Современные подходы к визуализации и проблемы при оценке заболевания сонной артерии

Ключевые слова

Мягкая бляшканекротическое ядро,Внутриплазничное кровоизлияние,Фиброзная шапочка,CTA,MRA,Ультразвук

МР-ангиография в визуализации сосудистой стенки внутренней сонной артерии

Введение

МРТ исторически была наиболее устоявшимся методом визуализации для определения характеристик бляшек в сонных артериях из-за высокого отношения сигнал/ шум и того, что она стала золотым стандартом визуализации бляшек в сонных артериях по сравнению с золотыми стандартами гистологии. Как внутриплазничное кровоизлияние, так и богатый липидами некротический очаг могут быть обнаружены с высокой чувствительностью и специфичностью при МРТ и, что важно, при хорошем согласии между наблюдателями. Его неинвазивный характер, отсутствие лучевого воздействия и высокий контраст мягких тканей позволяют детально визуализировать морфологию бляшки. Для определения характеристик бляшки с помощью МРТ доступно большое разнообразие последовательностей импульсов. Быстрое спиновое эхо (FSE) является наиболее часто используемым методом, поскольку позволяет получать изображения, взвешенные по T1-, T2- и протонной плотности (PD). Градиентная эхо-визуализация с предварительными импульсами для инверсионного восстановления или без них — это еще один метод быстрого получения изображений, который обладает высокой надежностью для обнаружения кровоизлияния в бляшки и богатой липидами некротической сердцевины на изображениях, взвешенных по Т1. В этом методе используются последовательности FSE с подготовительными импульсами восстановления с двойной инверсией, что приводит к высокому контрасту между просветом темного сосуда и стенкой сосуда.

Подавление жировых отложений абсолютно необходимо для характеристики морфологии бляшек. Этот метод необходим для подавления сигнала от подкожно-жировой клетчатки, что приводит к высокой степени контраста между компонентами бляшки, стенкой сонной артерии и окружающими тканями. Введение контраста на основе гадолиния помогает определить морфологию бляшки и дифференцировать сердцевину от фиброзной оболочки на последовательностях T1 [1]. Считается, что контрастное усиление связано с воспалением бляшек и неоваскуляризацией [2]. Неоваскулярность наблюдается почти в 100% областей с повышенным контрастированием, а гистологическое присутствие инфильтрации макрофагами наблюдается почти в 90% областей с повышенным контрастированием [3]. Результаты МРТ сильно коррелируют с гистопатологическими данными морфологии бляшек и обладают высокой специфичностью / чувствительностью и согласием между наблюдателями [4]. Покрытые антителами суперпарамагнитные частицы оксида железа также использовались в качестве альтернативного потенциального контрастного средства и, как было показано, отражают воспаление гистологической бляшки и активацию эндотелия [5].

Внутриплазничное кровоизлияние

МРТ отлично выявляет внутриплазничное кровоизлияние [6, 7]. Внутриплазничное кровоизлияние часто локализуется диффузно в бляшке и колокализуется с богатым липидами некротическим ядром. Внутриплазничное кровоизлияние оптимально оценивается на T1-взвешенных и жирово-/кровоточивых последовательностях, поскольку продукты гемоглобина вызывают укорочение T1 [8, 9]. Последовательности черной крови с использованием изображений, взвешенных по T1, с насыщением жиром или последовательностей типа MPRAGE, демонстрируют кровоизлияние в бляшку в виде гиперинтенсивности T1 с интенсивностью сигнала по крайней мере на 50% выше, чем в соседней грудино-ключично-сосцевидной мышце. Эти последовательности подавляют артефакт кровотока вблизи бифуркации сонной артерии, хотя и увеличивают время обследования. Кровоизлияние в бляшку можно легко идентифицировать, используя как методы поверхностной визуализации с помощью спиралей, так и визуализацию MPRAGE в широком поле зрения с использованием стандартных спиралей для головы и шеи. Чувствительность специфичности идентификации кровоизлияния в бляшку с использованием поверхностных спиралей составляет около 98% по сравнению с золотым стандартом гистологии, в то время как чувствительность идентификации кровоизлияния в бляшку по поверхностным спиралям по сравнению с визуализацией MPRAGE значительно превышает 90%. На рисунке 5.1 показан пример внутриплазничного кровоизлияния.

