王雪利,崔志新,呂文君,王 妍
(承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科,河北承德 067000)
缺血性腦卒中是臨床最常見的一種神經(jīng)系統(tǒng)疾病,也是老年人致殘、致死率增高的主要原因。研究表明,頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成是缺血性腦卒中的危險(xiǎn)因素,在卒中的發(fā)生發(fā)展中起著非常重要的作用[1]。頸動(dòng)脈易損斑塊破裂是造成血管管腔狹窄及阻塞的最常見原因,包括富含脂質(zhì)的壞死核心(lipid rich necrotic core,LRNC)、斑塊內(nèi)出血(intraplaque hemorrhage,IPH)、炎性反應(yīng)和纖維帽破裂等。近年來,多種無創(chuàng)影像學(xué)檢查方法得以廣泛應(yīng)用,包括超聲、數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)、多排螺旋CT、雙源CT、PET/CT和高分辨率磁共振成像(high-resolution magnetic resonance imaging,HR-MRI)等,可對(duì)頸動(dòng)脈狹窄程度和斑塊成分進(jìn)行準(zhǔn)確判斷,為臨床對(duì)疾病的早期治療及預(yù)后評(píng)估提供客觀依據(jù)。本綜述從頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的病理生理過程、頸動(dòng)脈斑塊的多種影像學(xué)評(píng)估方法及其與缺血性腦卒中之間的相關(guān)性等多方面進(jìn)行闡述。
動(dòng)脈粥樣硬化是一種慢性、炎性免疫調(diào)節(jié)性疾病,了解動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展對(duì)預(yù)測(cè)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的產(chǎn)生及其繼發(fā)性改變有重要意義。頸動(dòng)脈粥樣硬化是全身動(dòng)脈粥樣硬化的局部表現(xiàn)[2],其病理過程主要分為5步:血管內(nèi)膜增厚、脂紋形成、纖維斑塊、粥樣斑塊(粥瘤)、繼發(fā)性改變。在動(dòng)脈粥樣硬化形成早期,血管內(nèi)皮受損,單核細(xì)胞集聚吞噬血液中的脂質(zhì)而形成泡沫細(xì)胞,大量泡沫細(xì)胞沉積在頸動(dòng)脈內(nèi)壁上,形成脂質(zhì)條紋。平滑肌細(xì)胞大量增生并分泌細(xì)胞外基質(zhì)形成纖維帽。巨噬細(xì)胞聚集在纖維帽內(nèi),降解血管平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞外基質(zhì),導(dǎo)致纖維帽變薄或破裂。纖維帽破裂使富含脂質(zhì)的壞死核心暴露在流動(dòng)的血液中,血栓形成,從而引起動(dòng)脈管腔狹窄、閉塞以及因組織灌注減少引起的器質(zhì)性改變[3]。
Zamani等[4]總結(jié)了易損斑塊的病理特點(diǎn),包括:(1)薄或破裂的纖維帽(厚度<200μm);(2)LRNC;(3)IPH;(4)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和斑塊內(nèi)新血管形成。
易損斑塊的急性破裂可能會(huì)導(dǎo)致局部血栓形成,從而可能導(dǎo)致受影響的動(dòng)脈部分或全部閉塞。根據(jù)動(dòng)脈狹窄部位不同和管腔閉塞程度,動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂可能引起危及生命的多種臨床并發(fā)癥,包括中風(fēng)、心肌梗塞和周圍動(dòng)脈疾?。灰讚p的頸動(dòng)脈斑塊是中風(fēng)和短暫性腦缺血發(fā)作的重要原因[5]。高分辨率MRI對(duì)頸動(dòng)脈斑塊穩(wěn)定性進(jìn)行判定,進(jìn)一步證實(shí)斑塊內(nèi)出血、脂質(zhì)核、纖維帽破裂等因素與腦梗死存在正相關(guān)性[6]。因此,對(duì)頸動(dòng)脈斑塊及其穩(wěn)定性進(jìn)行影像學(xué)評(píng)估,以期早期預(yù)防及治療腦血管病成為當(dāng)前至關(guān)重要的研究話題。
