胸主动脉粥样硬化斑块影像学研究进展

周长武赵锡海李 澄



胸主动脉粥样硬化斑块影像学研究进展

周长武1赵锡海2李 澄3

动脉粥样硬化；主动脉，胸；超声心动描记术，经食管；磁共振血管造影术；体层摄影术，X线计算机；血管造影术；正电子发射断层显像术；药物疗法；治疗结果；综述

胸主动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）易损斑块是急性缺血性卒中的潜在栓子来源[1]。引起缺血性卒中的栓子中，18％～24％来源于胸主动脉易损斑块[2-5]。而缺血性卒中患者如未接受药物治疗，其主动脉易损斑块可能会导致卒中复发或增加死亡风险[6]。因此，早期识别胸主动脉易损斑块并对其进行有效治疗，有助于卒中的预防及改善预后。

经食管超声心动图（transesophagealechocardiography，TEE）、CT血管成像（CTA）、磁共振血管成像（MRA）和正电子发射断层显像/X线计算机体层成像仪（PET/CT）是评价胸主动脉易损斑块的常用影像学方法。然而，各种影像学方法在显示胸主动脉AS易损斑块方面均具有一定的优势和不足。此外，应用影像学方法监测胸主动脉AS病变的药物治疗效果亦有一定的研究价值。本文对胸主动脉AS病变的影像学相关研究进展做一综述，探讨胸主动脉影像学的发展方向。

1　胸主动脉AS斑块的流行病学及病理学特征

作为卒中潜在栓子的重要来源，胸主动脉AS斑块越来越受到关注。Cui等[7]认为在缺血性卒中患者中，主动脉弓粥样硬化斑块的发生率为40.6％，其中易损斑块占84.8％。主动脉弓易损斑块对卒中事件的发生具有一定的预测价值，尤其在隐源性卒中中[8]。一项尸检研究结果表明，卒中患者的主动脉弓溃疡性斑块的发生率为26％，这种溃疡性斑块在隐源性卒中患者中的发生率高达61％[9]。

AS易损斑块的病理学特征主要表现为大脂质核、薄纤维帽、斑块内出血、纤维帽破裂、炎症反应或新生血管化[10]。有研究表明，主动脉弓AS易损斑块的主要病理学特征包括斑块厚度≥4mm、斑块突向管腔、管腔内可移动成分及溃疡斑块等[11]。

2　胸主动脉AS斑块的影像学特征

2.1TEE特征 TEE是较早尝试用于评价胸主动脉AS斑块的影像学检查方法。TEE可以精确测量动脉管壁内中膜厚度，因此能够探测早期的胸主动脉AS斑块。Pop等[12]报道了72例卒中或短暂性脑缺血发作患者的TEE研究结果，发现主动脉弓AS斑块的发生率高达44.4％。Okura等[13]的研究发现，在检测到的21例胸主动脉复杂斑块（厚度≥4mm）中，有52％位于降主动脉。而Katsanos等[14]的研究显示卒中患者降主动脉复杂斑块的发生率为25.4％。

近年来，有学者应用新的TEE成像技术对胸主动脉AS斑块进行成像。Ito等[15]应用同步多平面TEE进行研究，结果与传统TEE相比，同步多平面TEE的检查时间明显缩短[（33±11）s 比（57±28）s]，两者最大管壁厚度的测量值有较好的一致性（r=0.95），提示同步多平面TEE能够快速而准确地检测主动脉弓斑块，尤其是复杂斑块。Carminati等[16]应用TEE的3D形态学多视图组合技术对降主动脉进行重建，可以多平面、多角度观察斑块的特征，有助于易损斑块的判定。超声分子影像学在研究胸主动脉AS斑块方面亦有一定的进展。多数学者认为，GP IIb/IIIa受体是易损斑块的生物标志物，因此Guo等[17]应用MB-cRGDs检测AS病变内皮活化血小板上的GP IIb/IIIa受体，从而早期识别易损斑块。

然而应用TEE对胸主动脉AS斑块进行成像具有一定的局限性：①TEE是一种侵入性检查方法，存在发生严重并发症的潜在风险；②在显示主动脉弓病变时，TEE存在一定的盲区；③TEE在识别易损斑块特征如斑块内出血等方面能力有限。

