苑萬眾 綜述 王 濤 審校

(北京大學第三醫(yī)院神經外科，北京 100191)

缺血性腦卒中已成為國人死亡的首要原因[1]，頸動脈內膜切除術(carotid endarterectomy，CEA)治療動脈粥樣硬化引起的頸動脈狹窄有效且安全[2,3]，而頸動脈狹窄率的準確診斷是后續(xù)外科處理的關鍵。不同醫(yī)學影像技術根據其成像原理不同，所提供的影像信息是有限的，即單模態(tài)成像。隨著醫(yī)學影像診斷技術的不斷提高，針對狹窄率的診斷，臨床上一般需要采用多模態(tài)成像[4]，即進行多種不同模態(tài)成像，亦或一種模態(tài)的多次成像，使計算機輔助診斷頸動脈狹窄方面獲得更加詳細的信息。影像融合(image fusion)是利用計算機技術將不同模態(tài)影像學檢查所獲信息進行系統(tǒng)處理，多元化數據協(xié)同應用，同時融合各種檢查方法的優(yōu)勢，以達到診斷目的?？晒┤诤系尼槍︻i動脈狹窄的影像學技術有多普勒超聲、CT血管成像(CT angiography，CTA)、磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)及數字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)。本文就頸動脈狹窄診斷相關的不同模態(tài)醫(yī)學影像學現(xiàn)狀與進展進行綜述。

1 不同模態(tài)神經系統(tǒng)影像技術對CEA的指導作用

1.1 多普勒超聲

多普勒超聲作為一種便捷、無創(chuàng)、直觀且高敏感性的輔助檢查，已經成為評估頸動脈狹窄程度的首選篩查方法[5]。2012年Stroke雜志發(fā)表了國際公認的描述頸動脈狹窄程度的超聲標準[6]：采用北美癥狀性頸動脈內膜切除試驗(North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trail,NASCET)測量標準，中度狹窄定義為頸動脈狹窄率50%～69%，重度狹窄定義為頸動脈狹窄率>70%。

在CEA術前，頸動脈多普勒超聲的指導意義重大[6]。歐洲血管外科學會(European Society for Vascular Surgery，ESVS)2017年指南指出[7]：狹窄率<50%的患者，均不為CEA手術最佳適應人群；6個月內發(fā)作過短暫性腦缺血發(fā)作(transient ischemic attack,TIA)或缺血性腦卒中，且同側狹窄率50%～69%的患者，建議依據具體情況決定是否實施CEA；狹窄率>70%的無癥狀患者，以及6個月內有過TIA或缺血性腦卒中，且同側頸動脈狹窄率70%～99%的患者，是CEA手術的絕對適應證。不僅如此，Attigah等[8]的研究顯示，多普勒超聲可檢測頸動脈狹窄處的交叉血流，其對預測CEA術中頸動脈夾閉期間腦缺血的敏感性為88.9%，特異性為61.1%，在術前無交叉血流的情況下術中發(fā)生缺血的風險會高出12倍(OR=12.6，95%CI:3.7～43.3)，這對CEA術前評估術中動脈夾閉期間腦缺血風險及術中是否需要轉流有提示作用。

在CEA術中，多普勒超聲也有一定指導作用。經顱多普勒超聲(transcranial Doppler，TCD)可在術中用于測量大腦中動脈流速(middle cerebral artery flow velocity，MCAFV)和腦微栓子信號(microembolic signal，MES)以檢測CEA術中栓塞事件，在CEA術后預測圍手術期卒中時具有72.7%(95%CI：61.2%～81.8%)的特異性和56.1%(95%CI：46.8%～65.0%)的敏感性，且MCAFV與MES相比表現(xiàn)出84.1%(95%CI：74.4%～90.6%)的強特異性，可用于預測CEA術后的腦卒中[9]。

頸動脈超聲造影的出現(xiàn)，彌補了既往超聲對評價斑塊內新生血管水平、早期預測不穩(wěn)定性斑塊方面的不足[10]。狹窄斑塊內新生血管數目越多，其破裂出血進而導致卒中的風險越高[11]，頸動脈超聲造影恰可利用微泡造影劑在微動脈循環(huán)中的流動，清晰地呈現(xiàn)粥樣硬化斑塊及其內部新生血管，并將其量化分級，從而對斑塊易損性、手術時機的判斷及缺血性卒中等不良腦血管事件做出可靠評估[12]。