Рис. 5.1

Пример внутриплазничного кровоизлияния на поверхностной спиральной МРТ при 3Т. Время полета (TOF) показывает широко открытый просвет (*) с большой бляшкой, связанной с положительным ремоделированием, что является гиперинтензией T1 (стрелки). При Т2 просвет (*) широко виден, и внутри бляшки наблюдается гипоинтенсивность Т2. На MPRAGE мы видим открытый просвет (*) с выраженной гиперинтенсивностью T1 в каротидной бляшке, что соответствует кровоизлиянию. На T1-взвешенном изображении с контрастным усилением (CET1) бляшка снова видна с минимальным внутренним увеличением, но значительным увеличением адвентиции. (J яремная вена)

Интенсивность сигнала окровоизлиянии в бляшки может меняться с течением времени. Свежие бляшки, кровоизлияние, имеют гиперинтенсивность на изображениях , взвешенных по T1, и гипоинтенсивность / изоинтенсивность на изображениях, взвешенных по T2, и на изображениях, взвешенных по PD. Как при кровоизлиянии, так и в ядре, богатом липидами, может наблюдаться высокий сигнал T1. Их можно отличить по последовательностям, взвешенным по времени пролета (TOF), рассчитанным по T1, при этом кровоизлияние обычно проявляется повышенной интенсивностью как при T1, так и при TOF. Также используются последовательности, взвешенные по плотности протонов, хотя появление бляшек и кровоизлияний на этой последовательности более изменчиво. В исследовании 26 пациентов, которым перед эндартерэктомией была проведена ТОФ и Т1- и Т2-взвешенная визуализация, МРТ позволила отличить внутриплазничное кровоизлияние от юксталюминального кровоизлияния с точностью, близкой к 100% [10]. Недавнее кровоизлияние в бляшку является гиперинтенсивным при любом контрастировании. При исследовании 42 бляшек с недавним внутриплазничным кровоизлиянием Йим и его коллеги продемонстрировали наличие периферического ободка с высокой интенсивностью сигнала (“знак ореола”) вокруг сонной артерии на изображениях проекта максимальной интенсивности TOF MRI [11]. Отрицательная прогностическая ценность этого признака ореола на TOF МР-ангиографии составила 95%. Гиперинтенсивность кровоизлияния в бляшку T1 может сохраняться в течение месяцев или лет после первоначального события. Однако сообщалось, что кровоизлияние в старые бляшки выглядит гипоинтенсивным при любом контрастировании [12].

У бессимптомных пациентов с каротидным стенозом 50-70% наличие внутриплазничного кровоизлияния на МРТ было связано со значительно повышенным риском цереброваскулярных осложнений [13] (отношение рисков 3,59, 95% доверительный интервал 2,48–4,71, p < 0,001). В ходе дальнейшего мета-анализа 689 пациентов, которым была проведена МРТ сонных артерий, частота цереброваскулярных событий составила 17,8% в год по сравнению с 2,4% у пациентов без видимых на МРТ внутриплазничных кровоизлияний [14].

Некротическое ядро, богатое липидами

Некротическое ядро , богатое липидами, лучше всего выявляется при МРТ-визуализации стенок сосуда с черной кровью. Богатый липидами некротический очаг выявляется с помощью комбинации изображений черной крови, насыщенной жиром T1, с контрастированием и без него. Некротическое ядро, богатое липидами, состоит из гипоинтенсивной бляшки на изображении, насыщенном жиром T1, с соответствующей внутренней гипоинтенсивной / неусиляющей областью. В отличие от кровоизлияния в бляшку, некротическое ядро обычно выглядит гиперинтенсивным на последовательностях, взвешенных по T1, но изоинтенсивным на изображениях TOF. Отсутствие внутреннего усиления указывает на некротический липид, который не васкуляризован. Чувствительность и специфичность поверхностной спиральной визуализации при 3T для идентификации LRNC также превышает 95% по сравнению с гистологическим контролем. По сравнению с поверхностным исследованием с помощью спиралей, визуализация каротидных бляшек с помощью стандартных спиралей головы и шеи имеет чувствительность и специфичность около 85-90% для идентификации богатой липидами некротической сердцевины. В отличие от ультразвука, МРТ способна отличить обогащенную липидами сердцевину от кровоизлияния и кальцификации с высокой чувствительностью и специфичностью. Было показано, что однократная МРТ с Т1-взвешенным турбонаддувом (TFE) так же хороша, если не превосходит многопоследовательную МРТ в количественном определении богатой липидами некротической сердцевины с воспроизводимостью между считывателями выше 0,90 [15]. Важно отметить, что МРТ с контрастированием позволяет отличить фиброзную шапочку от некротической сердцевины; учитывая бессосудистую природу сердцевины, контрастное усиление минимально, в то время как было показано, что окружающая фиброзная ткань значительно усиливается [16]. В этом исследовании авторы дополнительно выявили подмножество поражений, которые усиливались при введении контраста, что было гистологически подтверждено наличием неоваскуляризации бляшек. Использование МРТ с контрастированием высокого разрешения, кроме того, позволяет in vivo количественно определять длину и площадь фиброзной шапочки [17]. Было высказано предположение, что последовательности, взвешенные по Т2, завышают объем липидного ядра [18]. Более того, наличие кровоизлияния в богатой липидами некротической сердцевине может привести к гиперинтенсивности Т2 и затруднить определение границ фиброзной чашечки и некротической сердцевины. На МРТ с контрастированием высокого разрешения кровоизлияние было минимальным, усиление кровоизлияния облегчало определение некротического очага, богатого липидами. На рисунке 5.2 показан пример некротического очага, богатого липидами.