2.2CT特征 胸主动脉AS斑块成分复杂，钙化是常见成分之一。CT是显示钙化斑块最敏感的影像学方法。此外，CT还可以清晰显示AS病变相关的壁内血肿，表现为新月形（升主动脉和降主动脉）或线形（主动脉弓）的等或稍高密度病灶，钙化内膜的内移是壁内血肿的特征性表现[18]。CT增强扫描可以准确识别主动脉AS斑块溃疡[19-21]。Chuang等[22]应用CT研究胸主动脉钙化和非钙化斑块的危险因素的差异，结果显示年龄与吸烟是钙化和非钙化的共同危险因素，非钙化斑块的危险因素主要是性别（女性多见）及空腹血糖，钙化斑块的危险因素主要是高血压及高脂血症。Saboo等[23]的研究发现，主动脉弓和降主动脉近端是最容易发生钙化的部位。Chatzikonstantinou等[1]认为中度斑块（少发，小斑块）最常见于主动脉弓，重度斑块（多发，大斑块）最常见于主动脉弓及降主动脉，高血压与斑块的存在具有显著相关性，但斑块部位与颅内梗死区域之间无显著相关性。Raman等[24]开发了自动算法，用以描绘胸主动脉外管壁轮廓，并计算非钙化斑块的管壁厚度，结果显示存在AS斑块的主动脉管壁厚度达（3.4±1.6）mm。CT因其软组织分辨率低，无法准确鉴别易损斑块特征如斑块内出血、纤维帽破裂等。因此，CT在胸主动脉AS斑块成像方面也具有一定的局限性。

2.3PET/CT特征 近年来，PET/CT被逐步应用于胸主动脉AS病变的研究。氟脱氧葡萄糖（fluorodeoxyglucose，FDG）可以作为分析AS斑块炎症反应的潜在信号来源。为了更好地进行斑块成像，准确把握FDG摄取时间尤为重要。既往研究显示，巨噬细胞摄取FDG在2～3h后达到峰值，在这一时间进行成像能够获得最佳的检测效果和量化数据，并且无显著的信号衰减[25-27]。Meirelles等[28]的研究发现，伴有糖尿病、高血压、高脂血症或心血管疾病的患者更容易发生钙化斑块，伴有钙化斑块的稳定性与18F-FDG的摄取无明显相关性。通常斑块钙化是相对稳定的，但50％以上的钙化斑块发生18F-FDG摄取，其原因仍需进一步研究[29]。Razavian等[30]通过动物实验研究发现，基于基质金属蛋白酶活动性的分子成像可以揭示AS病变的异质性，可能是跟踪斑块生物学行为及药物治疗反应的有效工具。PET/CT不能准确识别胸主动脉AS斑块的成分，但可以评估斑块表面的炎症反应，可以从另外一个角度鉴别斑块的易损性。

2.4MRI特征 MRI在研究胸主动脉AS斑块特征方面具有一定的进展。为了更好地显示胸主动脉斑块的特征，多数学者致力于研究开发适合于胸主动脉（尤其是主动脉弓）的血管壁成像技术，如多对比度成像或小视野成像以及呼吸导航、心电门控等的综合应用[31-35]。

早期，多数学者应用二维MRI研究胸主动脉AS斑块的特征。2000年，Fayad等[36]的研究发现，应用二维MRI能清晰显示斑块的负荷、成分及分布等特征，其评价结果与TEE具有高度的一致性。然而，二维MRI技术存在成像速度慢、覆盖范围小、主动脉弓处血流抑制不充分、层面间分辨率低的缺点，这些缺点限制了这一技术在胸主动脉斑块成像方面的应用。

随着MRI技术的发展，三维高分辨率MR管壁成像技术由于存在扫描速度快、覆盖范围广、主动脉弓区域血流信号抑制充分等优点，在胸主动脉AS斑块诊断和治疗评价方面发挥越来越重要的作用。MR管壁成像不仅可以评价斑块的分布与成分特征，还可以准确测量斑块的负荷，如管腔面积、管壁面积、最大管壁厚度以及标准化管壁指数等。Mihai等[37]发现，三维质子加权快速自旋回波序列在主动脉斑块定量方面具有较好的可操作性和可重复性。主动脉弓区域血流动力学十分复杂。Wehrum等[38]的研究发现，降主动脉近端反流性血流现象普遍存在，尤其是缺血性卒中患者，其发生率明显高于正常对照组（32.8％ 比9.5％，P＜0.05），提示反流性主动脉血流机制可能在脑梗死过程中发挥一定的作用[39]。Kim等[40]研究主动脉弓易损斑块与颅内病变的相关性，结果发现主动脉弓易损斑块的患者存在颅内多个血供区的多发小缺血灶的可能性更大，这些病变常位于皮层下和边界地带区域。MRI以其高分辨率、多对比度成像等优点能够准确识别斑块的成分，判断斑块的易损性，使其在胸主动脉AS斑块成像方面具有无可替代的优势。

3　应用多种影像学检查方法评价药物疗效

Noyes等[41]系统性回顾了AS斑块的转归过程，结果发现，使用他汀类药物治疗AS斑块的平均转归时间为19.7个月，提示患者应该接受约2年的强化降脂治疗后再考虑减少他汀类药物的剂量。各种影像学方法在评价胸主动脉AS斑块药物治疗效果方面均有应用。

