颈动脉高分辨磁共振成像预测冠心病的价值

夏青 陈步星

颈动脉高分辨磁共振成像预测冠心病的价值

夏青 陈步星

冠状动脉疾病； 颈动脉粥样硬化； 高分辨核磁共振

目前心血管疾病（cardiovascular disease，CVD)在美国已成为死亡的主要原因[1]，其发病率在国内也逐年升高并呈年轻化趋势，且死亡率已超过肿瘤，成为严重危害人民健康的第一杀手，其中最常见的病种为冠心病。研究发现，急性心血管事件的元凶超过2/3发生于非显著狭窄性病变，由斑块破裂造成[2]，因此血管壁病变而不是血管腔病变才是各种心脑血管病发生和发展的基础[3]。对于动脉轻度狭窄的患者，仅了解血管的狭窄程度已不能全面反映病变的严重程度，对动脉粥样硬化斑块成分分析及稳定性的判断逐渐受到人们的重视。

颈动脉是动脉硬化的好发部位，作为连接心脑两个重要脏器的通道，与心血管事件之间存在着较为紧密的联系，并可作为独立因素预测冠心病的发生，故对颈动脉斑块的研究成为研究者的首选。高分辨磁共振成像（MRI）扫描技术以其优异的软组织分辨率已经成为最具潜力的颈动脉斑块的探测手段[4]，并被组织学证实可以精确地显示动脉粥样硬化各种组织成分[5-7]，逐渐成为预测冠心病的重要手段，可对高风险冠心病患者的治疗进行指导。本文对冠心病和颈动脉粥样硬化的关系，以及高分辨磁共振成像对颈动脉斑块评价的优越性和成像特征做一综述。

1 冠心病合并颈动脉粥样硬化发病情况

动脉粥样硬化是一种慢性进展性多发性血管性疾病，常累及全身多处血管床，颈动脉与冠状动脉粥样硬化有着相似的病理生理基础，因此常同时受累。Kablak-Ziembicka等[8]发现，颈动脉内-中膜厚度（carotid intima-media thickness，CIMT）>1.15 mm，94%的患者患有冠心病，并且当患者出现严重的颈动脉狭窄时，出现冠脉三支病变的可能性为16.6%。经过调查发现，临床上有3.4%～22.0%的冠心病患者常合并颈动脉狭窄[9]。

2 颈动脉粥样硬化预测冠心病冠脉事件研究近况

颈动脉由于位置表浅，易于监测，而且与心血管病发病率和死亡率有着密切相关性，因此常用于预测冠脉事件的发生。既往研究表明[10]，CIMT每增加0.1 mm，急性心肌梗死的危险增加11%；与无粥样硬化的患者比较，颈动脉粥样硬化患者发生急性心肌梗死的危险增加3倍。同样国内有研究发现，中颈动脉IMT与冠心病的log（Gensin评分）之间的相关系数为0．855[11]。但近期有Meta分析显示，颈动脉CIMT的减退和缓慢的进展无法反映心血管事件[12]。Inaba等[13]对11个大型研究的荟萃分析显示，颈动脉斑块负荷与CIMT相比，对未来预测心肌梗死事件有更高的诊断准确性。随着人们对颈动脉斑块组成研究的加深，发现局部斑块组成成为未来心血管事件发生的独立预测因子[14]，斑块内出血可以预测2年内心脑血管事件的发生（HR＝9.8，P=0.03）[15]。

3 高分辨磁共振评价颈动脉斑块的优越性

目前对于动脉粥样硬化及斑块的检测很多，常见的有超声、CT血管造影和磁共振。

虽然常规超声对动脉粥样斑块的检出率及敏感度均较高，其准确性高达95%，敏感性达98%[16，17]，能较准确估计斑块血管腔的狭窄率，并可以根据斑块回声的高低初步区分斑块的稳定性，但对斑块内部的组织学特性评价有一定局限性。血管内超声实现了对斑块的在体研究，但对于辨别脂质成分的准确性仅46%[18]。同样，尽管多排螺旋CT血管造影技术对溃疡斑块及钙化的诊断率可达87%及100%[19,20]，但对脂质核心的识别受到钙化的限制，同时患者在检查时会受到辐射，因此其应用受到一定限制。

