1、颈动脉斑块高分辨颈动脉斑块高分辨 MRI 成像技术成像技术及及 临临 床应床应 用用内容概况内容概况概述概述成像方法成像方法图像质量评分图像质量评分伪影鉴别伪影鉴别成分分析成分分析动脉粥样硬化是全球导致死亡的主要原因动脉粥样硬化是全球导致死亡的主要原因动脉粥样硬化血栓形成*0 05 51010151520202525303028.728.717.817.812.612.69.19.15.15.16 6艾滋病肺疾病暴力死亡肿瘤感染性疾病*心血管疾病、缺血性心脏病和脑血管疾病心血管疾病、缺血性心脏病和脑血管疾病 世界范围定义为世界卫生组织区域成员国世界范围定义为世界卫生组织区域成员国死亡率 (%)
2、(非洲、美洲、地中海东部国家、欧洲、东南亚和西太平洋国家非洲、美洲、地中海东部国家、欧洲、东南亚和西太平洋国家)The World Health Report 2002.Geneva:WHO;2002.中国：颅内动脉 31-47%；颅外颈动脉：28.4%；主动脉弓：14-24%美国：颅内动脉 8-10%；主动脉弓：19.6-40.8%欧洲：三个位置发病率差不多DSACTAMRADSA评价管腔狭窄是否足够？*Dong L et al;AJNR 2010;31:311-316无狭窄颈动脉中 67.5%在 MR 可见到粥样硬化斑块右侧右侧左侧左侧狭窄程度相同，危险性相同吗?斑块与缺血事件斑块稳定性F
3、alk E,et al.Circulation.1995;92.狭窄评价狭窄评价斑块分析斑块分析*JV成像方法成像方法斑块检测技术DSACTMRUS颈内动脉颈内动脉颈总动脉颈总动脉颈动脉增强颈动脉增强MRANumberofelementsPlatformManufacturerEightPhilips3TGE3TShanghaiChenguangMedicalTechnologiesSixGE3TNeocoilLLC/GEFourPhilips,GE,Siemens1.5T/3TMachnetBV颈动脉颈动脉 MRIMRI 成像硬件成像硬件磁共振扫描仪磁共振扫描仪1.5 T 3T相控阵线圈相控
4、阵线圈(Phased array coils)8 通道通道 可调节可调节 双侧双侧 显著提高信噪比显著提高信噪比头部固定头部固定 海绵头垫海绵头垫 弹性绷带固定弹性绷带固定 保保 持持 位位 置置 一一 致致,病病 人人 舒舒 适适黑血（黑血（BlackBlack BloodBlood）MRIMRI 技术技术Double Inversion Recovery(DIR)based BB Multislice DIR Quadruple IR Local inversionMotion-Sensitized DrivenEquilibrium(MSDE)iMSDE 3DT2 prepared IR
5、Edelman RR et al.Radiology 1991;181:655Yarnykh VL et al.JMRI 2003;17:483Itskovich VV et al.JMRI 2004;19:459Mani V et al.Radiology 2004;232:281Parker DL et al.MRM 2002;47:1017Botnar R et al.MRM 2001;46:848Yarnykh VL et al.MRM 2002;48:899Koktzoglou I,Li D.JCMR 2007;9:33-42Wang J,et al.MRM 2007;58:973-
6、81Nguyen TD et al.JMRI 2008;28:1092Wang J,et al.JMRI 2010;31:1256Brown R,et al.MRM 2010;63:736Liu CY,et al.JMRI 2010;31:248-54扫描参数扫描参数3DTOFTOF SPGR21序列序列TRTET1WDIR FSE80011PD&T2FSE350012.4/62.1CEMRATOF SPGR211.3TI300FOV带宽带宽层厚层厚间隔间隔MatrixNEX层数层数扫描时间扫描时间1431.2520256*256(512)2179:351431.2520256*256(512
7、)3176:251415.6322256*256(512)1322:582983.3323D320*1921360:24T1WCE-T1WPDT2WTOF出血出血(黑箭头黑箭头)溃疡溃疡(红箭头红箭头)颈动脉粥样硬化斑块的 MRI 成像图像质量评分图像质量评分 图像质量图像质量 评分评分 管腔、管壁的清晰程度管腔、管壁的清晰程度 斑块内成分的清晰程度斑块内成分的清晰程度 图像质量分级（图像质量分级（IQ4 分法）分法）4 分（图像质量最佳）分（图像质量最佳）管腔管壁清晰显示管腔管壁清晰显示 斑块内成分清晰显示斑块内成分清晰显示 3 分（图像质量好）分（图像质量好）管腔管壁清晰显示管腔管壁清晰显
8、示 斑块内成分部分清晰显示斑块内成分部分清晰显示 2 分（图像质量一般）分（图像质量一般）管腔管壁部分清晰显示管腔管壁部分清晰显示 斑块内成分显示不佳斑块内成分显示不佳 1 分（图像质量差）分（图像质量差）管腔管壁显示不清管腔管壁显示不清 斑块内成分显示不佳斑块内成分显示不佳IQ=4*JVJV*JVTOF*JVPDWT1W*JVT2WCET1W 4 分（图像质量最佳）分（图像质量最佳）管腔管壁清晰显示管腔管壁清晰显示*斑块内成分清晰显示斑块内成分清晰显示 Right common carotid arteryTOFT1WCET1WPDWT2W*Left common carotid arter
