颈动脉斑块影像诊断及临床研究进展

Advances in Imaging Diagnosis and Clinical Research of Carotid Plaque

摘要: 脑卒中是危害中国乃至全世界的一大全球性公共性健康问题，颈动脉斑块是独立的危险因素。目前我们已经知道，脑缺血事件的发生与狭窄率无关，与斑块稳定性有关，其中，易损斑块是独立危险因素；因此，本文将对不稳定斑块的最新影像学研究进行综合阐述，以便为临床对心脑血管缺血性疾病的诊断提供参考。

Abstract: Stroke is a global public health problem harmful to China and even the world, and carotid plaque is an independent risk factor. At present, we already know that the occurrence of cerebral ischemic events has nothing to do with stenosis rate, but is related to plaque stability, in which vulnerable plaque is an independent risk factor. Therefore, this paper will comprehensively describe the latest imaging studies of unstable plaques in order to provide reference for clinical diagnosis of car-dio-cerebrovascular ischemic diseases.

1. 引言

脑卒中是世界第二大死因，也是中国致死率最高的原因 [1] ；其中，缺血性脑卒中(ischemic stroke, IS)是临床中较为常见的卒中类型，具有高死亡率、致残率、复发率等特点，严重影响人类生活质量及生命长度。据文献报道其病死率超过1/4，同时近3/4的生存者存在不同程度的功能障碍 [1] [2] 。有20%~30%的临床脑缺血事件与颈动脉粥样硬化性有关 [3] 。目前，脑缺血事件的发生与颈动脉狭窄程度无关，与颈动脉斑块易损性有关。本综述就不稳定斑块影像诊断及临床研究进展进行阐述。

2. 易损斑块

顾名思义，易损斑块指更易破裂、更易导致缺血性事件发生的斑块类型 [4] 。目前，易损斑块主要有：斑块内出血(intraplaque hemorrhage, IPH)，富含脂质的坏死核心(lipid-rich necroticcore, LRNC)、薄或破裂的纤维帽(thinned ruptured fibrous cap, TRFC)，钙化、斑块表面不规则或溃疡、斑块内新生血管及炎症反应，与心脑血管事件的发生密切相关。

2.1. IPH

斑块内新生血管(intraplaque neovascularization, IPN)是IPH的原因。IPN是血管滋养管的新生血管从中、大动脉的外膜发展至内膜而产生的 [5] ，有研究报道IPN促进炎症介质内流对斑块稳定性产生不良影响 [6] 。

IPH是易损斑块最重要的影像学特征，可以导致LRNC扩大并加速斑块的进展 [7] [8] ，颈动脉斑块内IPH与同侧急性卒中独立相关，是卒中风险的预测指标 [9] 。

2.2. LRNC和TRFC

LRNC和TRFC均为易损斑块的危险因素。LRNC是指由胆固醇晶体和凋亡细胞的坏死碎片组成的异质组织，TRFC则是分隔斑块内部与管腔的一层纤维结缔组织 [10] 。这两项指标可以有限的预测颈动脉粥样硬化患者是否发生卒中及复发。

一项纳入97例中重度颈动脉狭窄(狭窄率50%~99%)患者的横断面研究结果显示，LRNC与患侧发生卒中事件显著相关。DENG等发现LRNC可用于预测缺血性卒中复发风险[HR = 5.9, 95%CI (2.4, 13.5)]。

同时，Tobias等人证实 [11] ，较大的LRNC，可能是颈动脉支架置入术手术期间的有效预测指标。

2.3. 钙化

血管钙沉积可发生在内膜或中膜。以微钙化为起点，巨噬细胞吞噬氧化脂质，导致其死亡破裂变成磷酸钙沉积的靶点 [12] 。在既往的研究中，认为钙化是斑块稳定性的表现。但近年的研究中，钙化的大小、数量、位置、形态及成分均会影响斑块稳定性。微钙化、点状钙化使纤维帽局部应力增加，导致斑块破裂 [13] ；多发、浅表以及不规则形钙化易导致斑块内应力不对称分布，与斑块破裂和斑块内出血相关；羟基磷灰石钙化与不稳定斑块有关 [12] ；Xu [14] 等探讨钙化特征与斑块内出血之间的相关性。研究表明，多发钙化与斑块内出血独立相关。

2.4. 斑块表面不规则及溃疡

根据斑块表面形态，颈动脉粥样硬化可主观分为光滑、不规则或溃疡 [15] ，溃疡型斑块的定义为对比剂延伸至斑块内至少1 mm [16] 。溃疡性斑块是后续可能发生血管事件的独立预测因子。斑块IPH也会加强斑块内炎症活动性，诱导斑块不规则表面的形成。

2.5. 斑块内新生血管及炎症反应

既往研究表明，斑块内炎症反应和新生血管是动脉粥样硬化性疾病发展及其表现的基本致病因素，检测患者的炎症反应和免疫状况可能对无症状患者及中风复发风险患者进行更好地分层 [17] 。

