王丹妮,李 康(通信作者)
(1重慶醫(yī)科大學(xué) 重慶 400016)
(2中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院 重慶 400714)
(3中國(guó)科學(xué)院大學(xué)重慶學(xué)院 重慶 400714)
(4重慶市人民醫(yī)院放射科 重慶 401147)
缺血性腦卒中疾病具有較高的致死率、致殘率及復(fù)發(fā)率,嚴(yán)重危害著全球人類健康。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道其病死率占30%,同時(shí)近70%的生存者存在不同程度的功能障礙[1]。在中國(guó)人群中,動(dòng)脈粥樣硬化是導(dǎo)致缺血性中風(fēng)的主要原因,占缺血性卒中病因的60%[2]。頸動(dòng)脈粥樣硬化引起缺血性卒中的機(jī)制主要是斑塊破裂、出血或脫落,導(dǎo)致隨后的下游血管栓塞。既往研究主要參考頸動(dòng)脈狹窄程度進(jìn)行卒中風(fēng)險(xiǎn)分層并指導(dǎo)臨床治療。然而隨著研究的深入與成像技術(shù)的發(fā)展,頸動(dòng)脈粥樣硬化的易損斑塊被認(rèn)為是大多數(shù)缺血腦血管事件的潛在危險(xiǎn)因素,并與缺血事件的復(fù)發(fā)密切相關(guān)[3]。頸動(dòng)脈斑塊的易損性更多地取決于斑塊的亞成分組成,而非斑塊的大小或管腔狹窄程度。基于先進(jìn)的醫(yī)學(xué)影像成像技術(shù)識(shí)別頸動(dòng)脈斑塊的易損特征,探索能夠預(yù)測(cè)卒中事件發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的影像學(xué)標(biāo)志物已成為近年來的研究熱點(diǎn),本文就目前相關(guān)研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。
超聲(ultrasound,US)、計(jì)算機(jī)斷層血管成像(computed tomography angiography,CTA)、磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)等非侵入性成像技術(shù)可以檢測(cè)及分析頸動(dòng)脈斑塊的形態(tài)特征及成分,評(píng)價(jià)斑塊易損性。超聲可通過血流頻譜圖及聲頻信號(hào)來觀察患者頸動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)變化、血管管徑及內(nèi)壁情況[4]。CTA具有卓越的空間分辨率和時(shí)間分辨率,可以通過后處理技術(shù)多角度、多方位分析斑塊特征,評(píng)估斑塊的易損性。MRI具有較高的軟組織分辨率,可多方位、多序列成像,在斑塊形態(tài)特征評(píng)價(jià)及斑塊成分精準(zhǔn)測(cè)量中發(fā)揮著重要作用。聯(lián)合多種成像技術(shù),可以更精確地評(píng)估頸動(dòng)脈斑塊易損性并進(jìn)行卒中風(fēng)險(xiǎn)分層。
易損頸動(dòng)脈斑塊與缺血性卒中事件的發(fā)生及復(fù)發(fā)密切相關(guān)。頸動(dòng)脈斑塊的易損性主要與斑塊內(nèi)出血(intraplaque hemorrhage,IPH)、富含脂質(zhì)的壞死核心(lipid rich necrotic core,LRNC)、薄纖維帽(thin fibrous cap,TFC)、斑塊內(nèi)新生血管(intraplaque neovascularization,IPN)、斑塊鈣化、斑塊表面形態(tài)、斑塊厚度與體積等[5]有關(guān)。
