 453100, China【Abstract】 Atherosclerosis is a common type of arteriosclerosis.With the improvement of economy and living standards,cardiovascular and cerebrovascular diseases caused by atherosclerosis have become one of the main diseases that endanger human health. However,the progress of atherosclerosis is concealed and sudden.How to accurately identify patients with vulnerable plaques before the occurrence of acute cardiocerebral vascular events and provide early intervention for them has become an urgent problem to be solved.With the development of imaging technology in recent years, a variety of vascular imaging technologies have brought new opportunities for the early diagnosis and treatment of atherosclerosis.Therefore, this paper will review the application of high resolution magnetic resonance imaging in atherosclerotic plaques in order to provide better clinical help.【Key words】 High resolution magnetic resonance imaging; Atherosclerosis; Vulnerable plaque

动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）是全身性血管壁疾病，发生于主动脉、颈动脉及外周动脉，主要特点为脂质沉积、氧化应激和慢性炎症反应[1]。AS可引起脑卒中发作、心肌梗死、无先兆猝死。根据WHO MONICA研究发现由AS所致的急性缺血性脑血管疾病，是导致中国人致死率和致残率较高的一类疾病[2]，其中超过70%的心脑血管疾病患者的死亡与AS相关[3]。而动脉粥样硬化斑块易损性已被证实与缺血性脑血管病（如缺血性脑卒中、短暂性脑缺血发作）事件发生严重相关[3]。研究发现易损性动脉粥样硬化斑块具有炎症、斑块内出血、薄的纤维帽（FC）、大的坏死脂质核心、斑块正向重构及斑点型的钙化等特点[4-5]。

DOI:10.3969/j.issn.1009-816x.2020.03.018

作者单位：453100 河南省新乡医学院第一附属医院神经内科通讯作者：李合华，Email：hehuali1205707143@qq.com高分辨磁共振成像（HR-MRI）已被证明为一种

检测动脉粥样硬化易损斑块的有效工具。HR-MRI除传统的 T1 加权成像(T1WI)、T2 加权成像（T2WI）和质子密度加权成像（PDWI）外，还包括了黑血序列和亮血序列，时间飞跃序列（TOF-MRA）。其中T1WI 对钙化较敏感，T2WI在血管分层方面显示较好，PDWI对血管壁的厚度测量是最准确的。研究发现高时间分辨率的二维（2D）黑血序列能获得可靠的图像质量，且在一次扫描中交错获得；高空间分辨率的三维（3D）黑血序列在斑块成分的细节方面显示更好，

“亮血序列”三维时间飞跃（3D-TOF）且覆盖面更大[6]。

成像，能较好地显示钙化情况及含胶原蛋白紧密的纤维帽，并加以鉴别纤维帽的分型。其通过梯度回波来提高血流信号的强度，使管腔表现为相对高信号，产生敏感的组织信号T2，使血流表现为高信号，斑块表现为低信号，进而增大了两者对比度。“亮血序列”对纤维帽显示最佳，而对部分迂曲血管的显示方面有

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误差存在，因部分容积效应易被误认是病变，因此需

结合3D-TOF及最大信号投影（MIP）图像进行相关分析。

黑血技术在斑块的形态及组成成分方面显示较好；而3D-TOF采集时间短，对斑块表面的纤维帽等低信号成分及鉴别斑块内出血方面有优势[7-8]。HR-MRI诊断动脉狭窄≥50%的敏感度、特异度和准确性分别为88.9%、100%、97.9%。两种技术结合可进一步评价动脉狭窄程度的严重性及AS斑块的成分，进而识别出易损性斑块。1 AS斑块的HR-MRI影像分型

Cai等[9]根据美国心脏病协会（American Heart Association，AHA）病理分型同时结合HR-MRI影像学特征分为以下几型：Ⅰ-Ⅱ型：壁厚接近正常，无钙化；Ⅲ型：弥漫/偏心性的内膜增厚，未见钙化；Ⅳ-Ⅴ型：富含脂质核心的斑块，有或无钙化；Ⅵ型：复杂斑块（腔内可见斑块内出血、纤维帽破裂、钙化结节）；Ⅶ型：斑块钙化；Ⅷ型：无富含脂质核心斑块，可见小的钙化。I-III型和VII型被定义为稳定斑块，Ⅳ-Ⅴ型及Ⅵ型被定义为不稳定及易损型斑块。导致心脑血管疾病事件发生的主要原因为不稳定型斑块的进展及破裂所致。

