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前面。Cardiovasc。地中海,09年2023年5月
秒。动脉粥样硬化和血管医学
卷10 - 2023 | https://doi.org/10.3389/fcvm.2023.1134097

动脉粥样硬化的诊断:概述现有的方法

Ilya Eremin,

一般病理学和病理生理学研究所俄罗斯医学科学院,莫斯科,俄罗斯

动脉粥样硬化和仍然是一个非常普遍和严重的健康问题。因为老年人是风险最大的心血管风险,平均预期寿命增加,动脉粥样硬化和增加其后果的传播。动脉粥样硬化的特点之一是其asymptomaticity。这个因素很难做出及时的诊断。这需要及时治疗甚至预防的缺乏。到目前为止,阿森纳的医生,只有一组有限的怀疑和完全诊断动脉粥样硬化的方法。在本文中,我们试图简要描述诊断动脉粥样硬化最常见和有效的方法。

1。动脉粥样硬化

在19世纪,动脉粥样硬化为特征的疾病与脂类的积累有关,主要是胆固醇在动脉。20世纪后,在中间,很明显,动脉粥样硬化是可以治愈的。研究在个别病人进行动物和显示操作,减少循环水平含有胆固醇的脂蛋白,减少动脉粥样硬化,动脉阻塞部分打开(1)。

最近,强大的降胆固醇药物,以及改进的非侵入性的方法来评估血管疾病的发展,已经证实可以同时减少动脉粥样硬化和治愈。确定的机制,首先需要一个动物模型,将高水平的循环胆固醇和动脉粥样硬化病变。老鼠不开发高胆固醇,即使他们的饮食胆固醇显著升高;这是因为他们的肝脏降低其胆固醇生物合成(2,3)。

相反,兔子用胆固醇形成动脉粥样硬化,部分原因在于肝脂肪酶的相对缺乏,最后酶乳糜微粒的新陈代谢,而且非常低密度脂蛋白(VLDL)新陈代谢。第一次回归在这个模型指出当研究人员表明,兔子回到通常的饮食会导致减少那些高胆固醇动脉斑块的数量(4)。猴子和猪的研究证实了双向关联的动脉粥样硬化斑块大小的变化与血液中胆固醇水平的变化(5)。

兔子的研究也表明,大小和/或脂蛋白的合成中扮演着重要角色在动脉粥样硬化的发展。这是偶然发现在研究动脉粥样硬化和糖尿病之间的关系;在兔子的糖尿病患者,疾病减少,尽管循环胆固醇和甘油三酯的水平升高(6)。原因是循环脂蛋白,主要是乳糜微粒,进入动脉壁太大。

最初,仓鼠是用作动脉粥样硬化动物模型。与高胆固醇饮食喂养后,金色的叙利亚仓鼠发达分散但先进病变模仿人类的条件(7)。仓鼠的脂质代谢,包括它们的合成、加工、结合配体,和回收,比老鼠更类似于人类和老鼠。然而,变量对一个患饮食,以及多个测量主动脉病变的发展,也使得很难比较形态学研究之间的变化(8)。

可以转基因小鼠缺乏阿朴脂蛋白(Apo) E,间隙所需的部分代谢(残余)脂蛋白缺乏低密度脂蛋白受体(LDLr),或过度表现飞机观测(9)。这些老鼠开发高胆固醇血症和动脉粥样硬化,特别是当他们的饮食含有大量的胆固醇和饱和脂肪。这些单基因变异是足以引发动脉粥样硬化的动物很抗动脉粥样硬化。因此,唯一的成分所必需的动脉粥样硬化病变的形成是一个飞机观测脂蛋白水平增加(10)。

在过去的十年里,出现了各种技术研究小鼠动脉粥样硬化的回归。在一些模型,从高胆固醇饮食正常的饮食会导致动脉粥样硬化的回归,通常当血液胆固醇水平降低到低于200 mg / dl。主动脉段的移植与病变产生高胆固醇血症小鼠与正常胆固醇水平的回归结果病变(11)。高胆固醇血症的另一种回归方法涉及到遗传逆转。这些实验就使得人们有可能鉴别许多生物过程在正常和缺陷回归(12)。