超聲多普勒在CEA術前手術指征評估、術中腦缺氧事件的預測及監(jiān)測、斑塊性質評估方面均有指導意義。Mozzini等[13]建議，在利用多普勒超聲診斷頸動脈狹窄時，應注意結合狹窄血管內收縮期最大流速(peak systolic velocity，PSV)、Gray-Weale回聲分類、側支血流量評估等方面，以及術前超聲造影分析斑塊性狀，術中TCD監(jiān)測，真正利用多模態(tài)成像指導頸動脈狹窄的診治。

1.2 CTA

近年來，CTA在頸動脈狹窄的診斷方面得到廣泛應用。CTA運用容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)、多平面曲面重建(multiplanar reconstruction and curved planar reformation，MCPR)、最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)等三維重建技術對狹窄的頸動脈血管進行重建，具備以下優(yōu)勢：①CTA能夠均衡顯示從主動脈弓到顱內的各段血管，成像受顱骨的影響較小。②CTA橫截面圖像的高分辨率，加之重建的血管影像，可以使臨床醫(yī)生形象直觀地評價頸動脈狹窄情況、狹窄部位與鄰近血管的關系及與管腔外的軟組織及骨質的關系。③CTA對頸動脈粥樣硬化斑塊成分顯示及頸動脈狹窄程度的評估，與頸動脈多普勒超聲和DSA均有較好的一致性[14]，尤其是在顯示富含纖維組織斑塊和富脂斑塊方面有一定優(yōu)勢[15]。④可以通過雙能計算機斷層掃描(dual-energy computed tomography，DECT)技術，將顱外頸動脈狹窄的鈣化影去除，以降低來自鈣化斑塊的暈染可能導致對狹窄等級的高估[16]。

總之，CTA在評價頸動脈狹窄方面所提供的信息準確且全面[17]，不僅可清晰地顯示狹窄病變范圍及其于鄰近血管關系，還可了解斑塊的形態(tài)，使臨床醫(yī)師在觀察狹窄血管的全貌的同時，了解動脈粥樣硬化斑塊，從而客觀評價血管的狹窄或閉塞情況，以及相應腦血管事件發(fā)生的危險性。且CTA檢查無創(chuàng)，很少引起腦血管痙攣。根據2017年EVSV指南[7]，對于頸動脈狹窄，建議使用CTA評估顱內頸動脈狹窄的程度和嚴重程度，并且為Ⅰa類推薦，對有創(chuàng)造影僅為Ⅲa類推薦。

但CTA亦有不足。Anderson等[18]對40例頸動脈狹窄(80條頸動脈)的CTA檢測和定量與DSA進行比較，觀察到CTA無法可靠區(qū)分中度和重度狹窄，相應的敏感度水平低至0.65和0.73。對此我們認為頸內動脈鄰近顱底骨質及自身走行曲折是導致上述現(xiàn)象的主要原因，且CTA不能動態(tài)觀察頸動脈重度狹窄或閉塞之后側支循環(huán)建立的情況以及周圍動脈代償的情況，CTA也不能提供狹窄血管的血流動力學情況。針對此問題，我們認為，在CTA檢查同期追加頸動脈高分辨磁共振及多普勒超聲，可彌補上述不足。

1.3 MRI

從20世紀90年代開始，無創(chuàng)性MRI技術為診斷頸動脈狹窄提供了重要的非侵入性檢查手段，其診斷的安全性、特異性、敏感性和準確性均達到臨床要求，且CEA術前用頸動脈MRI來評估斑塊，可使腦缺血并發(fā)癥的發(fā)生率大大降低[19]。一般臨床上使用磁共振血管成像(magnetic resonance angiography，MRA)及高分辨磁共振(high-resolution magnetic resonance imaging，Hr-MRI)評估頸動脈狹窄。

