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颈动脉斑块形态学易损性的多途径临床评价策略及进展
作者:吴伟[1] 
单位:山东大学齐鲁医院[1]  
文章号:W033816  
2010/1/31 15:46:52    
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颈动脉斑块作为缺血性卒中的病因越来越受到临床的重视。动脉粥样硬化是一个动态的病理过程,往往从脂纹开始,逐渐形成粥样硬化斑块,管壁重塑,斑块表面纤维帽出现溃疡、破裂、血栓形成或者发生斑块内出血和钙化等。近来许多研究认为动脉粥样硬化病变并不总是呈线性的进展过程,而是多样化的,呈现一个稳定期和不稳定期交替的非线性过程,这一过程造成了颈动脉斑块形态学的多样性,而且颈动脉斑块特定的病理学形态会导致对应的临床症状。因此临床上应重视颈动脉斑块的形态学评估,以便在在急性脑血管事件发生前早期准确地识别出易损斑块,并进行积极有效的干预。

关键字: 颈动脉  斑块 易损性  

    颈动脉斑块作为缺血性卒中的病因越来越受到临床的重视。动脉粥样硬化是一个动态的病理过程,往往从脂纹开始,逐渐形成粥样硬化斑块,管壁重塑,斑块表面纤维帽出现溃疡、破裂、血栓形成或者发生斑块内出血和钙化等。近来许多研究认为动脉粥样硬化病变并不总是呈线性的进展过程,而是多样化的,呈现一个稳定期和不稳定期交替的非线性过程,这一过程造成了颈动脉斑块形态学的多样性,而且颈动脉斑块特定的病理学形态会导致对应的临床症状。因此临床上应重视颈动脉斑块的形态学评估,以便在在急性脑血管事件发生前早期准确地识别出易损斑块,并进行积极有效的干预。 365医学网 转载请注明
1 临床表现 365医学网 转载请注明
  颈动脉斑块形态学易损性的评价应该从患者的临床入手。颈动脉粥样硬化斑块引发脑缺血的三种方式得到临床的广泛认可:①由于颈动脉狭窄和(或) 闭塞导致脑组织低灌注而引起的分水岭区域脑组织缺血;②颈动脉易损性斑块继发血栓形成,在血流冲击下较大的血栓脱落,引起颈内动脉颅内段或大脑中动脉等大动脉主干的栓塞;③颈动脉易损性斑块破溃形成溃疡,溃疡底部粥样硬化斑块的碎片常随血流流向远端血管,导致供血区域远端小血管的栓塞病变。因此,在临床上遇到不同脑血管供血区域同时发生梗死,尤其同时累及大脑前动脉和大脑中动脉时,要高度警惕颈动脉斑块易损性的可能,要更加仔细地去评估颈动脉斑块的形态学特征。 365医学网 转载请注明
2 超声检查 365医学网 转载请注明
    彩色超声在临床上是观察颈部血管粥样斑块的最常用方法。除了可测量斑块的长度和厚度,并根据管径和频谱测量狭窄程度外,近年来,斑块形态学成为超声研究的焦点。在超声检查中根据回声特点可将斑块分为均质低回声(软斑)、中回声、高回声(硬斑)和不均质回声等类型。一般而言, 低回声斑块含有较高的脂质,斑块内出血比例高于高回声斑块,而高回声斑块含有较多的纤维组织和钙化,更加倾向于稳定而不破裂,表面很少发生溃疡。异质性斑块则比较复杂。一项荟萃分析表明,对于狭窄程度为60%~69%的颈动脉粥样硬化,与回声均质的斑块相比,回声不均质的斑块更容易导致卒中或TIA,而且更易进展为> 70%的重度狭窄。 365医学网 转载请注明
    彩色超声还可观察到斑块表面溃疡,通常表现为长度和深度≥2mm边界清楚的充盈缺损,但其敏感性仅有47%。 因此不能过份依赖彩色超声在斑块形态学评估中的作用。并且,目前颈动脉彩色超声检查方法急需严格统一的操作规范。 365医学网 转载请注明
