王勇勝,張文杰,姜興岳(通訊作者)
(1濱州醫(yī)學院附屬醫(yī)院放射科 山東 濱州 256600)(2濱州醫(yī)學院 山東 煙臺 264000)
心血管疾病是全球死亡的主要原因,冠狀動脈疾?。–AD)和中風是心血管疾病的兩大誘因(分別為44%和17%)[1],其中動脈粥樣硬化是兩種疾病的共同病理過程。動脈粥樣硬化的早期檢測和長期監(jiān)測可實現(xiàn)有針對性的風險分層和預防治療最有可能患上缺血性心血管疾病的患者。
數(shù)字減影血管造影(DSA)是冠狀動脈成像的金標準,但是,(侵入性)并發(fā)癥、電離輻射、造影劑腎病以及無法表征軟組織等缺點限制了其用于常規(guī)監(jiān)測和篩查動脈粥樣硬化。血管內(nèi)成像(血管內(nèi)超聲和光學相干斷層掃描[OCT] )能夠提供實時評估血管壁和斑塊成分,然而,OCT依賴于碘基造影劑,并且都存在侵入冠狀動脈的風險及并發(fā)癥,不建議用于常規(guī)穩(wěn)定斑塊的評估。冠狀動脈計算機斷層掃描血管造影(CTCA)可三維描繪整個冠狀動脈,具有高時空分辨率,而且是非侵入性的成像,可替代疑似頸動脈疾病或穩(wěn)定CAD的患者中中低風險患者的DSA檢查,未來將啟用分數(shù)流量儲備和動脈粥樣硬化斑塊(整體斑塊負荷、斑點狀鈣化、斑塊衰減模式和正性重構指數(shù))評估[2]。然而,電離輻射、對比介導腎病和高級斑塊鈣化中的放射狀偽影限制了CTCA監(jiān)測動脈粥樣硬化的應用。
在動脈粥樣硬化疾病的早期階段,代償機制包括血管壁和管腔擴張,然而,之前的研究[3]表明,動脈正性重構與逐漸增加的斑塊脆弱性和破裂有關。確實,在血管造影中正常冠狀動脈不排除廣泛潛在的動脈粥樣硬化。此外,強化早期治療正性重構已被證明可以減少斑塊負荷和心血管危險,因此,人們的注意力正在轉向?qū)ρ鼙诤桶邏K表征的描述,并結合發(fā)光繪圖法,以提供更全面和準確的動脈粥樣硬化表現(xiàn)。
冠狀動脈MR血管造影(CMRA)已用于CAD患者的檢查,結果顯示,與DSA相比,陰性預測值高達88%。在MESA(動脈粥樣硬化的多民族研究)中,Miao等[4]利用冠狀動脈橫截面血管橫徑、管腔面積和管壁厚度證實了正性重構。最近,Cruz等[5]發(fā)展了獨立流動狀態(tài)下的冠脈血管壁成像以及應用先進的加速成像和運動校正技術成功實現(xiàn)了同時獲得冠狀動脈管腔和血管壁圖像,因此掃描時間更短,更可預測。
非對比T1加權MRI已被用于多項研究以識別經(jīng)OCT驗證的冠狀動脈斑塊的易損性。AQUAMARINE試點研究(使用非對比T1加權MRI嘗試對斑塊易損性定量)顯示,在12個月內(nèi)經(jīng)3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶抑制劑(他汀類藥物)治療的患者中,HIP信號強度與對照組相比(P<0.001)顯著減少。大多數(shù)T1加權MRI斑塊表征研究依賴于單獨采集T1加權圖像,然后采集CMRA作為解剖學參考,以將T1加權信號記錄到冠狀動脈樹中的確切位置。這種方法的臨床可行性受到若干限制。為了克服這些局限性,Xie等[6]最近提出了冠狀動脈粥樣硬化T1加權表征與綜合解剖學參考(CATCH)序列,以OCT作為體內(nèi)驗證的金標準,他們表明在T1加權MRI上具有較高斑塊信號強度的患者,冠狀動脈斑塊內(nèi)的脂質(zhì)、巨噬細胞和膽固醇晶體明顯增多。然而,在CATCH序列中,MRI重建依賴于在亮血和黑血數(shù)據(jù)中部分共享的呼吸運動參數(shù)。因此,HIP和CMRA的重合失調(diào)可能無法完全避免。此外,與專用CMRA序列相比,在獲取亮血解剖參考掃描之前缺少預備脈沖可能導致次優(yōu)的圖像對比度,從而降低其診斷價值。