2 HR-MRI对易损性AS斑块成分及其与临床事件的相关研究

HR-MRI研究发现，易损斑块具有如下特征：富含脂质核心（LRNC）、薄的FC、斑块内出血（IPH）、炎症等，易损斑块破裂会形成血栓阻塞血管，造成严重的临床事件的发生，因此正确清楚的认识各斑块成分至关重要。

2.1 LRNC 在颈动脉斑块中LRNC是由胆固醇结晶、破碎的细胞碎片及颗粒钙组成。LRNC是脑卒中风险增加的预测指标[10]。基于与心脏猝死相关的冠状动脉斑块的组织学研究发现，LRNC可代表与未来心血管疾病事件高风险相关的AS的一种表型[11]。研究证实LRNC在斑块内比例的增加将加重斑块的负担，引起破裂，进而导致脑缺血事件的发生；LRNC的大小和覆盖在LRNC上的薄FC或破裂与近期缺血性脑血管症状以及今后新发同侧颈动脉血栓栓塞症状、新发纤维帽破裂（FCR）或IPH以及颈动脉斑块大小有关[12]。国外治疗AS斑块的研究表明，他汀类药物能降低LRNC的大小，从而稳定斑块,降低心脑血管事件的发生[13]。2.2 FC FC是从动脉管腔的斑块核心中分离出来的

一层结缔组织。FC作为一种比血液及斑块更强的回声结构，其厚度可用灰度-中值分布（GSM）测量，灵敏度为73%，特异度为67%[14]。GSM是利用计算机成像来测量斑块回声的一种方法，旨在区分不同颈动脉斑块回声（伴纤维钙化斑块内容物—稳定外观与薄FC、较高脂质或出血内容物—不稳定外观）的差异，通过对GSM斑块回声的测量发现，不稳定外观斑块与脑血管事件发生相关[15]。在3D-TOF中观察FC的类型：(1)厚而完整FC：斑块管腔之间均匀的低密度带，表现为高信号或等信号；(2)薄而完整的FC：低密度带未检测到，但在其他序列中可显示光滑的管腔表面；(3)中断的FC：中断低密度带或无低密度带，其他序列中检测到不规则的管腔表面[9]。FCR包括钙化与最小纤维帽破裂（MFCD）[16]。MFCD与IPH的绝对体积显著相关。新鲜IPH的大小可能是AS斑块中MFCD的一个独立指标，表明IPH的时期和大小在降低FC稳定性方面发挥重要作用。新鲜IPH越大，在颈动脉斑块中发生MFCD的可能性越高。

2.3 IPH 在AS斑块中，探讨IPH对AS斑块的稳定性对预防未来发生缺血性脑血管事件具有重要意义。IPH根据时期划分为：新鲜IPH（<1周）：主要构成包括完整红细胞、淋巴细胞、多型核粒细胞、离散的巨噬细胞，HR-MRI示：T1WI/3D TOF高信号、T2WI低信号/等信号（信号的高低以参考周围邻近的组织，如胸锁乳突肌）；近期IPH（1~6周）：由红细胞溶解、巨噬细胞聚集、胆固醇结晶、周围血管构成。HR-MRI示：T1WI/3D TOF高信号、T2WI高信号；陈旧IPH（>6周）：由细胞碎片及含铁血黄素构成[17]。

IPH是一种新的斑块不稳定标志物，其与传统的危险因素及在症状性及无症状性颈动脉狭窄疾病之间的关系知之甚少。在有症状的颈动脉狭窄患者中，HR-MRI发现近期IPH与公认的脑卒中危险因素（狭窄程度、符合事件类型、缺血事件时间）高度相关。无症状颈动脉狭窄的严重程度和同侧的缺血性脑卒中风险总体上弱于中、重度症状性狭窄的脑卒中。IPH可预测无症状男性发生缺血性脑血管病的事件风险，且IPH是有症状的颈动脉疾病血栓栓塞活动性指标之一。有研究者发现，随着颈动脉内膜厚度和斑块体积的增加，IPH的聚集性也会随着斑块负荷的增加而增加[18]。颈动脉粥样硬化斑块的最大剪切应力与IPH的发生密切相关。根据长径方向上颈动脉斑块形状的对称性特点，将颈动脉斑块分为I型、II型、III型[19]。

I型：颈动脉斑块的最大弧长位于颈动脉壁上游且高于最大管壁厚度（WTmax）；HR-MRI显示颈动

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脉斑块有IPH（所有序列均为高信号）、LRNC（T1WI高信号，T2WI低信号）、钙化（所有序列均为低信号）。