3.1应用TEE评价药物治疗斑块的疗效 Kaneko等[42]采用瑞舒伐他汀（5mg/d）治疗6个月，主动脉弓AS斑块直径显著减小[（5.8±2.2）mm 比（5.1±2.1）mm，P＜0.05]，斑块趋于稳定。Sakamoto等[43]的研究显示，经过3年的强化低脂治疗，降主动脉斑块面积显著减小（1.52cm2比0.63cm2，P＜0.001）。Watanabe等[44]联合应用TEE和PET/CT观察2种药物（匹伐他汀和普伐他汀）治疗AS斑块的效果，结果发现，匹伐他汀不仅能够减小内中膜厚度[（2.85±0.76）mm比（2.58± 0.63）mm，P＜0.05）]，而且在治疗斑块炎症方面比普伐他汀有效，因此认为匹伐他汀在稳定主动脉斑块方面优于普伐他汀。

3.2应用CT评价药物治疗斑块的疗效 关于应用CT评价药物治疗斑块疗效的研究鲜有报道。Takeda 等[45]应用CT评估动物抗血小板治疗AS病变，结果表明在抗血小板治疗过程中，相位-对比X线、CT不仅可以测量斑块的体积，还可以通过组织质量密度的差异来检测AS斑块的成分，因此可以用来评价抗血小板治疗斑块的效果。

3.3应用PET/CT评价药物治疗斑块的疗效 PET/CT通过评价FDG信号衰减的程度，可以观察胸主动脉斑块他汀类药物治疗的效果。Tawakol等[46]研究同一药物不同剂量治疗AS斑块的效果，结果发现强化他汀类药物治疗能显著降低斑块对FDG的摄取（80mg/d比10mg/d，14.4％比4.2％，P＜0.001），这一变化可能代表AS炎症的转归。Mizoguchi等[47]认为对于糖耐量受损或糖尿病患者，吡格列酮能够有效降低AS斑块炎症反应的程度。

3.4应用MRI评价药物治疗斑块的疗效 MRI是一种无创性、可重复性高的影像学手段，被广泛用于评估药物治疗斑块的效果。Gottlieb等[48]的研究发现，对于中-重度胸主动脉AS病变的患者，大剂量他汀类药物（辛伐他汀80mg/d）能有效减小主动脉管壁面积和增加管腔面积。Ayaori等[49]研究高脂血症患者使用苯扎贝特治疗主动脉斑块的疗效（苯扎贝特400mg/d），经过1年的治疗，胸主动脉斑块管壁面积显著减小[（134±49）mm2比（123±48）mm2，P＜0.001）]，但管腔面积无显著变化。Yogo等[50]比较了瑞舒伐他汀治疗胸主动脉AS斑块的疗效，结果发现强化治疗的效果明显优于标准治疗[（6.5±5.1）mg/d比（2.9±3.1）mg/d]，管壁面积（减小9.1％ 比 3.2％，P=0.01），提示强化他汀类药物治疗可以提供更好的临床结果。他汀类药物治疗胸主动脉斑块的效果在特定人群中可能会有一定的差异。Schmitz等[51]应用MRI观察杂合子家族性高胆固醇血症患者长期降脂治疗的效果，经过7.5～21年的治疗，降主动脉AS斑块负荷仍然高于对照组[管壁面积：（123±23）mm2比（102±18）mm2，P＜0.01；管壁厚度：（1.63±0.28）mm 比（1.37±0.16）mm，P＜0.001]。

4　总结与展望

本文重点阐述了胸主动脉AS斑块的影像学特征以及应用影像学方法评价药物治疗斑块的效果等相关研究进展。在评价胸主动脉AS易损斑块方面，常用的影像学方法包括TEE、CTA、PET/CT、MRA和高分辨率MRI。其中，TEE能够准确测量内中膜厚度并能发现早期斑块；CTA能够准确识别斑块内的钙化；PET/CT通过监测FDG摄取的变化，从而反映斑块炎症的活动性；高分辨率MR管壁成像，尤其是三维管壁成像，能够多方位、多角度地评估胸主动脉AS斑块的分布、负荷及成分等特征，是目前评价胸主动脉易损斑块特征及治疗效果的最佳无创性影像学手段。

在评价胸主动脉斑块方面，对易损斑块特征如脂质核或斑块内出血等进行特异性成像是未来发展的方向之一。最近，Wang等[52]开发了三维高分辨率MR管壁成像序列，该序列一次成像可以同时获得非增强血管图像及斑块内出血的图像，可能在胸主动脉易损斑块的评价方面发挥一定的作用。此外，通过MRI动态增强扫描，观察斑块内对比剂的信号强度随时间的变化幅度，以此判断斑块局部的管壁通透性，从而评价AS易损斑块的炎症反应及新生血管化程度[53- 54]。

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（本文编辑 冯 婕）

R543；R445

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.05.019

国家自然科学基金资助项目（81271536，81361120402）；江苏省普通高校专业学位研究生科研实践计划项目（SJLX_0621）。

1.扬州市第一人民医院影像科 江苏扬州 225000；2.清华大学医学院生物医学工程系，清华大学生物医学影像中心北京 100084；3.东南大学附属中大医院放射科 江苏南京210009

赵锡海 E-mail:xihaizhao@tsinghua.edu.cn

2015-11-17

2016-01-12