Рис. 5.2

Пример богатой липидами некротической сердцевины. TOF показывает открытый просвет сонной артерии (*). Имеется большая бляшка с положительным ремоделированием, которая не имеет внутренней гиперинтенсивности. На Т2 наблюдается некоторая внутренняя гиперинтенсивность, но по большей части бляшка гипоинтенсивна. На изображении, насыщенном жиром, Т1 мы видим внутреннюю гипоинтенсивность. На T1-изображении с контрастным усилением (CET1) бляшка расширена по периферии, а внутри бляшки нет. Это характерно для некротического ядра, богатого липидами.

Особенности МРТ-бляшек и прогноз

Увеличение бляшек с помощью гадолиния, визуализируемое с помощью трехмерной МРТ, тесно связано с уязвимостью бляшек и событиями ишемии сосудов головного мозга, независимо от толщины стенки и степени стеноза [19]. Действительно, биомаркеры каротидной бляшки при МРТ демонстрируют более сильную связь с наличием клинических симптомов, чем со степенью стеноза просвета [1]. В метаанализе девяти исследований (779 пациентов), оценивающих характеристики бляшек и клинический прогноз, частота будущей транзиторной ишемической атаки или инсульта была более чем в три раза выше при наличии либо внутриплазничного кровоизлияния, либо богатой липидами некротической сердцевины [20]. В совокупности эти результаты позволяют предположить, что характеристика морфологии и состава бляшек с использованием методов МРТ действительно может предоставить больше информации для стратификации риска, чем количественное измерение стеноза.

Краткое описание МРТ

МРТ высокоспецифична и чувствительна к морфологии бляшек, а особенности уязвимости бляшек на МРТ хорошо коррелируют с риском будущих цереброваскулярных событий в нескольких исследованиях. Количество литературы, оценивающей роль МРТ с множественным контрастированием в оценке бляшек в сонных артериях, существенно увеличилось. Стоимость и доступность остаются ограничителями в определенных группах населения. Важно отметить, что результаты МРТ также очень хорошо согласуются с результатами гистологических исследований, что позволяет предположить, что МРТ с множественным контрастированием может быть важным инструментом для отбора пациентов-кандидатов для вмешательства. Примечательно, что данные морфологии бляшек могут не полностью соответствовать МР-ангиографическому стенозу, особенно при прогнозировании риска будущих транзиторных ишемических атак или инсульта.

Компьютерная ангиография в визуализации сосудистой стенки сонной артерии

Введение

Многодетекторная рядная компьютерная ангиография (CTA) — это простой и быстрый метод визуализации для выявления экстракраниального стеноза сонной артерии. Роль CTA в оценке аномалии стенки сонного сосуда менее ясна. По сравнению с надежной обширной литературой, описывающей характеристики МРТ-изображений уязвимых бляшек сонных артерий, существует меньше литературы и меньше консенсуса относительно обнаружения уязвимых бляшек с помощью CTA. Компьютерная томография стенок сосудов сонной артерии (КТ) для выявления различных компонентов в мягкой бляшке была ограничена перекрывающимися единицами Хаунсфилда (HU) и эффектом размытия обширных кальцификаций бляшки (CA). Тем не менее, новые интересные исследования показывают, что уязвимые признаки бляшек можно обнаружить с помощью CTA. Мы рассмотрим появление при CTA некротического ядра, богатого липидами (LRNC), которое ассоциируется с поражением IV / V типа Американской ассоциации сердца (AHA-LT4 / 5). Далее мы рассмотрим множество различных методов, которые были предложены для выявления внутриплазничного кровоизлияния (IPH), наблюдаемого при бляшках VI типа поражения Американской кардиологической ассоциации (AHA-LT6). Наконец, мы рассмотрим исследования, оценивающие способность CTA измерять фиброзную оболочку и / или идентифицировать трещиноватую фиброзную оболочку.

Некротическое ядро, богатое липидами

Каротидная CTA позволяет различать мягкие ткани и кальцинированные бляшки. Использование простых приборов Хаунсфилда (HU) для выявления LRNC на CTA сонной артерии привело к противоречивым результатам. Некоторая первоначальная плохая корреляция выявленных при CTA LRNC и гистологии, вероятно, была связана с частичными объемными артефактами из-за использования однослойных CTA с толстыми аксиальными изображениями. Даже при использовании более современных мультидетекторных компьютерных томографов (MDCT) с более тонкими аксиальными срезами эффекты частичного объема по-прежнему ограничивают обнаружение меньших участков LRNC. Кроме того, обширная бляшка на сонной артерии CA может приводить к размытости, что ограничивает обнаружение бляшек в прилегающих мягких тканях, включая LRNC. Новейшие алгоритмы постобработки могут смягчить как эффект размытости, так и эффект частичного объема для более точного обнаружения и количественной оценки LRNC бляшек в сонной артерии.