3.1.1 斑塊判斷標(biāo)準(zhǔn) 吳艷輝等[2]研究表明,內(nèi)膜-中層厚度是動(dòng)脈粥樣硬化血管壁重塑的早期標(biāo)志。Tschiderer等[7]薈萃分析顯示,在一般人群中,內(nèi)膜-中層厚度基線升高與首次頸動(dòng)脈斑塊發(fā)生率之間存在正相關(guān)。超聲檢查對(duì)頸動(dòng)脈內(nèi)膜-中層厚度的測(cè)量可用于檢測(cè)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的存在。超聲對(duì)頸動(dòng)脈斑塊定義:從動(dòng)脈管腔中外膜界面至內(nèi)腔界面測(cè)量侵犯管腔≥0.5mm,或周圍內(nèi)膜-中層厚度值的50%,或內(nèi)膜-中層厚度≥1.5mm局灶性結(jié)構(gòu)[8]。
3.1.2 斑塊性質(zhì)判定 根據(jù)病理學(xué)及回聲不同將斑塊分為軟斑塊、纖維斑塊、混合斑塊及硬斑塊[9]。也有研究根據(jù)回聲結(jié)構(gòu)將頸動(dòng)脈斑塊分為:Ⅰ類:均質(zhì)低回聲;Ⅱ類:異質(zhì)性為主的低回聲;Ⅲ類:異質(zhì)性為主的高回聲;Ⅳ類:均質(zhì)高回聲;Ⅴ類:鈣化斑塊[10]。軟斑塊回聲低,其主要成分有脂質(zhì)壞死物質(zhì)、血栓及新生血管;纖維斑塊表現(xiàn)為中等回聲,其主要成分有脂質(zhì)壞死物質(zhì)、新鮮出血及膽固醇;硬斑塊表現(xiàn)為高回聲,其組成成分有鈣化和纖維組織;混合斑塊的回聲強(qiáng)弱不均,其成分為以上斑塊的混合[9]。
低回聲、內(nèi)部不均勻回聲或纖維帽斷裂的斑塊定義為不穩(wěn)定斑塊,高回聲及纖維帽完整的斑塊定義為穩(wěn)定斑塊[11]。
3.1.3 超聲學(xué)特點(diǎn) 目前,對(duì)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的判定方法主要包括3D超聲、超聲造影及超微血管成像等。超聲不僅可以評(píng)估頸動(dòng)脈斑塊的厚度、表面規(guī)則性和回聲結(jié)構(gòu),還可以實(shí)時(shí)成像,觀察動(dòng)態(tài)的血流變化以及對(duì)血流速率的測(cè)定。有研究表明,3D超聲檢查用于研究頸動(dòng)脈斑塊的表面不規(guī)則性優(yōu)于2D超聲,是一種有價(jià)值的非侵入性方法[10]。超聲造影是利用微氣泡產(chǎn)生的超聲波進(jìn)行診斷的一種新方法,這一特性是根據(jù)產(chǎn)生的像血管造影一樣的圖像來識(shí)別血管和斑塊內(nèi)微血管,可提高超聲診斷的敏感性、特異性及病變的檢出率[12]。Vavuranakis等[13]發(fā)現(xiàn),新生血管在易損斑塊中的密度高于穩(wěn)定斑塊。聶洪軍等[14]通過對(duì)58例患者進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)新生血管與腦梗死的發(fā)生明顯相關(guān)。超聲造影通過對(duì)斑塊回聲情況的研究評(píng)定其易損性,低回聲斑塊增強(qiáng)程度高,高回聲斑塊增強(qiáng)較弱,為更好評(píng)估斑塊的穩(wěn)定性提供有力證據(jù)[15]。超微血管成像克服了傳統(tǒng)多普勒超聲技術(shù)的局限性,采用了一種不過濾低流速和區(qū)分真實(shí)低速流與雜波的排他算法,可以在不使用造影劑的情況下成功描繪微血管的血流信號(hào)[4,16]。研究表明,經(jīng)組織學(xué)驗(yàn)證,超微血管成像和超聲造影對(duì)頸動(dòng)脈斑塊中新血管形成的檢測(cè)是一致的[17]。 Wang等[18]應(yīng)用超微血管成像技術(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn):(1)新生血管形成的患者更有可能發(fā)生卒中或短暫性腦缺血發(fā)作;(2)中度或明顯的新生血管在較厚的斑塊中更為常見,且以2.25mm的斑塊厚度為最佳臨界值。這表明,超微血管成像在腦卒中或其他動(dòng)脈疾病并發(fā)癥的未來風(fēng)險(xiǎn)分層中有潛在的新作用。綜上所述,兩種檢查方法優(yōu)勢(shì)各異,超聲造影敏感性較高,但其有創(chuàng)及存在過敏反應(yīng),具有一定的危險(xiǎn)性;超微血管成像無創(chuàng)、簡(jiǎn)便,可以作為頸動(dòng)脈斑塊的長(zhǎng)期隨訪檢查方法。