2。诊断

直到如今,动脉粥样硬化的诊断等方法进行了评价心电图(ECG)都在休息和体育活动,评价踝肱指数(ABPI)的压力,和侵入性血管造影术(13)。目前,斑块的可视化的帮助下是可能的非侵入性成像方法。斑块的临床实践采用几种方法成像,包括超声、核磁共振成像仪(MRI),计算机断层扫描(CT)、正电子发射断层扫描(PET)和单光子发射计算机断层扫描(SPECT)(核成像技术)(14)。脂质体可以作为诊断代理的无创性早期发现动脉粥样硬化,除了前面提到的成像方法。脂质体造影剂马上传递信号的损伤,这使得它可以定位块,来确定它的大小和结构。在动脉粥样硬化的诊断,脂质体是极其重要的,因为他们是负责造影剂的转移和传递,提高图像分辨率的质量。通过加载几个造影剂,脂质体能够成为多功能(15)。

可视化方法有多种;选择一个特定的方法是基于斑块发展阶段。例如,内皮功能障碍在早期可以诊断等功能测量外周动脉张力测定法(PAT),也可以通过PET和CT可视化。使用冠状血管内超声、MRI和冠状断层扫描,可以找到更进步的病变与脂质积聚。扩大斑块可以找到使用电子束计算机断层扫描(16,17)。想象动脉粥样硬化包括一组证明和测试辐射技术和模式。一般来说,这些方法可能适用于确定长期的解剖和生理影响动脉粥样硬化,获得斑块的成分和分子活动的详细信息,以及评估动脉系统的生物力学应力作用。在一起,这些方法提供疾病的严重程度的措施,这是必要的日常临床实践和心血管(CV)的研究(18)。

3所示。结构和功能成像的动脉粥样硬化

有几种方法可以帮助检测动脉粥样硬化。这些方法可分为各种基地(见图1)。

图1

图1。动脉硬化诊断的各种方法。

3.1。结构成像

可视化动脉粥样硬化的血管结构,大量的成像方法,包括测量的体积损伤和纤维膜的厚度。广泛使用的方法是磁共振成像(MRI)和磁共振血管造影(MRA),它使用钆螯合物/纳米颗粒(Gd),超顺磁性氧化铁(SPIO)探测器,超小超顺磁性氧化铁(USPIO)对比度增强分辨率为10 - 100微米想象动脉粥样硬化病变的结构(19)。

另一种方法是计算机断层扫描(CT),在iodine-containing分子成像和高分辨率x射线作为半个技术解决50µm临床或临床前成像(20.)。方法如正电子发射断层扫描(PET)和单光子发射计算机断层扫描(SPECT)越来越流行,因为它们使用成像组件等¹⁸F,^64年铜、¹¹C示踪剂/^99米Tc,^{123/124/125/131}我,^111年在示踪剂和核技术的决议∼2µm (21)。广泛使用入侵检测动脉粥样硬化病变的方法(1)血管造影术(透视使用iodine-containing分子作为对比剂);(2)光学相干断层扫描(OCT);(3)光学成像在频域(对外直接投资),光学angioscopy;(4)和血管内超声(22)。

3.2。功能成像

病变中的特定细胞或组件的可视化能够揭示的生物学和特征病变,包括其敏感性严重心血管并发症。此信息可以防止这些并发症的关键。通过包括肽、抗体或其他配体表面,纳米颗粒可以针对病变的组件(例如、胶原蛋白、蛋白酶、活性氧)和细胞。

诊断代理或造影剂纳入纳米粒子可以使用如核磁共振成像方法,发现PET / SPECT、CT和近红外荧光(NIRF)。荧光成像技术不能用于临床研究由于低渗透。然而,这是一个不错的方法在小动脉粥样硬化动物模型的形象。另一种方法是使用纳米粒子与特定配体共轭目标粘附分子,允许可视化的功能失调的内皮细胞。最常见的一种炎症细胞在动脉粥样硬化是巨噬细胞、泡沫细胞。他们吞噬活动,表达清道夫受体(即。,CD 36, LOX-1, MSR1), and also secrete reactive oxygen species (oxidized epitopes) and matrix-destroying proteases (i.e., matrix metalloproteinases and cathepsins). Together, these signs can be potential targets for visualizing macrophages and foam cells and evaluating their oxidative and inflammatory activity (23,24)。