В первоначальных исследованиях, сравнивающих обнаружение LRNC на CTA с гистологической оценкой образцов из каротидной эндартерэктомии (CEA), использовался однослойный спиральный компьютерный томограф с осевыми изображениями, реконструированными через каждые 1,5 мм. В обзоре 55 пациентов, перенесших КЭА, которым перед операцией была выполнена однослойная спиральная CTA, было отмечено статистически значимое снижение показателей плотности HU при увеличении липидов бляшек, но с высоким стандартным отклонением этих значений [21]. Авторы пришли к выводу, что анализ ослабления бляшек не дает полезной информации о составе бляшек.

В последующем исследовании у 15 пациентов с тяжелыми симптомами каротидного стеноза, которым была выполнена каротидная CTA непосредственно перед CEA с использованием 16-срезного MDCT сканера с осевыми изображениями, реконструированными с интервалом 0,6 мм, измеренное значение ослабления LRNC составило 25 HU ± 19 HU с пороговым значением 60 HU для различения LRNC и фиброзной ткани [22]. Однако графики регрессии показали хорошую корреляцию размера LRNC, измеренного при CTA, по сравнению с гистологией образца CEA (R² = 0,77) только в слабо кальцинированных каротидных бляшках (0-10%). Авторы выдвинули гипотезу, что отсутствие корреляции между измерениями LRNC HU в более плотных бляшках СА и гистологией может быть объяснено усиливающим эффектом СА на CTA.

Винтермарк и соавт. описали свое сравнение восьми пациентов с недавним ТИА, которым была выполнена предоперационная 16-секционная каротидная ангиография MDCT с послеоперационной МИКРОКТ и гистологической оценкой образца CEA [23]. Несмотря на использование более современных предоперационных компьютерных томографов с реконструированными аксиальными изображениями толщиной 0,5 мм на каротидном CTA in vivo, наблюдалось значительное совпадение в измерениях HU между фиброзной тканью и LRNC. Авторы отметили, что если они ограничили анализ крупными LRNC (> 5 пикселей в диаметре), было большее соответствие между CTA и гистологией (κ = 0,796, P < 0,001).

В более недавнем исследовании 51 пациента с подозрением на ишемический инсульт или транзиторную ишемическую атаку (ТИА), которым были выполнены MDCT каротидная ангиография и мультиконтрастная МРТ сонных бляшек в течение 14 дней после события, было обнаружено значительно более низкое HU в бляшке, содержащей LRNC, или бляшке с IPH, содержащейся в области LRNC, по сравнению с фиброзной бляшкой [24].

Совсем недавно для более точного измерения LRNC и CA был разработан новый алгоритм постобработки, использующий границу просвета для обнаружения и смягчения эффектов размытости и частичного объема, а также для соответствия функции распределения точек для конкретного пациента исходным данным CTA [25]. При сравнении предоперационной CTA сонной артерии с использованием нескольких современных MDCT сканеров у 31 пациента, которым было назначено CEA, с гистологией послеоперационных образцов была выявлена высокая корреляция и низкая погрешность между программным анализом in vivo и гистопатологическими количественными измерениями LRNC ex vivo, а также низкая вариабельность показаний даже при наличии обширной бляшки CA (рис. 5.3).

Рис. 5.3

Пример тяжелого стеноза внутренней сонной артерии. (a) Выполнена трехмерная сегментация просвета, стенки сосуда и компонентов бляшки. (b) Увеличенное исходное КТ-ангиографическое наклонно-осевое изображение на уровне максимального стеноза, показанное зеленой линией в части a. (c) Тот же уровень с наложенными результатами сегментации (остаточный просвет, очерченный пунктирной линией, желтый контур = LRNC, зеленый контур = кальцификации). (d) Наложение областей, полученных в результате компьютерной ангиографии и гистологического исследования. Гистологические срезы показаны сплошным цветом, а результаты анализа с помощью программного обеспечения показаны в общих чертах. (Желтый = LRNC, зеленый = кальцификация, синий = постобработка фиброза с использованием vascuCAP, Elucid Bioimaging Inc., Уэнхэм, Массачусетс. ClinicalTrials.gov Идентификатор: NCT02143102. Изображения любезно предоставлены Эндрю Баклером и Самантой Сен-Пьер)

.

Подводя итог, можно сказать, что изначально были получены противоречивые результаты при сравнении обнаружения и количественного определения LRNC с использованием простых измерений HU на CTA сонной артерии по сравнению с гистологической оценкой образцов КЭА сонной артерии. По мере развития исследований и технологий теперь кажется, что комбинация современных MDCT сканеров и новейшего алгоритма постобработки для уменьшения эффекта размытости и частичного объема теперь позволяет измерять LRNC каротидных бляшек с высокой корреляцией и низкой погрешностью по сравнению с гистологией.

Внутриплазничное кровоизлияние

В литературе говорится, что точное выявление и количественная оценка IPH с помощью каротидного CTA является еще более сложной задачей, чем количественная оценка LRNC. Мы рассмотрим исследования по выявлению IPH с помощью прямых измерений HU, а также косвенного обнаружения с использованием общей морфологии бляшек, чтобы предположить наличие IPH.

