目前，心血管疾病是威胁人类生命健康的头号杀手，心脑血管疾病导致的死亡人数占全球总死亡人数的50%以上[1]。《中国心血管健康与疾病报告2019概要》显示，2017年心血管疾病人数已达3.3亿，2017年农村和城市地区死亡率分别为45.9%和43.6%[2]。动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）作为心脑血管疾病，如冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）和脑卒中的病理基础，是一种高发于冠状动脉（冠脉）和颈动脉的慢性炎症性全身性血管疾病，可发生于幼年时期，但常于数十年后发病，这为影像学诊断提供了充足的时间窗口。不稳定AS斑块的破裂及血栓形成是急性心血管事件发生的主要原因，亟需在发病早期利用影像学技术精准筛查不稳定斑块，从而有效降低心血管疾病患者的死亡率。

AS是指动脉内膜有脂质等血液成分的沉积、平滑肌细胞增生和胶原纤维增多，形成粥糜样含脂坏死病灶和血管壁硬化。随着疾病进展，AS斑块可逐渐纤维化和钙化。在疾病早期，通常无明显症状，而晚期斑块逐渐侵蚀进入血管腔，阻碍血管内正常血流。此外，一些不向腔内扩张的粥样硬化组织也可通过促进血栓形成扰乱正常血流动力学，严重时可引起机体局部急性缺血。AS可发生在全身血管，如累及脑血管时可引起中风或一过性脑缺血，累及腹主动脉时可引起腹主动脉瘤，累及下肢血管时则可能出现间歇性跛行。

美国心脏病学学会根据发病过程将AS斑块分为以下6种类型：Ⅰ型，即初始病变，主要表现为巨噬细胞沉积和泡沫细胞形成；Ⅱ型，即富集的泡沫细胞构成脂质条纹；Ⅲ型，平滑肌细胞被大量的细胞外脂质包围，无脂质核心，即粥样斑块形成前期；Ⅳ型，细胞外脂质大量堆积形成脂质核心；Ⅴ型，以纤维帽形成为主要表现的纤维粥样斑块形成；Ⅵ型，复合病变（包括附壁血栓、斑块出血、溃疡和钙化等）；Ⅶ型，钙化斑块；Ⅷ型，无脂核纤维斑块[3]。

易损斑块最早被用来描述易破裂、易形成血栓并引起心脏缺血的AS斑块。目前通常认为，大而富含脂质的坏死核心、薄或缺损的纤维帽、斑块内出血、斑块炎症、溃疡和新血管形成是斑块不稳定的重要标志，钙化和完整的纤维帽则通常是斑块稳定的特征[4]。易损斑块的组织病理学标准包括主要标准和次要标准，主要标准：活动性炎症、大脂质核心附着薄纤维帽、内皮剥脱伴血小板聚集、破裂斑块或损伤斑块和严重狭窄（> 90%）；次要标准：浅表钙化结节、黄色且有光泽斑块、斑块内出血、内皮功能障碍和血管正性重构[5]。

超声能够准确诊断大动脉中的限流狭窄（如常规颈动脉超声既可初步检测颈动脉斑块的稳定性，还可对颈动脉的狭窄程度进行初步评估）[6]。有研究表明，超声诊断颈动脉斑块成分和特征（斑块内出血、斑块炎症、脂质核心和新生血管），与组织病理学检查结果间有较强的相关性（K=0.61，P＜0.000 1）[7]。虽超声对AS斑块的诊断性能较高（敏感度97%，特异度81%），但检测斑块溃疡的敏感度相对较差[8]。联合使用回声的强弱和异质性量表，如Gray-weale（GW）量表可提高诊断斑块溃疡的准确率[9]。超声造影是一种通过静脉注射微泡对比剂行超声探查的技术，其可检测出斑块中的新生血管。微泡对比剂通过增强管腔和血管壁之间的对比度提高超声对斑块溃疡的检测能力，实现了斑块出血的可视化[10]。超声造影介质由气体微泡组成，被不同物质（白蛋白、脂质、聚合物等）的壳包围。气体微泡是声能的强反射体，增强了用超声探测组织的返回信号。对比剂微泡的直径通常＜5 μm，是一种血管内示踪剂。超声造影测量斑块中的新生血管与PET/CT测量的人体18F-F氟脱氧葡萄糖（18F-FDG）摄取呈正相关[11]。尽管超声造影检测到的斑块新生血管与心血管事件的相关性需进一步的前瞻性研究评估，但超声造影仍是检测易损斑块的一种有前景、安全且可广泛使用的工具。

CT成像速度快、具有多种后处理模式且空间分辨力高。目前，斑块成像多采用CTA技术，可准确评价颈动脉狭窄。CTA还可较好地对易损斑块特征进行分析，能准确检测出1.0 mm左右的斑块溃疡[12]。此外，通过测量CTA图像中的CT值也可对斑块的成分进行大致分析[13]。当AS斑块含多种成分时，因不同成分斑块的CT值存在重叠效应，对各成分的分析可能会受到干扰。此外，CT动态增强扫描也可对斑块成分进行分析，通过斑块的强化程度间接评估斑块的稳定性，当斑块强化幅度 > 15 HU时可能提示为不稳定斑块[14]。

