基于CT、MRI评估斑块成分及稳定性在早期血管源性疾病中的诊断价值

贾琳琳，陈宏海，沙琳，杨超

动脉粥样硬化斑块作为影响血管疾病的危险因素越来越受关注，临床常用动脉管腔狭窄程度来评估动脉粥样硬化斑块病变的严重性，但研究发现，动脉管腔狭窄程度并不是评价动脉粥样硬化斑块病变严重性的最有效指标[1]。现阶段大多数学者认为反映动脉粥样硬化斑块病变严重性的指标应是斑块自身的生物学稳定性，不稳定的斑块更易破裂及出血，导致血管闭塞。CT扫描速度快、后处理功能强大、具有较高的空间和时间分辨率；MRI软组织分辨率高，能清楚显示血管壁结构，无辐射损伤[2]。现对CT、MRI技术在检测斑块成分及稳定性的应用做一综述。

1 CT

多层螺旋具有CT扫描速度快，覆盖范围广的特点，能在较短时间内实现图像重建，此外，对钙化成分敏感度较高[3]，能够辨别细微密度的差别。

1.1 多层螺旋CT血管造影

多层螺旋C T 血管造影(multi-slice helical CT angiography，MSCTA)成像速度快，具有较好的组织分辨能力。不仅可以检测动脉狭窄程度及管壁情况，还可以通过CT值来评价斑块成分，如纤维、脂质、钙化[4]等，De Weert等[5]总结比较斑块CT值与病理组织学结果，将CT值HV＜60 HU定义为以脂质成分为主的斑块，60＜HV＜130 HU为以纤维组织成分为主的斑块，HV＞130 HU为以钙化成分为主的斑块。斑块成分影响其稳定性，钙化斑块的纤维帽较厚，脂质核心较小，炎症反应轻，所以其较稳定、不易破裂，而软斑块内部细胞外胆固醇含量高，脂质核心大，覆盖斑块的纤维帽薄，炎症反应重，所以其不稳定、易破裂[6-7]。脂质核心的大小是易损性斑块的重要预测因子之一，较多脂质积聚使得斑块稳定性减低[8-10]。姚易明等[11]采用斑块半自动定量分析方式对斑块成分进行定量分析，可以判断脂质百分比易损斑块高于稳定性斑块，钙化百分比易损斑块低于稳定性斑块。

冠状动脉CT血管成像(coronary CT angiography，CCTA)在显示斑块内组织成分的同时鉴别可能导致不良心脏事件的不稳定斑块，有研究显示脂质斑块和纤维斑块患者发生不良心脏事件的风险明显升高[12]，通过综合分析冠状动脉的管腔狭窄程度和斑块性质可提高不良心脏事件的预测效能。

1.2 双源CT

随着现代螺旋CT的发展，双源CT (dual-source CT，DSCT)双能量成像技术得以实现。双能量成像就是利用高密度物质在不同能量的x线条件下能量对其衰减的程度不同的原理进行成像[13]。DSCT采用两套球管(探测器系统)，旋转0.33 s所能达到的时间分辨率可达82.5 ms[14]，使患者不必控制心率，就可以获得比以往更好的心脏图像，目前被广泛应用于冠状动脉病变的检查。刘征等[15]在评估斑块性质时以冠状动脉造影(coronary arteriography，CAG)为标准，发现DSCT在判断混合斑块所引起狭窄程度时与其具有高度一致性，而对非钙化斑块引起的狭窄，具有中度一致性，说明非钙化斑块的CT值越低，DSCT显示的敏感性越低。王执兵等[16]也发现DSCT可有效区分斑块的性质，其中对软斑块的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值达到92.83%、93.33%、97.78%和80.46%，仍有待进一步提高。但谢晓洁等[17]指出，DSCT目前仅能够区分斑块是否钙化，但对其是否有脂质核心及纤维帽等具体特征的诊断仍然具有一定困难。

1.3 能谱CT

能谱CT通过单源瞬时kVp切换技术，在极短时间内完成高低能量的切换，任何物质的X线吸收系数都可由任意两种基物质的吸收系数决定，因此，任何一种物质的衰减都可转化为产生同样衰减的两种物质的密度，根据已知基物质的吸收系数就可以计算出其空间分布和密度，从而实现原始物质的分离与定量分析[18-19]。