磁共振成像有较高的组织密度和空间分辨能力，有多参数、多序列成像，无辐射等优势，不仅可以测量管腔面积、管壁面积、总血管面积，还能准确显示和评价斑块的组织学成分、形态特征及其易损性，同时可重复性高，是最有希望的非侵袭性动脉粥样硬化疾病图像分析技术[4,21]。

4 颈动脉粥样硬化斑块高分辨磁共振成像（high resolution magnetic resonance imaging，HRMRI）的特点

4.1 斑块负荷的成像 动脉壁内皮损伤及脂质的沉积是目前公认的动脉粥样硬化始动因素。由于血管内皮细胞功能受损，血液中低密度脂蛋白颗粒进入血管壁，继而被巨噬细胞所吞噬形成脂质条纹，血管壁反应性地增厚[22]。因此，早期的动脉硬化表现为血管壁增厚。HRMRI可以对早期颈动脉斑块负荷进行定量测量，常用指标有管腔面积（lumen area，LA）、管壁面积（wall area，WA）、总血管面积(total vessel area，TVA=LA+WA）、管壁厚度（wall thickness，WT）和标准化管壁指数（normalized wall index，NWI=WA/TVA）。其测量方法见图1。

4.2 颈动脉斑块成分成像

4.2.1 HRMRI对斑块的成像 HRMRI可通过T1WI、T2WI、PDWI、3D-TOF 多个序列及“亮血”与“黑血”技术，定性、定量地分析斑块成分。其各种成分在不同序列的信号表现见表1及图1（A-D）。Saam等[5]发现，对于面积>2 mm的钙化和脂质核心，HRMRI检测的敏感度、特异度分别为84%、91%和95%、76%，并且与病理有很好的一致性。Cai等[6]对纤维帽进行了定量分析，发现MRI与病理同样有很好的相关性（最大纤维帽厚度：r=0.78，P＜0.001；长度：r=0.73，P＜0.001；面积：r=0.73，P＜0.001）。斑块内出血根据出血时间不同在不同的序列上信号强度表现有所不同。有研究以T1WI高信号为标准判断斑块内出血，发现其敏感性为94%～100%，特异性为80%～88%，阳性预测值为70%～78%,阴性预测值为 97%～100%[7]。

表1 斑块内不同成分在MRI各序列上的信号强度

4.2.2 增强高分辨磁共振对斑块的成像 斑块内微血管化和炎症反应也是动脉粥样硬化斑块不稳定的因素之一，增强的高分辨磁共振可以更清楚地观察其变化。目前常用的两种对比剂有顺磁钆为基础的对比剂和超顺磁毫微型颗粒。钆对比剂能使磁共振从周围纤维组织中区别出富含脂质的坏死核心，在增强后对比T加权时，对比剂可使纤维组织的信号提高79.5%，而脂核的信号下降28.6%[23]，强化的纤维帽和未强化的脂核形成了良好的对比，从而更容易勾勒出脂核的边界而得到准确的定量测量结果（图1 D）。超顺磁性氧化铁颗粒可以通过受损的内皮细胞进入斑块内，不仅可以密切追踪内皮激活，还可以反映病变斑块巨噬细胞的负荷，使MRI可以定量分析动脉粥样硬化的炎症活动[24]。

5 冠心病合并颈动脉粥样硬化斑块患者颈动脉斑块高分辨磁共振成像特点及预测冠心病和冠脉事件的意义

Zhao等[25]通过研究中国疑似患有冠状动脉疾病患者中颈动脉的WA、LA、TVA及斑块成分与不同狭窄程度的冠状动脉（冠状动脉无狭窄、狭窄1%～49%、狭窄>50%）之间的关系，发现颈动脉WA、TVA、管壁体积百分比（percent wall volume，PWV）随着冠状动脉狭窄严重程度而增大，然而LA在不同狭窄程度的患者中表现相似。该研究同时还发现，颈动脉钙化、斑块内出血和斑块破裂均与冠心病的严重程度呈正相关，但脂质坏死核心并不呈正相关。Zhao等[26]研究了颈动脉斑块成分与冠状动脉钙化积分（coronary artery calcium score，CACS）的关系，颈动脉钙化、脂质坏死核心均与CACS有相关性，CACS积分越高，其出现率越高，而斑块内出血与CACS的关系取决于其存在的颈动脉部位。通过研究各种成分体积与CACS的关系，仅发现颈动脉钙化体积与CACS显著相关。