血纤蛋白和因子十三可用于目标血栓形成。整合素avß3可用于可视化neoangiogenesis病变。这些细胞的大量和分布,以及病变的主要活性成分,提供有价值的信息超出了病变的范围。事件,如炎症,尤其是neoangiogenesis,破坏纤维膜,氧化应激是至关重要的预防和治疗方法的选择(25)。

3.3。PET和SPECT:核成像

核成像技术,包括PET和SPECT,依靠体内的辐射来源。这些方法利用少量的放射性示踪剂接种的病人。示踪剂释放伽马射线,然后被专业相机产生图像。这些图片揭示了分布和体内示踪剂的浓度和生物过程提供有价值的信息。FDG是放射性标记葡萄糖当量PEТ可能会有帮助。对于动脉粥样硬化,此方法适合检测巨噬细胞和炎症(26)。另一个宠物试剂用于冠状动脉钙化灶的动态评价18 f-sodium氟化物。另外,SPECT与各种指标可以用来建立炎症(27,28)。liposome-based过程目前正在调查各诊断改善PET和SPECT成像条件。例如,PS-containing脂质体100或200海里(PS100和PS200)注入世袭hyperlipidemic渡边兔子,使用SPECT扫描,并与CT图像注入(48 h后15,26- - - - - -28)。

3.4。CT

计算机断层扫描是快速和相对便宜。对于这一技术的成功应用,丸注入对比剂是必需的。计算机断层扫描适用于检测动脉粥样硬化钙化。在CT,脂质体在MRI扮演相同的角色。脂质体(简单或聚乙二醇),作为一个规则,包含计算机断层扫描的对比剂,例如,iopromide,黄金或铋(29日)。Danila和他的同事们开发了一种方法来减轻自由受者的负面影响,包括其短的存在和肾毒性,通过封装在聚乙二醇脂质体造影剂。由DPPC脂质体,胆固醇,和一个链接器在3:1:0.3摩尔比。他们随后与一个anti-ICAM-1针对血小板抗体(30.)。

3.5。核磁共振成像

MRI是有利于斑块的不同元素的测定;纤维膜和脂质层。它提供了有关斑块的详细信息,如它的大小、组成、内皮渗透性和新血管形成。此外,核磁共振成像提供了高分辨率的3 d图像,细胞水平的详细方法。这使它适合检测巨噬细胞和macrophage-rich区域,(31日)。靶向脂质体的斑块刺激积累加载对比剂在斑块的网站,导致信号水平的改善。聚乙二醇脂质体含有Gd-DTPA脂质体与核磁共振对比剂配方。此外,如前所述,脂质体,富含磷脂酰丝氨酸(PS)斑块中巨噬细胞探测到。钆在脂质体的存在可以提高网站的造影剂斑块的累积,导致更精确的目标区域的检测。的存储gadolinium-loaded斑块内脂质体与内质网保留受体(ERR)。另外,脂质体携带抗体针对LOX-1受体的功能失调的内皮斑块被用来加载钆(32)。

有其他实例,脂质体与钆用于核磁共振。例如,泡利等人利用Gd-DOTA和ICAM-1 DSPE改善目标(33)。另一项研究使用了玛丽-整合素拮抗剂a4b1 (THI0567)——添加到脂质体,其中包含Gd。脂质体药物与整合素结合α4β1受体单核细胞,用于定位的主动脉斑块的载脂蛋白e^−−/老鼠,已知易受动脉粥样硬化(34)。因此,目标脂质体提醒造影剂确保适合低背景放大和磁共振成像血小板内皮标记出现在大量的存款。

3.6。超声

超声成像技术有助于发现脆弱的动脉粥样硬化斑块。由于超声波,它成为一个选项来执行catheter-based测量颈动脉内中膜厚度的实时(35,36)。也有全新的方法,可以更准确的数据在动脉壁的形态,例如,一个方法如血管内photoacoustic-ultrasound (IVPA-US)成像。在普通超声血管内超声光声技术的优势是,它可以提供斑块上的数据结构。