    近年来超声新技术不断涌现。计算机技术可以对颈动脉斑块进行灰阶中值定量分析;三维超声成像技术与能量模式成像相结合能清晰显示斑块表面和血管腔分界面,提供可靠的斑块表面信息;超声弹性成像(ultrasound elastography)技术应用超声散射回波对生物组织的弹性系数、应力、应变、弹性模量等在组织中的分布及其变化进行定量描述,可以分析斑块内部弹性特征。多普勒超声成像和超声造影增强成像增强了血管不规则内壁的显像能力,能更清晰地显示斑块溃疡,并能直观显示动脉粥样硬化斑块内新生血管,斑块内新生血管在复杂的动脉粥样硬化斑块中尤其突出,是易损性斑块的一个特征;射频超声图像技术可以检测斑块组织细微病理变化,判断斑块不同区域由于内部不同应力而显示出的不同运动模式,无症状斑块为表面均匀性运动,有症状斑块表现为斑块内部运动。内部应力的变化,造成斑块失去稳定而导致斑块破裂脱落,该技术有可望用于临床预测脑血管事件的风险程度。 365医学网 转载请注明
    血管内超声(intravascular ultrasound ,IVUS)可以精确测量血管管腔、截面积,发现管腔向心性、偏心性或椭圆形狭窄,能分辨斑块的大小、分布及斑块处血管的重构情况,并能了解斑块内膜下的解剖形态,辨别脂质斑块、纤维化、钙化斑块及混合性斑块,对有明确病理改变的小溃疡诊断有很高的准确性。IVUS检测不稳定斑块的敏感性和特异性分别为88%和89%,但其对入射声束角度有明显的依赖性,不能很好地鉴别软斑和血栓。我们在临床应用中也发现由于颈动脉管径较粗大,对其成像存在一定的影响,而且其有创性也在一定程度上限制了其广泛的应用。 365医学网 转载请注明
    近来一些新技术开始与IVUS技术相结合,如背向散射积分、微波分析、虚拟组织学、靶向对比造影技术,血管内超声彩色标测技术,实验证实这些新技术能提高IVUS鉴别斑块成分的能力。IVUS和超声弹性成像技术相结合发展起来的血管内超声弹性图,可用于斑块力学特性的评价。另外,运用IVUS的热应变成像也能有效鉴别脂质核成分。 365医学网 转载请注明
3 多层螺旋 CT( multi2detector CT, MDCT) 365医学网 转载请注明
    多层螺旋CT评价动脉粥样斑块形态学的最大优势在于其能够进行三维成像,并可采取多种后处理技术对病灶进行全面评判,例如多平面重建技术 (multiplatform reconstruction, MPR)、最大密度投影技术 (maximum intensity projection, MIP)、仿真内窥镜技术 (CT endoscopy, CTE)、容积再现技术(volume rendering technology, VRT)、遮盖容积重建技术 ( shaded volume rendering, SVR)等。因此能够评估斑块形态和组成成分,以非常清晰地显示血管壁钙化灶(高密度)和富含胆固醇的斑块(中低密度 )。经过后处理加骨透明化技术,甚至可能显示颈动脉血管内表面、血管内壁突入的附壁血栓、钙化的斑块、软斑、液化坏死灶及颈内动脉起始处狭窄闭塞。但由于空间分辨力的限制,不能准确显示斑块溃疡,对斑块溃疡形态学预测的敏感性和特异性分别为60%和74%,未获得满意结果。 365医学网 转载请注明
    CT血管成像(computed tomography angiography, CTA)有较好的信噪比和对比噪声比,对钙化的显示优于MRA。有学者对35例有症状和67例无症状患者定量测量斑块内钙化成分体积和非钙化成分体积,并计算斑块钙化率,结果发现颈动脉斑块钙化率为0~45%,有症状患者与无症状患者有很大的重叠,但如果斑块钙化率>45% ,则有 97.1%的患者无症状,因此认为斑块钙化率可能有助于对颈动脉狭窄患者的危险分层。 365医学网 转载请注明
    应用CT进行的分子影像学探索将更有利于对颈动脉斑块性质的评估。一种特异靶向巨噬细胞的碘微粒对比剂(N1177)静脉注入动脉粥样硬化斑块的动物模型体内,2小时后富含巨噬细胞的组织强化。与传统碘对比剂相比,N1177 使斑块强化更明显,与相应层面组织病理对照研究表明注入N1177后CT值增高区域与脂质核心内巨噬细胞浸润的密度相关,因此这可能成为鉴别易损性颈动脉斑块的新的方法。 365医学网 转载请注明
4 磁共振成像( magnetic resonance imaging , MRI) 365医学网 转载请注明
