磁共振对颈动脉狭窄评估的应用进展和展望 (1).pdf

叶中国血管外科杂志渊电子版冤曳圆园23 年 9 月第 15 卷第 3 期 悦澡蚤灶 允 灾葬泽糟 杂怎则早 渊耘造藻糟贼则燥灶蚤糟 灾藻则泽蚤燥灶冤袁September 圆园23袁灾燥造援15袁 晕燥援3窑窑脑卒中严重威胁人类的健康咱1暂袁据流行病学统计结果显示袁每年有近 800 万人经历新发或复发性脑卒中袁 其中缺血性卒中新发病例超过 760 万袁死亡病例超过 330 万咱2,3暂遥 颅外颈动脉狭窄被认为是缺血 性脑卒 中和短 暂性脑 缺血 发 作 渊transientischemic attack袁TIA冤的重要危险因素咱4暂遥 近年来随着对颈动脉狭窄认识的不断深入袁颈动脉斑块大小已不再被认为是评价颈动脉疾病和脑血管缺血风险的主要标准袁 有症状性脑卒中患者中近 80%的颈动脉狭窄率低于 70%咱5暂遥 因此袁仅有颈动脉狭窄程度不足以精准预测颈动脉狭窄患者脑卒中的风险遥有症状的颈动脉狭窄一直以来都是手术治疗的目标人群曰而近年来无症状重度颈动脉狭窄也认为应接受手术治疗袁 以防止严重脑血管事件的发生遥 SHAALAN 等咱6暂的研究建议将斑块钙化面积的截止值为 30%作为区分有症状和无症状斑块的最佳阈值袁但研究提示部分患者存在粥样硬化斑块却不能反映在管腔狭窄程度上袁斑块可能是由脆弱斑块形成袁也可能是由于颈动脉管壁向外重塑而非向内重塑导致狭窄遥 因此袁准确识别斑块的性质以及实际斑块负荷的大小成为评估颈动脉手术适应证和禁忌证的新课题遥MRI 检查因可以识别颈动脉斑块的内部成分袁逐渐成为评估颈动脉狭窄的重要手段遥 BARADARAN 等咱7暂的研究表明袁MRI 对粥样硬化斑块诊断的敏感度高达 92%袁特异度达到 74%袁是良好的斑块性质评估工具遥本文基于斑块性质与MRI 检查的优势袁对颈动脉狭窄的评估及未来治疗手段选择的指导进行综述如下遥1MRI 颈动脉斑块检查的原理MRI 作为无创尧无辐射的医学成像方法袁可清晰显示生物体的形态结构信息遥MRI 信号产生是在磁场作用下袁人体不同组织渊如颅脑的灰质尧白质和脑脊液冤中的质子收到激发跃迁后向外释放能量返回平衡状态袁可以用纵向 T1渊与周围环境能量交换冤和横向 T2渊质子相互间能量交换冤两种不同的弛豫时间来表征咱8暂遥然后利用不同组织的弛豫特性袁将采集信号的 T1 或 T2 进行加权后得到不同目标组织之间的对比度咱9暂遥除普通的 MRI 检查序列外袁 为了显示部分组织的血供特性及区分周围组织成分袁出现通过在血液内注射造影增强剂后成像采集的方法遥而随着扫描技术的革新袁MUGLER 等咱10暂首次提出三维磁化准备快速梯度回波序列序列袁并应用于腹部与头颅的组织成像遥 2010 年袁LIU 等咱11暂提出一种只依赖于纵向弛豫时间 T1 和横向弛豫时间 T2 的选择性血流抑制方法袁可用于大动脉及下肢动脉的成像遥 也有研究人员针对三维黑血预脉冲提出了变延迟进动定制激发的血流抑制方法咱12暂袁使处于运动和静止的组织产生不同的稳态信号袁从而达到抑制血液信号的目的遥随着 MRI 软硬件技术的迅速发展袁 成像空间维度由二维发展到三维袁成像范围不断扩大袁血流抑制效果不断优化袁对于管壁斑块成分的识别和定量分析也更加准确遥 颈动脉因所处位置较为表浅袁且尺寸与 MRI 分辨率较为匹配袁因此已建立起较为成熟的 MRI 动脉粥样硬化斑块风险评估体系咱13暂遥目前临床的 MRI 系统常用磁体范围为 1.53.0T袁有研究尝试应用 7.0T 的磁场强度进行检查袁 