脂质体具有分层结构,使得它可以捕捉气泡能够有效地反映声波和产生听觉上反光的脂质体。这些脂质体可以与抗体结合,如anti-fibrinogen或anti-ICAM-1,增强斑块的识别和定位(37)。多层脂质体声包含电脑、PE、PG和胆固醇困了泡沫的气体中脂质层。这导致大量声增加超声在评估期间在尤卡坦mini-pigs诱导动脉粥样硬化(15)。另一种方法是注射造影剂像IJA成脂质体。脂质体是美联储指向,高表达在动脉粥样硬化斑块内巨噬细胞。在一个ApoE^{- / -}与动脉粥样硬化小鼠模型,观察FRb-targeted脂质体的吸收就越高在活的有机体内(38)。

4所示。成像斑块形态和组成

除了通常的解剖及血流动力学评估严重性的错觉,观察血管壁的时候,一个详细描述的斑块。信息通过尸体解剖研究患者冠状动脉疾病(CAD)的死是意外的提供了一个确定高风险斑块组织病理学基础和高度敏感的斑块有助于可视化(39,40)。研究的结果清楚地表明,作为一个规则,底层斑块形态导致MI包括一个苗条被巨噬细胞纤维帽,并有很强的渗透和一些smc,大量坏死核、上覆管腔内的血栓形成。内膜新生血管形成是一个原因intra-plasma出血,引起斑块破裂的风险非常高。侵蚀的斑块发生在30% - -35%的冠心病猝死的情况下,和血凝块与钙化有关节点发生在2% - -7%的情况下(41)。

薄(< 65μm) fibroatheroma (TCFA)斑块破裂有密切的相似之处,然而,不再有腔内血栓形成,因此被认为是由于最大可能的病变斑块的破裂(前42)。事实上,帽厚度是高质量的一种冠状动脉斑块的组织学指标,伴随着巨噬细胞的浸润和坏死细胞核。目前的组织病理学外观出现症状性颈动脉斑块与有罪的冠状动脉的病变,尽管帽的厚度似乎不那么重要了。因为多数冠状动脉斑块破裂出现在一个有限的,焦点分布,特别是分组的近端冠状血管网络,允许斑块的侵入性和非侵入性的特征。薄,大坏死细胞核,积极改造钙化灶,新血管形成许多excessive-threat冠状动脉斑块的认识到症状在活的有机体内;不管这个,excessive-threat斑块成像在反复临床实践的意义仍有待决定(43)。

5。血管内冠状动脉成像(治疗作用

血管内成像技术,如IVUS, 10月,检测技术能够提供大量的数据在接受侵入性血管造影的患者冠状动脉斑块的成分。IVUS导管使用声波的频率范围20 MHz,快速振荡产生的压电传感器(44)。而传统灰度区分斑块血管内超声有限能力组件,使用光谱分析技术,如虚拟组织学(VH) -IVUS可以准确地识别坏死核心,致密钙、纤维斑块,并基于射频fibrous-fat斑块反向散射数据。

由于噪声和工件,增加图像的解释是非常困难的。此外,IVUS具有空间分辨率不足的可靠的和可再生的检测薄纤维帽(45)。(10月利用近红外光波长1.3μm)通过光纤发射线与一个旋转镜头来实现,而过度空间分辨率(10 - 15μm)。最近的研究表明,光学相干断层扫描(OCT)是一个高度精确的方法来评估动脉粥样硬化斑块纤维帽厚度。10月测量和组织学表现出很强的相关性,及其敏感性和特异性识别斑块类型是优秀的。然而,区分钙和斑块中脂质池可以与10月由于有限的组织渗透困难(3毫米),这使得对它的估计挑战整个斑块体积。获得不流血的图片,在回调过程中注入生理盐水或对比。10月还持有承诺对于其他应用程序,包括弹性成像,polarization-sensitive 10月(PS-OCT)和10月多普勒,除了其诊断功能。

10月的高分辨率使其提供斑块成分在细胞水平上的信息。在体外研究中,10月被用来量化纤维帽内的巨噬细胞。这些都是可见的信号深度与充满活力的点高于10月信号(包括结构和一个意想不到的下降46)。尽管有趣的发现,进一步的研究表明,只有23%的正面点的地区10月大多仅代表巨噬细胞。

