血管周围脂肪组织的影像学研究进展

刘颖，顾艳

徐州医科大学附属连云港医院放射科，江苏 连云港 222004；*通信作者 顾艳 13815617997@139.com

心脑血管疾病的病理基础是动脉局部炎症导致粥样硬化斑块形成。血管周围脂肪（perivascular adipose tissue，PVAT）炎症与动脉炎症的关系密不可分。Sanchez-Gurmaches等[1]通过构建小鼠早期发育模型发现，PVAT与皮下脂肪组织的来源及表型存在差异，可作为内分泌代谢活跃的器官，在血管周围炎症及动脉粥样硬化斑块形成和发展中发挥重要作用。由于缺乏解剖学屏障，血管与PVAT之间存在复杂的、双向的血管分泌及旁分泌信号通路[2]，在心脑血管疾病发生、发展及诊治中具有重要意义。

1 PVAT 的定义

PVAT主要由脂肪细胞、前脂肪细胞、成纤维细胞、巨噬细胞、神经细胞和基质血管细胞组成。在大血管周围，PVAT与血管壁外膜紧密相连；而在小血管和微血管中，PVAT则作为血管壁的组成成分。既往研究[3]将血管周围包绕的所有脂肪组织统称为PVAT，包括主动脉周脂肪及主要大血管周围器官的特异性脂肪库、心脏周围脂肪、肾周脂肪等。心脏周围脂肪包括心包内脂肪（epicardial adipose tissue，EAT）和心包外脂肪，EAT与冠状动脉直接相邻；冠状动脉周围脂肪（pericoronary adipose tissue，PCAT）指EAT中紧邻冠状动脉的脂肪组织，在冠状动脉疾病（coronary artery disease，CAD）中具有独特的生物学意义[4]。Antonopoulos等[5]通过一系列组织学和基因表达研究提出，PCAT指相邻冠状动脉外血管壁径向距离等于其血管直径的脂肪组织。

2 PVAT 炎症反应病理机制

生理情况下，PVAT通过分泌生物活性脂肪因子、细胞因子和趋化因子[6]发挥抗炎、抗氧化、抗纤维化作用[7]。病理情况下，脂肪细胞功能失调伴随炎症细胞浸润，通过促炎、氧化和增加收缩因子释放引起内皮功能障碍[8]和血管疾病[9]，病变血管段释放的炎症细胞因子[5]阻断脂肪细胞分化，冠周脂质同心梯度的积累由亲脂性向亲水性转变[10]。

3 PVAT 的影像学进展

3.1 CT血管成像（CTA）CTA是检查动脉粥样硬化病变最常用的方法。Antonopoulos等[5]提出一种新的影像学标志物，即血管周围脂肪衰减指数（fat attenuation index，FAI），指在重建CT上选取的感兴趣区内脂肪组织的平均衰减值，在炎症过程中，PVAT脂-水平衡转变使其CT值从-190 Hu向-30 Hu转变，即FAI与脂肪细胞的分化程度呈负相关。PVAT的FAI增加可以作为局部血管炎症的影像学标志，其测量可以围绕任何冠状动脉节段，尤其是斑块周围，可以定量检测局部PVAT炎症[11]。

3.2 PET PET/CT是反映活体组织炎症改变的“金标准”，可以评价PVAT的18F-FDG摄取率，并通过标准化摄取值评估PVAT代谢功能。粥样硬化斑块周围PVAT炎症与冠状动脉18F-NaF活性呈正相关[12]，通过检测18F-NaF摄取可以识别破裂的和高风险的动脉粥样硬化斑块[13]。Kitagawa等[14]报道18F-NaF PET/CT具有检测高危冠状动脉病变和单个CAD的潜力，对未来冠状动脉事件具有较好的预测能力；但其空间分辨率较低、摄取FDG产生的高背景噪声和昂贵价格限制了其广泛应用。