能谱CT也可用于AS斑块诊断，能谱CT后处理图像中的钙基图、能谱曲线图及有效原子序数图等可对斑块的成分和形态进行评估。钙基图能显示钙化，其通过减除钙化成分来评价管腔的狭窄程度和斑块形态，且能准确检测出钙化斑块体积[15]。能谱曲线图及有效原子序数图也能对斑块成分进行分析。能谱曲线分析显示，富含脂质坏死核心斑块的能谱曲线呈上升型，斑块内出血的能谱曲线呈衰减型，钙化斑块的能谱曲线呈下降曲线[16]。此外，通过测量能谱曲线斜率及有效原子序数值可实现对斑块内各成分评定，其斜率及数值由高到低依次为：钙化成分 > 纤维成分 > 血栓样组织成分 > 脂质成分，此技术有效弥补了斑块内不同成分CT值重叠的缺点[17]。

MRI软组织对比良好，适用于检测AS斑块的成分。颈动脉斑块成像可采用高分辨力MRI黑血技术，该技术具有良好的血液抑制和空间分辨力高的特点，除测量颈动脉斑块的厚度、体积和面积之外，还能详细评估邻近血管和斑块成分[18]。MRI还可判定不同组织类型的颈动脉斑块和量化其脂质含量，且能识别破裂纤维帽的存在[19]。MRI增强扫描可进一步提高其区分脂质核心与纤维帽的能力[20]。

MRI对易损斑块特征的检测可预测未来心血管事件的发生。在50%~70%颈动脉狭窄的无症状患者中，MRI筛查出的斑块纤维帽变薄或破裂、斑块内出血和大脂质核心与随后的脑血管事件密切相关[21]。有研究表明，颈动脉斑块与冠心病存在临床相关性，突出了AS发病全身性的特点，在一个部位中检测不稳定斑块可预知其他血管床中的疾病状态[22]。高铁血红蛋白是血红蛋白的分解产物，可导致T1缩短，不稳定斑块（包含近期血栓或出血）区域的T1WI图像信号增强[23]。因此，T1WI可鉴别腔内血栓形成和斑块内出血[24]。

MRI使用超小超顺磁性氧化铁颗粒（superparamagnetic iron oxide nanoparticle，USPIO）可检测AS斑块炎症。USPIO在静脉内通过细胞膜表面清道夫受体可被巨噬细胞摄取，使其所在区域的T2WI呈低信号。有研究证明，脑卒中颈动脉斑块患者较无症状颈动脉狭窄斑块患者的USPIO摄取增加[25]。说明，斑块炎症时，巨噬细胞增加导致USPIO摄取增强，可通过USPIO摄取情况检测斑块活性区分症状性斑块与无症状斑块，进而指导临床进行预防性治疗。

PET是一种分子显像技术，广泛用于肿瘤的诊断中。PET的工作原理是在体内注射18F-FDG，后通过测量斑块内的18F-FDG摄取值来判断斑块内的炎症情况。有研究证明，易损斑块（如大脂质核心和斑块内出血）的18F-FDG摄取增加[26]。且斑块的18F-FDG摄取与其炎症负荷相关，特别是巨噬细胞含量，可重复定量，表明18F-FDG PET拥有无创监测斑块炎症和评估易损性风险的潜力[27]。18F-FDG摄取主要归因于炎性巨噬细胞的摄取增强，但有证据支持斑块的其他成分，特别是血管平滑肌细胞，可能有相似或甚至更高水平的18F-FDG摄取[28]。大动脉（如主动脉、颈动脉和髂动脉）18F-FDG的摄取与各种心血管危险因素相关，摄取增强可提高预测未来心血管事件的能力，其效能较传统的风险分层工具更高[29]。此外，在阿托伐他汀治疗后4周，主动脉和颈动脉的18F-FDG摄取也出现剂量依赖性下降，表明其在监测治疗反应中的作用[30]。但对新型降脂或抗炎药物的研究显示，18F-FDG的动脉摄取未显著下降，表明18F-FDG在监测治疗反应中的作用需用单独的药物进行验证[31]。

