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漫談4 | 頸動脈管壁MRI成像發展史

2025-07-25 10:52:14 by admin 72

我們曾按時間線、研究者、和臨床應用的角度，從不同維度捋了一遍頸動脈管壁MRI成像技術的發展史（漫談1 | 頸動脈管壁MRI成像發展史，漫談2 | 頸動脈管壁MRI成像發展史，漫談3 | 頸動脈管壁MRI成像發展史），大致了解了磁共振技術如何實現對斑塊負荷和斑塊成分的識別，以及如何逐漸用于臨床。


今天我們就從研究主題角度，專項了解下每一個細分技術的發展。斑塊內出血作為明確的斑塊易損特征，已經引起影像科和神經內科大夫的極大重視，然而這種認識也是經歷了一定的時間積累和經驗驗證：斑塊內出血的成像→組織學驗證→炎癥關聯→卒中等不良臨床事件關聯。


文獻詳情列舉如下：




01

2003年，Kerwin W等在Cirlulation發文，基于磁共振測量斑塊內新生血管,并進行了組織學驗證圖片


背景：動脈粥樣硬化斑塊內新生血管與炎癥和斑塊不穩定性有關。本研究目的是確定是否可以通過動態增強磁共振成像（MRI）非侵入性地測量斑塊內新生血管。
方法：納入16名接受頸動脈內膜切除術的患者, 每一位受試者都經1.5T GE MRI+線圈掃描，以頸動脈分叉處為中心進行成像，病變頸動脈處每個采集重復進行10次，重復間隔為15秒,在序列中第二張圖像同時注射釓造影劑。隨著時間的推移，跟蹤斑塊內的圖像強度，并使用動力學模型估計血容量分數(fractional blood volume,fBV), 評估斑塊內新生血管情況。隨后基于內膜切除術后樣本相匹配部分進行組織學驗證，組織學樣本用ULEX和CD-31抗體染色突出微血管，并以血管面積分數（fractional vessel area, fVA, 微血管總面積除以斑塊總面積）評估斑塊內新生血管情況。
結果：基于MRI圖像獲取的fBV在2%至41%之間，明顯高于組織學樣本測量fVA。然而這兩個測量值高度相關，相關系數為0.80（P<0.001）。
結論：動態增強MRI可用評估頸動脈粥樣硬化斑塊內新生血管，為前瞻性研究新生血管與斑塊易損性之間的聯系提供了新手段。

02

2006年，Kerwin W等發現，基于動態增強MRI識別的斑塊內新生血管與頸動脈粥樣硬化斑塊炎癥有關。

圖片

目的：磁共振增強掃描（注射釓造影劑），強烈的對比增強表明斑塊存在血管供應。由于斑塊內新生血管與斑塊炎癥有關，因此有人認為斑塊增強是斑塊炎癥的跡象。本研究目的在于評估磁共振 (MR) 成像顯示的斑塊增強與斑塊成分何促炎性心血管危險因素之間是否存在關聯。

方法：納入27名接受頸動脈內膜切除術的患者, 每一位受試者都經1.5T GE MRI掃描，以頸動脈分叉處為中心進行成像，病變頸動脈處每個采集重復進行10次，重復間隔為15秒,在序列中第二張圖像同時注射釓造影劑。隨著時間的推移，跟蹤斑塊內的圖像強度，并使用動力學模型估計血漿體積分數 (Vp, fractional plasma volume) 和體積轉移常數 (K trans)。Vp和K trans反映血供、血管通透性和細胞外空間。計算與組織學成分（包括巨噬細胞、新生血管、脂質壞死核、鈣化、疏松基質和致密纖維組織等）何心血管風險臨床標志物的Pearson 相關系數。

結果：K trans 的測量值與巨噬細胞 (r = 0.75, P <0.001)、新生血管 (r = 0.71, P <0.001) 和疏松基質 (r = 0.50, P =0 .01) 含量正相關，與高密度脂蛋白水平（r = -0.66，P <0.001）負相關。與非吸煙者相比，吸煙者的 K trans 的測量值顯著較高。Vp 的測量值與巨噬細胞 (r = 0.54, P = .004)、新血管系統 (r = 0.68, P <0 .001)、和疏松基質 (r = 0.42, P = .03) 含量正相關。