3.3 MRI MRI具有良好的软组织分辨率，在量化脂肪体积方面具有明显优势，主要应用于PCAT的定量分析。心脏MRI快速自旋回波T1加权黑血序列是提供三维EAT定量评估的可靠方法[15]，在心脏MRI上计算EAT体积的方法是在短轴切片上手动勾画舒张末期的EAT面积，然后乘切片厚度得到EAT体积，EAT总体积是所有切片的体积数据和，具有较高的准确性和可重复性，但MRI成像时间长、检查费用高，限制了其在临床的广泛应用。

3.4 影像组学 影像组学是指通过大量的自动化数据分析将感兴趣区的影像学数据转化为具有高分辨率的特征空间数据，从而深度挖掘特征性的影像数据信息。影像组学分析主要包括影像采集与预处理、图像分割、影像组学特征提取、模型构建与验证，预测和分析医学预测模型，为临床医师提供最佳诊断或治疗决策信息。目前已经开发了基于人工智能的图像分析，通过AI算法捕捉FAI变化检测局部PVAT炎症变化。Oikonomou等[16]提出一种基于机器学习的新的影像学标志物——脂肪影像组学特征，与CTA检测的FAI这一动态变化指标不同，脂肪影像组学特征不受服用药物等影响，可以监测PVAT持续性不良重构，研究基于冠状动脉CTA的PCAT放射性组谱中的特定纹理模式，描述其慢性炎症（包括纤维化和微血管重构），揭示了动脉炎症和动脉粥样硬化反应中的脂肪组织不良重塑，可用于识别心脏事件的风险。陶青等[17]基于冠状动脉CT血管造影中的平扫序列，对冠周脂肪进行影像组学分析，可以提示冠状动脉非钙化斑块，作为一种初筛检查，有望成为冠状动脉非钙化斑块的一个影像学标志物。目前，影像组学仍是很有前景的研究领域。

4 PVAT 的影像学研究现状及临床应用

4.1 PCAT 在PCAT的CT衰减评估方面，PCAT的衰减梯度不仅可以识别早期亚临床CAD，而且在急性冠状动脉综合征中可以检测血管炎症和易损斑块。Goeller等[18]的回顾性单中心病例对照研究分析19例急性冠状动脉综合征和16例稳定性冠心病患者的冠状动脉CT血管造影，发现右冠状动脉PCAT的高衰减与心脏死亡率增加有关，与Antonopoulos等[5]的研究结果一致。该团队进一步研究发现PCAT的衰减与低密度和非钙化斑块变化有关，而PCAT衰减＞75 Hu是预测较高的非钙化和总斑块负荷的独立因素[19]。尽管PCAT衰减与多种临床特征及血管狭窄程度有关，可以作为检测冠心病风险程度的替代指标，但是在利用冠状动脉CTA评估血管炎症时，还应考虑其他临床因素，如性别、钙化积分、血管狭窄程度及左心室射血分数等。尚靳等[20]基于机器学习构建冠心病患者2年内发生急性冠状动脉综合征的风险模型，提出PCAT密度联合PCAT影像组学评分模式，并验证了其识别急性心肌梗死优于PCAT密度模式。

在PCAT的厚度评估方面，测量部位通常包括右心室游离壁、房室间沟和室间沟[21]。Parisi等[22]通过包括人口统计数据和心血管风险因素在内的多变量分析发现，EAT厚度增加是CAD的独立预测指标，其预测价值优于常见的动脉粥样硬化危险因素，因此在CAD危险分层方面具有潜在的临床意义。除直观的PCAT厚度测量外，Okubo等[23]提出可以使用厚度比率测量斑块处PVAT厚度，且可以作为斑块稳定性的独立关联因素，其中厚度比率=斑块处PVAT厚度/[（斑块近端PVAT厚度+斑块远端PVAT厚度）/2]。

