颈动脉斑块的无创影像评价方法研究进展

王雪利，崔志新，吕文君，王 妍

（承德医学院附属医院放射科，河北承德 067000）

缺血性脑卒中是临床最常见的一种神经系统疾病，也是老年人致残、致死率增高的主要原因。研究表明，颈动脉粥样硬化斑块形成是缺血性脑卒中的危险因素，在卒中的发生发展中起着非常重要的作用[1]。颈动脉易损斑块破裂是造成血管管腔狭窄及阻塞的最常见原因，包括富含脂质的坏死核心（lipid rich necrotic core，LRNC）、斑块内出血（intraplaque hemorrhage，IPH）、炎性反应和纤维帽破裂等。近年来，多种无创影像学检查方法得以广泛应用，包括超声、数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）、多排螺旋CT、双源CT、PET/CT和高分辨率磁共振成像(high-resolution magnetic resonance imaging，HR-MRI)等，可对颈动脉狭窄程度和斑块成分进行准确判断，为临床对疾病的早期治疗及预后评估提供客观依据。本综述从颈动脉粥样硬化斑块的病理生理过程、颈动脉斑块的多种影像学评估方法及其与缺血性脑卒中之间的相关性等多方面进行阐述。

1 颈动脉粥样硬化斑块的病理生理特点

动脉粥样硬化是一种慢性、炎性免疫调节性疾病，了解动脉粥样硬化的发生发展对预测动脉粥样硬化斑块的产生及其继发性改变有重要意义。颈动脉粥样硬化是全身动脉粥样硬化的局部表现[2]，其病理过程主要分为5步：血管内膜增厚、脂纹形成、纤维斑块、粥样斑块（粥瘤）、继发性改变。在动脉粥样硬化形成早期，血管内皮受损，单核细胞集聚吞噬血液中的脂质而形成泡沫细胞，大量泡沫细胞沉积在颈动脉内壁上，形成脂质条纹。平滑肌细胞大量增生并分泌细胞外基质形成纤维帽。巨噬细胞聚集在纤维帽内，降解血管平滑肌细胞产生的细胞外基质，导致纤维帽变薄或破裂。纤维帽破裂使富含脂质的坏死核心暴露在流动的血液中，血栓形成，从而引起动脉管腔狭窄、闭塞以及因组织灌注减少引起的器质性改变[3]。

2 颈动脉斑块稳定性的判定标准

Zamani等[4]总结了易损斑块的病理特点，包括：（1）薄或破裂的纤维帽(厚度＜200μm)；（2）LRNC；（3）IPH；（4）炎性细胞浸润和斑块内新血管形成。

易损斑块的急性破裂可能会导致局部血栓形成，从而可能导致受影响的动脉部分或全部闭塞。根据动脉狭窄部位不同和管腔闭塞程度，动脉粥样硬化斑块破裂可能引起危及生命的多种临床并发症，包括中风、心肌梗塞和周围动脉疾病；易损的颈动脉斑块是中风和短暂性脑缺血发作的重要原因[5]。高分辨率MRI对颈动脉斑块稳定性进行判定，进一步证实斑块内出血、脂质核、纤维帽破裂等因素与脑梗死存在正相关性[6]。因此，对颈动脉斑块及其稳定性进行影像学评估，以期早期预防及治疗脑血管病成为当前至关重要的研究话题。

3 影像学对颈动脉斑块稳定性的评估

3.1 超声

3.1.1 斑块判断标准 吴艳辉等[2]研究表明，内膜-中层厚度是动脉粥样硬化血管壁重塑的早期标志。Tschiderer等[7]荟萃分析显示，在一般人群中，内膜-中层厚度基线升高与首次颈动脉斑块发生率之间存在正相关。超声检查对颈动脉内膜-中层厚度的测量可用于检测颈动脉粥样硬化斑块的存在。超声对颈动脉斑块定义：从动脉管腔中外膜界面至内腔界面测量侵犯管腔≥0.5mm，或周围内膜-中层厚度值的50%，或内膜-中层厚度≥1.5mm局灶性结构[8]。