与常规CTA相比，能谱CT通过单能量技术使得目标血管的信噪比达到最高，同时提高血管内CT值，单能量图像配合MARs技术能够有效的去除钙化伪影及金属伪影，提高对血管斑块及狭窄程度评估的准确性[20]。Wintermark等[21]通过比较活体颈动脉CTA图像与离体标本Micro CT图像，发现纤维成分平均CT值为(46.40±19.90) HU，此与脂质核与出血和(或)血栓形成成分存在一定重叠；钙化成分平均CT值为(256.70±30.20) HU，与出血和(或)血栓形成成分也有重叠，故对由多种成分混合组成的斑块CT易出现误判，因此用CT值区分脂质和纤维斑块准确性较低。据研究，脂质斑块与脂肪相似，其能谱曲线为上升型；纤维组织斑块成分与肌肉相近，其能谱曲线呈缓慢下降型；钙化斑块成分与骨骼相近，其能谱曲线呈快速下降型[22-23]。刘良进等[22]对所得能谱曲线、有效原子序数进行定量分析，结果显示，钙化斑块及混合斑块内3种成分的能谱曲线斜率及有效原子序数由高至低依次为：钙化斑块>纤维基质成分斑块>血栓样组织成分斑块＞脂质斑块，因此结合CT值及能谱CT量化参数能够更准确的评估斑块成分。

能谱CT在提高图像质量、降低辐射剂量、精确分析斑块成分上都有很大进展，可早期提示含有易损性脂质成分及血栓样组织的不稳定斑块[24]。

1.4 CT功能成像

脑CT灌注成像可以清晰的观察患者脑血流量情况，与CT血管成像相结合对颈动脉狭窄与闭塞的诊断更加准确，可用于评估责任血管管腔情况[25]。另无创性CT血流储备分数(CT-fractional flow reserve，CT-FFR)评价具有良好的应用前景，斑块中钙化成分的占比会对CT-FFR评价心肌缺血产生影响，可提高CCTA诊断冠状动脉缺血性狭窄的准确性[26-27]。

2 MRI

高场强MRI具备高切换率及高梯度场强，一方面可以缩短回波间隙、加快信号采集速度，另一方面具有更高的信号噪声比，提高图像质量[28]，可以识别动脉斑块的成分[29-30]。较CT可以更早期发现细微的病变组织，对于梗死、出血部位邻近组织病变代谢物的生化成分显示较好。

2.1 斑块分型

美国心脏协会(American Heart Association，AHA)根据粥样硬化斑块的病理分型[31]，将斑块分为8型：Ⅰ～Ⅱ型，动脉壁厚度接近正常，无钙化；Ⅲ型，弥漫性内膜增厚或者不定形无钙化斑块；Ⅳ～Ⅴ型，斑块纤维组织周围有脂质或坏死核心，可能伴有钙化；Ⅵ型，伴有表面缺损、出血、血栓等的复杂斑块；Ⅶ型，钙化斑块；Ⅷ型，无脂质核的纤维化斑块，可伴有小的钙化。MRI多重对比序列可以识别动脉粥样硬化损害区的脂质核、纤维帽、出血以及钙化成分等，为分型提供依据。

2.2 成像特点

脂质成分在三维时间飞跃技术(three-dimensional time of light，3D-TOF)像上呈等信号，T1加权成像(T1 weighted image，T1WI)、质子密度成像(proton density weighted image，PDWI)上多为等信号或稍低信号，T2加权成像(T2 weighted image，T2WI)上呈稍低信号[32]。纤维帽在T1WI上表现为等信号，3D-TOF上呈低信号，T2WI上呈稍高信号[33]；出血随着时间的推移表现出不同的信号的特征，早期在T1WI上为高信号，T2WI为等或低信号，近期在所有序列上呈高信号，陈旧性在所有序列上呈低信号[34]；钙化在所有序列上均表现低信号。

2.3 成像方法

“亮血”与“黑血”相结合的技术准确显示血管结构、形态、大小和斑块组成情况。“亮血”的代表为3D-TOF法，属于梯度回波序列，其血流为高信号，附壁斑块纤维帽、钙化呈低信号、脂质核呈等信号，主要用于血管壁成像的定位像、判断动脉管腔狭窄以及识别邻近管腔的钙化。

“黑血”即二维快速自旋回波(2D FSE、TSE)序列，具有的天然黑血效应，利用血液的流动性，采集不同时相的信号，最终获得流动血流的低信号和管壁相对高信号的强烈对比。