Аджук и др. проанализировали результаты измерений HU каротидных бляшек в предоперационном каротидном CTA, полученные с помощью 16-рядного MDCT сканера в 2 исследованиях с участием 31 и 50 пациентов с корреляцией образцов CEA. Они получили три измерения, используя интересующую область диаметром 2 мм на аксиальном изображении толщиной 0,7 мм в визуально наименее ослабленной части бляшки, и записали наименьшее из 3 измерений для сравнения с гистологией. Некоторые из этих областей с низким ослаблением были прилегающими к CA. Используя 33,8 HU в качестве порогового значения IPH, CTA обладала 100% чувствительностью и 64,7–70,4% специфичностью для выявления IPH.

При сравнении 167 пациентов с подозрением на стеноз сонной артерии, которым была выполнена 4-рядная или 64-рядная MDCT каротидная ангиограмма и 1,5-тонная МРА с подготовленной для намагничивания последовательностью градиентного эхо-анализа (MPRAGE) с использованием 8-канальной сосудисто-нервной катушки с большим полем зрения, полученной в течение 3 недель, среднее значение HU для МРТ + IPH было выше (47 HU) по сравнению с МРТ- IPH (43 HU). Однако значительное совпадение распределений плотности бляшек ограничивало значение средней плотности бляшек для прогнозирования ИФН [26].

В ранее описанном сравнении 8 пациентов с недавним ТИА, которым была выполнена предоперационная 16-секционная каротидная ангиография MDCT с послеоперационной микротерапией и гистологической оценкой образца CEA, авторы обнаружили, что показатели IPH HU были выше, чем у фиброзной ткани со значением отсечения 72 HU [23]. Как и в случае с LRNC и фиброзной тканью в том же исследовании, авторы обнаружили значительное совпадение между измерениями HU IPH и фиброзной ткани, что ограничивает значение HU для определения различных компонентов бляшки. Авторы отметили, что, ограничив свой анализ большими (> 5 пикселей) IPH, было достигнуто большее соответствие между CTA и гистологией (κ = 0,712, P = 0,102).

В более поздней публикации о 91 пациенте, перенесшем предоперационную каротидную CTA с использованием 16-рядного MDCT-сканера с толщиной среза 0,6 мм, было обнаружено низкое среднее значение IPH (18,4 HU). Используя порог в 25 HU, присутствие IPH было обнаружено с чувствительностью 93,2% и специфичностью 92,7% по сравнению с гистопатологической оценкой образца CEA [27].

Существует почти такое же количество публикаций , демонстрирующих, что IPH имеет простые измерения HU ниже или выше, чем фиброзная ткань, с использованием либо гистологической валидации, либо сравнения с MPRAGE. Четкого способа согласовать эти противоречивые результаты нет. Выявление IPH при каротидной ангиографии MDCT с использованием недавно разработанного алгоритма постобработки для уменьшения эффекта размытости и частичного объема является областью текущих исследований.

Учитывая расхождения в использовании простого HU для выявления IPH, другие авторы использовали косвенные данные о CTA сонной артерии для выявления IPH и / или бляшек AHA-LT6, которые частично могут содержать IPH. На сегодняшний день CTA не способна надежно идентифицировать сложные бляшки AHA-TL6, которые характеризуются разрывом фиброзной крышки, прикрепленным тромбом или кровоизлиянием в бляшку. Показано, что мультиконтрастная МРТ с использованием специальных катушек на поверхности сонных бляшек позволяет точно идентифицировать бляшки AHA-LT6, которые тесно связаны с повышенным клиническим риском инсульта.

Треллес и др. сообщалось об исследовании 51 пациента с подозрением на инсульт / ТИА , которым была выполнена мультиконтрастная каротидная МРТ со специальными поверхностными катушками и каротидная ангиография MDCT в течение 14 дней после события / госпитализации [24]. Максимальная толщина компонента мягких бляшек оказалась наилучшим различающим фактором для прогнозирования AHA-LT6 с помощью МРТ-визуализации, при этом площадь рабочей характеристики приемника под кривой составила 0,89. Оптимальная чувствительность и специфичность для выявления AHA-LT6 с помощью МРТ-визуализации была достигнута при пороге толщины компонента мягкой бляшки 4,4 мм (чувствительность 0,65; специфичность 0,94; положительная прогностическая ценность 0,75; и отрицательная прогностическая ценность 0,9).