目前，难以对动脉周围炎症反应进行量化及检测，常用PET/CT显像中，斑块内炎症细胞摄取¹⁸F-FDG的特性使其可用于表征斑块内炎症反应，但辐射剂量大、价格昂贵限制其日常使用；目前已有研究表明 [18] ，冠状动脉周围脂肪密度衰减值可以间接反应炎症存在；另，有研究表明 [19] ，循环血中性粒细胞与淋巴细胞计数比值(NLR)与斑块内新生血管密切相关，是其独立危险因素。

3. 易损斑块的影像诊断

狭窄率 = (狭窄远端管腔正常直径 − 狭窄段管腔最窄直径)/狭窄远端正常直径 × 100%。评价管腔狭窄程度为：① 轻度：0~29%；② 中度：30%~69%；③ 重度：70。

目前颈动脉斑块的主要技术包括超声成像、计算机断层血管造影(CTA)、磁共振成像和正电子发射断层成像，每种技术都有优点和局限性，可根据其可用性、成本等进行选择。

3.1. 超声

超声以其使用广泛、无创、价格实惠、有效鉴别溃疡、IPH及量化斑块厚度、体积等优势常作为临床检出颈动脉斑块及进展的首选检查方式。但超声也常常受限于操作者的水平及血管变异等。

对比增强超声(CEUS)可以准确描绘颈动脉斑块的不规则性(大血管/管腔水平)，也可以检测IPN (微血管/斑块水平)。组织学检查结果表明，除了评估易损斑块成分的标志物外，CEUS增强与既往的脑血管事件直接相关 [15] 。CEUS在诊断颈动脉溃烂斑块方面的符合率和诊断准确率均优于彩色多普勒成像 [20] 。有研究称 [21] ，颈动脉斑块的线状强化或弥漫性强化是短暂性脑缺血发作(TIA)患者发生缺血性卒中或TIA复发的独立危险因素(P < 0.05)，CEUS可以作为预测TIA及复发的指标。

3.2. CTA

CTA作为临床常用检查方式，不仅能够准确测量颈动脉的管腔狭窄程度、管腔面积以及血管壁的厚度，测量颈动脉管腔狭窄程度的常用计算公式为北美症状性颈动脉内膜剥脱术实验法(North American symptomatic carotid Endarterectomy trail, NASCET)进行测量：狭窄率 = (狭窄远端管腔正常直径 − 狭窄段管腔最窄直径)/狭窄远端正常直径 × 100%。评价管腔狭窄程度为：① 轻度：0~29%；② 中度：30%~69%；③ 重度：70 %~99%；④ 闭塞：100%。而且能对易损斑块的成分进行研究表明，通过CT值的不同可用于区分LRNC、结缔组织、IPH和钙化。钙化很容易通过其高密度(平均约250 HU)来识别，有研究表明CTA对钙化的识别优于MRI及超声检查；但是LRNC (30 HU)、结缔组织(45 HU)和IPH (100 HU)的CT密度之间存在相当大的重叠，可靠性较低。

3.3. 高分辨血管壁磁共振成像(HRVW MRI)

HRVW MRI主要通过抑制血流信号及Willis环血管周围脑脊液信号显示血管壁，通常包括T1、T2加权成像，质子密度成像，或采用3D快速自旋回波或“黑血技术”的对比增强T1加权成像。

HRVW MRI可以区分破裂的FC与完整的FC，此外，临床实践中对易损斑块的其他成分，使用HRVW MRI可以在4 min内检测到LRNC和IPH，与未来发生卒中或TIA的风险增加相关 [22] 。

大量研究表明 [23] [24] [25] ，HRVW MRI较超声、CTA等对于易损斑块成分的判定明显存在优势。但，该技术往往受限于操作复杂、耗时较长、价格昂贵等因素。

3.4. 影像组学

与通过传统简单的手动测量评估相比，基于机器学习的影像组学技术是从医学图像中挖掘定量图像特征的过程，可以提供更广泛的关于病变异质性的信息 [26] 。最近的研究表明，影像组学提高了冠状动脉CTA在识别易损斑块方面的鉴别能力，为以后动脉粥样硬化组学研究提供的新的方向。

4. 小结与展望

量化评估粥样硬化斑块内IPH、炎症反应、LRNC及体积负荷既能评估药物疗效，也是未来前瞻性以影像学引导治疗药物治疗的指标，但单一影像学方法无法全面评估颈动脉斑块易损性及粥样硬化的发展进程。通过合理选择并应用多模态影像学方法全面评估颈动脉易损斑块药物治疗后的变化有助于了解粥样硬化进程，进一步优化心脑血管事件风险分层，指导进行预防性治疗，获得结合斑块形态及内部成分、优于依据单一动脉狭窄程度的预测不良心脑血管事件风险模型。未来多模态血管成像技术研究将有利于临床治疗AS易损斑块，有望为个体化诊疗易损斑块及评估预后提供新的方向 [27] 。

NOTES

^*通讯作者。