DSA是評(píng)估頸動(dòng)脈管腔狹窄程度的“金標(biāo)準(zhǔn)”。DSA是一種X線成像技術(shù),通過與計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)相結(jié)合,消除骨骼、軟組織對(duì)圖像的影響,對(duì)狹窄及阻塞的血管進(jìn)行準(zhǔn)確診斷,提高了血管顯示的清晰度,使器官、組織及病變的血流動(dòng)力學(xué)顯示的更加清楚[19],同時(shí)減少了對(duì)比劑的用量。DSA主要用于觀察血管病變,不僅可以觀察病變血管的狹窄程度或閉塞情況,還可以對(duì)其是否有分支及側(cè)支循環(huán)進(jìn)行清楚的顯示[20]。DSA可以對(duì)狹窄血管進(jìn)行定位測(cè)量,但其對(duì)斑塊的成分及穩(wěn)定性不能做出精準(zhǔn)的判斷[21]。近年來,多項(xiàng)研究表明,頸動(dòng)脈狹窄程度并非評(píng)估缺血性腦血管病的主要指標(biāo),而斑塊的穩(wěn)定性越來越受到人們的重視,因此,DSA在頸動(dòng)脈斑塊的診斷中存在一定的局限性。
用于表征頸動(dòng)脈斑塊的CT技術(shù)有兩種:多層螺旋CT和雙源CT。多層螺旋CT可在軸向、矢狀和冠狀平面內(nèi)進(jìn)行多平面重建,并且具有較高的空間和密度分辨率。CT血管造影(CT angiography,CTA)是評(píng)價(jià)急性缺血性腦梗死患者血管狹窄程度的常用檢查方法。除了可以對(duì)血管管腔狹窄的部位及嚴(yán)重程度做出準(zhǔn)確判斷外,CTA檢查還因其具有極好的空間分辨率,可以提供關(guān)于動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的分布、大小、形態(tài)及性質(zhì)等豐富細(xì)節(jié)[22]。據(jù)Saba等[23]研究,以斑塊密度測(cè)量的CT值為依據(jù), 將斑塊分為脂質(zhì)斑塊(CT<60)、混合斑塊(60<CT<130)、鈣化斑塊(CT>130)。張光勇等[24]對(duì)181例疑有顱內(nèi)外血管病變的患者進(jìn)行研究,以DSA為“金標(biāo)準(zhǔn)”作對(duì)照,行CTA檢查發(fā)現(xiàn),針對(duì)頸動(dòng)脈的狹窄程度及部位,兩種檢查方法無明顯差異。另外,CT對(duì)斑塊鈣化有較高的檢出率,組織病理學(xué)研究將鈣化分為大鈣化和微鈣化,并得出結(jié)論:大鈣化可作為斑塊穩(wěn)定劑,而微鈣化則由于炎癥過程的擴(kuò)展,使組織損傷而導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定[25]。Baradaran等[26]研究顯示,鈣化斑塊與患者同側(cè)腦血管缺血癥狀的相關(guān)性較低,對(duì)斑塊起到保護(hù)性作用,可能是為斑塊表面提供額外的機(jī)械穩(wěn)定性。孫國(guó)慶等[27]研究表明,頸動(dòng)脈分叉部脂質(zhì)斑塊及混合斑塊體積與腦血管病的發(fā)生存在明顯相關(guān)性,脂質(zhì)斑塊為著,混合斑塊次之,是腦梗死形成的不穩(wěn)定因素之一?;旌习邏K成分復(fù)雜,內(nèi)含脂質(zhì)壞死核心、纖維組織、斑塊內(nèi)出血、鈣化等。CTA對(duì)混合斑塊成分區(qū)分效果差,可能與這些成分相關(guān)的密度范圍之間存在重疊有關(guān),這種重疊嚴(yán)重限制了單個(gè)像素Hounsfield讀數(shù)顯示纖維組織、出血或富含脂質(zhì)壞死核心的可靠性[28]。因此,對(duì)60<CT<130的混合斑塊有待進(jìn)一步研究。
