汪振佳 于 薇

經(jīng)過二十余年的技術(shù)研發(fā)和大量臨床研究的驗(yàn)證，磁共振(magnetic resonance imaging，MRI)高分辨多對(duì)比成像技術(shù)(3D-TOF、CE-MRA、T1WI、T2WI、PDWI)已經(jīng)成為評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊組織成分和穩(wěn)定性的可靠技術(shù)。但是，常規(guī)高分辨MR成像技術(shù)單次掃描只能獲取單序列對(duì)比圖像；完成整套檢查所需時(shí)間長；病灶信號(hào)在不同序列中表現(xiàn)復(fù)雜，病變?cè)\斷主要依賴于影像醫(yī)師肉眼經(jīng)驗(yàn)判讀模式，復(fù)雜病變誤診、漏診常有發(fā)生。近年來出現(xiàn)的多種新型MR快速定性定量技術(shù)可用于精確顯示頸動(dòng)脈斑塊病變的解剖結(jié)構(gòu)特征和內(nèi)部構(gòu)成組分信息[1]，這些技術(shù)獲得的MR掃描圖像與組織病理學(xué)結(jié)果具有良好的一致性[2-3]。目前，部分新技術(shù)已初步用于斑塊成分的定量定性評(píng)價(jià)，有些新技術(shù)尚處于研究階段，本文就這些快速新技術(shù)在頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊定性及定量研究進(jìn)展展開綜述。

1.磁共振快速成分定性成像及單次多對(duì)比像

斑塊內(nèi)出血作為強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測因素常提示頸動(dòng)脈粥樣硬化病變預(yù)后不良、斑塊存在高破裂風(fēng) 險(xiǎn)傾向，需要臨床醫(yī)師對(duì)患者積極采取診療干預(yù)措施[4]。斑塊血腫內(nèi)部的正鐵血紅蛋白成分會(huì)影響T1弛豫時(shí)間，從而產(chǎn)生縮短T1弛豫時(shí)間的效應(yīng)，導(dǎo)致斑塊內(nèi)出血在MR圖像上表現(xiàn)不一，動(dòng)脈粥樣硬化病變?cè)赥1WI、T2WI上呈現(xiàn)復(fù)雜信號(hào)變化。新鮮出血在T1WI及TOF序列表現(xiàn)為高信號(hào)，T2WI上表現(xiàn)為等或低信號(hào)；近期出血在T1WI、T2WI序列多表現(xiàn)明顯高信號(hào)，在 TOF上則表現(xiàn)為混雜或高信號(hào)；陳舊出血在T1WI、T2WI及TOF上都呈現(xiàn)低信號(hào)改變[2]。復(fù)雜的信號(hào)特點(diǎn)，增添了正確識(shí)別斑塊成分的難度。為了更好的識(shí)別頸動(dòng)脈病變程度及斑塊內(nèi)成分信息、制定正確診療決策，各種針對(duì)斑塊內(nèi)具體病變成分的特異、快速單對(duì)比或多對(duì)比序列應(yīng)運(yùn)而生。包括：用于特異性識(shí)別斑塊內(nèi)出血或血栓成分的磁化準(zhǔn)備快速梯度回波序列(magnetization prepared rapid acquisition gradient echo,MP-RAGE)[5]、層塊選擇的相位敏感反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(slabselective phase-sensitive inversion-recovery，SPI)[6]、非對(duì)比血管成像與斑塊內(nèi)出血同時(shí)成像(simultaneous non-contrast angiography and intraplaque hemorrhage, SNAP)[7]、三維單次掃描多組織對(duì)比序列(multi contrast atherosclerosis characterization，MATCH)[8]、三維可變翻轉(zhuǎn)角快速自旋回波序列(three dimensional variable-flip-angle turbo spin-echo，SPACE)[9]等。

(1)磁化準(zhǔn)備快速梯度回波序列 MP-RAGE是運(yùn)用預(yù)備反轉(zhuǎn)脈沖和小角度激發(fā)梯度回快速三維傅里葉數(shù)據(jù)采集的3D成像序列，其利用非選擇性反轉(zhuǎn)序列及選擇性水激勵(lì)或脂肪抑制技術(shù)來抑制背景組織信 號(hào),并采取反轉(zhuǎn)恢復(fù)預(yù)備技術(shù)抑制病灶內(nèi)部相對(duì)長T1信號(hào)成分(如脂質(zhì)壞死核心和纖維組 織成分)，從而準(zhǔn)確地監(jiān)測病灶內(nèi)部血腫的正鐵血紅蛋白成分(表現(xiàn)為明顯高信號(hào))，因此MP-RAGE序列具有高T1對(duì)比信號(hào)特征，是相鄰肌肉信號(hào)強(qiáng)度的1.6倍，同離體組織病理結(jié)果對(duì)比該序列對(duì)斑塊內(nèi)出血的敏感性和特異度分別達(dá)到80%、97%，較TOF及快速自旋回波序列(FSE)更易發(fā)現(xiàn)病灶內(nèi)部細(xì)小出血信號(hào)改變[10]。進(jìn)而降低醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)判讀模式對(duì)于頸動(dòng)脈粥樣硬化復(fù)雜病變誤診與漏診事件的發(fā)生率。但MP-RAGE序列行單次掃描只能獲得單組 病變圖像，疾病診斷仍以醫(yī)師肉眼判讀為最終結(jié)果，缺乏明確可量化得診斷指標(biāo)對(duì)病變行定量評(píng)價(jià)，并且對(duì)于部分動(dòng)脈粥樣硬化硬化合并血管搏動(dòng)增強(qiáng)偽影的掃描圖像，醫(yī)師常難以作出正確診斷，常常造成造成假陽性及假陰性結(jié)果。