  MRI具有较高的软组织分辨率,并能多参数、多序列成像,非常适合用于颈动脉斑块形态学的评价。MRI能检测斑块的钙化、脂质核、纤维组织,但对血栓的敏感性较低,临床上可同时采用T1加权、T2加权、质子密度加权和时间飞跃(time of flight,TOF)等模式观察颈部血管分叉处。纤维帽形态在MRI上可分为厚型、薄型和破裂型。厚型和薄型在TOF、T1、T2和质子加权图像上均表现为光滑的管腔表面,厚型在TOF图像上呈邻近管腔的均一连续的暗带,而薄型则观察不到这一暗带。破裂型在TOF、T1、T2和质子加权图像上的管腔边界不规则,在TOF图像上邻近管腔处则观察不到暗带或暗带断裂。靠近管腔的钙化可能在TOF图像上呈低信号区,根据其在T1、T2和质子加权图像上的表现可与厚型纤维帽相鉴别,钙化在TOF、T1、T2和质子加权图像上均呈暗区,而厚型纤维帽仅在TOF图像上存在暗区。有研究表明与厚型纤维帽相比,破裂型纤维帽发生TIA或卒中的风险增高23倍。 365医学网 转载请注明
    斑块破裂与斑块形态学和斑块内成分相关,但其他因素也可能参与了此病理过程,如:纤维帽表面的机械应力。当斑块结构不能抵抗压力或血流切应力时,斑块纤维帽就会破裂。MRI结合有限元分析技术可应用于颈动脉斑块表面切应力的分析,生成应力图,发现有症状患者斑块的最大切应力大于无症状患者。 365医学网 转载请注明
    应用于颈动脉斑块评估的MRI新技术也迅猛发展,动态对比增强MR(dynamic contrast enhanced magnetic resonance, DCE MR)检查不仅能评估斑块内的新生血管,还能反映斑块内的炎症反应。超顺磁性氧化铁超微颗粒作为对比剂可显示已破裂或有破裂倾向的颈动脉粥样硬化斑块所导致的MRI信号改变。以 Gd DTPA 和 SPIONs等顺磁性对比剂为基础的分子探针可以与疾病相关的特异细胞或分子通路靶向结合,以巨噬细胞消除受体为靶目标的研究中显示靶向性微粒使斑块信号增加79%,非靶向性微粒使斑块信号增加34%。另外,细胞凋亡以及新生血管也已成为分子探针的目标靶。但是MR分子影像仍然依据MRI信号的改变,定量研究较为困难。 365医学网 转载请注明
    血管内MR I能较好地显示血管壁的解剖结构和大体形态学,应用血管内线圈进行动脉管壁磁共振成像,清晰显示管壁和动脉粥样硬化斑块结构,图像的空间分辨率亦大大增加,能辨别斑块内钙化、 胶原、 脂肪。尽管已有大量研究结果报道,但样本量普遍较小,不同研究中心就扫描平台、扫描序列和线圈设计等未达成共识,新型MRI颈动脉斑块诊断技术目前尚不能在临床上普及应用。 365医学网 转载请注明
5 数字减影血管造影(digital subtraction angiography, DSA) 365医学网 转载请注明
目前,临床上DSA仍被认为是评估颈动脉血管病变的金标准,DSA能够较清晰显示颈动脉斑块的发生部位、形态、数量、大小及范围。在无组织病理学检查结果的情况下,也常将DSA作为评价其他检测方法敏感性和特异性的参照标准和动脉内膜切除术及血管内介入治疗后随访追踪观察手段。但多项与组织学检查结果进行对比的研究越来越表明,DSA评价颈动脉粥样硬化斑块内部结构信息方面不尽如人意,并且DSA显示斑块表面溃疡的能力相对较差,与CEA标本的组织学检查结果相比,DSA诊断斑块溃疡的敏感性和特异性仅为45.9%和74.1%。有时血管重构使斑块向管壁外侧移位,尽管已有明显病变,但DSA显示的管腔直径可能正常,即DSA易低估偏心性狭窄的程度。另外,DSA是一种创伤性检查,有1%的几率诱发斑块脱落,导致脑卒中的发生。因此,近来作为颈动脉粥样硬化形态学检查金标准的DSA已受到无创性影像学技术的严峻挑战。 365医学网 转载请注明