II型：颈动脉斑块的最大弧长位于颈动脉壁上游或下游，且与WTmax相等，而且HR-MRI显示颈动脉斑块LRNC（T1WI高信号，T2WI低信号）。

III型：颈动脉斑块的最大弧长在颈动脉壁的下游且低于WTmax，HR-MRI显示颈动脉斑块有LRNC（T1WI高信号，T2WI低信号）。

应用HR-MRI探讨颈动脉粥样硬化斑块形状和位置与IPH的关系如下：与无IPH的斑块相比，那些有IPH的斑块发生I型斑块几率高，III型斑块几率低，且大部分位于颈动脉分叉以上位置，由此得出I型颈动脉斑块与IPH独立相关[20]。与没有IPH的颈动脉粥样硬化斑块患者相比，IPH的病人大部分有他汀应用及吸烟史[20]，进而推测出吸烟是颈动脉粥样硬化IPH的一个独立预测因素。

2.4 炎症易损斑块的另一个特点是炎症，其与血管生成及斑块活动有关。在一项62例AS斑块的横断面研究中发现斑块中巨噬细胞的浸润、斑块破裂与脑卒中发生相关[21]。炎症细胞集聚在斑块的特定区域，通常为FC处。对炎症的成像技术，临床不常规应用，通过HR-MRI对斑块内炎症与组织学标志物有关炎症检测显示，HR-MRI可能是定量斑块炎症的非侵入性标志物检查工具，尚需要进一步证实性的研究[22]。3 HR-MRI在动脉-动脉栓塞及年龄应用中的研究3.1 HR-MRI在动脉—动脉栓塞斑块特点中的研究动脉—动脉栓塞是脑卒中复发的高危因素。Wu等[23]研究发现动脉—动脉栓塞具有易损斑块特征。一些研究者通过HR-MRI研究发现阳性重塑、IPH、斑块增强与颅内AS病变不稳定性相关[24-26]；同时有研究报告可使用斑块增强来作为预测脑卒中复发及个体化抗凝治疗的一种新的影像学生物标志物[27]。

3.2 HR-MRI在AS与年龄关系之间的研究年龄作为一个不可逆转的因素，已被证实与颈动脉内膜厚度（IMT）的增加有关[28]。然而用超声成像来评估早期AS斑块的进展，仍具有挑战性，因超声检测IMT的增加不能全面代表颈动脉斑块的进展，特别是晚期病变[29]。既往研究表明HR-MRI在评价斑块进展方面有良好的重现性和精确性[30]。Guus等[31]发现与青年AS患者相比，老年颈动脉粥样硬化患者钙化更多。另有研究显示年龄与AS斑块钙化增加独立相关[32]。Lu等[19]研究发现年龄作为进展性症状性颈动脉粥样硬化的一个独立预测因素,老年患者颈动脉粥样硬化

进展较快、易损性更高，更需要频繁检测。有研究发现偏心狭窄患者年龄越大，发生AS狭窄的危险因素可能性就越大，而同心狭窄多见于小于35岁的年轻女性[33]。所有的同心狭窄都显示收缩性的动脉重构，偏心狭窄具有异质性重构类型。重塑率为有症状性狭窄的独立预测因子。4 讨论与展望

目前对AS成像研究方法有以下几种：颈动脉超声有很高的时间分辨率，但其质量很大程度上受操作者技术及经验影响，主观性较大。对比增强超声是一种新颖且有发展前景的影像技术，通过注入造影剂可观察血流变化及血管壁情况，能更好反映血管AS，但临床上应用较少[34]。侵入性数字剪影血管造影（DSA）能精确测量血管腔，但不能测量斑块实际大小及组成成分。计算机断层扫描血管造影（CTA）能提供类似DSA相关信息，但它无法量化斑块中非钙化成分。灰度图像分析引入了GSM定量定性评估斑块，通过观察斑块的通透性预测与脑梗死的关联，GSM小于50%与脑梗死发生有关，但其对斑块回声评价依赖于操作者视觉估计[35]。HR-MRI技术作为一种新型的影像诊断技术，可直接观察到病变血管壁，有极好的软组织分辨率，通过对斑块表面形态、斑块成分、狭窄程度的判断，从而突出斑块破裂的病理生理机制及预测血栓栓塞事件，能用于风险分层[36]。

AS所致的心脑血管疾病是造成社会上致死率及致残率较高一类疾病，其成分、易损性、血管壁重构及形态学特征与脑卒中的关系已得到肯定，其易损性的研究越来越成为国内外学者关注与研究的重点。HR-MRI作为一项新兴成像技术，随着其成像序列、对比增强方法、场强的发展，该技术有望在临床动脉粥样硬化性疾病的诊断、治疗、预防等方面扮演更加重要的角色。

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（收稿日期：2019-06-25）

（本文编辑：林雪怡）

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