IPH被認(rèn)為是動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中紅細(xì)胞從功能障礙的微血管滲漏的結(jié)果。這種滲漏過程吸引巨噬細(xì)胞進(jìn)入斑塊,觸發(fā)了新的未成熟斑塊內(nèi)微血管的形成并進(jìn)一步破壞斑塊的穩(wěn)定性,同時(shí)IPH使斑塊體積迅速增大并突破TFC、暴露LRNC,直接釋放栓子或誘發(fā)血栓,引起急性缺血性卒中[6]。IPH是斑塊不穩(wěn)定性的一個(gè)強(qiáng)有力的成像生物標(biāo)志物[7]。IPH與急性缺血性卒中發(fā)生及復(fù)發(fā)顯著相關(guān),在有卒中癥狀的斑塊中,IPH占總斑塊厚度的50%或以上的發(fā)生率是無癥狀斑塊的4倍[8]。另外,即使在非狹窄或輕度狹窄的頸動(dòng)脈斑塊患者中,IPH也是導(dǎo)致卒中最重要的危險(xiǎn)因素。IPH與管腔狹窄、斑塊形態(tài)學(xué)特征及成分間存在一定相關(guān)性。IPH與更嚴(yán)重的管腔狹窄有關(guān)而與斑塊的大小無關(guān),而且在不同的斑塊成分中,IPH與管腔狹窄的相關(guān)性最強(qiáng);另外較小的斑塊表面鈣化被認(rèn)為與更多的斑塊IPH相關(guān),也與斑塊脆弱性增加有關(guān)[9]。
SABA L等人[10]認(rèn)為在CTA上,當(dāng)斑塊的CT值為25 HU時(shí)可能是區(qū)分IPH與LRNC的最佳閾值。但在實(shí)際工作中,由于不同斑塊之間成分各不相同,其密度存在重疊,因此簡(jiǎn)單地利用CT值難以將兩者進(jìn)行有效區(qū)分。依靠一些強(qiáng)大的圖像后處理分析軟件,可能為斑塊的亞成分檢測(cè)提供更為準(zhǔn)確的結(jié)果。超聲檢測(cè)斑塊IPH具有一定優(yōu)勢(shì),但其特異性及敏感性較低。MRI具有多參數(shù)成像優(yōu)勢(shì),根據(jù)斑塊內(nèi)血紅蛋白的氧化狀態(tài),以3D-TOF法為代表的“亮血”序列及包括2D FSE、TSE在內(nèi)的“黑血”序列可以較為準(zhǔn)確地識(shí)別斑塊IPH[11]。大量的研究表明,MRI是目前檢測(cè)IPH的最佳成像手段。
LRNC與缺血性卒中的發(fā)生密切相關(guān),同時(shí)也是卒中復(fù)發(fā)事件強(qiáng)有力的預(yù)測(cè)因子[3]。LRNC內(nèi)新生血管和IPH的增加,創(chuàng)造了促炎環(huán)境,擴(kuò)大了壞死核心,進(jìn)一步增加了斑塊破裂風(fēng)險(xiǎn)。因此,較高的IPH/LRNC比率可能是斑塊易損性的較強(qiáng)預(yù)測(cè)因子,并提示可能的栓塞源[12]。但是,如果纖維帽保持完整,LRNC并不總是發(fā)展為斑塊破裂,還可以發(fā)生纖維化或鈣化。完整的纖維帽與斑塊破裂風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān),而TFC和裂隙纖維帽(fissured fibrous cap,F(xiàn)FC)與斑塊破裂風(fēng)險(xiǎn)及隨后可能發(fā)生的卒中事件密切相關(guān)。
IPN反映了斑塊內(nèi)新生血管密度,與卒中事件的發(fā)生和復(fù)發(fā)顯著相關(guān)。超聲造影(contrast-enhanced ultrasound,CEUS)及高分辨率血管壁MR增強(qiáng)成像可以有效地識(shí)別IPN。有研究發(fā)現(xiàn)易損斑塊內(nèi)的IPN密度是穩(wěn)定斑塊內(nèi)IPN密度的4倍[13],表明斑塊內(nèi)新生血管密度與斑塊易損性間存在正相關(guān)性。相對(duì)于利用頸動(dòng)脈狹窄作為中風(fēng)復(fù)發(fā)的預(yù)測(cè)因素,IPN可能比頸動(dòng)脈狹窄更敏感,可以更好地對(duì)卒中復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分層[14]。另一方面IPN也反映了斑塊內(nèi)局部炎癥程度,且兩者間存在交互作用[15]。在IPN加重斑塊內(nèi)炎癥反應(yīng)的同時(shí),斑塊內(nèi)炎癥也進(jìn)一步促進(jìn)IPN的形成,兩者作用共同加快易損斑塊的進(jìn)展。