(2)相位敏感反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列和非對(duì)比血管成像與斑塊內(nèi)出血同時(shí)成像SPI是為特異性識(shí)別頸動(dòng)粥樣硬化易損斑塊重要組分斑塊內(nèi)出血而設(shè)計(jì)研發(fā)的全新序列。SPI由相位敏感成像序列和反轉(zhuǎn)恢復(fù)梯度回波序列組成。對(duì)比MP-RAGE序列，SPI序列通過提高血管壁與管腔的對(duì)比程度從而增加抑制流動(dòng)血流的效應(yīng)，大幅度提升斑塊內(nèi)出血的檢出率[6]。 Yuan等[11]在SPI序列的研究基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出可同時(shí)行非對(duì)比血管成像與斑塊內(nèi)出血成像監(jiān)測的SNAP序列。完成單次SNAP序列掃描即可獲得特異性識(shí)別斑塊內(nèi)出血和血管腔形態(tài)的兩組圖像。研究表明，同TOF序列相比，SNAP在評(píng)價(jià)管腔狹窄中表現(xiàn)出良好能力，并且明顯提高了圖像的空間分辨率，而較SPI序列圖像，SNAP在斑塊內(nèi)出血的檢出能力和血管壁信號(hào)對(duì)比程度提升35%。SNAP和MP-RAGE在斑塊內(nèi)出血識(shí)別中具有較高一致性[12]。通過嚴(yán)格組織病理-核磁圖像比對(duì)，SNAP圖像顯示動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)出血面積顯著大于MP-RAGE圖像顯示范圍，提示SNAP能夠識(shí)別更為細(xì)微的斑塊內(nèi)出血成分成分[11-12]。

(3)三維可變翻轉(zhuǎn)角快速自旋回波序列 三維可變翻轉(zhuǎn)角快速自旋回波序列(three-dimensional variable-flip-angle turbo spin-echo，SPACE)是新近研發(fā)的一種磁共振3D黑血管壁成像技術(shù)，旨在用于在體顯示頸動(dòng)脈自顱外到顱內(nèi)全程血管腔、壁組織結(jié)構(gòu)形態(tài)，從而精準(zhǔn)定位病變位置，具體量化病變范圍，正確判斷病情程度。SPACE序列通過在冠狀位、矢狀位以及橫軸位分別展示病變，對(duì)于斑塊內(nèi)出血、潰瘍等關(guān)鍵病變信息精確顯示，降低因既往掃描范圍限制造成的疾病漏診、誤診事件。Fan等[9]通過對(duì)3D-T1SPACE序列添加抵抗吞咽運(yùn)動(dòng)的門控技術(shù)，并應(yīng)用于7名健康志愿者。優(yōu)化后3D-T1 SPACE序列圖像較未行吞咽運(yùn)動(dòng)偽影抵抗技術(shù)的圖像比較，優(yōu)化后技術(shù)明顯改善因患者吞咽所致相關(guān)運(yùn)動(dòng)偽影。Cuvinciuc等[13]研究表明，3D-T1 SPACE數(shù)據(jù)同2D頸動(dòng)脈掃描技術(shù)相比，該技術(shù)可覆蓋更大掃描范圍并且明顯提升掃描時(shí)間。3D-T1 SPACE 技術(shù)通過無創(chuàng)、無輻射的在體全程頸內(nèi)動(dòng)脈顯像，為頸動(dòng)脈粥樣硬化病變的診療提供新思路。

