磁共振冠状动脉成像新进展

王勇胜，张文杰，姜兴岳（通讯作者）

（1滨州医学院附属医院放射科 山东 滨州 256600）（2滨州医学院 山东 烟台 264000）

心血管疾病是全球死亡的主要原因，冠状动脉疾病（CAD）和中风是心血管疾病的两大诱因（分别为44%和17%）[1]，其中动脉粥样硬化是两种疾病的共同病理过程。动脉粥样硬化的早期检测和长期监测可实现有针对性的风险分层和预防治疗最有可能患上缺血性心血管疾病的患者。

1 目前评价冠状动脉的主要影像技术

数字减影血管造影（DSA）是冠状动脉成像的金标准，但是，（侵入性）并发症、电离辐射、造影剂肾病以及无法表征软组织等缺点限制了其用于常规监测和筛查动脉粥样硬化。血管内成像（血管内超声和光学相干断层扫描[OCT] ）能够提供实时评估血管壁和斑块成分，然而，OCT依赖于碘基造影剂，并且都存在侵入冠状动脉的风险及并发症，不建议用于常规稳定斑块的评估。冠状动脉计算机断层扫描血管造影（CTCA）可三维描绘整个冠状动脉，具有高时空分辨率，而且是非侵入性的成像，可替代疑似颈动脉疾病或稳定CAD的患者中中低风险患者的DSA检查，未来将启用分数流量储备和动脉粥样硬化斑块（整体斑块负荷、斑点状钙化、斑块衰减模式和正性重构指数）评估[2]。然而，电离辐射、对比介导肾病和高级斑块钙化中的放射状伪影限制了CTCA监测动脉粥样硬化的应用。

2 MRI无创描述早期斑块的合理性

在动脉粥样硬化疾病的早期阶段，代偿机制包括血管壁和管腔扩张，然而，之前的研究[3]表明，动脉正性重构与逐渐增加的斑块脆弱性和破裂有关。确实，在血管造影中正常冠状动脉不排除广泛潜在的动脉粥样硬化。此外，强化早期治疗正性重构已被证明可以减少斑块负荷和心血管危险，因此，人们的注意力正在转向对血管壁和斑块表征的描述，并结合发光绘图法，以提供更全面和准确的动脉粥样硬化表现。

3 冠状动脉MR斑块表征

冠状动脉MR血管造影（CMRA）已用于CAD患者的检查，结果显示，与DSA相比，阴性预测值高达88%。在MESA（动脉粥样硬化的多民族研究）中，Miao等[4]利用冠状动脉横截面血管横径、管腔面积和管壁厚度证实了正性重构。最近，Cruz等[5]发展了独立流动状态下的冠脉血管壁成像以及应用先进的加速成像和运动校正技术成功实现了同时获得冠状动脉管腔和血管壁图像，因此扫描时间更短，更可预测。

非对比T1加权MRI已被用于多项研究以识别经OCT验证的冠状动脉斑块的易损性。AQUAMARINE试点研究（使用非对比T1加权MRI尝试对斑块易损性定量）显示，在12个月内经3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶抑制剂（他汀类药物）治疗的患者中，HIP信号强度与对照组相比（P＜0.001）显著减少。大多数T1加权MRI斑块表征研究依赖于单独采集T1加权图像，然后采集CMRA作为解剖学参考，以将T1加权信号记录到冠状动脉树中的确切位置。这种方法的临床可行性受到若干限制。为了克服这些局限性，Xie等[6]最近提出了冠状动脉粥样硬化T1加权表征与综合解剖学参考（CATCH）序列，以OCT作为体内验证的金标准，他们表明在T1加权MRI上具有较高斑块信号强度的患者，冠状动脉斑块内的脂质、巨噬细胞和胆固醇晶体明显增多。然而，在CATCH序列中，MRI重建依赖于在亮血和黑血数据中部分共享的呼吸运动参数。因此，HIP和CMRA的重合失调可能无法完全避免。此外，与专用CMRA序列相比，在获取亮血解剖参考扫描之前缺少预备脉冲可能导致次优的图像对比度，从而降低其诊断价值。

为了克服CATCH序列的一些局限性，Ginami等[7]推出了3D全心脏对比增强的亮血和黑血相敏反转恢复序列，用于冠状动脉腔和冠状动脉血栓/斑块内出血同步可视化。此外，共同注册的黑血相敏反转恢复数据集能够实现血栓和斑块内出血的可视化。结合2D图像导航仪和先进的图像加速和运动校正技术，亮血和黑血相敏感序列在信噪比和血管清晰度方面优于传统CMRA，空间分辨率为1 mm。此外，在离体猪模型中测试了其血栓检测的可行性。

在造影剂注射后，可以获得相同的亮血和黑血相敏感序列，在单相自由呼吸的全心脏采集多重对比中同时实现冠状动脉腔可视化和晚期黑血钆对比增强（CE）心肌组织表征。将亮血和黑血相敏感与加速技术相结合，使得亮血和黑血1毫米空间分辨率数据集61的采集时间约为8分钟。然而，临床上尚未对冠状动脉斑块表征（斑块内出血和血栓）进行验证。

使用CE反转恢复序列来区分斑块类型（钙化、非钙化和混合钙化）也是可行的，然而，该研究[8]使用CTCA作为参考标准，并且不包括组织学验证。在10例急性心肌梗死患者和9例无CAD患者的研究中，CE反转恢复CMRA在急性心肌梗死后立即显示血管壁和狭窄段的显著增强，随后在事件发生后3个月显着减少。这与CRP（C反应蛋白）水平的降低相关，表明在梗塞后阶段水肿或炎症。

4 分子MR斑块表征

近年来，对粥样硬化斑块的靶向分子成像研究引起了广泛关注。斑块评估的主要非侵入性分子成像方式包括MRI、正电子发射断层扫描（PET）和单光子发射计算机断层扫描（ECT）。与PET和ECT相比，MRI具有更高的空间分辨率，改善了软组织对比度，避免了电离辐射。然而，由于MRI的敏感性较低，需要标记的分子探针的体内浓度明显较高，才能对探针进行可行的检测和定量。

最常用的分子MR探针可分为两大类：（1）T1-顺磁钆基探针；（2）T2-超顺磁（铁氧基）纳米粒子。这些分子探针能够在动脉粥样硬化的所有阶段进行靶向成像，包括从早期内皮功能障碍和活化、炎症、ECM（细胞外基质）形成到坏死脂质核、纤维帽形成和斑块破裂。为在形态学、功能和生物学水平上及早发现动脉粥样硬化提供了独特的机会，同时能够单独针对最脆弱斑块的特征，它还可以对治疗后斑块的进展/消退进行客观监测。

分子MR探针的发展促进了多模态动脉粥样硬化MR成像的进步，MRI、ECT、PET、PET/CT和PET/MR等越来越多的成像模态应用于试验和临床研究。

5 结论和未来方向

动脉粥样硬化已经从影像学的直接照相术转向对管腔、管壁、斑块负荷和易损性的更全面的评估。在众多成像模态中，MRI使一种有前途的成像方式，众多的优点和技术进步使MRI处于临床上动脉粥样硬化成像广泛应用的边缘。随着新型多对比序列的提出和分子斑块成像在临床的进一步验证，MRI有望成为冠状动脉粥样硬化早期检测和系列体内成像的金标准。