大量研究认为，HRMRI对颈动脉斑块的分析对冠心病的预测有重大意义。Teruo等[27]随访了217例稳定性冠状动脉疾病患者，证实了斑块内出血与增加冠状动脉事件呈显著相关（P<0.001），与CIMT、既往心肌梗死病史和多血管病变的冠状动脉疾病相比，斑块内出血是未来冠心病并发症最重要的独立预测因子（HR=3.15，95%CI 1.93～5.58，P<0.0001）。Lombardo等[28]对冠心病患者颈动脉粥样斑块进行了分析，结果显示，不稳定型心绞痛患者合并不稳定斑块比稳定型心绞痛患者更为多见。Wang等[29]在颈动脉斑块成分与急性冠脉综合征和稳定性冠状动脉疾病关系的研究中，证实了富含脂质坏死核心、钙化、斑块内出血两组患者无显著差异，但急性冠脉综合征患者纤维帽破裂比稳定性冠状动脉疾病患者的发病率高（P<0.05）。

因此，早期监测冠心病患者的颈动脉粥样硬化斑块，可以及早对其进行临床干预治疗，以延缓病变的发展及恶化，从而改善冠心病患者的预后。

图1 在T1像上，白色线条所围绕的面积表示总血管面积，白色圆点围绕的代表管腔面积。纤维帽在TOF表现为低信号，在其余序列上变现为等信号，且提示纤维帽不完整（白色长箭头所示），脂质核心增强T1像成低信号，在其余各像成等信号（白色短箭头所示）

［1］Lioyd-Jones D，Adams RJ，Brown TM，et al．Heart disease and stroke statistics——2010 update：a report from the American Heart Association．Circulation，2010，121：46-215．

［2］Libby P.Coronary artery injury and the biology of atherosclerosis inflammation， thrombosis， and stabilization．Am JCardiol，2000，86：3J-8J．

［3］胡大一，向小平．动脉粥样硬化早期检测的临床应用——大动脉僵硬度（弹性）和功能检查.中国心血管病研究，2007，5：81．

［4］Saam T，Schoenberg SO，Hatsukami TS，et al．High-resolution magnetic resonance imaging of carotid atherosclerotic plaque．Rofo，2008，180：100-111．

［5］Saam T，Ferguson MS，Yamykh VL，et al．Quantitative evaluation of carotid plaque composition by vivo MRI．Arterioscler Thromb Vasc Biol，2005，25：234-239．

［6］Cai J，Hatsukami TS，Ferquson MS，et al．In vivo quantitative measurement of intact fibrous cap and lipid-rich necrotic core size in atherosclerotie carotid plaque：comparison of high-resolution contrast-enhanced magnetic resonance imaging and histology．Circulation，2005，112：3437-3444．

［7］Bitar R，Moody AR，Leung G，et al．In vivo 3D high-patialresolution MR imaging of intraplaque hemorrhage．Radiology，2008，24：259-267．

［8］Kablak-Ziembicka A，Tracz W，Przewlocki T，et al．Association of increased carotid intima-media thickness with the extent of coronary artery disease．Heart，2004，90：1286-1290．

［9］郑少忆，张镜方，郭惠明，等.同期颈动脉内膜剥除术及冠脉搭桥联合手术．中山医科大学学报，2002，23：47-49.

