魏夢(mèng)嬌 綜述 高陽(yáng)，郝祥程 審校

動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是指多種病因引起血管病變從而導(dǎo)致患者缺血性臨床癥狀的慢性炎癥性疾病，可見(jiàn)于頸內(nèi)動(dòng)脈和椎-基底動(dòng)脈系統(tǒng)任何部位，尤以頸動(dòng)脈分叉處多見(jiàn)[1]。AS傳統(tǒng)成像主要集中在管腔狹窄描繪上，但學(xué)者們一致認(rèn)為將管腔狹窄程度作為AS疾病嚴(yán)重程度標(biāo)志并不嚴(yán)謹(jǐn)，因?yàn)锳S是始于動(dòng)脈壁的疾病，并且僅產(chǎn)生輕度到中度狹窄的AS斑塊仍可能導(dǎo)致急性腦梗死[2]。因此，理想AS成像方法不僅應(yīng)該能夠量化管腔狹窄程度，而且應(yīng)該能夠識(shí)別出定義易損斑塊關(guān)鍵特征。

高分辨磁共振血管壁成像技術(shù)(high resolution magnetic resonance vessel wall imaging,HR-VWI)提供極佳軟組織對(duì)比，已經(jīng)逐步成為AS疾病重要檢查手段。有效結(jié)合黑血技術(shù)和亮血技術(shù)能直觀地反映頸動(dòng)脈管壁結(jié)構(gòu)，識(shí)別頸動(dòng)脈狹窄和夾層動(dòng)脈瘤，以及頸動(dòng)脈斑塊位置、范圍和形態(tài)學(xué)特征等；同時(shí)采用專門后處理技術(shù)進(jìn)行半自動(dòng)和全自動(dòng)的多平面處理，包括三維曲面血管重建、黑血和亮血圖像融合和局部直方圖最優(yōu)路徑選擇等，這些計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)用于評(píng)估頸動(dòng)脈形態(tài)包括腔面積、總血管面積和平均壁厚，以及測(cè)量管腔狹窄率、斑塊負(fù)荷、斑塊體積和偏心指數(shù)等[3]。

磁共振血管壁成像技術(shù)

1.黑血技術(shù)

近年磁共振設(shè)備場(chǎng)強(qiáng)和線圈通道數(shù)發(fā)展使黑血序列應(yīng)用成為可能，這些序列通過(guò)信噪比提高為AS疾病診斷提供更加清晰優(yōu)異圖像。黑血技術(shù)包括流空效應(yīng)、流動(dòng)敏感磁化準(zhǔn)備(motion-sensitizing magnetization preparation,MSMP)、雙反轉(zhuǎn)黑血(double invertion recovery,DIR)技術(shù)等。目前針對(duì)走行單一、流速較快的血管使用快速自旋回波(turbo spin echo，TSE)流空效應(yīng)進(jìn)行黑血成像，并且為了消除2D序列在掃描層面和信噪比上的限制，需要設(shè)計(jì)新的3D序列，即最優(yōu)化采集可變翻轉(zhuǎn)角序列(sampling perfection with application optimized contrasts using different flip angle evolutions，SPACE)。SPACE是一種基于TSE序列采用可變翻轉(zhuǎn)角回聚脈沖鏈的三維快速自旋回波成像技術(shù)[4]，能進(jìn)一步增加流空效應(yīng)使得血液抑制更為均勻徹底；MSMP是利用T2準(zhǔn)備脈沖和彌散梯度增加流動(dòng)質(zhì)子的散相，進(jìn)一步降低流動(dòng)質(zhì)子信號(hào)[5]，從而獲得均勻黑血效果。DIR主要原理是使用一個(gè)非層面選擇反轉(zhuǎn)脈沖和一個(gè)層面選擇反轉(zhuǎn)脈沖實(shí)現(xiàn)血流信號(hào)抑制[6，7]。另外，在掃描過(guò)程中同時(shí)運(yùn)用脂肪抑制技術(shù)、流動(dòng)抑制技術(shù)可獲得更加清晰影像，脂肪抑制技術(shù)可抑制血管周圍脂肪信號(hào)；流動(dòng)抑制技術(shù)常在血流方向使用預(yù)飽和帶，消除圖像血管搏動(dòng)偽影[8]。黑血成像能夠提升圖像信噪比，顯示管壁結(jié)構(gòu)，突出血管病變，特別是容易產(chǎn)生流動(dòng)偽影頸動(dòng)脈分叉處。

2.亮血技術(shù)

