专家谈易损斑块张元亭MRI检测易

来源：磁共振成像杂志

张娜,刘新,张元亭.MRI检测易损斑块的优势与不足.磁共振成像,,1(6):-.

张元亭，博士，教授。中国科学院健康信息学重点实验室主任、CAS/CUHK生物传感器与医疗仪器研究中心名誉首席科学家、国家重点基础研究计划（）首席科学家。年于加拿大UniversityofNewBrunswick获得博士学位，目前担任香港中文大学生物医学工程学部主任、中国科学院深圳先进技术研究院名誉首席科学家。曾任广州中山大学中山医学院生物医学工程系（兼）主任。曾担任香港工程师学会生物医学分部/97年度及/01年度主席。年，获选为国际医学与生物工程院院士（FellowofInternationalAcademyforMedicalandBiologicalEngineering,即FIAMBE）、美国医学与生物工程院院士（FellowofAmericanInstituteforMedicalandBiologicalEngineering，即FAIMBE）和IEEEFellow。多年来，张教授一直活跃在生物医学工程学界，曾担任第20届IEEE生物医学工程学会（即IEEE-EMBS）国际年会的技术程序委员会主席；第27届IEEE-EMBS国际年会大会主席；及年IEEE医疗器械与传感器暑期学校及研讨会的技术程序委员会主席。曾担任IEEE生物医学工程学报和IEEE移动计算学报的副主编，以及IEEE通讯杂志和IEEE生物医学信息技术学报的特邀编辑。曾被选为IEEE-EMBS执委会委员，并于年担任副主席。目前担任由IEEE出版的生物医学工程系列丛书编委会成员，IEEE-EMBS穿戴式系统与传感器技术委员会委员，中国医疗器械信息编委会成员以及国际神经工程与康复杂志副主编，IEEE生物医学信息技术学报主编（Editor-in-ChiefforTheIEEETransactionsonInformationTechnologyinBiomedicine）。

易损斑块破裂是导致急性心脑血管事件的主要机制，约70%的致命性急性心肌梗死和/或冠心病猝死、脑卒中是由斑块破裂引起的，心脑血管病中由易损斑块导致的急性事件致残率和致死率最高，危害最大。因此，深入研究易损斑块破裂机制和早期检测易损斑块的方法可以指导临床进行有效的防治，降低急性心脑血管疾病的发生率和死亡率。动脉粥样硬化斑块的成分及形态学特征是决定其稳定性的关键[1]。MRI可以直接观察血管管壁情况，对斑块的大小、体积及斑块组成可以提供较为准确的信息，已被越来越广泛地应用于动脉粥样硬化斑块的检测和预后评估中。并且MRI具有软组织分辨率高，无创、无辐射、可重复检查等优点，对易损斑块的筛查及易损性评估的应用价值已成为目前的研究热点。

1　MRI检测易损斑块的优缺点

MRI技术利用斑块的信号变化判断其不同的结构成分，常规应用多序列技术(包括“黑血”和“亮血”成像)[2-6]和对比剂增强技术[7,8]，不但可以较准确地显示病变区域的整体解剖形态，而且可以根据斑块的信号变化判断其不同的结构成分等，有利于动脉粥样斑块易损性的评价。