3.1.2 斑块性质判定 根据病理学及回声不同将斑块分为软斑块、纤维斑块、混合斑块及硬斑块[9]。也有研究根据回声结构将颈动脉斑块分为：Ⅰ类：均质低回声；Ⅱ类：异质性为主的低回声；Ⅲ类：异质性为主的高回声；Ⅳ类：均质高回声；Ⅴ类：钙化斑块[10]。软斑块回声低，其主要成分有脂质坏死物质、血栓及新生血管；纤维斑块表现为中等回声，其主要成分有脂质坏死物质、新鲜出血及胆固醇；硬斑块表现为高回声，其组成成分有钙化和纤维组织；混合斑块的回声强弱不均，其成分为以上斑块的混合[9]。

低回声、内部不均匀回声或纤维帽断裂的斑块定义为不稳定斑块，高回声及纤维帽完整的斑块定义为稳定斑块[11]。

3.1.3 超声学特点 目前，对颈动脉粥样硬化斑块的判定方法主要包括3D超声、超声造影及超微血管成像等。超声不仅可以评估颈动脉斑块的厚度、表面规则性和回声结构，还可以实时成像，观察动态的血流变化以及对血流速率的测定。有研究表明，3D超声检查用于研究颈动脉斑块的表面不规则性优于2D超声，是一种有价值的非侵入性方法[10]。超声造影是利用微气泡产生的超声波进行诊断的一种新方法，这一特性是根据产生的像血管造影一样的图像来识别血管和斑块内微血管，可提高超声诊断的敏感性、特异性及病变的检出率[12]。Vavuranakis等[13]发现，新生血管在易损斑块中的密度高于稳定斑块。聂洪军等[14]通过对58例患者进行研究，发现颈动脉斑块内新生血管与脑梗死的发生明显相关。超声造影通过对斑块回声情况的研究评定其易损性，低回声斑块增强程度高，高回声斑块增强较弱,为更好评估斑块的稳定性提供有力证据[15]。超微血管成像克服了传统多普勒超声技术的局限性，采用了一种不过滤低流速和区分真实低速流与杂波的排他算法，可以在不使用造影剂的情况下成功描绘微血管的血流信号[4，16]。研究表明，经组织学验证，超微血管成像和超声造影对颈动脉斑块中新血管形成的检测是一致的[17]。 Wang等[18]应用超微血管成像技术检测发现：（1）新生血管形成的患者更有可能发生卒中或短暂性脑缺血发作；（2）中度或明显的新生血管在较厚的斑块中更为常见，且以2.25mm的斑块厚度为最佳临界值。这表明，超微血管成像在脑卒中或其他动脉疾病并发症的未来风险分层中有潜在的新作用。综上所述，两种检查方法优势各异，超声造影敏感性较高，但其有创及存在过敏反应，具有一定的危险性；超微血管成像无创、简便，可以作为颈动脉斑块的长期随访检查方法。

3.2 DSA

DSA是评估颈动脉管腔狭窄程度的“金标准”。DSA是一种X线成像技术，通过与计算机图像处理技术相结合，消除骨骼、软组织对图像的影响，对狭窄及阻塞的血管进行准确诊断，提高了血管显示的清晰度，使器官、组织及病变的血流动力学显示的更加清楚[19]，同时减少了对比剂的用量。DSA主要用于观察血管病变，不仅可以观察病变血管的狭窄程度或闭塞情况，还可以对其是否有分支及侧支循环进行清楚的显示[20]。DSA可以对狭窄血管进行定位测量，但其对斑块的成分及稳定性不能做出精准的判断[21]。近年来，多项研究表明，颈动脉狭窄程度并非评估缺血性脑血管病的主要指标，而斑块的稳定性越来越受到人们的重视，因此，DSA在颈动脉斑块的诊断中存在一定的局限性。

