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高分辨磁共振对颈动脉易损斑块的研究进展

2022-05-13刘昭言欧阳雪晖通信作者

影像研究与医学应用 2022年7期
关键词:脂质颈动脉斑块

刘昭言,欧阳雪晖(通信作者)

(1内蒙古医科大学研究生学院 内蒙古 呼和浩特 010000)(2内蒙古自治区人民医院影像科 内蒙古 呼和浩特 010000)

众所周知,动脉粥样硬化形成斑块的破裂或侵蚀是急性治疗缺血性心血管风险事件的主要原因。造成急性冠状动脉综合征和中风或短暂性脑缺血发作的斑块破裂或侵蚀现象,主要表现为:斑块体积增加、大量富含脂质的坏死核(lipid-rich necrotic core,LRNC)、斑块出血(intraplaque hemorrhage,IPH)的存在、纤维帽破裂、正性重构等[1];内膜巨噬细胞密集簇和炎症浸润增加;和薄的或破裂的帽或不规则的表面[2-3]。易损斑块破裂会形成相关血栓阻塞血管,造成严重的临床研究事件的发生。斑块成像的目的是基于这些特征来区分斑块。因此正确清楚地认识各斑块成分至关重要。

1 斑块的病理分型

1995年,美国心脏协会(AHA)为动脉粥样硬化斑块的组织学分类制定了经过验证的标准。动脉粥样硬化斑块形成的早期过程包括巨噬细胞和泡沫细胞(I型)的孤立沉积,其后细胞内脂质积聚(Ⅱ型)形成脂肪病变,之后细胞外脂质在斑块内进一步沉积(Ⅲ型)。

Ⅳ型病变,也称动脉粥样硬化,是晚期动脉粥样硬化疾病的首发表现,其特征是内膜内细胞外脂质的密集积累,称为脂质核心(lipid-rich necrotic core,LRNC)。在动脉粥样硬化的这个阶段,斑块上没有纤维组织形成,也没有表面缺陷或血栓形成。在脂质核心的内膜边界可以看到巨噬细胞,平滑肌细胞和炎性细胞。Ⅳ型病变被认为具有临床意义,因为斑块的腔表面缺乏纤维覆盖,在腔表面留有蛋白聚糖和泡沫细胞。Ⅴ型病变的特征是在脂质核上形成了纤维帽。纤维状动脉瘤(Ⅴa型)的特征是具有带纤维帽的脂质核,Ⅴb型的特征是脂质核和斑块的其他部分钙化,而脂质不足的斑块被分为Ⅴc型。正是在这个阶段发生动脉狭窄。从组织学上看,Ⅴ型病变表现出脂质核心周围毛细血管增生以及淋巴细胞、巨噬细胞、浆细胞和微出血的存在。在动脉壁的血管脉管中也可见炎症。这些斑块被认为具有临床意义,因为它们易于裂开,造成血肿发展和血栓形成,从而发展为Ⅵ型病变。继发于颅外颈动脉疾病的动脉缺血性卒中被认为是由于Ⅳ型和Ⅴ型斑块发展为Ⅵ型斑块所致。Ⅵ型斑块的特征是斑块的腔表面裂开,造成出血和血栓形成的沉积物。由于炎症和血流动力学因素引起的斑块破裂导致溃疡和裂痕。这些破裂和溃疡的斑块可在血栓周围出血,导致斑块内血肿和斑块内血栓。随着该过程的复发,斑块会迅速扩张,导致狭窄的快速发展,并增高远端血栓栓塞事件的发生率[4]。

2 目前可评估颈动脉斑块的无创影像技术

颈动脉MRI与其他成像技术相比具有许多优势。尽管超声检查是广泛用于颈动脉斑块的方法,但其空间、时间分辨率有限和对比度较差,相对于MRI降低了其评估颈动脉狭窄的准确性[5-6],并且受不同操作者熟练程度的影响。计算机断层扫描(CT)具有较高的空间分辨率,但涉及电离辐射,含有大量钙化成分的斑块易损性评估可能会受到影响,可能往往会高估斑块易损程度。正电子发射断层扫描(positron emission computed tomography,PET)对评估斑块炎症的表征有价值,但无法准确地描绘其他斑块特征[7]。高分辨磁共振成像(HR-MRI)已被证明为一种检测动脉粥样硬化易损斑块的有效工具。以上各种成像方式特点如表1所示。斑块成分在各种成像方式的表现归纳于表2[8-11]。