常用亮血技術(shù)主要包括時(shí)間飛躍法MRA(time-of-flight magnetic resonance angiography,TOF-MRA)和相位對(duì)比MRA(phase-contrast magnetic resonance angiography,PC-MRA)。目前，廣泛使用是三維時(shí)間飛躍血管成像技術(shù)(three-dimensional time of flight magnetic resonance angiography，3D TOF-MRA)，即多薄層重疊厚層血管造影, 是一種小角度擾相梯度回波序列。該技術(shù)主要依賴流入增強(qiáng)效應(yīng)，目的是在相對(duì)短的采集時(shí)間內(nèi)獲取頸部血管全貌。同SE相比較，梯度回波使用較短重復(fù)時(shí)間(repetition time，TR)和回波時(shí)間(echo time，TE)，短TR有利于抑制血管周圍組織信號(hào)，突出動(dòng)脈信號(hào)，短TE能最大限度減少體素內(nèi)相位離散，保證血管內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度，增大血流和斑塊之間的對(duì)比[9]。3D TOF-MRA 圖像能夠顯示血管的全貌，初步確定狹窄區(qū)域，并為黑血序列提供定位標(biāo)志。亮血技術(shù)最大優(yōu)點(diǎn)是短TR、短TE，掃描時(shí)間少。

3.動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)成像技術(shù)

動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)成像技術(shù)(dynamic contrast-enhanced MRI,DCE-MRI)是通過(guò)靜脈內(nèi)團(tuán)注順磁性對(duì)比劑，同時(shí)使用快速梯度回波脈沖序列和特殊K空間填充技術(shù)采集注入對(duì)比劑前后多個(gè)時(shí)期組織強(qiáng)化的一系列連續(xù)動(dòng)態(tài)增強(qiáng)圖像[10]。Wu等[11]提出了一種血管壁動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振成像同源黑-亮血和彈性交錯(cuò)成像序列，該序列能夠間隔采集黑血圖像和亮血圖像，黑血圖像用于評(píng)估管壁形態(tài)，亮血圖像用于獲取動(dòng)脈輸入功能。黑血、亮血技術(shù)結(jié)合DCE-MRI有利于盡早發(fā)現(xiàn)是否有AS斑塊，并對(duì)斑塊成分特性進(jìn)行分析：①可用于判斷壞死脂核存在以及纖維帽表面形態(tài)，評(píng)估纖維帽與脂核比例以及穩(wěn)定性[10]。②可反映新生血管形成。Taruya等[12]發(fā)現(xiàn)血管壁增強(qiáng)主要是由于動(dòng)脈外膜滋養(yǎng)血管的增生所致。Yuan等[13]研究結(jié)果同樣發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)影像與新生血管生成有關(guān)。③可反映炎癥存在。Yuan等[13]證實(shí)DCE-MRI定量分析可以識(shí)別潰瘍斑塊中炎性細(xì)胞的滲入。

4.分子影像技術(shù)

分子影像目的是為頸動(dòng)脈斑塊特別是高危斑塊識(shí)別和分類提供生物學(xué)見(jiàn)解。頸動(dòng)脈斑塊在分子和細(xì)胞水平上發(fā)生多種復(fù)雜反應(yīng),在疾病進(jìn)展不同階段產(chǎn)生各種與AS相關(guān)生物標(biāo)志物[2]，而血管內(nèi)超聲、多層計(jì)算機(jī)斷層掃描等常規(guī)影像模式無(wú)法獲得分子和細(xì)胞病理生理學(xué)機(jī)制信息。Derex等[14]首次提出分子成像可識(shí)別AS斑塊一些分子和細(xì)胞演變過(guò)程。Winter[14]利用以纖維蛋白為靶點(diǎn)納米顆粒證實(shí)了斑塊易損性，這種分子成像方法可評(píng)估個(gè)體患者對(duì)抗血栓治療反應(yīng)性。Chan等[2，15]使用 VCAM-1和P-選擇素雙抗體結(jié)合超順磁性氧化鐵(superparamagnetic iron oxide,SPIO)顆粒作為探針檢測(cè)了血管壁內(nèi)皮激活程度，同時(shí)利用血管壁內(nèi)吞噬細(xì)胞攝取功能評(píng)估斑塊炎癥。MRI作為分子成像系統(tǒng)主要優(yōu)勢(shì)在于它能夠通過(guò)探索質(zhì)子密度、灌注、擴(kuò)散和生化對(duì)比來(lái)提供軟組織和功能信息，它的這一特性可以在單一成像模式下進(jìn)行分子信息與解剖信息配準(zhǔn)。

5.高分辨率三維彌散技術(shù)