(4)三維單次掃描多組織對(duì)比序列 MATCH序列采用3D擾相快速小角度激發(fā)脈沖技術(shù)，完成單次掃描可獲得包括重度加權(quán)T1WI、灰血序列(gray blood)及T2WI 3個(gè)對(duì)比序列圖像，并且該序列完成單次掃描僅需耗時(shí)5min，較常規(guī)T1、T2、TOF序列明顯縮短掃描時(shí)程，大 幅 度 提升日常診療工作效率。Yu等[8]將6例由血管超聲診斷為頸動(dòng)脈重度狹窄的患者進(jìn)行MATCH序列掃描，然后將所得得136個(gè)層面的核磁圖像進(jìn)行分析，結(jié)果表明，存在22個(gè)層面在MATCH序列被判斷為斑塊內(nèi)出血，而在常規(guī)T1WI序列中同樣診斷為IPH。經(jīng)離體組織病理比對(duì)，上述層面均存在IPH，提示MATCH序列對(duì)斑塊內(nèi)出血、鈣化和脂質(zhì)壞死核心的識(shí)別具有良好能力。雖然MATCH成像技術(shù)在特異性監(jiān)測斑塊內(nèi)出血、脂質(zhì) 核心、鈣化等多種動(dòng)脈粥樣硬化病變信息具有明確優(yōu)勢(shì)。但是MATCH成像技術(shù)缺少對(duì)斑塊纖維帽完整性信息的評(píng)價(jià)，并且作為一種三維序列，MATCH在層面方向的各向同性能力不佳[14]。

2.斑塊成分的快速定量成像術(shù)

磁共振縱向弛豫時(shí)間定量(T1mapping)及橫向弛豫時(shí)間定量(T2mapping)是新近被廣泛應(yīng)用于心肌、骨關(guān)節(jié)等病變處的磁共振定量診斷技術(shù)[15]。T1mapping是指通過測量掃描圖像中每一像素的T1值，產(chǎn)生的組織參數(shù)圖，進(jìn)而對(duì)病變成分進(jìn)行明確診斷[16]。T2mapping是指某種組織在未給予對(duì)比劑情況下的橫向弛豫時(shí)間值，同樣可用于病變組織成分信息的量化。

近年來，有學(xué)者設(shè)想將mapping技術(shù)運(yùn)用于頸動(dòng)脈粥樣硬化病變的診斷，對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)具體病變信息進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，利用mapping圖測繪所得的組織T1、T2值，制定頸動(dòng)脈粥樣硬化病變標(biāo)準(zhǔn)化診斷指標(biāo)，將目前肉眼經(jīng)驗(yàn)診斷模式轉(zhuǎn)化為定量化數(shù)值評(píng)價(jià)體系。Chai等[17]對(duì)40例擬行頸動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫術(shù)的患者行磁共振T2mapping掃描，鑒于存在部分斑塊存在近期破潰出血，研究人員使用雙T2閾值(T2L、T2H)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)斑塊成分進(jìn)行分割評(píng)價(jià)。T2L(范圍30至50 ms)表示僅含有單純脂質(zhì)成分；T2H(范圍70～120 ms)表示斑塊脂質(zhì)核心內(nèi)存在出血。他們認(rèn)為當(dāng)病變成分的T2值低于T2L時(shí)，即該病變主要成分僅為單獨(dú)的脂質(zhì)壞死核心(LRNC)，不考慮出血成分存在。通過與離體剝脫標(biāo)本的組織病理學(xué)對(duì)照，上述T2值對(duì)于斑塊脂質(zhì)成分的評(píng)價(jià)與組織病理學(xué)結(jié)果具有高的一致性。此外，該研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于頸動(dòng)脈狹窄程度相似的患者，癥狀斑塊具有顯著的大LRNC，進(jìn)一步證實(shí)通過T2值進(jìn)行的脂質(zhì)定量研究具有區(qū)分有癥狀和無癥狀斑塊的良好能力(靈敏度67%，特異性91%)。Mohammad等[18]對(duì)71 例擬進(jìn)行頸動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫術(shù)的患者同樣行磁共振T2mapping掃描，對(duì)圖像結(jié)果行單指數(shù)非線性擬合分析，設(shè)定閾值T2，將閾值T2(<42ms)定義為無近期斑塊內(nèi)出血的純脂質(zhì)成分斑塊，以量化斑塊內(nèi)脂質(zhì)體積。并依據(jù)圖像監(jiān)測指數(shù)，設(shè)定了最大脂質(zhì)沉積率與總脂質(zhì)含量的比率(LDD%)和脂質(zhì)聚集指數(shù)(LAI)兩個(gè)指標(biāo)，其研究認(rèn)為，LDD%和LAI指數(shù)越高，斑塊越有可能具有大的單個(gè)脂質(zhì)沉積物聚集的脂質(zhì)池，而低指數(shù)的斑塊更可能含 有分布更均勻的分散脂質(zhì)沉積物。該研究同樣證實(shí)了有癥狀患者具有更高的斑塊內(nèi)脂質(zhì)成分。YUAN等[19]認(rèn)為，T2mapping技術(shù)雖可以客觀定量的監(jiān)測斑塊內(nèi)部脂質(zhì)核心具體含量，但LRNC量化的可靠性仍然受到目前磁共振二維采集模式的限制，并且LRNC等斑塊內(nèi)成分在行磁共振掃描時(shí)容易受到部分容積效應(yīng)的影響，從而影響最終結(jié)果評(píng)價(jià)。并且，由于正鐵血紅蛋白的期齡可影響T1、T2弛豫時(shí)間，因此不同期齡的 斑塊內(nèi)出血可顯示各種T2弛豫時(shí)間，所以單獨(dú)的T2mapping技術(shù)尚不足以將斑塊內(nèi)所有成分信息進(jìn)行逐一分類，為了增加研究的準(zhǔn)確性，應(yīng)將T1mapping技術(shù)作為補(bǔ)充掃描，提供更多信息，從而更準(zhǔn)確的進(jìn)行頸動(dòng)脈粥樣硬化病變的診斷。目前關(guān)于頸動(dòng)脈斑塊特征的T1mapping研究尚未見報(bào)道。