3.3 CT

用于表征颈动脉斑块的CT技术有两种：多层螺旋CT和双源CT。多层螺旋CT可在轴向、矢状和冠状平面内进行多平面重建，并且具有较高的空间和密度分辨率。CT血管造影（CT angiography，CTA）是评价急性缺血性脑梗死患者血管狭窄程度的常用检查方法。除了可以对血管管腔狭窄的部位及严重程度做出准确判断外，CTA检查还因其具有极好的空间分辨率，可以提供关于动脉粥样硬化斑块的分布、大小、形态及性质等丰富细节[22]。据Saba等[23]研究，以斑块密度测量的CT值为依据, 将斑块分为脂质斑块（CT＜60）、混合斑块（60＜CT＜130）、钙化斑块（CT＞130）。张光勇等[24]对181例疑有颅内外血管病变的患者进行研究，以DSA为“金标准”作对照，行CTA检查发现，针对颈动脉的狭窄程度及部位，两种检查方法无明显差异。另外，CT对斑块钙化有较高的检出率，组织病理学研究将钙化分为大钙化和微钙化，并得出结论：大钙化可作为斑块稳定剂，而微钙化则由于炎症过程的扩展，使组织损伤而导致斑块不稳定[25]。Baradaran等[26]研究显示,钙化斑块与患者同侧脑血管缺血症状的相关性较低，对斑块起到保护性作用，可能是为斑块表面提供额外的机械稳定性。孙国庆等[27]研究表明，颈动脉分叉部脂质斑块及混合斑块体积与脑血管病的发生存在明显相关性，脂质斑块为著，混合斑块次之，是脑梗死形成的不稳定因素之一。混合斑块成分复杂，内含脂质坏死核心、纤维组织、斑块内出血、钙化等。CTA对混合斑块成分区分效果差，可能与这些成分相关的密度范围之间存在重叠有关，这种重叠严重限制了单个像素Hounsfield读数显示纤维组织、出血或富含脂质坏死核心的可靠性[28]。因此，对60＜CT＜130的混合斑块有待进一步研究。

双源CT是近年来应用越来越多的一种技术，在扫描速度及时间分辨率上有极大的提高。其原理为：使用两种不同的X射线源，在两种不同的x射线能量下，在同一器官组织中辨别不同的HUs，这允许更好的组织划分和提供先进的后处理技术[28]。近年来，双源CT对诊断各种疾病的应用价值越来越大。双源CT可以对肺部占位的良恶性、早期脂肪肝的识别以及泌尿系结石类型等做出准确、全面的分析，这是传统CT所无法实现的[29]。Xia等[30]运用第三代双源技术的低剂量、高螺距胸部CT对冠状动脉钙化进行检测和风险分层评估发现，其结果与心脏CT有较高的一致性。Das等[31]研究显示，双源CT可对颈动脉斑块进行成像，并对不同斑块成分进行准确判断，这在评估易患群体的中风风险方面具有很大的潜力。双源CT与标准多层螺旋CT相比，其优势为能够将钙化斑块与碘化造影剂区分开来，从而可以准确评估钙化斑块的体积，并且利于骨骼减影[28]；其次，可以减少辐射剂量，避免额外的未增强CT采集。除此之外，相比于单源CT，双源CT由于其运动伪影减少，可在动脉粥样硬化斑块CT血管造影图中显示出更好的图像质量。

3.4 PET/CT

PET/CT是将PET和CT结合起来的一套完整的显像系统，此项技术不仅能反映代谢水平的生物代谢信息，而且可以得到解剖信息，进而指导诊断治疗。它的原理是采用显像剂18F-FDG作为示踪剂，根据病灶摄取的示踪剂情况来判断其功能代谢状况，更好地发现病灶，现已逐步应用于动脉粥样硬化斑块的性质判定。由于易损斑块内产生炎症反应，其代谢也呈明显的活跃状态，因此，被标记的18F-FDG便进入代谢活跃的细胞内，PET显影可明确显示代谢活跃的部分。Marnane等[32]研究发现，脑卒中患者行PET/CT检查至复发的时间越短，FDG的摄取量就越大。Worthley等[33]研究表明，PET/CT对于斑块性质的评判是可行的，同时也可以更加全面地反映斑块的特点。目前已出现一些新的示踪剂，如18F-NaF、胆碱示踪剂、68Ga- DOTATATE等，但其应用价值需进一步进行研究。