鈣化與斑塊穩(wěn)定性及卒中事件的發(fā)生具有復(fù)雜的相關(guān)性。相對(duì)于超聲及MR成像,CT識(shí)別斑塊鈣化具有強(qiáng)敏感性。鈣化賦予斑塊穩(wěn)定性的機(jī)制既有機(jī)械基礎(chǔ),也有功能基礎(chǔ)。導(dǎo)致斷裂的破壞應(yīng)力經(jīng)常發(fā)生在不同剛度的材料界面之間,當(dāng)斑塊鈣化含量進(jìn)行性增加時(shí),斑塊鈣化與非鈣化區(qū)之間的界面壓力也隨之增大,當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí),就會(huì)導(dǎo)致斑塊破裂并引發(fā)腦卒中。但在嚴(yán)重鈣化斑塊中,這些斑塊成分的異質(zhì)性逐漸減弱,斑塊內(nèi)的界面應(yīng)力明顯降低,斑塊的破裂風(fēng)險(xiǎn)及卒中事件的發(fā)生率也隨之降低。除此之外,最近的研究表明不同部位、不同類型的鈣化在斑塊易損性的發(fā)展中還會(huì)產(chǎn)生不同影響。鈣化位置與斑塊易損性關(guān)系密切,形態(tài)不規(guī)則的斑塊表面鈣化可能會(huì)顯著增加斑塊的易損性[1]。雙層征被定義為鈣化病變旁的低密度(<60 HU)的新月形區(qū)域邊緣,雙層征是易損斑塊的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,其內(nèi)的低密度區(qū)與IPH、LRNC高度相關(guān)[16]。
斑塊表面形態(tài)可分為潰瘍型和非潰瘍型兩種類型,潰瘍型斑塊的定義為對(duì)比劑延伸至斑塊內(nèi)至少1 mm。US廣泛應(yīng)用于檢測(cè)斑塊表面形態(tài),但這種成像技術(shù)限制在于很大程度上需要依賴超聲醫(yī)師個(gè)人的操作水平。CTA診斷潰瘍斑塊的敏感性和特異性高于US,有時(shí)還可以檢測(cè)到斑塊中的血栓。MR血管壁成像可以較為準(zhǔn)確測(cè)定斑塊表面形態(tài)。潰瘍型斑塊一定程度會(huì)產(chǎn)生斑塊表面血栓,造成管腔狹窄或栓子脫落,造成下游血管阻塞,導(dǎo)致腦缺血事件的發(fā)生[2]。潰瘍性斑塊是后續(xù)可能發(fā)生血管事件的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子[17]。斑塊IPH會(huì)增強(qiáng)斑塊內(nèi)炎癥活動(dòng)性,誘導(dǎo)斑塊不規(guī)則表面的形成[18]。另外有研究發(fā)現(xiàn)[19]在任何程度的頸動(dòng)脈患者中,斑塊表面鈣化與不規(guī)則斑塊表面獨(dú)立相關(guān),但其潛在機(jī)制尚不清楚,斑塊表面的硬度不匹配可能是導(dǎo)致斑塊表面形態(tài)不同的原因之一。
US、CTA及MRI均可準(zhǔn)確量化斑塊的厚度,CT憑借良好的空間分辨率及后處理優(yōu)勢(shì)對(duì)斑塊厚度及體積的測(cè)量可能更為精準(zhǔn)。斑塊厚度增加與腦血管事件發(fā)生呈正相關(guān),軟斑塊厚度每增加1 mm,卒中或短暫性腦缺血發(fā)作概率增加2.7倍[20]。斑塊的體積也與斑塊易損性和缺血性卒中的發(fā)生有關(guān),斑塊體積能夠更好地預(yù)測(cè)卒中事件的發(fā)生。
超聲、計(jì)算機(jī)斷層血管成像、磁共振成像等非侵入性成像技術(shù)可以檢測(cè)及分析頸動(dòng)脈斑塊的形態(tài)特征及成分,評(píng)價(jià)斑塊的易損性。易損頸動(dòng)脈斑塊的影像學(xué)表現(xiàn)主要有斑塊內(nèi)出血、富含脂質(zhì)的壞死核心、薄纖維帽、斑塊內(nèi)新生血管、斑塊表面鈣化、潰瘍型斑塊、斑塊的厚度與體積增加等。聯(lián)合使用各種成像技術(shù),能更精確的分析斑塊內(nèi)不同成分,為頸動(dòng)脈斑塊的診斷及卒中風(fēng)險(xiǎn)分層提供重要依據(jù)。