但尚未普及遥 尽管较高的场强导致较高的信号袁但由于体内射频的损耗袁 较长的 T1 和增加的射频加热效应阻碍了这种场强的使用遥MRI 具有高空间分辨率尧高组织分辨率尧重复性好尧无辐射等优点袁可清楚显示血管外膜到管腔的亚结构袁 也可以识别颈动脉斑块的形态结构袁尤其在确定其性质方面具有独特优势袁已成为识别易损斑块的无创检查野金标准冶咱14暂遥 高分辨率磁共振渊high resolution magnetic resonance imaging袁HrMRI冤不仅可提高腔壁对比度袁还可以获取颈动脉斑块的磁共振对颈动脉狭窄评估的应用进展和展望刘鹏袁赵志青渊海军军医大学第一附属医院 血管外科袁上海 200082冤窑 综述 窑DOI:10.3969/j.issn.1674-7429.2023.03.018通讯作者院赵志青袁电子邮箱院275叶中国血管外科杂志渊电子版冤曳圆园23 年 9 月第 15 卷第 3 期 悦澡蚤灶 允 灾葬泽糟 杂怎则早 渊耘造藻糟贼则燥灶蚤糟 灾藻则泽蚤燥灶冤袁September 圆园23袁灾燥造援15袁 晕燥援3窑窑成分信息和形态学袁如识别其成分尧测量总体积尧评价形态和斑块表面完整性咱15暂遥 当然袁作为无创成像技术袁HrMRI 在评价斑块易损性方面也存在局限性院淤成像速度慢尧禁忌证多袁如体内有金属植入物或患有幽闭恐惧症患者无法使用曰于成本高尧易损性差尧受运动伪影影响大遥 因此袁今后 HrMRI 的研究重点应是如何有效缩短信号的采集时间袁以提高患者的适应度遥2MRI 颈动脉斑块静态影像学特征2.1评估颈动脉斑块成分目前认为颈动脉斑块成分包括富含脂质的坏死核心尧钙化尧新生血管尧斑块内出血和纤维帽遥脂质核心通常位于斑块的大部分袁也是动脉粥样硬化的始动因素之一袁在 MRI 的T1 加权和质子密度加权图像上显示等信号至高信号袁T2 加权图像上显示低信号遥钙化在 MRI 上呈现出低信号袁 根据位置不同分为内膜内渊即内膜钙化冤或血管中层钙化遥 其中袁内膜钙化被认为与动脉硬化有关袁更多的钙化成分往往提示斑块稳定性更好袁但对颈动脉血流的影响也会更大曰钙化程度低时袁更应该关注由于斑块不稳定造成的脑血管事件咱16暂遥新生血管形成的定义是在对比增强图像序列上存在对比增强渊信号强度增加至少 30%冤遥 有些用于分析的造影剂增强图像序列是在造影剂注射开始后至少 5 min 采集的袁并显示出最佳图像质量和最大增强效果遥进行颈动脉斑块评估的主要指标之一是识别新生血管的形成和数量袁因为新生血管是斑块脆弱性增加袁导致出现颈动脉狭窄临床症状的前兆咱17暂遥斑块内出血是提示颈动脉斑块稳定性变化的关键指标袁也是提示临床症状性颈动脉狭窄和斑块形成较久的预测指标袁在 T1 加权和飞行时间成像中被确定为高信号咱18暂遥 三维同时非对比增强血管成像和斑块内出血的成像序列充分利用选择性相位敏感反转恢复技术的优势渊斑块内出血显示为高信号袁血流显示为低信号冤袁只需一次扫描就可区分出狭窄管腔和斑块内出血遥该技术既能在一次扫描过程中检测出颈动脉管腔狭窄程度及斑块内出血两个重要危险因素袁又能灵活地对这两个因素进行独立分析或联合分析咱19暂遥纤维帽薄或破裂与缺血性卒中风险增加有关袁对比增强的 T1 加权序列也有助于区分非增强的较大脂质核心和增强的纤维斑块组织咱20暂遥 在具有大脂质核心渊表面积 25%冤尧薄纤维帽尧纤维帽破裂或斑块内出血的情况下袁颈动脉斑块被认为是脆弱的遥 研究表明袁在颈动脉斑块的 MRI 图像上存在斑块内出血尧 