Eisenmenger et al. использовали другой подход, чтобы найти косвенный признак IPH [28]. Поскольку адвентициальное воспаление тесно связано с IPH, а хроническое воспаление связано с кальцификацией, они провели ретроспективное исследование 96 пациентов, которым была выполнена мультиконтрастная МРТ сонных артерий со специальными поверхностными катушками и каротидная ангиография MDCT с интервалом в 1 месяц, чтобы определить, может ли адвентициальная кальцификация с внутренней мягкой бляшкой (знак ободка) помочь в прогнозировании IPH сонных артерий. Положительный признак ободка был определен как адвентициальный кальциноз (толщиной менее 2 мм) с внутренней мягкой бляшкой (толщиной ≥2 мм). Их окончательная модель включала признак ободка (коэффициент распространенности = 11,9, P < 0,001) и максимальную толщину мягкой бляшки (коэффициент распространенности = 1,2, P = 0,06). Эта модель показала превосходное прогнозирование внутриплазничного кровоизлияния (площадь под кривой = 0,94), превосходя только признак ободка, максимальную толщину мягкой бляшки, стеноз наростов и изъязвление (площадь под кривой = 0,88, 0,86, 0,77 и 0,63 соответственно; P < 0,001).

Подводя итог, можно сказать, что при использовании простого HU для выявления IPH получены противоречивые результаты. Возможность использования недавно описанного алгоритма постобработки для уменьшения размытости изображения и уменьшения эффектов частичного объема для улучшения обнаружения / количественной оценки IPH является активной областью исследований. В настоящее время наилучшей рекомендацией является использование косвенных данных, таких как признак ободка и максимальная толщина бляшки в мягких тканях, чтобы предположить наличие бляшки IPH и / или AHA-LT6.

Трещиноватая фиброзная оболочка

Винтермарк и др. разработали автоматизированный алгоритм классификации бляшек на сонной артерии для идентификации LRNC и IPH, который показал хорошую корреляцию с гистологией только при рассмотрении более крупных LRNC и IPH. Они также сообщили, что линейная регрессия между CTA и гистологическим исследованием была превосходной для средней минимальной и средней максимальной толщины фиброзной шапочки [23]. Этот метод не был валидирован на отдельной группе пациентов. Saba et al. оценивали увеличение диффузных бляшек при ручном сравнении предконтрастной и постконтрастной CTA сонной артерии, чтобы предсказать наличие трещиноватой фиброзной шапочки [27]. Они продемонстрировали, что как неоваскуляризация бляшки, так и трещиноватая фиброзная шапочка были связаны с увеличением количества бляшек. Гистологический анализ показал, что наличие трещиноватой фиброзной шляпки связано с большим увеличением контрастной бляшки по сравнению с увеличением контрастной бляшки в бляшках без трещиноватой фиброзной шляпки. Авторы отметили повышенную дозу облучения, необходимую для расчета контрастного усиления, и выдвинули гипотезу, что будущие методы снижения дозы облучения могут помочь сделать подход более подходящим для клинического применения.

Краткое описание CTA

Общие сведения гласят, что КТ лучше всего подходит для оценки высококонтрастных структур (кости, легкие и т.д.), а МРТ лучше всего подходит для выявления низкоконтрастных аномалий мягких тканей. Обширная литература, подробно описывающая методы МРТ для определения характеристик бляшек в сонных артериях и прогностическую значимость характеристик МРТ бляшек, а также использование результатов МРТ бляшек для мониторинга эффективности медикаментозной терапии, подтверждает это общее мнение. Недавние исследования теперь показывают, что CTA также может быть использована для выявления LRNC с высокой корреляцией и низкой погрешностью по сравнению с гистологией. Даже без использования этого нового алгоритма постобработки, по-видимому, имеет смысл просмотреть исходные аксиальные CTA-изображения для измерения толщины мягкотканной бляшки и описания областей с низким ослаблением внутри мягкотканной бляшки, чтобы предположить наличие уязвимой бляшки, включая LRNC. Роль CTA в выявлении аномалий IPH и фиброзной шапочки менее ясна. Учитывая повсеместное использование CTA для оценки заболевания сонных артерий, может оказаться полезным включить выявление LRNC в рутинное обследование пациентов с подозрением на стеноз сонных артерий. Другими словами, не стоит просто сообщать о стенозе сонной артерии при осмотре шеи CTA. Несмотря на новые исследования, не существует рандомизированных контролируемых исследований или даже когортных исследований естественной истории, которые прояснили бы роль выявляемого при CTA LRNC в прогнозировании будущего ипсилатерального инсульта / ТИА. Роль каротидного CTA для оценки изменения объема LRNC при изменении медикаментозной терапии не тестировалась, и необходимо учитывать влияние нескольких CTA-тестов на дозу облучения.

Ультразвуковая визуализация бляшек в сонных артериях

Введение

Дуплексное ультразвуковое исследование является наиболее широко доступным методом неинвазивной визуализации для оценки бляшек в сонной артерии. Ультразвуковое исследование сонных артерий позволяет в режиме реального времени оценивать как морфологические характеристики бляшек, так и кровоток. Все больше данных подтверждают характеристику морфологии бляшек с помощью ультразвука при стратификации риска пациентов как с бессимптомным, так и с симптоматическим заболеванием сонных артерий, как показано в мета-анализах [29, 30]. Общепринятые методы, такие как ультразвук в режиме В, а также технологии нового поколения, такие как ультразвук с контрастированием и трехмерное ультразвуковое исследование, предоставляют обширную информацию о морфологии бляшек, которая может быть использована для прогнозирования и рассмотрения возможности вмешательства.