彌散性磁共振成像(diffusion weighted imaging，DWI和apparent diffusion coefficient，ADC)已被證明可為頸動(dòng)脈斑塊成分特征提供良好對(duì)比度[16]。擴(kuò)散加權(quán)成像從識(shí)別方向引入了一個(gè)單獨(dú)的擴(kuò)散準(zhǔn)備模塊，允許多角度高分辨率三維成像。Fan[16]研究證明采用雙極擴(kuò)散敏化梯度來(lái)補(bǔ)償一階運(yùn)動(dòng)可減小渦流；采取內(nèi)腔調(diào)焦縮小視場(chǎng)方法可減少掃描時(shí)間。因此采用擴(kuò)散法制備的TSE首次實(shí)現(xiàn)了頸動(dòng)脈管壁在體內(nèi)三維擴(kuò)散成像，具有較高空間分辨率和良好成像質(zhì)量。Kim等[17]研究指出DWI能區(qū)分斑塊內(nèi)部成分，特別是脂質(zhì)壞死核心和纖維帽，脂質(zhì)核心在DWI上呈現(xiàn)彌散受限特征即高信號(hào)，而其ADC值往往低于纖維帽。Xie等[18]研究也表明壞死脂核平均ADC值小于纖維帽和斑塊內(nèi)出血，斑塊內(nèi)不同成分ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

HR-VWI對(duì)頸動(dòng)脈粥樣硬化疾病評(píng)價(jià)

1.評(píng)估頸動(dòng)脈狹窄、閉塞和椎-基底動(dòng)脈發(fā)育

HR-VWI可以評(píng)估頸動(dòng)脈形態(tài)及閉塞性病變，粥樣硬化血管壁在黑血序列上通常表現(xiàn)為環(huán)形或半環(huán)形管壁增厚、閉塞[19]；可評(píng)估頸動(dòng)脈狹窄程度及缺血性臨床事件可能進(jìn)展程度，為臨床提供治療措施如當(dāng)狹窄程度>70%時(shí)采取內(nèi)膜剝脫術(shù)治療；可評(píng)估willis環(huán)，觀察是否有側(cè)枝循環(huán)形成；可多參數(shù)多平面評(píng)估椎-基底動(dòng)脈形態(tài)，明確動(dòng)脈狹窄甚至閉塞原因，區(qū)分獲得性動(dòng)脈粥樣硬化狹窄與先天性發(fā)育不全[20]。

2.評(píng)估頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊易損性

易損斑塊定義及MRI分型:Spacek等[21]提出斑塊內(nèi)容物決定其易損性概念，主要包括斑塊表面破潰纖維帽，大的壞死脂核、斑塊內(nèi)出血及表面鈣斑。Cai等[22]根據(jù)美國(guó)心臟協(xié)會(huì)(American Heart Association，AHA)病理學(xué)分型，結(jié)合頸動(dòng)脈易損斑塊 MRI影像學(xué)特征制定了MRI分型標(biāo)準(zhǔn)。Ⅰ-Ⅱ型：無(wú)鈣化正常管壁；Ⅲ型：彌漫性或偏心性內(nèi)膜增厚，無(wú)鈣化灶； Ⅳ-Ⅴ型：有脂質(zhì)或壞死核心斑塊，周圍有可能鈣化的纖維組織；Ⅵ型：混合型斑塊，表面有破潰、出血、血栓形成；Ⅶ型：有鈣化；Ⅷ型：纖維斑塊，不含脂質(zhì)核心，可能有小的鈣化。

纖維帽：Cury等[2]將纖維帽定義為包裹脂質(zhì)核心的纖維組織，其完整性是斑塊引起臨床癥狀關(guān)鍵原因之一。王勇等[2，23]對(duì)于纖維帽完整性成像研究指出完整纖維帽在TOF序列中表現(xiàn)為鄰近管壁的帶狀或環(huán)狀低信號(hào)，T1WI多呈等信號(hào)，PDWI呈稍高信號(hào)，T2WI信號(hào)復(fù)雜多變，可成低/高信號(hào)，注射對(duì)比劑之后明顯強(qiáng)化；薄弱、破潰纖維帽有兩個(gè)明顯的特征，一是TOF圖像上連續(xù)低信號(hào)帶的缺失，二是在T1WI、PDWI及T2WI均表現(xiàn)為管腔旁的低信號(hào)。

脂質(zhì)壞死核心：Jiang等[24]研究發(fā)現(xiàn)壞死脂核可預(yù)測(cè)粥樣斑塊破潰脫落發(fā)生。脂質(zhì)壞死核心面積越大，斑塊越脆弱。壞死脂核的信號(hào)呈多樣性，通常脂質(zhì)核心在T1WI、T2WI 都表現(xiàn)為等信號(hào)，而在對(duì)比增強(qiáng)圖像上表現(xiàn)為不強(qiáng)化或輕度強(qiáng)化，這是與纖維帽鑒別的要點(diǎn)[8]。更新研究致力于對(duì)脂核進(jìn)行定量計(jì)算，Kim等學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[17，25]通過(guò)DWI序列測(cè)量壞死脂核以及斑塊內(nèi)出血表觀彌散系數(shù)值，可定量區(qū)分壞死脂核和斑塊內(nèi)出血。