表1 各种斑块成像方式的特点

表2 斑块内成分在各种影像技术中的表现

3 磁共振评价斑块成分对评估颈动脉易损斑块的价值

3.1 以往研究中MRI对斑块成分的评估

MRI被证实可以准确区分斑块内的各种成分,包括LRNC、纤维帽、IPH和钙化。并且可以根据斑块内组成成分对斑块的易损性进行评估。表3为经MRI修正的AHA分型,表中Ⅳ~Ⅵ型为易损斑块,其余为稳定斑块[12-16]。

表3 经MRI修正的AHA分型

3.2 磁共振对易损斑块内主要成分的研究进展

3.2.1 LRNC 目前研究得出管腔狭窄并不反映疾病负担或脂质含量。ACAS和ACST试验均显示,在无症状颈动脉患者中,腔内狭窄百分比与未来中风风险之间没有关系[17]。这并不令人惊讶,因为管腔狭窄几乎完全忽略了病理性动脉粥样硬化病变,该病变位于动脉壁上,侵入管腔的情况变化很大。另一方面,斑块特征如大的脂质含量与晚期动脉粥样硬化和斑块破裂导致急性血管事件的高风险相关。

一项研究使用一种新验证的无创T2成像技术——T2mapping,对接受颈动脉内膜切除术的患者进行了颈动脉斑块脂质的系统量化。主要发现可总结归纳为:①大部分斑块都含有脂质,并且在颈动脉分叉处最多;②有症状动脉的斑块脂质含量高于无症状动脉;③斑块脂质分布与斑块的症状状态相关,其中更多的聚结(与分散的脂质相反)与先前的症状;④超声双功测量的管腔狭窄程度既不能反映动脉粥样硬化负担,也不能反映脂质体积;⑤脂质含量与左右颈动脉高度相关[18]。

3.2.2新生血管 在正常的颈动脉中,颈外膜有一个由母动脉分支点形成的广泛的血管网。在生理条件下,这种特殊的微血管将营养和氧气输送到动脉壁的外层。在健康状态下,由血管滋养管产生的微血管在空间上局限于血管外膜和外中膜,仅在炎症过程中移动并侵入内膜,伴随着动脉粥样硬化的发生和发展。新生血管形成的启动和扩张尚不完全清楚。根据“由外而内”的理论,血管炎症和血管新生开始于血管外膜,并向内膜内发展。然而,可以明确的是,生理血管条件的改变、内皮损伤或其他引起功能障碍和稳态改变的事件都可导致VV的扩张。由这种扩张引起的新生血管先于颈动脉内膜-中膜厚度的增加和动脉粥样硬化斑块的发展,进一步在斑块的易损性中发挥重要作用。回顾过去对动脉粥样硬化斑块的组织学研究显示,有症状的患者比无症状患者的新生血管网络更密集[19-20]。

3.2.3形状与位置 有研究表明,颈动脉斑块的形状和位置可能是有症状患者发生IPH的潜在指标。当较大的颈动脉斑块弧长位于最大壁厚位置上方的下游动脉壁时,定义为I型。如果从最大管壁厚度(maximum wall thickness,WT max)的位置开始,在下游动脉壁和上游动脉壁的颈动脉斑块的弧长,则定义为Ⅱ型相等;如果较大的颈动脉斑块弧长位于WT max位置下方的上游动脉壁,则定义为Ⅲ型。研究表明:与没有IPH的斑块相比,含IPH的斑块WT max、平均壁面积和狭窄发生程度高,并且最重要的是具有IPH的斑块的I型斑块发生率更高,Ⅲ型的斑块发生率更低,并且与没有IPH的斑块相比位于颈动脉分叉处的可能性更高。研究结论为I型斑块形状和颈动脉斑块分叉处的位置与IPH的存在显著相关[21]。I型颈动脉斑块形状与IPH病的发生独立相关。斑块形状和IPH存在之间的关系机制尚不清楚。然而,不同形状的斑块表面具有不同的血流生物力学特征,这可能导致IPH病的不同发病率。在以前的一项研究中,Tuenter等人[22]发现斑块表面较高的最大剪应力与颈动脉IPH的存在独立相关。

4 未来与展望

尽管在心血管疾病的药理学和介入治疗和一级预防方面取得了巨大进展,但动脉粥样硬化仍然是一个重大的全球公共卫生负担,会带来毁灭性的后果。在众多对易损斑块成像的技术中MRI是一种紧急的有前途的成像方式的选择。它有几个优点,包括它的通用性、无侵袭性、非电离辐射和优秀的软组织表征能力。使MRI逐渐广泛应用于临床动脉粥样硬化成像中。随着新型多造影序列和分子斑块成像的进一步临床验证,MRI对斑块易损性评估价值极高,相信其将能成为早期发现和评估颈动脉粥样硬化斑块无创成像的金标准。

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