另一项体外研究在人类冠状动脉使用micro-OCT(空间分辨率1μm)显示,令人难以置信的图片的细胞和亚细胞结构,包括白细胞绑定到内皮表面,外观类似的电子显微镜。识别TCFA VH-IVUS, 10月也有类似的诊断准确性(76% - -79%),这可以进一步提高了混合成像技术的引入导管(47,48)。NIRS使用分散反映近红外光波长(0.8 - -2.5μm)创建一个chemogram血管壁组件基于不同的吸收和散射的检测模式。尽管NIRS可以确定的内容通过血液脂质基础excessive-threat斑块在人类动脉,其关键的限制是没有任何结构性的斑块的信息。10月处理的局限性的一个方法在评估动脉粥样硬化斑块纤维帽的厚度是通过使用混合成像,特别是NIRS-IVUS (47)。然而,尽管这一混合导管的好处,它仍然无法提供可靠的估计帽厚度。

6。CT-Derived斑块形态

确定冠状动脉的解剖和管腔狭窄的程度,冠状动脉ct血管造影术可以帮助斑块的形态和组成数据。纤维帽的厚度和坏死核被认为是组织学预测斑块破裂的关键。虽然冠状动脉CT血管造影术的空间分辨率是衡量帽的厚度不够,它仍然可以检测坏死细胞核和cfa,通常是足够大的CT图像上可见。冠状动脉ct血管造影还可以分类斑块钙化,部分钙化(< 50%),或non-calcified类型。然而,当评估斑块大小、冠状动脉ct血管造影术倾向于淡化uncalcified斑块的大小和夸大钙化斑块的大小由于盛开的工件。血管内超声相比,冠状动脉ct血管造影有大约90%的敏感性检测non-calcified斑块内膜厚度> 1毫米(49)。

纤维斑块光明出现在CT扫描和亮度减少坏死细胞核和fibrous-adipose组织VH-IVUS相比。一个优秀的信号之间的相关性也显示高风险CT和TCFA 10月和负担引起的斑块CT在检测胆固醇的沉积。Hounsfield单位根据IVUS研究< 30 /冠状动脉ct血管造影被认为是作为lipid-rich斑块检测的标准,从30到150年Hounsfield单位纤维和> 220 Hounsfield单位钙化(50)。

尽管如此,使用CT衰减的绝对值来确定斑块的构成是一个艰巨的任务,因为它需要考虑各种因素的影响。这些因素(1)坏死细胞核的大小,(2)壁厚,(3)测量一点,(4)管腔内的密度不同,(5)切片厚度、和(6)重建滤波器。衰减范围与对比调整是理论上能够加强的准确性评价冠状动脉ct血管造影术的组件的斑块。不稳定的病变显示冠状动脉ct血管造影在ACS患者通常没有钙化患者慢性稳定性心绞痛,和更大的斑块参差不齐的钙化和更高的重构指数发现减少亮度,而坚实的病变。这是观察到男性和女性(51,52)。积极的(外部)重塑发生由于代偿扩张的血管壁,导致大批量斑块形成与腔的常常略有缩小。特征关联到一个大的脂质核和大量的巨噬细胞。积极重建CT的极限是相邻的横截面积> 10%控制部分,并发现钙化的定义是四面八方(< 3毫米51- - - - - -54,53)。

发现钙化斑块结构反映了小额存款的钙,而不是真正的微钙化,这可能是斑块的炎症反应并造成影响局部应力集中。静脉输液的检测后,发现钙化与弥漫性动脉粥样硬化和加速发展的疾病。CT餐巾环的符号表示一个地区附近的密度减少船的内部,杰出的周围环密度增加(55)。此功能显示坏死细胞核的存在TCFA富含脂肪和纤维组成部分。斑块特征的低衰减,积极改造,CT上餐巾环的标志是预兆与心肌梗死发生的风险升高。值得注意的是这些高风险的斑块的迹象也FFR-positive病变的3 - 5倍比non-obstructive疾病(56)。

7所示。MR-Derived斑块形态

使用核磁共振分析冠状动脉斑块是不那么有利于临床目的与CCTA相比;另一方面,可以使用这种方法测量近端血管的壁厚。在无症状的患者使用黑血MRI CV风险因素,积极改造,海拔在冠状动脉壁的厚度。信息也表明提供可视化的壁水肿与病变引起的ACS使用MRI与短期反转恢复序列通过T2加权(57,58)。此外,hyperintense冠状动脉在核磁共振信号T1-weighing可能是一个高风险的斑块的标志,这是与临床心绞痛和增加心血管风险的严重程度。可能引发的hyperintense T1斑块信号形成高铁血红蛋白,而亚临床斑块破裂或出血;这是最好的现代核磁共振方法检测高危冠状动脉斑块(59)。

