影像學評估冠狀動脈易損斑塊的研究進展

朱鵬汀，尹 達

(大連醫科大學附屬第一醫院 冠心病一科，遼寧 大連 116011)

冠狀動脈硬化性心臟病(簡稱冠心病，coronary heart disease，CHD)發病率逐年上升，現已成為嚴重危害人類健康的疾病之一，主要致死原因是急性冠脈綜合征(acute coronary syndrome，ACS)[1]，其發生機制與冠脈不穩定斑塊破裂致繼發性血栓形成相關。參考病理結果可將易損斑塊特點主要總結為薄纖維帽(一般≤65 μm)、大脂質壞死核心、點狀鈣化、有新生血管形成、巨噬細胞浸潤及正性重構等[2]。越早識別易損斑塊，對預防及治療ACS意義越大。近年來，很多影像技術可用于識別易損斑塊，比如冠狀動脈血管成像(coronary computed tomography angiography, CCTA)、磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)、正電子發射計算機斷層顯像(positron emission tomography, PET)、光學相干斷層掃描(optical coherence tomography, OCT)、血管內超聲(intravascular ultrasound, IVUS)、近紅外光譜(near-infrared spectroscopy, NIRS)、血管內鏡、血管內溫度測量法等。本文闡述了上述檢查的優缺點及臨床應用價值，輔助臨床選用合適的方法評估冠脈斑塊。

1 非侵入性檢查

1.1 CCTA

CCTA作為一項已廣泛應用于臨床的技術，既可以評估冠狀動脈狹窄程度，又能識別冠狀動脈粥樣硬化斑塊穩定性。根據CT值的變化，可將冠脈斑塊分為非鈣化斑塊(即軟斑塊)、鈣化斑塊及部分鈣化斑塊(即中間斑塊)[3]，其中非鈣化斑塊又分為纖維和脂質斑塊，為區分此兩類斑塊，Marwan M等[4]通過與IVUS顯示下的斑塊成分比較，發現低CT衰減更傾向于脂質斑塊，而高CT衰減更傾向于纖維斑塊。但兩種斑塊的CT衰減有交叉部分，仍不能完全區分[5]。

同樣對比病理解剖結果，CCTA上呈現的不穩定斑塊形態以低衰減斑塊(low attenuation plaque，LAP)、餐巾環征(napkin-ring sign，NSR)、正性重構(重構指數≥1.10)和斑點樣鈣化為主要表現[6]。Yang等[7]發現冠脈CTA中表現的LAP與NSR與OCT下發現的薄纖維帽斑塊密切相關。Tomizawa N等[8]通過研究發現可利用冠脈CTA中呈現的斑塊低衰減容積(CT值<60 Hu)、RI及NSR作為共同標準來診斷OCT下發現的易損斑塊，ROC曲線下面積為0.96，且靈敏度94%，特異度91%。近些年來，為識別脂質成分、測量斑塊容積及斑塊負荷，半自動斑塊分析軟件應運而生，易損斑塊檢出率因此有所提高[9]。Versteylen MO等[9]將半自動斑塊分析軟件與傳統的危險因素及傳統冠脈CTA讀數相結合，對ACS的預測價值明顯提高，ROC曲線下面積由0.64增加至0.79。CCTA能夠早期識別易損斑塊，提前預防未來心血管不良事件發生，且作為一項無創檢查，操作簡單，可重復性高，更易于患者接受。但CCTA因管電壓、血管內衰減等因素可能會影響圖像清晰度，同時因對比度的限制，不能較好地識別斑塊破裂和薄纖維帽等[5]。

1.2 MRI

MRI應用于頸動脈斑塊檢出已很成熟，但在冠心病方面的應用仍處于起步階段。MRI對鈣化、斑塊內出血、脂質核心、薄纖維帽敏感[10]。T1加權的高密度信號傾向于易損斑塊，相當于造影中的低血流灌注、IVUS中的低衰減及冠脈CT中的低CT衰減[11]。Noguchi T等[12]的研究發現，在T1WI中高信號(最高信號強度與心肌最高信號強度比值≥1.4)可作為未來急性心血管事件的獨立預測因素(HR 3.96；95%CI 1.92～8.17；P<0.001)。為準確區分冠狀動脈斑塊成分，Károlyi M等[10]聯合高分辨T1加權、T2加權及超短回波時間(UTE)共同發現識別斑塊成分，脂質斑塊檢出的靈敏度為90%、特異度為75%；鈣化斑塊檢出的靈敏度為100%、特異度為90%。近年來分子MRI逐漸發展起來，許多研究利用特異性分子探針可檢測動脈血管壁病變的生物學進程，可識別斑塊早期發生、發展過程，評估斑塊生理變化、炎癥反應、新生血管、脂質含量等[13]，起到早期預測及治療作用。心臟MRI是一種無創檢查，可避免電離輻射，具有重復操作性，但其在冠脈使用中存在一些困難，比如易因心肺運動而影響圖像質量，而且冠狀動脈走形迂曲，再加上冠脈斑塊體積較小，定位困難，這些可能都是目前心臟MRI發展緩慢的原因。