脂质核心以及纤维帽变薄或破裂的表现袁与未来卒中或短暂性脑缺血发作的风险增加相关咱20暂遥2.2评估颈动脉斑块形态颈动脉斑块管腔表面形态可分为光滑尧不规则或溃疡袁其中不规则和溃疡的颈动脉斑块表面都与卒中风险增加有关咱21暂遥当血管内膜不规则或溃疡形成时袁由于血流的冲刷作用袁会有细小的栓子或碎屑脱落栓塞至远端大脑动脉区域袁 导致脑卒中或短暂性脑缺血发作的发生遥MRI 检查的优点之一是可识别颈动脉斑块的纤维帽完整性袁 通过增强的 T1W 序列和三维飞行时间造影对纤维帽的成分和信号值的连续性进行分析和定量袁 在 T1W 对比增强序列上正常厚纤维帽在斑块上呈平滑的线状强化袁而在飞行时间造影上明亮腔和灰色斑块核心之间有均匀的低点带咱22暂遥通过对纤维帽的完整形态以及破溃的大小尧 位置袁也可为手术方式选择提供一定的指导咱23暂遥斑块内新生血管的形成和斑块内出血的发生也是斑块破裂的高危因素遥 研究表明袁在斑块逐渐进展至高危斑块后会导致微血管密度和数量出现改变袁增加斑块不稳定性袁因此利用 MRI 扫描评估斑块部微血管状态具有十分重要的意义咱24暂遥 尸检表明袁斑块内出血的存在促进斑块进展袁包括胆固醇沉积尧巨噬细胞浸润和坏死核心扩张袁是致动脉粥样硬化的一种有效刺激因素咱25暂遥CUI 等咱26暂研究发现斑块内出血的发生与新生血管的密度分布相关袁新生血管的发生从外膜开始袁穿过内侧壁或暴露于动脉粥样硬化斑块时袁由于相互之间的位移和血流动力学作用袁 在未成熟前会发生破裂导致局部出血袁进展成为斑块下血肿后促进斑块体积的进展曰此外袁还认为新鲜斑块内出血大小与颈动脉斑块患者的轻微纤维帽破裂独立相关遥近期关于血流动力学的分析表明袁血流剪应力能通过血管生成诱导易损斑块的成分生成袁经过 10 个月的临床随访研究袁较高的血流剪应力会增加斑块破裂的风险咱27暂遥TUENTER 等咱28暂研究表明在轻度颈动脉狭窄病变中袁斑块内出血的发生与病变处的血流剪应力呈正相关袁也验证了血流动力学与斑块稳定性的关系遥3MRI 评估颈动脉血流动力学脑血管事件除与颈动脉斑块内成分相关外袁血流动力学因素在颈动脉粥样硬化斑块的发生尧发展和破裂中也起重要作用遥 研究表明袁管壁剪应力是276叶中国血管外科杂志渊电子版冤曳圆园23 年 9 月第 15 卷第 3 期 悦澡蚤灶 允 灾葬泽糟 杂怎则早 渊耘造藻糟贼则燥灶蚤糟 灾藻则泽蚤燥灶冤袁September 圆园23袁灾燥造援15袁 晕燥援3窑窑由流动的血液作用在血管内皮细胞上产生袁在斑块的组成变化和进展中发挥重要作用咱29暂遥 颈动脉的管壁剪应力直接从 MRI 测量的速度场中得到袁 可同步显示颈动脉几何形状的时间平均三维血流数据或时间分辨三维 MRI 检查 渊也称为 4D 血流 MRI冤目前更有优势咱30暂遥 研究发现袁4D 螺旋血流 MRI 对正常颈总动脉及颈内动脉的收缩期平均流速尧峰值流量平均流量的测量误差均小于 10%袁 还可在保证图像质量的前提下将扫描时间缩短一半咱31暂遥 KO等咱32暂利用该技术进行颈动脉内膜切除术的颈内动脉血流速度分布和血流动力学参数检测袁分析颈内动脉分叉处角度和术后血流动力学重塑袁将来可能给颈动脉狭窄的手术治疗提供一定的指导遥4D 血流 MRI 目前能测量的参数包括血流量尧血流速度尧剪切力尧压力梯度及能量损耗等袁在心脏或大血管应用较广泛袁但在头颈部血管应用相对较少遥 MARKL 等咱33暂采用该技术分析颈动脉分叉处的剪切力分布状态袁以及颈动脉狭窄患者斑块切除治疗前后的剪切力变化袁发现易导致动脉粥样硬化的低剪切力部位与颈动脉球部分叉的几何形状相关曰发生颈动脉狭窄后袁低剪切力的发生位置会向动脉远端移动袁经再通手术后剪切力的分布又恢复至正常水平遥这显示 