9、yIQ=3PDWT2WT1W*TOF*JVJVCET1W 3 分（图像质量好）分（图像质量好）管腔管壁清晰显示管腔管壁清晰显示*Right common carotid artery nearbifurcation 斑块内成分部分清晰显示斑块内成分部分清晰显示T1WT2W*TOF*CET1W*PDW*Left carotid bifurcationIQ=2TOFT1WPDWT2W*CET1W2 分（图像质量一般）分（图像质量一般）管腔管壁部分清晰显示管腔管壁部分清晰显示 斑块内成分显示不佳斑块内成分显示不佳nTOFT1WCET1WPDW*T2W*Left carotid artery bifu
10、rcationIQ=1TOFPDWT1WT2WCET1W 1 分（图像质量差）分（图像质量差）*Right 管腔管壁显示不清管腔管壁显示不清 Common carotid artery 斑块内成分显示不佳斑块内成分显示不佳TOFT1W*JV*JV*JVPDW*JVT2W*Right Common carotid arteryIQ 1-4IQ=4IQ=2IQ=3IQ=1图图像像伪伪影影图像伪影原因图像伪影原因 血流速度的改变血流速度的改变 血流方向的改变血流方向的改变分叉处的血流伪影分叉处的血流伪影TOFT1WCET1WPDWT2WTOFT1WCET1WPDWT2Wbifurcationbifu
11、rcationbifurcationbifurcationbifurcation斑斑 块块 周周 围围 的的 血流血流 伪伪 影影TOFT1WPDWT2WplaqueTOFT1WPDWT2WplaqueTOFT1WPDWT2WplaqueTOFT1WPDWT2Wplaque部分容积效应伪影部分容积效应伪影2mmLumen/plaqueLumenTOFT1WPDWT2WCET1WTOFT1WPDWT2WCET1WTOFT1WPDWT2WCET1WTOFT1WPDWT2WCET1W图像判读图像判读分析要点分析要点形态学形态学斑块成分斑块成分出血（出血（Hemorrhage，IPH)脂质核（脂质核（
12、Necrotic core）钙化（钙化（Calcification）斑块表面特性斑块表面特性表面（表面（Surface condition）纤维帽（纤维帽（Fibrous cap）功能功能炎性炎性新生血管新生血管斑块形态学斑块形态学最大管壁厚度最大管壁厚度 Max wall thickness最小管壁厚度最小管壁厚度 Min wall thickness管腔面积管腔面积 Lumen area(LA)管壁面积管壁面积 Wall area(WA)总血管面积总血管面积 Total vessel AreaTVA=LA+WA标准化管壁指数标准化管壁指数Normalized wall indexNWI=W
13、A/TVALAWA斑块成份的斑块成份的 MRMR 图像信号特征图像信号特征脂质核心Type I 出血Type II 出血TOF等高高T1W等/高高高PDW低/等低/等高T2W低/等低/等高CE*无强化无强化无强化钙化低低低低无强化CEA 标本处理标本处理完整切除Formalin 固定1-0.5 mm 厚度顺序切片不同染色技术数字摄影,勾画轮廓Thackray,et al.Am J.Card Img 9(3):149-56,1995T1WPDWTOFT2WS2I12S2I10S2I9S2I13CCA病理组织切片病理组织切片ICA斑块成份的斑块成份的 MRMR 图像信号特征图像信号特征脂质核心脂质
14、核心Type I 出血Type II 出血钙化TOF等等高高低T1W等等/高高高高低PDW低低/等等低/等高低T2W低低/等等低/等高低CE*无强化无强化无强化无强化无强化脂质斑块脂质斑块M,64yrs.头晕，黑朦，记忆力减退一年L-ICA stenosis 50-70%TOFMATCHT1wT2wCourtesy VIL University of Washington斑块成份的斑块成份的 MRMR 图像信号特征图像信号特征脂质核心脂质核心Type I 出血出血Type II 出血出血钙化TOF等等高高高高低T1W等等/高高高高高高低PDW低低/等等低低/等等高高低T2W低低/等等低低/等等
15、高高低CE*无强化无强化无强化无强化无强化无强化无强化CE-T1WTOFT1WPDT2WCT PlaqueMR Plaque斑块内出血灶在 T1WI、TOF、PD/T2WI 像上表现稍高信号（红箭头）斑块内出血斑块内出血TOFT1WPDT2W斑块内出血斑块内出血Courtesy VIL University of WashingtonMallory s TrichromeHematoxylin&Eosin(H&E)Type I(Early)Intact RBC s0-7 days(?)Type II(Recent)Lytic RBC s7-30 days(?)400XLusby RJ,et a