    然而,DSA是脑血管介入治疗的基础,其根本点是对患者脑血管病变的精确评价。DSA做为血管评估的金标准,提高了血管的对比度可以清晰的显示出血管本身的形态改变,并能对病变血管进行多角度观察。然而,目前在实际临床工作中,DSA确实存在着诸多问题,医生只能从多个投影图像来评估血管的狭窄几何和空间关系。有时仅凭医生的经验,报告也仅能简单描述为“血管管壁欠光滑,走行迂曲”等,主观性较强,缺乏对颈动脉形态的客观公正的指标,颈动脉管壁的不光滑,走行的僵直、迂曲能反应患者脑血管硬化的水平,应与患者缺血事件的发生密切相关。为使DSA做为金标准在颈动脉评估中发挥其应有的作用,临床上应大力加强DSA对斑块形态学评估方面的研究。我们与山东大学物理学院合作,将计算机视觉技术引入卒中患者的脑血管病变特征信息分析领域,在研究过程中,我们提出了一系列用于表征血管特征的参数:光顺度,变度,光滑度,曲度,窄度等,在研究过程中对这些参数进行数学描述,将DSA造影对颈动脉斑块形态学的评估从粗略的人为主观判断上升至科学的量化标准,或许能发现评估颈动脉易损性斑块新的特征。 365医学网 转载请注明
6 新技术的尝试与进展 365医学网 转载请注明
    在颈动脉斑块的评估中,技术的追求是无极限的。人们渴望象内窥镜那样直视斑块表面,利用血管内镜可以看到粥样斑块呈现黄色,富含血小板的血栓呈现为白色颗粒状物质,富含纤维蛋白-红细胞的血栓呈现为不规则的红色结构。随着黄色强度的增加,斑块发生破裂和血栓形成的风险增加。然而,血管内镜的缺点也显而易见,有创、只可观其表无法察其里,麻烦还在于需要一个相对无血流区( blood free field)进行检测。 365医学网 转载请注明
    有学者利用SPECT和PET来研究颈动脉斑块,通过捆绑不同的放射性核素,可以显示不同分子和细胞的生物过程,从而可以鉴别斑块的不同成分。例如利用18FDG PET 能很好地显示炎症细胞内糖代谢及炎性斑块内的炎症细胞。研究表明症状性斑块18FDG的摄取率高于无症状性斑块,且18FDG的摄取与斑块内炎症反应程度密切相关。如果把 PET 图像与 CT 或 MR 图像融合,就可以为18FDG摄取提供更准确的解剖定位。有研究表明联合应用18F2 FDG PET和高分辨MRI评价斑块内炎症程度和血管狭窄程度能够预测将来的栓塞事件。 365医学网 转载请注明
    在光学研究方面,激光斑点成像(laser speckle imaging, LSI)可以对颈动脉斑块组成成分和斑块粘弹性进行分析,并能对在剪切力作用下的局部斑块应变进行分析;激光相干断层显像(optical coherence tomography,OCT) 过红外光源照射血管壁产生的光学回声来判断斑块成分。其工作原理与IVUS相似,但分辨率更高,能分辨出IVUS不易发现的内膜增生、内外弹力膜和富含脂质的斑块,并能进行定量分析,与组织病理学检查相比,OCT对斑块成分检测的敏感性和特异性为92%和94%,尤其是可对纤维帽进行扫描,可检测到巨噬细胞在纤维帽的聚集。其缺点是穿透力较差,易受血流影响,也需要一个相对无血流区;光谱分析技术(Raman spectroscopy)可以通过物质对不同波长能量源的散射和吸收特性的不同来判断斑块内的不同成分,以激光为能源的Raman光谱穿透性和信噪比均较低,具有高时间、高空间、高光谱分辨率的特点,可识别正常管壁和斑块,并可估测脂核大小与纤维帽的厚度,准确性达到 80%以上,活体外定量检测斑块内胆固醇和钙化与病理组织检测结果具有很好的相关性。光谱分析法与IVUS、OCT和血管镜等新技术的相互结合应用将把对颈动脉斑块形态学的评估提升到一个新的水平。 365医学网 转载请注明
    总之,颈动脉斑块形态学特征与脑血管病的发生密切相关,在临床中我们应该重视从多角度、多途径、多层次地去评估颈动脉斑块的形态学易损性,这一领域新技术的不断涌现,也为我们进一步对动脉粥样硬化斑块研究提供了更多的途径,我们只有不断更新自己的知识,才能为病人选择最有效的评估治疗手段。 365医学网 转载请注明

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作者简介
吴伟
单位:山东大学齐鲁医院
简介: 吴伟,男,医学博士,山东大学齐鲁医院脑血管病科副教授,硕士研究生导师,擅长脑血管病、癫痫等神
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