4D 血流 MRI 检查在评估动脉血流动力学方面的效能袁可采集多种血流状态参数并直观展示袁成为研究血管的一种先进技术遥 目前该技术主要应用在心脏及主动脉血管检查方面袁在头颈部血管的应用还处于起步阶段遥相信未来研究不断将其应用于颈动脉病变的评估后袁结合高分辨率的形态学和四维血流的血流动力学参数能为斑块诊断提供新的思路遥4MRI 颈动脉斑块检查实践临床颈动脉狭窄的治疗方案持续被探讨改进袁单纯斑块狭窄程度已不足以评估脑血管事件的发生袁定期监测并准确分析斑块内成分和斑块分型成为预防脑血管事件的重要手段袁 而 MRI 检查定量斑块内成分组成也显示出传统超声或 CTA 检查无法比拟的优势遥 肖建云咱34暂评估高分辨 MRI 技术对颈动脉粥样硬化斑块内部成分检出及斑块稳定性判定价值袁发现不稳定斑块脂质尧出血尧血栓尧纤维帽破裂溃疡发生率显著高于稳定斑块遥这表明可以利用 MRI 检查区分斑块的稳定性袁 其中不稳定斑块在发生破裂导致脑血管事件的发生率明显高于稳定性斑块袁提示应保持情绪稳定尧积极采取治疗措施预防不良事件的发生遥有研究报道高分辨 MRI管壁成像检查也被用于疾病诊断尧治疗选择和治疗后效果评估袁且发现诊断明确率较前提升袁对于不稳定斑块筛查后治疗方式的选择具有一定指导意义袁同时可动态随访斑块内成分的变化情况咱35暂遥颈动脉支架植入术和/或内膜剥脱术是目前治疗颈动脉狭窄的主要手术方式袁但有研究表明支架植入术围术期同侧缺血性病变的发生率高于内膜剥脱术咱36暂遥 尽管这些脑损伤大多是无症状的袁但在长期随访过程中发现同侧脑缺血性病变会影响认知和脑功能障碍性痴呆袁因此建立术前颈动脉狭窄患者围术期并发症风险的有效评估体系具有积极意义遥 ZHENG 等咱37暂证实颈动脉高分辨 MRI 对易损斑块和稳定斑块的高检出率和强特异性曰 而 CHE等咱38暂利用 MRI 检查手段表明斑块内出血患者 1 年缺血性卒中复发的风险比非斑块内出血患者更高袁手术前后规律的 MRI 检查可及时发现斑块变化遥基于 MRI 检查斑块的特点袁 了解斑块易损性的潜在病理生理机制以及分子生物标志物与神经影像学标志物的结合袁将是未来研究的热点遥5总结不稳定性颈动脉斑块是缺血性脑卒中的高危因素袁MRI 检查具有无创伤和无辐射的优点袁 可实现对颈动脉斑块进行斑块内成分识别尧定量分析以及颈动脉血流动力学的评估遥 我们相信袁MRI 检查在定量测量颈动脉斑块的成分及血流动力学参数尧评估脑血管事件发生风险上的优势袁可以为临床治疗提供更详细尧更准确的指导遥参考文献JOHNSONCO,NGUYENM,ROTHGA,etal.Global,regional,andnationalburdenofstroke,1990-2016:Asystematic analysis for the Global Burden of Disease Study2016咱J暂.Lancet Neurol,2019,18渊5冤:439-458.FEIGIN VL,BRAININ M,NORRVING B,et al.World strokeorganization渊WSO冤:Global stroke fact sheet 2022 咱J暂.Int JStroke,2022,17渊1冤:18-29.VIRANI SS,ALONSO 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