颈动脉易损斑块的无创性影像学评估研究进展

任羿陶，李 康（通信作者）

（1重庆医科大学 重庆 400016）

（2中国科学院重庆绿色智能技术研究院 重庆 400714）

（3中国科学院大学重庆学院 重庆 400714）

（4重庆市人民医院放射科 重庆 401147）

脑卒中会导致大脑出现不可逆转的损伤。粥样硬化斑块造成管腔狭窄，远端脑组织的血液循环受阻及粥样硬化斑块的破裂形成的栓子阻塞远端血管是脑卒中的主要病因[1-2]。既往研究中研究人员只将管腔狭窄程度作为缺血性脑卒中的一个高危因素，但多项研究证实，狭窄程度及易损斑块成分都是脑卒中治疗中不容忽视的两方面[3]。易损斑块的形成是一个复杂的过程，它包括多种细胞、炎症活动及信号通路的参与。易损斑块的特征性表现为巨大的脂质核心、薄的纤维帽、大量的炎性细胞及较少的平滑肌细胞使斑块容易破裂，其病理过程主要分为血管内膜增厚、脂肪纹形成、纤维斑块、粥样斑块；继发性改变5步。超声、CT、MRI、PET、人工智能等非侵入性影像学检查方法能够评估管腔的狭窄程度和易损斑块的成分特征，帮助临床医生及早识别高危患者的卒中风险，对未来不良事件进行危险分层[4]，使有卒中风险的患者得到及时的救治及管理。基于此，本文就无创性影像学方法在颈动脉易损斑块中的应用研究进展进行综述。

1 CT在颈动脉易损斑块中的应用

CT检查费时短、禁忌证相对较少，故在临床上应用较广，但CT具有辐射效应也在一定程度上限制了它的发展。

1.1 常规CT

CT是一种扫描速度快、无创的检查方法，它包括普通平扫及血管增强扫描，可以测量管腔的狭窄程度、观察斑块的位置及表面情况。根据NASCET公式计算，管腔的狭窄程度主要分为轻度狭窄（0%～＜30%）、中度狭窄（30%～＜70%）、重度狭窄（70%～＜100%）、闭塞（100%）4 型。通过在后处理工作站勾画粥样硬化斑块的感兴趣区，并计算出不同组织成分的像素值可以初步对斑块的成分做出判断。易损斑块的CT表现主要包括[5-6]：①脂肪成分（斑块内含有CT值＜10 HU）；②斑块内出血（增强扫描动脉期斑块内CT值增加10 HU以上）；③斑块溃疡（有龛影或局部管腔不规则）。张芙荣等[6]选取126颈动脉溃疡斑块患者进行数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）诊断，对患者行超声及CTA检查比较他们的检出及诊断阳性率，最终得出CT血管成像在颈动脉斑块溃疡识别中更有优势。但是因为一些成分的部分容积效应，CT很难区分纤维出血、斑块内出血等。

1.2 能谱CT

能谱CT采用单球管瞬时双keV切换技术在0.5 ms内实现在80～140 kVp管电压间实现瞬时切换，而实现双能量成像。与传统的多排螺旋CT相比，能谱CT采集速度更快、具有更高的空间分辨率，辐射剂量大大减低，被称为“绿色环保”CT。能谱CT提供了更多的定量指标，通过能谱曲线、碘水图等可以对易损斑块成分进行定性、定量分析。易损斑块也有特征性的能谱曲线，例如：① 斑块内大的富含脂质的坏死核心，能谱曲线呈“弓背向上”；②斑块内出血则表现为呈下降曲线且斜率较大。

2 超声在颈动脉易损斑块中的应用

临床在颈动脉易损斑块中常采用的超声技术包括常规二维超声、超声造影技术及超声弹性成像。

2.1 常规二维超声

常规二维超声可以直观地观察血管腔的形态、斑块的位置及斑块表面的情况，对狭窄处残余管腔的内径测量、血流情况的评估等方面对斑块的易损性进行评估。超声通过回声不同将斑块分为以下4型：①软斑：低回声，主要含有脂质及血栓，斑块表面不规则，是一种不稳定斑块；②硬斑：含有较大的钙化灶而表现为强回声，是一种稳定斑块；③扁平斑：呈条形带状回声，信号不连续，是一种相对稳定的斑块；④溃疡斑：回声不均，形态不规则，表现凹凸不平，当斑块内出现出血时表现为低回声或无回声，是一种不稳定斑块。Emma Nyman通过对106例受试者研究发现超声对于斑块检测的可重复性高，是一种可靠的检测方法[7]。但是二维超声对斑块内炎症及新生血管的情况的评估是有限的。

2.2 超声造影技术

超声造影检查是通过向血管内注射一种血管内示踪剂，是一种可以在易损斑块中聚集的微气泡。造影剂使目标斑块与周围组织形成灌注差异来全面观察斑块，易损斑块因含有较多的新生血管是它不稳定的标志，超声造影技术通过检测斑块内新生血管来评估斑块的易损性及管腔的狭窄程度[8]。有学者在术前[9]对25例行颈动脉内膜切除术的颈动脉狭窄的患者进行了超声造影及MRI成像评估斑块的稳定性，研究结果显示，超声造影识别颈动脉易损斑块的敏感性、特异性及诊断的整体准确性都非常高。通过Logistic回归模型分析发现，斑块内新生血管分级可以预测脑梗死的复发，当斑块内新生血管分级大于Ⅱ级时有较高的相关性。超声造影虽然能够更为全面地评估斑块内新生血管，但是当斑块内含有较多钙化时，其敏感度会降低。