1.3 PET

PET成像是將放射性核素反應與CT結合，不僅能精確呈現解剖結構，還可展示病變進展過程。目前示蹤劑18F-脫氧葡萄糖(18F-FDG)臨床應用多。易損斑塊內有較多巨噬細胞，可吸收大量18F-FDG，便于辨別不穩定斑塊和穩定斑塊[14]。Tawakol A等[15]通過18F-FDG PET成像檢測發現不穩定斑塊較穩定斑塊有更多的巨噬細胞，斑塊內炎癥反應更重。其他相關研究發現可以利用18F-FDG PET對巨噬細胞進行量化，明確炎癥反應程度[16]。18F-FDG在冠狀動脈中應用存在一定局限性，因心肌組織也攝取18F-FDG，可能導致血管壁與心肌圖像對比不明顯[17]。為解決這一問題，可采取高脂和低碳水化合物飲食減低心肌細胞的18F-FDG攝取程度，使對比清晰度更明顯[18]。近年來，18F-NaF作為示蹤劑用于檢測動脈斑塊的穩定性，特別是對微鈣化識別有較為突出優勢。18F-NaF可與微鈣化中大面積的羥磷灰石結合，且不被心肌組織攝取，可顯示明顯的對比圖像[17]。Joshi NV等[19]對急性心肌梗死患者行18F-NaF PET檢查，發現93%患者的罪犯斑塊中出現18F-NaF高攝取值，且罪犯斑塊處的最大攝取數比血管內非罪犯斑塊處高出30%。18F-NaF的 PET呈像可以在早期顯示出鈣化，但是18F-NaF攝取數較高的斑塊與未來心肌梗死的發生是否有關還需要大量前瞻性研究來明確。

2 侵入性檢查

2.1 OCT

OCT是一種新型的斷層顯像技術，以近紅外光波反射為原理顯示動脈管壁的組織結構，可以清晰識別管壁內、中、外三層結構，有“光學活檢”之稱?？臻g分辨率較高，最小可達10 μm[20]。OCT對冠狀動脈易損斑塊的鑒別也顯示出了獨特優勢，可以辨認或測量斑塊的纖維帽厚度、脂質壞死核心大小、鈣化、血栓、斑塊破裂、斑塊侵襲、新生血管及膽固醇晶體等[21]。Kume T等[22]以組織病理診斷結果作為金標準，研究發現OCT在識別冠脈各類型斑塊方面有較高的靈敏度和特異度，辨認脂質斑塊敏感度遠高于IVUS，達85%。OCT對評價鈣化也較為準確，可以定性識別鈣化的形態，定量測量鈣化的角度、厚度等[23]。斑塊不穩定性的特征之一是薄纖維帽，OCT能夠準確測出纖維帽厚薄，即使是<65 μm的纖維帽，OCT也能準確檢測，大量研究通過OCT發現ACS患者的纖維帽厚度明顯比穩定性心絞痛薄很多[24]。利用OCT對斑塊內巨噬細胞定性定量檢測，MacNeill BD等[25]通過OCT檢測斑塊內巨噬細胞，發現其在破裂的斑塊中密度明顯高于非破裂斑塊，在預測不穩定斑塊上起到一定作用。Nishimura S等[20]的一項研究發現OCT測出的膽固醇晶體與易損斑塊也關系密切。

準確性較高的OCT檢查在臨床辨認易損斑塊上提供了便利，但是OCT的光源信號穿透力弱，對深部脂質壞死核心及鈣化顯示不夠清楚。另外，為了解決光衰減，操作時需要阻斷血流，不僅損傷血管內皮，還可能造成心律失常及缺血性胸痛等表現，增加并發癥出現幾率[26]。二代頻域OCT(frequency-domain optical coherence tomography，FD-OCT)是以激光作為光源信號，無需阻斷血流，不僅可以減少并發癥，還有成像速度快及圖像質量高的優點[27]。動脈粥樣硬化是由細胞及細胞外成分導致的病變，目前常用的OCT技術分辨率不足以觀察到細胞及亞細胞水平變化，uOCT的分辨率<1 μm，可以觀察粥樣硬化的生物學過程[28]。

2.2 IVUS

IVUS是一項把無創的超聲技術與有創的心導管技術聯合的檢測辦法，其原理是把高頻的微小超聲探頭通過心導管置入冠脈內，經過電子成像系統得到冠脈內及管壁的解剖及組織成像。IVUS可以得到冠脈的截面血管管腔大小，識別或測量斑塊的大小、形態、負荷、偏心指數、鈣化、血栓、斑塊內出血等[29]。不穩定斑塊在IVUS下呈現的影像表現主要是低回聲偏心斑塊、大的脂質核心、正性重構、管腔狹窄重、點狀鈣化及表淺鈣化等[30]。既往研究表明，IVUS檢測斑塊脂質成分的敏感度是24.1%、特異度是93.9%，而檢測鈣化成分的敏感度達92.9%、特異度是66.4%[24]，所以IVUS對斑塊內鈣化成分更敏感，而低回聲區域的脂質和纖維部分的鑒別不如OCT等其他檢查。因IVUS的分辨率為200 μm，對<65 μm的薄纖維帽不能清晰辨認及測量[24]。