Методы

Ультразвуковое исследование в оттенках серого включает морфологические особенности каротидных бляшек, включая эхогенность, характеристики поверхности и наличие изъязвлений бляшек. Ультразвуковое исследование в оттенках серого может использоваться для выявления областей некальцинированных гипоэхогенных бляшек, которые, как было показано, являются независимым фактором риска развития инсульта [31]. Ультразвуковое исследование в режиме B позволяет очертить стенку сосуда и используется для оценки эхогенности бляшек с сильной гистопатологической корреляцией [1, 32]. Грей-Уил и его коллеги первоначально разделили эхогенность каротидных бляшек в оттенках серого на четыре типа: чисто гипоэхогенные (тип I), гипоэхогенные с небольшими гиперэхогенными участками (тип II), гиперэхогенные с небольшими гипоэхогенными участками (тип III) и гиперэхогенные (тип IV) [33]. Эхолосенсорность сильно коррелирует с уязвимостью бляшек и риском инсульта у пациентов с бессимптомным каротидным стенозом; в метаанализе семи исследований 2015 года, в которых приняли участие 7557 пациентов, относительный риск будущего ипсилатерального инсульта с эхолосенсорными бляшками составил 2,31, независимо от степени стеноза (95% доверительный интервал 1,58-3,39, p <0,0001) [29]. Метаанализ 23 исследований, включавших 6706 каротидных бляшек, показал, что эхолокация встречается почти в четыре раза чаще при симптоматических бляшках по сравнению с бессимптомными [30]. В попытке стандартизировать изображения и уменьшить вариабельность между наблюдателями некоторые авторы исследования использовали среднее содержание оттенков серого в каждой бляшке после нормализации яркости пикселей с использованием столбика крови и адвентиции [34]. Другие расширили эту концепцию, определив количественную интенсивность различных компонентов бляшек в пикселях на изображениях В режиме B, включая фиброзную ткань, кровь, кальций и липиды, а затем сопоставили их с нормализованными изображениями бляшек в сонных артериях, что называется анализом распределения пикселей [35]. Этот анализ демонстрирует, что симптоматические бляшки содержат большее количество кальция, внутриплазничных кровоизлияний и липидов по сравнению с бессимптомными бляшками.

Ультразвуковое исследование сонных артерий в режиме B высокоспецифично для выявления изъязвлений на поверхности бляшек, хотя видимые при ультразвуковом исследовании изъязвления не всегда являются распространенным признаком симптоматических бляшек. Кроме того, существует значительная вариабельность частоты изъязвления бляшек, выявляемого при ультразвуковом исследовании [36]. Пульсовое и цветовое ультразвуковое допплерографическое исследование позволяют количественно оценить несколько параметров кровотока, включая пиковую систолическую скорость, конечную диастолическую скорость и выполнение спектрального анализа формы волны для оценки стеноза просвета. Хотя этот метод является недорогим и портативным и предоставляет прямую информацию о кровотоке, этот метод зависит от оператора и связан с непоследовательным соглашением между наблюдателями. Более того, корреляция дуплексного ультразвукового исследования с ангиографически определяемым стенозом плохая [37]. Ультразвуковая допплерография для оценки уязвимости бляшек обладает более низкой специфичностью и чувствительностью по сравнению с последовательностями МРТ с подавлением жира в черной крови; было высказано предположение, что ультразвука может быть недостаточно для идентификации LRNC в сравнении с фиброзной бляшкой для принятия решения о хирургическом вмешательстве [38, 39].

Ультразвуковое исследование с контрастированием (CEUS) является относительно новым методом, который использует внутривенное введение микропузырькового контрастного вещества для оценки просвета сосуда, внутрипузырчатой морфологии и, в частности, неоваскуляризации. Микропузырьки образуются из инертного газа и могут содержаться в гидрофобной оболочке для придания стабильности [35]. Важно отметить, что контрастирование микропузырьками не является нефротоксичным и связано с минимальными побочными эффектами. Ультразвуковые импульсы используются для подавления сигнала тканей, тем самым усиливая сигнал от пузырьков контрастного вещества. После инъекции микропузырьки перемещаются в сосудистую оболочку и внутриплазничные микрососуды. Сосудистый центр идентифицируется по наличию эхогенных микропузырьков в адвентициальном слое, в то время как внутриплазничные сосуды идентифицируются по движению микропузырьков от адвентиции к сердцевине бляшки. Таким образом, бляшка и граница раздела интима-медиа кажутся гипоэхогенными, в то время как просвет и стенка кажутся расширенными. Как расширенные сосуды, так и внутриплазничная неоваскуляризация связаны с прогрессирующими поражениями.