為了克服CATCH序列的一些局限性,Ginami等[7]推出了3D全心臟對比增強的亮血和黑血相敏反轉恢復序列,用于冠狀動脈腔和冠狀動脈血栓/斑塊內(nèi)出血同步可視化。此外,共同注冊的黑血相敏反轉恢復數(shù)據(jù)集能夠?qū)崿F(xiàn)血栓和斑塊內(nèi)出血的可視化。結合2D圖像導航儀和先進的圖像加速和運動校正技術,亮血和黑血相敏感序列在信噪比和血管清晰度方面優(yōu)于傳統(tǒng)CMRA,空間分辨率為1 mm。此外,在離體豬模型中測試了其血栓檢測的可行性。
在造影劑注射后,可以獲得相同的亮血和黑血相敏感序列,在單相自由呼吸的全心臟采集多重對比中同時實現(xiàn)冠狀動脈腔可視化和晚期黑血釓對比增強(CE)心肌組織表征。將亮血和黑血相敏感與加速技術相結合,使得亮血和黑血1毫米空間分辨率數(shù)據(jù)集61的采集時間約為8分鐘。然而,臨床上尚未對冠狀動脈斑塊表征(斑塊內(nèi)出血和血栓)進行驗證。
使用CE反轉恢復序列來區(qū)分斑塊類型(鈣化、非鈣化和混合鈣化)也是可行的,然而,該研究[8]使用CTCA作為參考標準,并且不包括組織學驗證。在10例急性心肌梗死患者和9例無CAD患者的研究中,CE反轉恢復CMRA在急性心肌梗死后立即顯示血管壁和狹窄段的顯著增強,隨后在事件發(fā)生后3個月顯著減少。這與CRP(C反應蛋白)水平的降低相關,表明在梗塞后階段水腫或炎癥。
近年來,對粥樣硬化斑塊的靶向分子成像研究引起了廣泛關注。斑塊評估的主要非侵入性分子成像方式包括MRI、正電子發(fā)射斷層掃描(PET)和單光子發(fā)射計算機斷層掃描(ECT)。與PET和ECT相比,MRI具有更高的空間分辨率,改善了軟組織對比度,避免了電離輻射。然而,由于MRI的敏感性較低,需要標記的分子探針的體內(nèi)濃度明顯較高,才能對探針進行可行的檢測和定量。
最常用的分子MR探針可分為兩大類:(1)T1-順磁釓基探針;(2)T2-超順磁(鐵氧基)納米粒子。這些分子探針能夠在動脈粥樣硬化的所有階段進行靶向成像,包括從早期內(nèi)皮功能障礙和活化、炎癥、ECM(細胞外基質(zhì))形成到壞死脂質(zhì)核、纖維帽形成和斑塊破裂。為在形態(tài)學、功能和生物學水平上及早發(fā)現(xiàn)動脈粥樣硬化提供了獨特的機會,同時能夠單獨針對最脆弱斑塊的特征,它還可以對治療后斑塊的進展/消退進行客觀監(jiān)測。
分子MR探針的發(fā)展促進了多模態(tài)動脈粥樣硬化MR成像的進步,MRI、ECT、PET、PET/CT和PET/MR等越來越多的成像模態(tài)應用于試驗和臨床研究。
動脈粥樣硬化已經(jīng)從影像學的直接照相術轉向?qū)芮?、管壁、斑塊負荷和易損性的更全面的評估。在眾多成像模態(tài)中,MRI使一種有前途的成像方式,眾多的優(yōu)點和技術進步使MRI處于臨床上動脈粥樣硬化成像廣泛應用的邊緣。隨著新型多對比序列的提出和分子斑塊成像在臨床的進一步驗證,MRI有望成為冠狀動脈粥樣硬化早期檢測和系列體內(nèi)成像的金標準。