雙源CT是近年來應(yīng)用越來越多的一種技術(shù),在掃描速度及時(shí)間分辨率上有極大的提高。其原理為:使用兩種不同的X射線源,在兩種不同的x射線能量下,在同一器官組織中辨別不同的HUs,這允許更好的組織劃分和提供先進(jìn)的后處理技術(shù)[28]。近年來,雙源CT對(duì)診斷各種疾病的應(yīng)用價(jià)值越來越大。雙源CT可以對(duì)肺部占位的良惡性、早期脂肪肝的識(shí)別以及泌尿系結(jié)石類型等做出準(zhǔn)確、全面的分析,這是傳統(tǒng)CT所無法實(shí)現(xiàn)的[29]。Xia等[30]運(yùn)用第三代雙源技術(shù)的低劑量、高螺距胸部CT對(duì)冠狀動(dòng)脈鈣化進(jìn)行檢測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)分層評(píng)估發(fā)現(xiàn),其結(jié)果與心臟CT有較高的一致性。Das等[31]研究顯示,雙源CT可對(duì)頸動(dòng)脈斑塊進(jìn)行成像,并對(duì)不同斑塊成分進(jìn)行準(zhǔn)確判斷,這在評(píng)估易患群體的中風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)方面具有很大的潛力。雙源CT與標(biāo)準(zhǔn)多層螺旋CT相比,其優(yōu)勢(shì)為能夠?qū)⑩}化斑塊與碘化造影劑區(qū)分開來,從而可以準(zhǔn)確評(píng)估鈣化斑塊的體積,并且利于骨骼減影[28];其次,可以減少輻射劑量,避免額外的未增強(qiáng)CT采集。除此之外,相比于單源CT,雙源CT由于其運(yùn)動(dòng)偽影減少,可在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊CT血管造影圖中顯示出更好的圖像質(zhì)量。
PET/CT是將PET和CT結(jié)合起來的一套完整的顯像系統(tǒng),此項(xiàng)技術(shù)不僅能反映代謝水平的生物代謝信息,而且可以得到解剖信息,進(jìn)而指導(dǎo)診斷治療。它的原理是采用顯像劑18F-FDG作為示蹤劑,根據(jù)病灶攝取的示蹤劑情況來判斷其功能代謝狀況,更好地發(fā)現(xiàn)病灶,現(xiàn)已逐步應(yīng)用于動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的性質(zhì)判定。由于易損斑塊內(nèi)產(chǎn)生炎癥反應(yīng),其代謝也呈明顯的活躍狀態(tài),因此,被標(biāo)記的18F-FDG便進(jìn)入代謝活躍的細(xì)胞內(nèi),PET顯影可明確顯示代謝活躍的部分。Marnane等[32]研究發(fā)現(xiàn),腦卒中患者行PET/CT檢查至復(fù)發(fā)的時(shí)間越短,F(xiàn)DG的攝取量就越大。Worthley等[33]研究表明,PET/CT對(duì)于斑塊性質(zhì)的評(píng)判是可行的,同時(shí)也可以更加全面地反映斑塊的特點(diǎn)。目前已出現(xiàn)一些新的示蹤劑,如18F-NaF、膽堿示蹤劑、68Ga- DOTATATE等,但其應(yīng)用價(jià)值需進(jìn)一步進(jìn)行研究。
3.5.1 頸動(dòng)脈斑塊分型 HR-MRI是頸動(dòng)脈斑塊成像的“金標(biāo)準(zhǔn)”,具有高分辨率和高靈敏度,多序列成像可對(duì)斑塊的形態(tài)及成分做出準(zhǔn)確判定,進(jìn)而對(duì)斑塊的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估。依據(jù)改良斑塊分型標(biāo)準(zhǔn)將斑塊分Ⅷ型,其中Ⅳ~Ⅵ型為不穩(wěn)定斑塊, Ⅰ~Ⅲ、Ⅶ與Ⅷ型為穩(wěn)定斑塊[34]。將HR-MRI結(jié)果與組織病理學(xué)進(jìn)行比較的研究表明,HRMRI可準(zhǔn)確識(shí)別頸動(dòng)脈斑塊成分:LRNC、IPH、纖維帽完整性、鈣化及炎性反應(yīng)等。