［10］ SalonenJT， SalonenR．Ultrasound B-modeimagingin observational studies of atherosclerotic progression．Circulation，1993，87：562-565．

［11］赵成军，贾如意，孙东东，等．外周动脉粥样硬化与冠心病的相关性研究．中国心血管病研究，2006，4：115-118．

［12］Costanzo P，Perrone-Filardi P，Vassallo E，et al．Does carotid intima-media thickness regression predict reduction of cardiovascular events?A meta-analysis of 41 randomized trials.J Am Coll Cardiol，2010，56：2006-2020．

［13］Inaba Y，Chen JA，Bergmann SR．Carotid plaque，compared with carotid intima-media thickness，more accurately predicts coronary artery disease events：a meta-analysis．Atherosclerosis，2012，220：128-133．

［14］ Hellings WE，Peeters W，Moll FL，et al．Composition of carotid atherosclerotic plaque is associated with cardiovascular outcome：a prognostic study．Circulation，2010，121：1941-1950．

［15］Altaf N，Daniels L，Morgan P，et al．Detection of intraplaque hemorrhagebymagneticresonanceimagingin symptomatic patients with mild to moderate carotid stenosis predicts recurrent neurological events．J Vasc Sur，2008，47：337-342．

［16］Millon A，Boussel L，Brevet M，et al．Clinical and histological significance of gadolinium enhancement in carotid atherosclerotic plaque.Stroke，2012，43：3023-3028．

［17］Baroncini LA，De oliveira A，Vidal EA，et al．Appropriateness of plaque and intima-media thickness assessment in routine clinical practice．Cardiovasc Ultrasound，2008，6：52-57．

［18］胡晓辉，高迎春．动脉粥样硬化斑块的虚拟组织学成像血管内超声研究．中国心血管病研究，2010，8：947-949.

［19］Vucaj-Cirilovic V，Lucic M，Petrovic K，et al.Color Doppler ultrasonography and multislice computer tomography angiography in carotid plaque detection and characterization.Vojnosanit Pregl，2011，68：423-429.

［20］Das M，Braunschweig T，Mühlenbruch G，et al．Carotid plaque analysis：comparison of dual-source computed tomography（CT）findings and histopathological correlation．Eur J Vasc Endovasc Surg，2009，38：14-19.

［21］ Li F， Yarnykh VL， Hatsukami TS， et al．Scan-rescan reproducibility of carotid atherosclerotic plaque morphology and tissue composition measurements using multicontrast MRI at 3T．J Magn Reson Imaging，2010，31：168-176．

［22］Hansson G．Inf lammation，atherosclerosis，and coronary artery disease．N Engl J Med，2005，352：1685-1695．

［23］ YuanC， OikawaM， MillerZ， etal．MRIofcarotid atherosclerosis．J Nucl Cardiol，2008，15：266-275．

［24］Chan JM，Monaco C，Wylezinska-Arridge M，et al．Imaging of the Vulnerable Carotid Plaque：Biological Targeting of Inflammation in Atherosclerosis using Iron Oxide Particles and MRI.Eur J Vasc Endovasc Surg，2014，47：462-469．

［25］Zhao X，Zhao Q，Chu B，et al．Prevalence of compositional features in subclinical carotid atherosclerosis determined by high-resolution magnetic resonance imaging in chinese patients with coronary artery disease．Stroke，2010，41：1157-1162．

［26］Zhao Q，Wu X，Cai J，et al．Association between coronary artery calcium score and carotid atherosclerotic disease．Mol Med Rep，2013，8：499-504．

［27］Teruo N，Naoaki Y，Masahiro H，et al．High-intensity signals in carotid plaques on T1-weighted magnetic resonance imaging predict coronary events in patients with coronary artery disease．J Am Coll Cardiol，2011，58：416-422．

［28］Lombardo A，Biasucci LM，Lanza GA，et al．Inflammation as a possible link between coronary and caronary plaque instability．Circulation，2004，109：3158-3163．

［29］Wang Q，Zeng Y，Wang Y，Cai Y，et al．Comparison of carotid arterial morphology and plaque composition between patients with acute coronary syndrome and stable coronary artery disease：a high-resolution magnetic resonance imaging study．Int J Cardiovasc Imaging，2011，27：715-726．

The predictive value of carotid high resolution magnetic resonance imaging for coronary heart disease

Coronary heart disease； Carotid atherosclerosis； High resolution magnetic resonance imaging

100050 北京市，首都医科大学附属北京天坛医院心内科

陈步星，E-mail：chbux@126.com

10．3969/j．issn．1672－5301．2014．07．017

R541.4

A

1672-5301（2014）07-0637－04

2014-04-15）