2.3 超声弹性成像

超声弹性成像[10]通过显示斑块的弹性特征来评估斑块的易损性，目前所采用的主要是特异性及敏感度均较高的声脉冲辐射力成像及剪切波弹性成像[11]。易损斑块的某些成分如脂质、斑块内出血等较相对稳定的钙化斑有较高的位移，而且不稳定斑块的狭窄程度常更高，其杨式模量值更低。超声弹性成像作为检测斑块易损性的一项新的研究方法，目前的研究标本还较少超声应变特征与组织学是否一一对应后续也需要更多的临床研究来探索及证实，而且剪切波在评估斑块易损性时通过如血液这类的介质时会受到伪影干扰影响评估的准确性，同时剪切波在体内的衰减也是急需解决的问题。

3 MRI在颈动脉易损斑块中的应用

3.1 MRI常规检查序列

MRI是一种较理想的无创性斑块成像方法，其组织分辨率较高。MRI常用的扫描序列包括：①黑血技术自旋回波序列：T1WI、T2WI、PDWI评价斑块的体积、位置，识别斑块成分；②亮血技术梯度回波序列：3D-TOF，显示早期钙化及纤维帽等；③增强扫描显示炎性病变。其血管壁成像及“黑血”和“亮血”技术等对判断斑块的易损性有很大的价值，这些得到了病理的证实。“黑血”技术抑制血流信号强度，可以更清晰地显示管壁，“亮血”技术增强血流信号强度，其图像中血流为高信号，并通过图像后处理显示颈动脉全貌。MRI增强可以显示斑块内出血及纤维等成分，斑块内新生血管认为是斑块易损性的一个标志，可以通过对比增强MRI来量化[12]，还能通过新生血管的数量反应斑块的炎症反应[13]对易损斑块进行评分。

3.2 易损斑块的MRI特征

根据周围的肌肉组织信号来表征斑块的成分，几种易损斑块的信号主要表现为：①钙化在所有序列均呈低信号。②完整的纤维帽在TOF序列上呈条形低信号，增强扫描有强化；破裂的纤维帽则表现为低信号带的缺失，增强扫描无强化。③LRNC在TOF序列上呈等信号，T1WI呈高信号，T2WI呈混杂信号，增强扫描无强化。④IPH：在所有序列上均呈高信号。IPH和LRNC都可能出现T1WI高信号，他们可以在T1-加权TOF序列上区分。虽然MRI一直被认为是粥样硬化斑块组织成分显示的金标准，但是MRI由于检查时间耗时较长、费用高以及禁忌证较多在临床中的应用受到限制。

4 PET在颈动脉易损斑块中的应用

正电子发射断层扫描（positron-emission tomography，PET）属于核医学分子影像技术。PET是在分子影像学的基础上选用合适的示踪剂注入体内，检测放射性示踪剂在目标病灶中的摄取情况。目前临床上所使用示踪剂主要是18F-FDG，它主要在代谢活跃的细胞内分布。由于颈动脉易损斑块具有活动性炎症、血管正性重构等特征，生物示踪剂会在更多的聚集在易损斑块中，当目标斑块18F-FDG摄取增加可提示斑块易损性。研究人员[14]对18 例患者36条颈动脉分析发现，发生脑缺血事件患者有症状和无症状侧斑块的18F-FDG摄取量存在差异，其同侧颈动脉斑块显示有更多的18F-FDG分布。因为所有的细胞都进行糖代谢，18F-FDG会被所有细胞摄取缺乏特异性。此外，有研究人员[15]寻找到了一种特异性较高的示踪剂18氟-氟化钠（18F-NaF）用以反映斑块的易损性。有研究通过选取一批临床诊断短暂性脑缺血发作或轻微脑卒中的患者进行了18F-FDG及F-NaF的PET/CT检查，最终证实18F-NaF在易损性斑块中的检测率更高。但是由于PET的检查价格相对较高，使其在临床上的使用受限。

5 小结与展望

综上所述，各种无创性影像学检查技术因为成像方式不同，对颈动脉斑块易损性的评估各有优劣，多种影像学方法结合的灵活运用可提高斑块狭窄程度及斑块成分检测的准确度。还需要探索更加有特异性及灵敏度的检查方法分析颈动脉斑块成分，为高危人群预测脑血管事件的风险。

此外，随着来计算机技术的蓬勃发展，人工智能在颈动脉斑块方面的研究也越来越多并且取得了卓越的成果。人工智能是利用自动化、可重复的人工智能分析方法从海量的影像图像资料中提取研究对象的关键信息，并以此建立模型，后续可以对患者的数据进行精确的定性、定量分析，帮助临床医生进行诊断[16]。它不仅大大减轻了医生的工作强度，而且相较于传统的依靠影像医师的诊断方式它满足了越加复杂的医学图像的分析及处理需求，但是人工智能的发展还有很多不足，需要更多的研究来验证它的效果。