結論：K trans 與炎癥組織學標志物之間的相關性表明，K trans 是斑塊炎癥標志物，K trans 與促炎性心血管危險因素(高密度脂蛋白和吸煙)進一步支持了這一點。

03

2012年，Kerwin W等發表綜述，MRI可以識別斑塊負荷（管壁厚度等）和斑塊成分（斑塊內出血，纖維富脂質核等），用于評估卒中風險，可使臨床隱源性卒中和無癥狀頸動脈斑塊患者受益。

圖片

背景：臨床上一般把頸動脈斑塊造成的管腔狹窄率作為評估卒中風險的指標，并以此來指導是否進行手術（頸動脈內膜剝脫術和頸動脈支架置入術）。然而，一方面，國際大型多中心研究NASCET證明對有癥狀的重度狹窄患者行頸動脈內膜剝脫術，只能降低患者17 %的卒中風險；ACAS研究證明，對無癥狀的重度狹窄患者行頸動脈內膜剝脫術，效果一般，隨后，他汀等藥物因其在治療方面的顯著效果而廣泛應用于臨床，在一定程度上削弱了手術的收益。另一方面，諸多研究也已經證明，大部分的患者的斑塊并沒有造成管腔狹窄，依然很高危。


綜合以上，我們可以知道：僅僅以狹窄為標準，篩查患者，評估風險會造成誤診（斑塊狹窄但不高危的患者過度醫療）和漏診（斑塊不狹窄但是很高危的患者的得不到有效的治療）。MRI管壁成像為評估卒中風險提供新思路


斑塊負荷：斑塊負荷，指描述斑塊大小的指數，一般包括斑塊體積，面積，厚度等，其中以最大管壁厚度（Max Wall Thickness,MWT）和標準化管壁指數（Normal Wall Index,NWI）。研究證明，斑塊造成的管腔狹窄率與斑塊負荷關系不大


斑塊成分：管壁MRI成像可以有效識別斑塊成分（纖維帽完整還是破裂，脂質核大小，斑塊內出血有無，以及鈣化是否凸出管腔），并與病理學檢查結果一致。


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斑塊MRI圖像與病理檢查結果比對

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經MRI-PlaqueView處理斑塊MRI圖像

卒中風險綜合評估：斑塊內出血和纖維帽破裂是斑塊引起卒中的主要機制，以最大管壁厚度和脂質核面積為主的評分系統，可以有效預測斑塊內出血和纖維帽破裂。

圖片
CAS：Carotid Atherosclerosis Score   頸動脈粥樣硬化危險度評分
LRNC：Lipid-Rich Necrotic Core 脂質的壞死核
MWT：Maximum Wall Thickness  最大管壁厚度

討論：MRI管壁成像可以測量斑塊負荷，并且實現斑塊成分的量化可視化分析，是預測卒中風險的有效手段。

MRI管壁成像的應用，主要能使兩類人受益:1.隱源性卒中患者(不明原因型)，占所有卒中類型的40%；2.無癥狀高度狹窄患者，過去，此類患者一般是進行CEA手術，現在藥物治療也很有效，在一定程度上削弱了手術的收益。

頸動脈斑塊MRI成像可以協助以上兩類患者選擇恰當的治療方案，更多的循證醫學證據還有待進一步研究。

04

斑塊內出血與臨床事件的相關文獻列舉：

  • Robert M et al. “Symptomatic patients with mild and moderate carotid stenosis: plaque features at MRI and association with cardiovascular risk factors and statin use.” Stroke vol. 41,7 (2010): 1389-93. 
    中等度狹窄患者斑塊內出血發生率更高，年齡增長，斑塊內出血 幾率更高
  • Parmar, Jaywant P et al. “Magnetic resonance imaging of carotid atherosclerotic plaque in clinically suspected acute transient ischemic attack and acute ischemic stroke.” Circulation vol. 122,20 (2010): 2031-8. 
    AHA VI型斑塊（存在斑塊內出血）與同側急性TIA/IS發作相關，是事件發生的獨立標志特征


  • Kurosaki, Yoshitaka et al. “Association between carotid atherosclerosis plaque with high signal intensity on T1-weighted imaging and subsequent ipsilateral ischemic events.” Neurosurgery vol. 68,1 (2011): 62-7; discussion 67. 
    患有頸動脈斑塊并伴有斑塊內出血再發腦梗塞的風險更高

 


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