颈动脉斑块是导致急性脑卒中的重要诱导因素之一[35]，戴志京等[36]应用3D-TOF成像、双翻转T1加权成像、T2加权成像、质子密度加权成像及增强颈部血管成像探究斑块稳定性，不稳定性斑块出现脂质核心、出血、血栓形成以及纤维帽破裂的个数显著高于稳定性斑块，在50例患者中稳定性斑块中出现脂质核心、出血以及纤维帽破裂的分别有8个、7个以及5个，且未见血栓形成；不稳定性斑块中出现脂质核心、出血以及纤维帽破裂的分别有26个、14个以及12个，出现血栓形成的有5个；斑块内成分如钙化、富含脂质的坏死核、出血和破裂的纤维帽对斑块稳定性具有影响，钙化和坏死脂质核心越大、纤维帽厚度越薄、斑块内出血越多，斑块稳定越差[37-38]。在徐中华等[39]对有症状组和无症状组颈动脉斑块对照分析中，有症状组Ⅱ型、Ⅵ型斑块比例明显低于无症状组(P＜0.05)，而Ⅳ～Ⅴ型、Ⅵ型斑块比例明显高于无症状组(P＜0.05)。因此MRI对斑块成分的分析能有效预测脑缺血事件的发生。

急性脑卒中患者的颈动脉狭窄程度是不一致的[40]，封海慧等[41]通过Logistics回归分析不同程度颈动脉狭窄急性脑卒中患者的颈动脉斑块成分，在颈动脉轻度狭窄时，斑块成分以炎症为主；中及重度狭窄，斑块成分以脂质坏死核心及破损的纤维帽为主。确定斑块成分及比例，再将不同颈动脉狭窄情况因素考虑在内，对急性脑卒中的预测起到积极作用。

近年来，3D技术有很大的进步，使图像的分辨率有很大的提高，能观察到斑块的细节[42]；同时采用容积扫描，覆盖范围广，能进行多方位重建。可变翻转角快速自旋回波成像(sampling perfection with application-optimized contrasts by using different flip angle evolutions，SPACE)序列由于具备各向同性扫描、分辨率高、覆盖范围广的特点，逐渐被应用于血管壁成像以确定斑块成分。汪振佳等[43]采用3DT1wSPACE序列对颈动脉狭窄血运重建术前血管斑块成分进行了评估，以斑块病理为金标准，3DT1wSPACE对于斑块内出血(intraplaque hemorrhage，IPH)、脂质核(lipid-rich necrotic core，LRNC)的诊断均具有中等一致性(Kappa值分别为0.65、0.62)，对钙化(Calcification，CA)的诊断具有较高的一致性(Kappa=0.79)，提示3DT1wSPACE的颈部黑血管壁成像技术能够准确判断管壁斑块成分，同时实现高分辨率三维成像，具有较高的诊断价值。

Li等[44]将压缩感知技术(compressed sensing，CS)与基于运动致敏驱动平衡预脉冲的三维快速梯度回波(threedimensional motion-sensitized driven equilibrium prepared rapid gradient echo，3D-MERGE)序列结合的快速血管壁三维MRI (CS-3D MERGE)技术对血管壁进行成像，证实了在采样不足的3D K空间中，伪中心相位编码顺序有效抑制了其的流动信号。董莉等[45]采用三维黑血成像序列和常规血管增强MRA成像证实CS-3D MERGE技术判断LRNC、IPH和CA的准确度分别为76.2% (16/21)、71.4% (15/21)和100.0% (21/21)。产生该结果的原因是由于钙化的组织成分特性决定其在T1WI及T2WI上均表现为无信号，与管壁形成了良好对比，而脂质及出血成分在T1WI、T2WI上信号复杂，对比度较差。

磁共振血管壁成像技术已逐渐成熟，由2D到3D、多种序列结合抑制血流信号、检测斑块成分及定量分析都更加精确化。

3 展望

随着现代人们生活方式的改变，动脉粥样硬化引起的心脑血管疾病发生率逐年上升。影像学技术的应用越来越广泛，通过这些辅助检查检测斑块成分，评估斑块稳定性，提早做好预防和治疗工作十分重要。但是斑块内成分、比例复杂，还需进行大量的影像及病理学研究，相信随着新技术的开发及MRI新序列的提出，对斑块成分的分析也将更加精确。

利益冲突：无。