颈动脉相对固定(不像冠状动脉成像)和有足够的口径能够检查斑块的形态使用multi-contrast加权MRI或静脉注射提醒对比。序列在multi-contrast T1和T2加权MRI区分斑块的元素,表现出不同的弛豫特性和信号强度(60)。这种方法允许精确测量颈动脉壁的厚度没有静脉对比标准1.5 - t扫描仪。另一方面,它已经表明,使用的高场强MRI 3.0 - t,可以获得更高的图像质量由于一个先进/对比度信号/噪声比。

在核磁共振,纤维组织展览T1低信号,t2加权扫描的高信号。另一方面,钙hypodense出现在两种类型的扫描。使用高质量的三维核磁共振成像,纤维帽显示为低信号近腔的乐队中不存在的存在薄或破帽(61年)。破裂的帽,检测到核磁共振成像,所示连接与颈动脉斑块的最近出现症状。Intraplaque出血导致高强度T1信号在颈动脉与海拔的c反应蛋白水平,有症状的破裂帽,和未来的中风风险的升高(62年)。

提醒对比MRI可能适用于量化纤维帽和坏死细胞核大小的饱和脂质。静脉注射后在t1影像对比,少脂质核心显示增益相对于周围的纤维组织。此外,高脂质核心在核磁共振是一个重要的预后指标。动态对比放大已被用于核磁共振成像的颈动脉。使用这种方法,动态图像获得之前和之后的引入钆对比评估使用动力学建模获得传输常数(Ktrans),与内容相关的巨噬细胞在颈动脉斑块和新血管形成(63年)。

8。分子成像

动脉粥样硬化病理生理学的机制及其医疗结果可以使用相对脆弱的照明为分子成像探针。非侵入性的分子成像平台基于核主要断层扫描和MRI是彻底的研究在活的有机体内,而分子CT、超声和NIRF等新颖的研究方法(64年,65年)。与其他方法,包括SPECT和核磁共振、宠物具有良好的敏感性检测分子信号甚至在组织picomolar浓度,这使得这种方法比其他人更有利。然而,有限的空间分辨率(4 - 5毫米)表明,图像需要记录使用CT或MRI宠物信号的精确的解剖定位。分子探针适用于动脉粥样硬化可能是另外的可视化应用量化血管炎症过程,早期钙化斑块缺氧,neoangiogenesis (66年)。

使用最广泛的技术与18 f-fluorodeoxyglucose宠物(18 f-fdg)或18氟化f-sodium放射性示踪剂(18 f-naf)。吸收通常是计算指标作为标准摄入值(suv),描述活动单位体积的比例感兴趣的区域(ROI)的整个身体的活动单位体积(8)。示踪剂摄取计算最大值(SUVmax),代表体素最大吸收,或平均价值(SUVmean),平均吸收所有在该地区的利益。SUVmean有优势SUVmax因为SUVmax很容易受背景吸收放射性药物的相邻组织或运动构件。此外,只关注最高的区域放射性药物的贪欲,用SUVmax,隐藏的复杂疾病的起源机制(67年)。

18 f-fdg模拟放射性标记的葡萄糖。它注意到炎症和代谢活动。最高的18 f-fdg观察巨噬细胞(68年)。小川等人进行的一项调查显示,18 f-fdg积累增加泡沫细胞发育期间(69年)。然而,吸收达到控制水平后巨噬细胞完全分化成泡沫细胞。这样的结果导致泡沫细胞形成的早期阶段的检测动脉粥样化形成的18 f-fdg宠物。此外,18 f-fdg吸收和己糖激酶活动之间的关联也显示。此外,巨噬细胞参与斑块的炎症,而斑块破裂已被证明包括大量的巨噬细胞。因此,18 eficacy f-fdg支持评估斑块易损性观察到18 f-fdg吸收直接与巨噬细胞密度成正比70年)。因为炎症细胞需要大量的葡萄糖,不像其他细胞呈现斑块内18 f-fdg PET成像能突出在动脉粥样化形成炎症活动,可能有助于检测不稳定斑块(71年)。