虛擬組織學成像(VH-IVUS)是一種以IVUS為基礎，對不同組織的反向散射射頻信號識別并處理，可以對斑塊不同組織類型區別成像的技術，不同組織在其上以不同顏色代表[31]。暗綠色表示纖維組織，黃綠色表示纖維脂肪組織，紅色表示脂質核心，白色表示鈣化等。Komiyama H等[32]通過VH-IVUS發現偏心斑塊更多出現在心肌一側，且更易產生破裂。Brugaletta S等[33]利用VH-IVUS檢測斑塊內脂質壞死核心及斑塊負荷，發現斑塊負荷對血流動力學的影響，并認為脂質壞死核心可能與未來心血管意外關系密切。因此，采用VH-IVUS技術可以對斑塊成分進行較好地分析，辨認易損斑塊，更好地引導臨床介入診療。但其最大分辨率僅為100 μm，對薄纖維帽識別能力有限，對易損斑塊識別仍有一定局限性。

iMap血管內超聲(iMap-IVUS)屬于另一種圖像后處理軟件，也會將不同組織呈現不同顏色。iMap-IVUS在識別纖維組織、脂質壞死核心及鈣化方面優勢明顯，但在識別脂質斑塊上能力不足。Liu J等[34]通過灰階IVUS將斑塊分成穩定斑塊和易損斑塊組，運用iMap-IVUS測量脂質壞死核心、鈣化大小及斑塊負荷等數值，發現壞死區域絕對值是辨認易損斑塊的強有力證據。

血管內超聲彈性成像屬于一種新型超聲成像方法，其采用不同類型斑塊的組織切應力不同來區分斑塊性質。易損斑塊含有大量脂質成分和薄纖維帽，被炎性細胞浸潤，顯示出高應變區，肩部則體現為低應變區[35]。de Korte CL等[36]研究發現血管內超聲彈性成像可以很好區分纖維斑塊、纖維脂質斑塊及脂質斑塊。血管內超聲彈性成像可以鑒別灰階IVUS難以區分的纖維和脂質成分，有較好的發展前景，但仍需大量前瞻性臨床試驗驗證其與心血管意外的聯系。

2.3 NIRS

NIRS是利用不同斑塊成分對紅外光譜產生出不同頻率、波長的反射光(800～2 500 nm)來分析斑塊成分[37]。Madder RD等[38]通過NIRS檢測發現急性ST段抬高型心肌梗死罪犯病變處較非罪犯病變處有更高的脂質核心負荷指數。Kini AS等[39]利用NIRS對應用1個月他汀類降脂藥后的病人隨訪，發現其脂質核心負荷指數較未服用此類藥之前大幅減少。NIRS技術穿透性良好，可以用來分析斑塊成分，對檢測易損斑塊有較高價值。但是，其只能提供斑塊成分的信息，對于探測脂核深度需聯合其他檢查。

2.4 其他：血管內鏡及血管內溫度測量法

血管內鏡可直觀地看到血管腔內情況及表面斑塊，通過觀察到的斑塊顏色判斷斑塊性質。易損斑塊在血管內鏡下主要表現為深顏色斑塊，此類斑塊代表著富含脂質、纖維帽薄。血管內鏡尤其對斑塊外表負載的血栓敏感，但是由于此技術只能觀察到斑塊表面，對易損斑塊的脂質多少、纖維帽厚薄等都無法估測，且僅憑斑塊外表顏色判斷斑塊性質的可靠性差。操作過程中需要阻斷血流，會加重血管損傷及誘發缺血性并發癥，現臨床已較少應用。

血管內溫度測量法是將熱成像儀通過導管放入血管內，因不穩定斑塊內炎癥反應會產生釋放大量熱量到內膜，熱成像裝置通過探測熱量來推斷斑塊穩定性。有研究證明，穩定性心絞痛的斑塊溫度較不穩定型心絞痛和心肌梗死低，血管內溫度成像可預測ACS[40]。但是不同程度冠脈病變的斑塊溫度有重疊部分，且溫度差異不能排除有患者所用藥物的因素影響，此項技術仍需進一步研究。

3 總結與展望

冠狀動脈易損斑塊產生破裂會引起ACS，嚴重危及患者的生命，初期辨認出易損斑塊會使患者明顯獲益。上述幾種無創及有創的影像學檢查方法根據不同原理對冠脈易損斑塊進行檢測，敏感度與特異度不同，各有優勢，也各有缺點。就目前來看，單一的影像學技術對易損斑塊的識別有局限性，聯合診斷可以提高準確性，比如PET與CT，IVUS與OCT、MRI、NIRS，CTA與IVUS、OCT、NIRS等。聯合診斷可以更好地確定斑塊位置、形態及斑塊成分，甚至可以將分子機制可視化，實現早期預警作用，未來有較好的發展前景。