16、l.Carotid plaque hemorrhage.Arch Surg.1982;117(11):1479-88.早期出血：斑块内出血区红细胞形态完整近期出血：斑块内出血区红细胞形态不完整，成聚集降解的红细胞碎片斑块成份的斑块成份的 MRMR 图像信号特征图像信号特征脂质核心脂质核心Type I 出血Type II 出血钙化钙化TOF等等高高低低T1W等等/高高高高低低PDW低低/等等低/等高低低T2W低低/等等低/等高低低CE*无强化无强化无强化无强化无强化无强化TOFT1WCE-T1WPDWT2W*钙化钙化TOFT2WT1WPDWT1W-CEH&ECA钙钙化化TOFT1WPDWT2W钙
17、钙 化化 结结 节节纤维帽纤维帽 MRI 影像表现影像表现厚帽:病理上厚度大于 0.25mm。TOF 上呈接近管腔的低信号带薄帽:无低信号带纤维帽破裂:接近管腔表面可见高信号Hatsukami et al.Visualization of Fibrous Cap Thickness and Rupture in HumanAtherosclerotic Carotid Plaque In Vivo With High-Resolution Magnetic Resonance Imaging.Circulation,2000;102:959-964完整纤维帽（薄）完整纤维帽（薄）破裂纤维帽破裂
18、纤维帽TOFPDWT1WMallorys Trichrome 10XT2W破裂纤维帽破裂纤维帽Hatsukami,et al,Circulation,2000;102:959-964.TOFT2W斑块溃疡斑块溃疡T1WPDWT1W-CEH&E传统AHA病理分型MRI改良AHA分型I型泡沫细胞聚集I-II型管壁正常，无钙化II型脂纹形成III型粥瘤前病变，细胞外脂质形成III型内膜增厚，小偏心斑块，无钙化IV型粥瘤形成，脂质聚集IV-V型脂核包绕纤维帽，可有钙化V型纤维粥瘤VI型复杂斑块，表面破损、出血、血栓VI型复杂斑块，表面破损、出血、血栓VII钙化斑块VII钙化斑块VIII纤维斑块VIII
19、纤维斑块斑块斑块 MRIMRI 分型分型TypeType I ITypeType IIIIIITypeType V VTypeType VIVITypeType VIIVIITypeType VIIIVIIIT1WCE T1WT2WPDWCEMRA红：管腔 绿：管壁 黄：脂核 粉：出血分析软件：CASCADE 华盛顿大学斑块定量分析 总血管面积=管腔面积+管壁面积 血管负荷指数=管壁面积/总血管面积 脂质核心所占斑块面积的百分比=脂质核心/管壁面积*100%出血所占斑块面积的百分比=出血/管壁面积*100%钙化所占斑块面积的百分比=钙化/管壁面积*100%管腔表面特征：纤维帽厚、薄、破损后处理
20、图像分析软件后处理图像分析软件Collaborative effort between UW Vascular Imaging Lab and VPDiagnostics(Seattle,WA),funded by Phase III NIH SBIR grant R44-HL070576LMNCCAKerwin W et al.TMRI,18:371-8,2007高分辨高分辨 MRI 成像成像MRISpecimenLipid-Rich NecroticCore and FibrousCap 2,5CapRupture 1IntraplaqueHemorrhage 3,4,51.Hatsuka
21、mi TS et al.Circulation.2000;102:959-9642.Yuan C et al.Circulation.2001;104:2051-20563.Cai et al.Circulation.2005;112:3437-34444.Chu B et al.Stroke.2004;35:1079-10845.Kampschulte A et al.Circulation.2004;110:3234-32441脂质核心2,3纤维帽4斑块内出血敏感性敏感性85%81%96%特异性特异性92%90%82%Kappa0.690.830.82MRI 诊断准确性诊断准确性1 Yua
22、n,et al.,Circulation 2001;104:2051-63 Mitsumori,et al.,JMRI 2003 17:410-204 Kampschulte,et al.,Circulation 2004;2 Hatsukami,et al,Circulation 2000;102:959-64110:3239MRI 定量诊断准确性评价定量诊断准确性评价Tobias et al.Arterioscler Thromb Vasc Biol.2005;25:234-239DCE-MRIHemorrhageMRIPH:Courtesy of A Moody,Sunnybrook H
23、SC,TorontoUlcer小小 结结斑块负荷（斑块负荷（BurdenBurden）斑块成分（斑块成分（CompositionComposition）HemorrhageHemorrhage (IPH)(IPH)NecroticNecrotic corecore CalcificationCalcification斑块活动度（斑块活动度（ActivityActivity）InflammationInflammation NeovasculatureNeovasculature斑块特性斑块特性（CharacteristicsCharacteristics）SurfaceSurface conditioncondition FibrousFibrous capcap