18 f-naf通常被用作标记的骨矿化在骨骼成像。机制的指标包括羟基的交换,并在这个过程中18 f -离子引入到一个开放的羟磷灰石晶体(72年)。因此,它有助于显示钙化和骨化区域,可以检测主要和转移性骨病。由于动脉粥样化形成包括钙化,18 f-naf的作用被认为是动脉粥样硬化的潜在指标检测(73年)。Creager及其同事的研究显示最高的18 f-naf亲和力羟磷灰石,超过了关联到其他重要的钙盐(74年)。微钙化物质与更大的表面积有更好的吸收18 f-naf配体结合的表面钙化。然而,对于macrocalcifications,放射性信号弱得多。因此,18 f-naf钙化灶介绍了使用的特异性指标检测动脉粥样硬化斑块的早期阶段。

Macrocalcifications CT上发现被认为是稳定的动脉粥样硬化疾病的地区是静止的,而地区18 f-naf吸收显示活跃的微钙化物质,这被认为是不稳定的斑块。动脉粥样硬化斑块的调查通过分子成像介导不仅18 f-naf和18 f-fdg (75年)。Tarkin和他的同事们发起了一项研究,镓- 68 DOTATATE (68 ga-dotatate)是用于检测动脉炎症通过瞄准巨噬细胞的生长激素抑制素受体(76年)。与18 f-fdg相比,68年ga-dotatate优惠冠状动脉成像,它的巨噬细胞特异性更好,高风险和低冠状动脉损伤的区别更大。趋化因子受体4 (CXCR4)目标68 ga-pentixaphor作为一个指标,而18 f-fdg柯切在动脉粥样硬化病变等。77年)。研究人员表明,吸收68 ga-pentixaphore和18 f-fdg差相关当比较病变和病变(r= 0.28;p< 0.01)。此外,68年ga-pentixaphor宠物显示更多的病变(n= 290;为≥1.6,p< 0.01)和更高的吸收比18 f-fdg宠物(1.8±0.5和1.4±0.4,p< 0.01)。18 f-fmiso用于马特奥等人的研究表明缺氧在兔动脉粥样硬化斑块。似乎这个指标有明显的吸收与动脉粥样硬化的动物主动脉和随着时间的推移也会增加患饮食(78年)。尽管这样的调查提供有益的动脉粥样硬化斑块的分子成像的数据,还需要更多的研究来获得更详细的信息在这些指标的有效性。

9。分子成像方法炎症

在动脉壁内,先天和适应性免疫反应,引起了一个规则的心血管危险因素的临床因素,确定动脉粥样硬化的发展的主要因素和斑块破裂。在高风险的斑块,巨噬细胞发挥着至关重要的作用,指导促炎细胞信号级联,塑造他们的形态,因此代表了一个有吸引力的目标分子成像跟踪血管炎症(79年,80年)。

20多年前,首先表明,增加水平的18 f-fdg信号与巨噬细胞等炎性细胞新陈代谢活跃。还在实验和临床研究,指出18 f-fdg信号能被探测到的血管炎,动脉瘤和动脉粥样硬化(81年)。此外,最近的研究也表明之间的关联18 f-fdg吸收和缺氧。同时,其他一些高风险的斑块特性,比如腔不规则和管腔不规则,似乎有一个协会衰减较低(82年)。

能力的近端冠状动脉斑块炎症18 f-fdg宠物床报道recentlyPatients血糖过低,高血脂的饮食,这是旨在overcomig氟- 18 -去氧葡萄糖摄取的一般背景信号由心肌(83年)。在使用18 f-fdg宠物的主要限制冠状动脉心脏和呼吸运动随着空间分辨率(3×3×3毫米立体像素大小)和心肌抑制不足。最近,这些限制被findinfg证实,50%的冠状动脉段,特别是远端冠状动脉床,可能不被使用18 f-pd宠物(84年)。

动脉粥样硬化成像受益于颈动脉磁共振成像,它允许承认斑块脂质层,以及斑块钙化和intra-plaque出血。此外,随着钆增强,MRI可以揭示新血管形成/斑块渗透率K(反式)和纤维帽厚度/完整性。的揭示intra-plaque出血在颈动脉的MRI与顺向脑血管事件(85年)。