在CEA術前，Hr-MRI更適于對頸動脈粥樣硬化斑塊本身進行分析，可以可靠地評估粥樣硬化斑塊內的出血情況及斑塊纖維帽異常，從而評判斑塊的穩(wěn)定性。多個研究顯示[20～23]，對于顱外頸動脈粥樣硬化斑塊，頸動脈Hr-MRI對于粥樣硬化斑塊的形態(tài)學，組分(脂質核心、鈣化、出血、基質)，纖維帽(厚型、薄型、破裂型)等方面的診斷均有較高的敏感性(85%,56/66)和特異性(92%，22/24)；且借助動態(tài)增強掃描可以較為可靠地了解粥樣硬化斑塊中新生滋養(yǎng)血管的數量和狹窄血管的通透性，從而間接評價動脈粥樣病變的炎性反應程度。Trelles等[24]的研究通過受試者工作特征曲線(receiver operator characteristic curve, ROC曲線)顯示，軟斑塊成分厚度閾值為4.4 mm時，檢測復雜斑塊(斑塊內出血、斑塊內血栓或血栓纖維帽破裂)的靈敏度(65%)和特異度(94%)達到最佳，且術后并發(fā)癥發(fā)生率隨著軟斑塊厚度的增加而增加，所以臨床醫(yī)師可以通過了解斑塊內成分、測量斑塊厚度，對腦血管事件的發(fā)生進行簡單評估。不僅如此，MRI在鑒別不同病因如原發(fā)性或繼發(fā)性中樞神經系統(tǒng)血管炎、顱內血管先天性發(fā)育不良、夾層動脈瘤所導致的頸動脈狹窄方面具有重要的意義[25,26]，通常認為動脈粥樣硬化性狹窄多表現(xiàn)為管壁偏心性增厚，增強掃描可見不均勻強化。因此，頸動脈Hr-MRI是動態(tài)觀察頸動脈斑塊形態(tài)學及穩(wěn)定性變化的最佳檢查手段。但是對于顱內動脈粥樣硬化斑塊組分的研究尚處于探索中，斑塊的不同信號強度與臨床缺血性卒中事件的發(fā)生是否有相關性尚需進一步探討。

MRA也常用于CEA圍術期評估，圖像立體感強，瞬時清晰度良好，使頸動脈狹窄處的成像更為清晰，但非強化的MRA特異性較差。其他磁共振技術對于CEA手術的指導方面也有重要意義。Tsutsui等[27]觀察到磁共振波譜成像(magnetic resonance spectroscopy，MRS)的腦溫成像技術，增加了在有癥狀單側頸動脈狹窄患者的CEA術中頸內動脈夾閉期間預測腦半球缺血的準確性，對CEA術中血流重建效果有很強的提示性。7T MR定量磁敏度圖譜(7T MR quantitative susceptibility mapping)所產生的術前氧氣提取分數成像能夠較為準確識別CEA術后腦灌注過高者[28]，這對于CEA圍術期高灌注的調控有很大的指導意義。

總之，MRI對術前頸動脈狹窄的鑒別診斷、狹窄斑塊性質有指導意義，但亦不能提供狹窄處血流動力學信息。所以，對于無創(chuàng)性檢查手段，我們不建議以單一方法作為術前影像標準(容易造成手術適應證擴大)，應綜合考量不同模態(tài)成像的信息。無論何種檢查方法，特別強調不應只進行頸動脈檢查，其他腦供血動脈和顱內血管也必須檢查并予以評價。

1.4 DSA

DSA是通過電子計算機進行輔助成像的血管造影方法，不僅能準確提供腦血管病變的確切部位，而且能清楚了解病變范圍及嚴重程度。雖然CTA及MRA等無創(chuàng)檢查已得到充分肯定，但很長時間以來DSA仍是診斷頸動脈狹窄的“金標準”。

在CEA術前，DSA可以清楚地顯示顱內外動脈管腔狹窄、顱內外腦血流的代償、側支循環(huán)建立等情況。不僅如此，Lownie等[29]對102例CEA術前行DSA檢查所獲得的解剖學特征進行研究，并用其預測的頸動脈殘端壓力(用作側支血流的替代指標)與CEA術中臨時頸內動脈夾閉期間的頸動脈殘端壓力比較，兩者具有相關性(P<0.0001，r2=0.34)，這對在CEA術前評估術中動脈夾閉期間顱內側支循環(huán)情況具有指導作用。

在CEA術中，DSA亦可在血管縫合過程中使用，可以有效檢出血運重建后出現(xiàn)頸動脈內膜膜瓣清除不凈、殘留斑塊、血管內血栓形成、殘余管腔狹窄及縫合原因導致的血管扭轉等血管異常。Wieker等[30]在827例CEA術中完善血管造影，由于出現(xiàn)上述血管異常而進行手術翻修率為6.9%(57/827)，這些血管異?？蓪е履X栓塞，有嚴重致殘甚至致命風險。