3.快速定量定性聯(lián)合成像技術(shù)

對(duì)于粥樣硬化斑塊，無論是單獨(dú)定性還是單獨(dú)定量評(píng)估都是不夠全面的，而對(duì)同一患者同時(shí)行定性定量的檢查勢(shì)必增加患者檢查時(shí)間，加劇患者不適度。因此，單次掃描獲得多對(duì)比定性定量評(píng)估的磁共振成像技術(shù)是契合臨床診治工作的必然趨勢(shì)。MR單次掃描快速多對(duì)比定量定性聯(lián)合成像(quantitative multi-contrast atherosclerosis characterization,qmatch)是新近研發(fā)的頸動(dòng)脈斑塊成像序列。qMATCH采用了三維血流補(bǔ)償擾相梯度回波序列，通過后處理重建可獲得6組圖像，分別包括：qT1WI、qT2WI、MRA、黑血管壁 成像以及斑塊組織定量參數(shù)T1mapping和T2mapping圖。qT1WI、qT2WI、MRA與現(xiàn)行常規(guī)頸動(dòng)脈T1WI、T2WI、3D-TOF掃描序列相似；黑血管壁成像序列可得到自頸總動(dòng)脈起始至頸內(nèi)動(dòng)脈遠(yuǎn)端顱內(nèi)段血管走行圖像，與常規(guī)2D圖像相比具備更高信噪比，可用于精確評(píng)價(jià)管腔及管壁病變情況，對(duì)臨床治療方案的選擇具有良好指導(dǎo)作用；斑塊組織定量參數(shù)T1mapping和T2mapping圖是針對(duì)定量化評(píng)價(jià)病變情況而設(shè)計(jì)，旨在用T1和T2值定量化評(píng)價(jià)斑塊內(nèi)具體病變成分。qmatch序列完成單次掃描僅需耗時(shí)8min，可大大縮短檢查時(shí)間，并可提供更豐富的病變信息。對(duì)比常規(guī)T1WI、T2WI圖像，LRNC在qT1WI、qT2WI圖像中具有更高的信噪比，比臨近胸鎖乳突肌具備更低的T1及 T2信號(hào)。對(duì)比剝脫組織病理切片，qmatch序列在評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈易損斑塊準(zhǔn)確性與常規(guī)T1WI、T2WI序列相比具有良好一致性。并且，利用T1mapping和T2mapping定量評(píng)價(jià)易損斑塊成分構(gòu)成，有助于闡明斑塊形成甚至破裂過程中各構(gòu)成組分的轉(zhuǎn)歸過程，進(jìn)而為臨床治療方案的具體化選擇提供更多更有價(jià)值的信息。此項(xiàng)技術(shù)還需要未來深入的研究驗(yàn)證。

4.未來發(fā)展趨勢(shì)

隨著臨床診治需求的提升及掃描技術(shù)的革新，頸動(dòng)脈斑塊成像技術(shù)已不再停留于僅 定性觀測斑塊性質(zhì)或管腔的狹窄、擴(kuò)張程度，標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)粥樣硬化斑塊成分以及管壁病變的聯(lián)合定量定性成像技術(shù)必將成為未來的發(fā)展潮流?？焖俣ㄐ远柯?lián)合成像技術(shù)的研發(fā)，預(yù)示著頸動(dòng)脈斑塊成像技術(shù)較過往單一、局限的評(píng)價(jià)方式有了顯著提升，隨著成像參數(shù)的不斷優(yōu)化與調(diào)整，未來將會(huì)提供頸動(dòng)脈粥樣硬化病變更多、更全面的信息，從而真正實(shí)現(xiàn)對(duì)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊成分定量定性評(píng)價(jià)聯(lián)合血管腔、管壁病變?cè)\斷的全方位一站式檢查。