使用超小超顺磁性氧化铁纳米颗粒(USPIO)检测斑块炎症成为可能。USPIO∼30 nm直径dextran-coated纳米粒子,有强烈的T2 > T1缩短效应,导致T2影像信号丢失[96巨噬细胞摄取USPIO通过吞噬作用,这是如何检测到细胞炎症在组织内。Ferumoxtran-10 (Combidex在美国,在欧洲,Sinerem AMAG制药,格尔伯特,分别)是最调查USPIO药物治疗动脉粥样硬化(86年)。与USPIO-MRI颈动脉的临床研究,无症状的斑块被证明是发炎,斑块的炎症似乎没有与狭窄的严重程度。此外,在有症状的病人,纤维帽已经被证明更发炎和薄。值得注意的是,USPIO-MRI报告可能存在剂量依赖的相关性与他汀类药物治疗(87年)。

10。生物力学分析

如果动脉粥样硬化病变不均匀分布在血管系统,局部刺激促进斑块的形成和发展。很显然,动脉系统的特定点,如血管分支或曲线,更容易发展的动脉粥样硬化。这是因为这些领域经验低剪切应力,即血流内皮表面的摩擦力。剪切应力的变化引起的动脉的形状可以损伤内皮细胞,导致炎症和基因表达变化,影响血管功能和结构(88年)。

持续低剪切应力是一个关键的生物力学因素TCFA的形成。结构应力由于拉伸(环形)部队也可以控制菌斑的行为,决定其承受机械应力的能力。在斑块结构应力的影响尤其重大的存在削弱了盖子,高机械应力肯定会导致斑块的破裂。剪切和结构应力计算模型的研究可以使用非侵入性和侵略性的可视化数据(89年,90年)。

作为一个规则,评估剪切应力,研究人员通常使用CFD模拟血流通过3 d重建血管几何图形。解剖数据用于流体动力学的计算机建模可能获得使用CCTA或血管内成像结合双翼飞机血管造影术。结构的应力斑是受众多因素的影响,例如,英国石油(BP)的成分,和斑块结构,组织材料的属性,腔几何(91年,92年)。斑块的结构应力可能评估使用VH-IVUS可视化数据。还有其他方法,如有限元法。虚拟计算FFR (CTFFR)可能是由生物力学建模,建立与入侵FFR(演示了一个正相关r= 0.7;p< 0.001)高的预后能力(曲线下的面积,0.9)发现冠状动脉狭窄> 50%时,评估在临床试验中。此外,CTFFR可用于未来模仿血流动力学变化,出现由于支架在规划侵入性程序。已经证明,这种方法是有用的作为一个方法的优化安排侵入性血管造影在前瞻性纵向研究(93年)。

11。结论

不幸的是,目前没有一个现有的成像方法可以提供一个完整和全面的评估斑块易损性的迹象和动脉粥样硬化发展的机制。然而,侵入性和非侵入性成像技术的进步已经表明,这些方法具有重要的诊断和预后价值。理解脆弱的斑块和脆弱的患者之间的关系不仅可以帮助预测临床风险也在选择最好的治疗选择。为了展示现代科技进步可以从图像到可视化策略,可以广泛应用于临床的设置,进一步大规模临床研究是必需的。

在个性化医学的时代,现代的诊断功能和动脉粥样硬化的新方法成像也会影响我们的关心,和帮助我们的病人将刺激心血管系统的研究有广泛的了解疾病的机制和测试新的治疗方法仍在发展中。由于技术和创新,多通道成像与个性化的方法策略,每一个可能与解剖适应分子信号检测精度的同时结合斑块信息内容,血液流动模式,和疾病严重程度标记,因此,从斑块上的狭隘转向更深入地理解复杂的底层动脉粥样硬化的发病机制的基础。

表1

表1。动脉粥样硬化的主要有条理的成像的概述。

作者的贡献

原创作品准备草稿,美联社;VS writing-review和编辑,即,AO。所有作者的文章和批准提交的版本。

资金

这项工作是支持的俄罗斯联邦科学和高等教育(项目# fgfu - 2022 - 00008)。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

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引用

1。戈德堡IJ, Sharma G,费舍尔EA。动脉粥样硬化:掉头。地中海为基础。(2020)71:191 - 201。doi: 10.1146 / annurev -地中海- 042418 - 011108