Усиление бляшек с помощью микропузырькового контраста заметно выше в симптоматических бляшках и связано с увеличением сердечно–сосудистых событий, хотя и не всегда гистологически подтверждается морфологией бляшек [40-42]. Уникально то, что CEUS позволяет визуализировать неоднородность бляшек как пространственно, так и во времени без воздействия ионизирующего излучения (Johri et al., 2017). Размер внутриплазничного сосуда, определяемый CEUS, также недавно был в значительной степени связан с гистологией каротидных бляшек (Amamoto Cerebovasc, 2018). Предполагается, что сохраняющееся увеличение количества бляшек после введения контраста отражает увеличение количества внутриплазничных воспалительных клеток, которые фагоцитируют микропузырьки и прилипают к соседнему эндотелию, что называется “увеличением поздней фазы” [43]. Несмотря на информативность метода, CEUS также зависит от оператора и противопоказан при ряде состояний, включая острую сердечную недостаточность, нестабильную стенокардию и шунтирование сердца справа налево [44].

Трехмерное ультразвуковое исследование — еще один новый метод, вызвавший интерес в последние годы. Хотя двумерные изображения в режиме B легко получить, один срез предоставляет ограниченную информацию. Важно отметить, что трехмерная визуализация снижает зависимость, присущую двумерному ультразвуковому исследованию, от оператора. Получение сегментированного изображения выполняется в продольном направлении вдоль бляшки, ограниченной стенкой сосуда; затем эти изображения складываются и сопоставляются для получения объемных реконструкций. В небольших предварительных исследованиях трехмерное ультразвуковое исследование показало отличную специфичность для оценки стеноза и измерения объема бляшки [45, 46]. Количественная оценка объема позволяет идентифицировать компоненты бляшек на основе объемов тканей, включая кровоизлияния, липиды и кальций. Кроме того, состав бляшки легко охарактеризовать с помощью трехмерных протоколов, и изменения объема бляшки обнаруживаются всего на 5% [35, 47]. Однако трехмерное ультразвуковое исследование требует больше времени, чем традиционное двумерное ультразвуковое исследование. Достоверность между наблюдателями и внутри наблюдателя существенно ниже, чем при обычном ультразвуковом исследовании.

Ультразвуковая эластография — это еще один метод, который использовался в других органах, а именно в молочной железе и щитовидной железе, и недавно был применен для визуализации каротидных бляшек. Этот метод использует преимущества радиального и продольного смещения бляшки в ответ на пульсацию артерии и позволяет отслеживать движение бляшки с помощью регистрации и визуализированных векторов смещения [35]. Эластографический анализ позволяет определить деформацию и смещение как в осевом, так и в продольном направлении. Эластичность бляшек сонной артерии была подтверждена внутриплазничной неоваскуляризацией, наблюдаемой на CEU [48]. Кроме того, сообщалось, что аксиальная деформация и смещение выше в уязвимых неоваскуляризованных бляшках при последующей МРТ [49, 50]. Эти результаты указывают на потенциальную роль количественного анализа морфологии бляшки посредством измерения параметров смещения.

Низкое соотношение сигнал/шум и умеренное разрешение в пространстве затрудняют отличение внутриплазничного кровоизлияния от богатой липидами некротической сердцевины при ультразвуковом исследовании. При визуализации в режиме В некротическое ядро может выглядеть гипоэхогенным, также известным как черная область рядом с просветом. Гистологически эта область коррелирует с липидным ядром, которое прилегает к просвету сосуда. Было показано, что черная область рядом с просветом размером 8 мм² очень часто встречается в симптоматических бляшках и независимо ассоциируется с неврологическими симптомами [51]. Кроме того, при анализе 1121 пациента с бессимптомным каротидным стенозом черная зона рядом с просветом была линейно связана с частотой будущих инсультов с риском 0,4% у пациентов с площадью менее 4 мм² и 5%-м риском у пациентов с площадью более 10 мм [2, 52]. В этом исследовании смежно-просветная черная область определялась как область пикселей со значением оттенков серого менее 25 без очевидной эхогенной границы (оттенки серого больше 25).

Краткое описание ультразвукового исследования

Ультразвук остается основным методом визуализации бляшек в сонных артериях, хотя этот метод ограничен зависимостью от оператора, неоптимальным пространственным и контрастным разрешением, а также вариабельностью между наблюдателями. Однако, в отличие от других методов, ультразвуковое исследование является недорогим, широко доступным и не создает риска радиационного облучения или нефротоксичности контраста. Важно отметить, что ультразвуковая допплерография остается ключевым методом оценки кровотока и каротидного стеноза в режиме реального времени. Усовершенствования ультразвукового исследования нового поколения включают введение микропузырькового контраста и получение трехмерных изображений. Эти методы позволяют улучшить оценку уязвимости бляшек посредством внутриплазничной неоваскуляризации с заметно более высокой надежностью для наблюдателя. Однако полезность каротидного УЗИ при отборе пациентов для каротидной эндартерэктомии на основе степени стеноза и характеристик бляшки еще предстоит определить.