3.5 HR-MRI

3.5.1 颈动脉斑块分型 HR-MRI是颈动脉斑块成像的“金标准”，具有高分辨率和高灵敏度，多序列成像可对斑块的形态及成分做出准确判定，进而对斑块的稳定性进行评估。依据改良斑块分型标准将斑块分Ⅷ型，其中Ⅳ～Ⅵ型为不稳定斑块, Ⅰ～Ⅲ、Ⅶ与Ⅷ型为稳定斑块[34]。将HR-MRI结果与组织病理学进行比较的研究表明，HRMRI可准确识别颈动脉斑块成分：LRNC、IPH、纤维帽完整性、钙化及炎性反应等。

3.5.2 颈动脉斑块的MRI特征 根据与相邻胸锁乳突肌相比的相对组织信号强度来表征斑块成分，具体标准如下：（1）钙化在所有序列中均为低信号。（2）纤维帽的状态分为两类：完整帽和破裂帽。完整的纤维帽在TOF图像上表现为与管腔相邻的均匀连续的条形低信号，增强扫描强化明显，在所有图像上显示出光滑的腔表面；破裂的纤维帽在TOF上管腔附近的低信号带缺失，CE-T1WI上管腔附近没有增强，但所有图像上的腔表面均光滑[35]。（3）炎性反应在增强图像上明显强化，靠近血管壁处常有新生血管。（4）LRNC在TOF序列上呈等信号, T1WI上呈高信号, T2WI呈混杂信号。（5）IPH的信号强度取决于出血时间：新鲜IPH（＜6周）在ToF和T1上是高信号的，在T2、CET1WI和PDWI图像上是低/等信号。IPH（1～6周）在所有序列上均呈高信号，而旧的（＞6周）IPH在所有序列上信号都过低[35]。LRNC和IPH在T1WI均为高信号，区分效果差，FS-T1WI图像有助于区分斑块内T1WI高信号的脂质和IPH[28]。

3.5.3 颈动脉斑块及临床事件的多序列MRI成像特点

MRI通过多个不同序列成像可对斑块成分做出准确评估。Tapis等[35]对36例颈动脉狭窄患者行MRI检查，并将MRI判定颈动脉斑块特征与术后病理进行比较得出：（1）MRI对LRNC和IPH的检查结果与组织病理具有较高的一致性，但对于钙化，其一致性略低；（2）MRI发现有症状患者LRNC的发生率更高。秦军等[36]对颈动脉斑块患者行MRI和CT检查，以判断其一致性，结果发现，在颈动脉斑块的狭窄度及面积测量方面，两种技术有较好一致性, 但对斑块性质判断方面, MRI优于CT。

近年来，关于缺血性卒中的发生及严重程度与斑块位置关系的研究逐渐增多。Cao等[37]通过高分辨率黑血MRI发现，与同侧颅外颈动脉相比，大脑中动脉的动脉粥样硬化斑块负荷更大，并且与卒中的严重程度关系更密切。Lu等[38,39]通过MRI成像发现，颈动脉斑块的不同形状及位置分布差异与IPH的发生密切相关，颈动脉分叉上方的斑块更易发生IPH，且分叉上方的斑块的进展速度明显大于分叉下方的斑块。以上研究表明，MRI对颈动脉斑块病变的识别可能有助于制定更积极的脑卒中预防策略。

颈动脉内膜切除术可有效治疗颈动脉狭窄，彻底清除斑块对于避免术后缺血性并发症、颈动脉闭塞和再狭窄非常重要[40]，术中颈动脉斑块远端的识别有助于完全清除斑块。Kohei等[41]研究表明，颈动脉内膜切术前使用3D-FSE T1加权MR斑块成像，可以识别颈动脉斑块的远端，并有助于完全清除斑块，而且也可在术后更准确地检测出残留的颈动脉斑块。Sachi等[42]研究表明，CS-T1-SPACE在评估颈动脉斑块和血管壁方面较T1-SPACE具有更好的可视化评分和清晰度，能以较短的采集时间提供更好的图像质量，可作为一种研究颈动脉血管壁的方法。由上述可知，高分辨MRI不同序列对颈动脉斑块性质识别、结果风险评估及手术预后有重要价值。

综上所述，采用多种无创的影像学方法可对颈动脉斑块做出更准确的判定，能为临床提供更多的依据，以期对缺血性脑卒中做到早期预防及干预，从而减少患病率、致残率及致死率。