IVUS是第一种能够在体内评估血管腔、血管壁，并能评价斑块负荷及其组成成分的成像技术。其可对有症状斑块与无症状斑块进行形态学比较，评价不同治疗方法对AS进展的影响[32]。此外，IVUS还可评价全身和局部因素对AS进展的影响[33]。IVUS可准确评估冠脉粥样硬化斑块的成分，并检测出可导致重大不良心血管事件的病变[34]。然而，有2项关于AS进展的前瞻性研究对IVUS检测易损斑块的准确性提出了质疑。第1项关于冠心病的前瞻性队列研究利用IVUS虚拟组织学（virtual histology intravascular ultrasound，IVUS-VH）评估697例急性冠脉综合征患者的斑块成分和易损性；所有患者在冠脉粥样硬化治疗后立即行3支血管IVUS-VH成像，中位随访时间为3.4年；在多变量分析中，斑块负荷 > 70%、最小管腔面积＜4 mm2和存在薄纤维帽的AS斑块是引起重大不良心血管事件的预测因子；这3个变量检测易损斑块的阳性预测值为18.2%[35]。第2项使用剪切应力和血管壁形态预测冠脉疾病进展和临床结局研究，收集506例急性冠脉综合征患者，在基线和6~10个月随访时行经皮冠脉介入术和3支血管IVUS成像；将基线IVUS数据与血管造影图像融合，重建冠脉解剖结构，并在基线模型中进行血流模拟。该研究表明，基线时的低内皮剪应力（endothelial shear stress，ESS）是斑块进展和随访时需血运重建的预测因子；斑块负荷增加和ESS较低能够预测血运重建，阳性预测值为41%[36]。虽然IVUS能检测易损斑块、预测心血管事件，但其阳性预测值较低，且为有创操作，操作难度较大，临床风险较高，因此未在临床上常规应用。

OCT通过光纤与旋转透镜发射近红外光（1.3 μm波长），以实现极高的空间分辨率（10~15 μm），可准确测量与组织学高度相关的纤维帽厚度，具有较高的区分斑块类型的能力[37]。此外，OCT的其他潜在应用还有弹性成像、OCT多普勒和偏振敏感OCT。OCT无法正确区分钙化和脂质成分，且其组织穿透力有限（1~3 mm），也无法评估整个斑块体积。但OCT的分辨力极高，可显示斑块中的细胞结构。OCT用于量化纤维帽内的巨噬细胞，其具有比周围结构更强信号的亮点。进一步研究显示，OCT上有23%的亮点区域能特异性地代表巨噬细胞[38]。另一离体研究使用OCT（空间分辨率为1 μm）可显示人冠脉的细胞和亚细胞结构的图像，包括与电子显微镜外观相似的附在内皮细胞表面的白细胞[39]。此外，在鉴定薄纤维帽AS斑块方面，IVUS-VH和OCT具有相近的诊断准确率（76%~79%），未来可能通过引入混合成像导管提高诊断准确性。

NIRS是一种基于有机分子对光吸收原理的导管侵入式成像技术，能够识别动脉壁的化学组成，这有助于诊断易损斑块。NIRS向组织中发射近红外光，随后测量反射光在波长800~2 500 nm范围内的比例。有研究通过人主动脉尸检样本，探讨近红外光谱用于鉴定薄纤维帽斑块的用途，研究表明NIRS对检测易损斑块成分的敏感度和特异度分别为：脂质斑块（90%和93%），薄纤维帽（77%和93%），斑块炎症（84%和89%）[40]。此项研究验证了NIRS对人体冠脉易损斑块的检测能力。冠脉内近红外光谱显示，急性冠脉综合征患者的靶病变主要由脂质核心斑块组成，其特征为脂质核心负荷指数较高[41]。另一项研究表明，将NIRS中的脂质核心负荷指数添加至IVUS中的斑块负荷，可显著提高对易损斑块的识别能力[42]。此外，短期他汀类药物强化治疗导致7周随访后NIRS中的脂质核心负荷指数显著降低[43]。这些结果体现了NIRS在药理学研究中的潜力，但仍需在长期随访研究中证实。

CAG作为一种常规的腔内影像学技术，因其操作简单、敏感度高和并发症少，成为诊断冠脉粥样硬化的最重要的方法之一。CAG能够很好地评价冠脉狭窄的确切位置、严重程度，并指导经皮冠脉介入术[44]。CAG是一个二维平面图像，同一病变需在2个相互垂直的投影体位才能充分显示清楚。CAG仅能间接反映血管轮廓，无法进行管壁的可视化定量评估，对AS引起的非血管狭窄性疾病诊断的敏感度及特异度均较低，同时投影缩短效应可能低估病变处的狭窄程度和长度，对分叉处血管结构与偏心性斑块的测量存在较大误差及对冠脉临界病变治疗策略选择不当等[45]。CAG作为疾病诊断方法逐渐被无创的检查方法替代，而其更多成为AS治疗的方法。

综上所述，AS斑块的影像学诊断技术主要包括侵入性和非侵入性两类，通过上述技术对斑块的评估可更准确地识别导致心血管事件的易损斑块。非侵入性成像操作简单且经济，适合广大无症状人群的初筛。侵入性成像操作复杂，可用于治疗，适合有症状患者的诊疗。单一的成像技术在评价斑块时会有不足。目前，AS斑块的多模态成像已成为实验研究和临床应用的主流，有助于更好地了解AS斑块的动态演变，进而准确评估抗AS斑块的疗效。各种成像方式的联合应用，能为临床医师提供AS斑块组成成分和代谢状态方面的信息，可作为诊断、鉴别诊断、风险预测和治疗评估的参考依据。