3.5.2 頸動(dòng)脈斑塊的MRI特征 根據(jù)與相鄰胸鎖乳突肌相比的相對(duì)組織信號(hào)強(qiáng)度來表征斑塊成分,具體標(biāo)準(zhǔn)如下:(1)鈣化在所有序列中均為低信號(hào)。(2)纖維帽的狀態(tài)分為兩類:完整帽和破裂帽。完整的纖維帽在TOF圖像上表現(xiàn)為與管腔相鄰的均勻連續(xù)的條形低信號(hào),增強(qiáng)掃描強(qiáng)化明顯,在所有圖像上顯示出光滑的腔表面;破裂的纖維帽在TOF上管腔附近的低信號(hào)帶缺失,CE-T1WI上管腔附近沒有增強(qiáng),但所有圖像上的腔表面均光滑[35]。(3)炎性反應(yīng)在增強(qiáng)圖像上明顯強(qiáng)化,靠近血管壁處常有新生血管。(4)LRNC在TOF序列上呈等信號(hào), T1WI上呈高信號(hào), T2WI呈混雜信號(hào)。(5)IPH的信號(hào)強(qiáng)度取決于出血時(shí)間:新鮮IPH(<6周)在ToF和T1上是高信號(hào)的,在T2、CET1WI和PDWI圖像上是低/等信號(hào)。IPH(1~6周)在所有序列上均呈高信號(hào),而舊的(>6周)IPH在所有序列上信號(hào)都過低[35]。LRNC和IPH在T1WI均為高信號(hào),區(qū)分效果差,F(xiàn)S-T1WI圖像有助于區(qū)分斑塊內(nèi)T1WI高信號(hào)的脂質(zhì)和IPH[28]。
3.5.3 頸動(dòng)脈斑塊及臨床事件的多序列MRI成像特點(diǎn)
MRI通過多個(gè)不同序列成像可對(duì)斑塊成分做出準(zhǔn)確評(píng)估。Tapis等[35]對(duì)36例頸動(dòng)脈狹窄患者行MRI檢查,并將MRI判定頸動(dòng)脈斑塊特征與術(shù)后病理進(jìn)行比較得出:(1)MRI對(duì)LRNC和IPH的檢查結(jié)果與組織病理具有較高的一致性,但對(duì)于鈣化,其一致性略低;(2)MRI發(fā)現(xiàn)有癥狀患者LRNC的發(fā)生率更高。秦軍等[36]對(duì)頸動(dòng)脈斑塊患者行MRI和CT檢查,以判斷其一致性,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在頸動(dòng)脈斑塊的狹窄度及面積測(cè)量方面,兩種技術(shù)有較好一致性, 但對(duì)斑塊性質(zhì)判斷方面, MRI優(yōu)于CT。
近年來,關(guān)于缺血性卒中的發(fā)生及嚴(yán)重程度與斑塊位置關(guān)系的研究逐漸增多。Cao等[37]通過高分辨率黑血MRI發(fā)現(xiàn),與同側(cè)顱外頸動(dòng)脈相比,大腦中動(dòng)脈的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷更大,并且與卒中的嚴(yán)重程度關(guān)系更密切。Lu等[38,39]通過MRI成像發(fā)現(xiàn),頸動(dòng)脈斑塊的不同形狀及位置分布差異與IPH的發(fā)生密切相關(guān),頸動(dòng)脈分叉上方的斑塊更易發(fā)生IPH,且分叉上方的斑塊的進(jìn)展速度明顯大于分叉下方的斑塊。以上研究表明,MRI對(duì)頸動(dòng)脈斑塊病變的識(shí)別可能有助于制定更積極的腦卒中預(yù)防策略。
頸動(dòng)脈內(nèi)膜切除術(shù)可有效治療頸動(dòng)脈狹窄,徹底清除斑塊對(duì)于避免術(shù)后缺血性并發(fā)癥、頸動(dòng)脈閉塞和再狹窄非常重要[40],術(shù)中頸動(dòng)脈斑塊遠(yuǎn)端的識(shí)別有助于完全清除斑塊。Kohei等[41]研究表明,頸動(dòng)脈內(nèi)膜切術(shù)前使用3D-FSE T1加權(quán)MR斑塊成像,可以識(shí)別頸動(dòng)脈斑塊的遠(yuǎn)端,并有助于完全清除斑塊,而且也可在術(shù)后更準(zhǔn)確地檢測(cè)出殘留的頸動(dòng)脈斑塊。Sachi等[42]研究表明,CS-T1-SPACE在評(píng)估頸動(dòng)脈斑塊和血管壁方面較T1-SPACE具有更好的可視化評(píng)分和清晰度,能以較短的采集時(shí)間提供更好的圖像質(zhì)量,可作為一種研究頸動(dòng)脈血管壁的方法。由上述可知,高分辨MRI不同序列對(duì)頸動(dòng)脈斑塊性質(zhì)識(shí)別、結(jié)果風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及手術(shù)預(yù)后有重要價(jià)值。
綜上所述,采用多種無創(chuàng)的影像學(xué)方法可對(duì)頸動(dòng)脈斑塊做出更準(zhǔn)確的判定,能為臨床提供更多的依據(jù),以期對(duì)缺血性腦卒中做到早期預(yù)防及干預(yù),從而減少患病率、致殘率及致死率。