但DSA也存在一定的局限性：①DSA屬于有創(chuàng)性檢查，通常較少用于單獨診斷，不能作為CEA術前首選檢查。造影劑注射使檢查后并發(fā)癥較多，除了可產生低血壓、皮疹、胸悶外，還可能導致神經血管副反應及腎功能損傷。對于嚴重并發(fā)癥，Connors等[31]總結多項試驗，認為DSA檢查有0.3%～5.7%的致殘率和<0.1%的病死率。②DSA對于斑塊的顯示及其性狀的提示作用十分有限。③DSA操作復雜，需要高水平操作人員；患者依從性較差；與多普勒超聲、CTA及MR相比，DSA檢查費用昂貴。

盡管DSA仍是診斷頸動脈狹窄的“金標準”，但隨著CTA、MRI等成像技術的提高，我們建議首先考慮無創(chuàng)檢查提供初步診斷資料，必要時再行DSA檢查。

2 多模態(tài)影像融合技術在頸動脈狹窄診斷中的應用

影像融合技術目前在頸動脈狹窄的診療過程中應用較少。目前，SPM、DtiStudio、iPlan等醫(yī)學計算機軟件均能通過影像邊緣的特征來實現(xiàn)影像融合，但影像邊緣的處理精度不夠。周濤等[32]建議使用不可分離的小波變換進行多模態(tài)醫(yī)學影像融合，使融合后的信息更有可借鑒性，但目前尚無統(tǒng)一的醫(yī)學影像融合技術準則，相同的影像資料在融合時亦存在爭議。

多模態(tài)影像融合技術在頸動脈狹窄診斷及對CEA手術指導方面的研究、應用仍然較少。方慧等[33]將Hr-MRI、MRA及磁共振彌散成像(diffusion weighted imaging,DWI)的多模態(tài)MRI成像技術，與三維血流定量測量(three dimensional quantitative flow measurement,3D QFlow measurement)相結合，可顯示頸動脈狹窄所致的頸內動脈血流量減低及供血腦區(qū)的低灌注損傷，QFlow技術亦能較準確評價頸內動脈血流動力學變化；Vesey等[34]的綜述認為，通過將Hr-MR成像的多功能性和對斑塊的優(yōu)越成像能力，以及PET-CT對血管成像的靈敏度和生物分子靈活性相融合，可為臨床醫(yī)師提供更加詳細的頸動脈粥樣硬化斑塊的多參數信息。這些研究間接通過上述融合技術獲得的頸動脈狹窄血流動力學指標、斑塊參數及腦灌注情況等信息，為頸動脈狹窄的診療提供幫助。

3 小結

理想的頸動脈狹窄的術前診斷方法應具有無創(chuàng)、易行、高敏感性及特異性且價格合理等特點，且對CEA手術具備一定的指導作用。目前還沒有一種檢查能夠可靠且全面地做到，但不同模態(tài)成像有不同的優(yōu)點和作用。因此，我們建議，CEA術前需要根據術者技術及醫(yī)院條件，對頸動脈狹窄患者常規(guī)實施頸動脈多普勒超聲、CTA及MRI成像，必要時行DSA，通過不同模態(tài)成像的術前綜合評估，以在頸動脈狹窄的術前診斷、狹窄部位詳情(狹窄率及血流動力學指標)、斑塊性質評估、CEA術中指導方面提供有價值的參考。

目前，多模態(tài)影像融合技術在CEA的應用較少，在繼續(xù)探尋更全面的方法的同時，現(xiàn)有的技術應做到：①篩選具備CEA手術指征的病例。根據國內外指南[7,35]，在有癥狀患者預期圍術期卒中發(fā)生率和病死率<6%、無癥狀患者預期圍術期卒中發(fā)生率和病死率<3%、患者預期壽命>5年的前提下，多普勒超聲、CTA、MRI等無創(chuàng)檢查顯示狹窄率≥70%或DSA顯示狹窄率>50%的有癥狀性頸動脈狹窄為CEA手術絕對適應人群；無創(chuàng)檢查顯示狹窄率50%～69%的有癥狀性頸動脈狹窄患者，以及無創(chuàng)檢查狹窄率≥70%且DSA顯示狹窄率≥60%、無創(chuàng)檢查狹窄度<70%但血管造影或其他檢查提示狹窄病變處于不穩(wěn)定狀態(tài)的無癥狀性頸動脈狹窄為CEA手術的相對適應證。通常通過無創(chuàng)檢查提供診斷信息，必要時再行DSA。②聯(lián)合應用不同模態(tài)成像解剖結構影像資料。③根據不同模態(tài)影像資料進行全面細致的術前評估。④安排規(guī)范且個體化的CEA手術方案。