斑塊內(nèi)出血：斑塊內(nèi)出血促進(jìn)AS的惡化，是斑塊進(jìn)展到危險(xiǎn)階段標(biāo)志。目前，磁化準(zhǔn)備快速梯度回波序列(magnetization prepared rapid acquisition gradient Echo，MPRAGE)、層塊選擇相位敏感反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(slab selective phase-sensitive inversion-recovery，SPI)、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)等新開(kāi)發(fā)成像序列專門用于檢測(cè)斑塊內(nèi)出血[26]。并且Li等[26，27]研究發(fā)現(xiàn)MPRAGE及SNAP序列對(duì)診斷斑塊內(nèi)出血有很高特異性。關(guān)于信號(hào)特點(diǎn)，多名學(xué)者[2,8,27,28]通過(guò)多個(gè)序列對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)斑塊內(nèi)出血不同時(shí)期信號(hào)特點(diǎn)隨出血時(shí)間逐漸演變，新鮮出血(1周內(nèi))在T1WI、TOF序列表現(xiàn)為高信號(hào)，T2WI表現(xiàn)為等/低信號(hào)；近期出血(1～6周)在T1WI、T2WI序列多呈明顯高信號(hào)，TOF呈混雜/高信號(hào)；陳舊出血(6周以上)在T1WI、T2WI及TOF序列都出現(xiàn)低信號(hào)。

斑塊鈣化：Lin等[29]認(rèn)為斑塊鈣化形態(tài)及位置與斑塊易損性密切相關(guān)，形態(tài)不規(guī)則鈣化發(fā)生斑塊內(nèi)出血概率明顯較大片狀鈣化高，位于斑塊邊沿鈣化發(fā)生斑塊內(nèi)出血概率明顯較中心更高。Bischetti等[30]認(rèn)為AS斑塊不穩(wěn)定與數(shù)量無(wú)關(guān)，而與鈣化的元素組成有關(guān)。Yang等[2，31]指出大部分鈣化斑塊在T1WI、T2WI及TOF序列均表現(xiàn)為與周圍組織分界清晰弧形或不規(guī)則形低信號(hào)。黑血序列由于管腔內(nèi)血流呈低信號(hào)，因此影響斑塊表面鈣化檢出率；而由于鈣化灶不強(qiáng)化，與脂核類似，導(dǎo)致對(duì)比增強(qiáng)成像技術(shù)對(duì)鈣化檢出率也大大降低[8]。

3.對(duì)于頸動(dòng)脈夾層診斷與評(píng)價(jià)

頸動(dòng)脈夾層的病理學(xué)特點(diǎn)是紅細(xì)胞通過(guò)破裂的動(dòng)脈內(nèi)膜進(jìn)入內(nèi)彈性層，將動(dòng)脈內(nèi)膜從內(nèi)側(cè)分離，然后沿著血流方向延長(zhǎng)剝離的一種情況[2,19]。HR-VWI可清楚地顯示管腔、管壁以及附壁血腫形態(tài)：De HA等[2，32]發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈夾層可在T2WI序列觀察到彎曲擺動(dòng)高信號(hào)內(nèi)膜片，形成分隔將血管腔與假腔分開(kāi)；合并壁間血腫時(shí)在T1WI序列常呈高信號(hào)，類似于斑塊內(nèi)出血且信號(hào)強(qiáng)度可隨血腫吸收時(shí)間變化而改變，48h內(nèi)壁間血腫在T1WI及T2WI上均呈低信號(hào)。

綜上所述，HR-VWI技術(shù)與常規(guī)T1WI、T2WI、DWI等序列結(jié)合形成一站式成像系統(tǒng)明確頸動(dòng)脈狹窄、閉塞病因，分析斑塊成分特征，同時(shí)可以獲得動(dòng)脈管壁結(jié)構(gòu)、頸動(dòng)脈走形、血流動(dòng)力學(xué)等多種信息，為臨床診斷提供豐富的組織信息。而采用多參數(shù)、多角度以及多功能成像方式必然會(huì)增加檢查時(shí)間，因此需要我們進(jìn)一步探索以確定最佳掃描方法，從而減少患者檢查難度并提高檢查結(jié)果準(zhǔn)確度與可信性。