1.1MRI多序列技术

MRI对观察颈动脉粥样硬化斑块的成份及纤维帽等形态学变化与病理有较好的一致性。根据T1、T2、质子密度(protondensity,PD)加权和时间飞越法(timeofflight,TOF)等不同序列图像中信号强弱的组合可以识别斑块纤维帽的厚度和完整性、脂质核心的坏死和斑块内出血等。一般应用2DSE、TSE序列并辅助脂肪抑制和流动抑制技术获得Tl、T2及PD加权图像，使血流不产生MR信号(“黑血”技术)，周围组织为高信号。流动抑制技术包括在血流方向使用预饱和带(saturationband,SB)和双反转恢复序列(doubleinversionrecovery,DIR)。前者对血流抑制不完全，常被误认为是血管壁的信号，导致斑块的体积被夸大。相比之下，DIR对血流信号抑制好，对病变定量准确，应用广泛。较之2DSBTSE序列，通常使用的“黑血”技术为2DDIR-TSE序列。Yarnykh和Yuan指出[9,10]，比起标准的DIR血流抑制，四倍反转恢复(quadrupleinversion-recovery,QIR)序列消除了血流伪影，提高了空间分辨率。由于其无需对反转时间进行精确的调整，因此具有更灵活的实际应用优势。在对比度增强成像中，QIR对血流中增强后的T1变化敏感性低，可对斑块进行高质量的成像。此外，采用3DTSE(SPACE)技术较之2DTSE可获得更高的空间分辨率，可较好地显示微小斑块的成分，但3D对运动伪影敏感性增加[11]，且采集时间长(约2～3min)。

TOF应用梯度回波序列和扰相梯度回波序列，使血流呈现高信号(“亮血”技术)，管壁呈相对低信号，可以很好地显示斑块。该技术的最大优点在于TR、TE值相对小，采集时间短，扫描速度快，操作简单，重复性佳，并且能显示血管内膜和纤维帽的信息。表1总结了动脉粥样硬化斑块不同成分在MRI多序列技术中最常见的信号特征[12]。图1为一个Ⅵ期的颈动脉斑块在MRI几种序列扫描的结果[4]，其中箭头所指为组织学检测的急性到亚急性的混合出血，可见，该急性和亚急性混合出血在TOF和T1WI中表现为高信号，在PDWI和T2WI中表现为等高信号。Fan等[13]最近提出了一种使用血流敏感失相(flow-sensitivedephasing,FSD)进行磁化准备的SPACE(FSD-SPACE)序列，用于对颈动脉血管壁进行3D成像，可提高对血流的抑制，图2为该研究结果，其中(a)和(b)分别为SPACE和FSD-SPACE序列采集的健康志愿者的颈动脉横截面T2图，虚线内为血流伪影引起的斑块假象，该区域与周围血管壁的对比可见，FSD-SPACE序列很好地抑制了SPACE序列中由血流引起的斑块假象。FSD-SPACE序列具有更高的空间和时间分辨率，在血管壁的形态学分析、斑块定位及成分分析方面显示出了巨大的应用价值。另外，对于血管壁成像，基于反转恢复的3DT1加权成像(magnetization-preparedrapidacquisitionwithgradient-echo,MPRAGE)[14]具有非常强的T1对比信号，与TSE和TOF序列相比，MPRAGE对于检测和量化斑块内出血具有更高的诊断能力，是一个快速可靠的检测斑块内出血的成像序列[15]。但是对于斑块的炎症反映，使用“亮血”动态对比增强成像能得到更好的结果。

虽然多序列扫描或特殊扫描能弥补某一序列的不足，如DIR、QIR和FSD能很好地抑制血流的影响，减少心脏搏动伪影的干扰，提高MRI对斑块各种组织成分如脂质核心、坏死、钙化、出血、疏松基质的诊断敏感性和特异性，但DIR受心脏搏动频率、呼吸运动的影响仍然较大。另外，由于动脉斑块的成分较为复杂，各种组织成分的含量不同，形态变化多样，大小不一，使得T1、T2和PD加权图像信号差别较大，而且深部中小动脉及脏器供血动脉如冠状动脉、髂动脉、肠系膜上动脉等受血管直径、血流、位置、周围结构、运动伪影等因素影响明显，单纯MRI多序列扫描对中小动脉的易损斑块的检出敏感度及特异度还偏低[16]。因此，仅凭MRI多序列扫描对易损斑块的评价还不够全面。

1.2MRI对比增强技术

近年来，MR对比剂增强观察动脉斑块的易损性受到较多学者的







































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