在PCAT体积评估方面，测量范围是肺动脉分叉处至与左心室紧邻的膈肌之间心肌表面到心包之间的脂肪体积。早期研究多倾向于使用阈值法对EAT进行分割，探讨EAT体积与CAD类型、严重程度及斑块特征之间的关系[24]。近年来，对于EAT体积测量的自动化和深度学习算法实现了其精准成像和定量分析。EAT体积与腹内脂肪和肥胖严重程度相关，是动脉粥样硬化和心血管事件最重要的风险因素之一[25]，且冠心病患者的EAT体积与升主动脉壁弹性呈显著负相关[26]。Milanese等[27]收集1 344例患者的冠状动脉CTA图像、人口统计学和临床资料，并对EAT进行半自动化测量，结果表明EAT体积与冠状动脉钙化呈正相关，而在阻塞性CAD中观察到更多的EAT体积。随着EAT体积增加，除心血管事件风险增加外，房性及室性心律失常风险也会增加[28]。Ito等[29]通过多中心研究量化CAD患者EAT体积，并评价其血管狭窄程度及斑块稳定程度，结果显示在多发性冠状动脉粥样硬化、阻塞性斑块及具有易损斑块特征（如较大的脂质核心、薄纤维帽、斑块内出血等）患者中EAT体积明显较大，在具有CAD危险因素的患者中可以观察到EAT体积增加，这可能与代谢紊乱有关。

4.2 颈动脉PVAT 目前，PCAT与CAD之间的相关性已成为研究热点，而颈动脉PVAT与缺血性脑卒中等之间的研究相对较少。

通过CTA测量颈动脉PVAT衰减是识别颈动脉易损斑块的有用指标[30]。Saba等[31]分析100条颈动脉PVAT的CT值及斑块特征后，提出斑块强化程度与颈动脉PVAT衰减增加呈正相关，而颈动脉PVAT衰减值可以作为评估斑块稳定性的间接标志。Zhang等[32]验证了颈动脉斑块内出血与颈动脉PVAT衰减增加的相关性，由于血管炎症和氧化应激，斑块内新生血管受损引起颈动脉斑块内出血，提示颈动脉PVAT炎症可能在颈动脉斑块内出血中发挥至关重要的作用。

此外，PCAT还与脑缺血事件密切相关。PCAT衰减增加与脑小血管病存在潜在联系，可能是因为PCAT炎症损伤血管内皮功能引起小穿通动脉区域灌注不足，这可能是造成脑白质高信号和腔隙性梗死灶的潜在机制[33]。即使是来源不明的栓塞性脑卒中，梗死同侧PCAT衰减也较对侧明显增加[34]。Baradaran等[35]发现脑卒中或短暂性脑缺血发作患者同侧颈内动脉PVAT衰减增加，且无论患者有无症状，颈内动脉狭窄处的最大脂肪密度均显著高于颈内动脉非狭窄处，这一发现可以为未来研究利用颈内动脉PVAT评估首发及复发卒中风险提供依据。

5 小结与展望

心脑血管疾病发病率高、致死率高、致残率高，随着医疗水平不断提高，人们对自身健康的要求也不断提高，即对于心脑血管疾病的早期诊断和干预尤为重要。近年来，对PVAT与局部动脉血管壁之间相互作用的生理及病理学机制研究取得了一定进展，即存在双向通路，在炎症发展过程中互相制衡发展。另外，对于非侵入性影像学表型变化的研究将血管PVAT炎症改变可视化，可用于检测PVAT衰减、厚度及体积变化，以此推测其表型、评估局部炎症状态，跟踪冠状动脉对全身抗炎治疗的反应，有利于指导临床，为进一步靶向抗炎治疗提供依据，但对于需要提示CAD严重程度的PVAT衰减阈值尚缺乏直接证据，仍需进一步深入研究。

总之，确定患者局部的血管周围炎症可能有助于检测或预测心脑血管缺血事件，有助于精准化靶向治疗。