Современные представления о роли компьютерной томографии в диагностике нестабильных атеросклеротических бляшек сонных артерий (обзор литературы)

Атеросклеротическое поражение экстракраниального отдела сонных артерий является одной из основных причин ишемических поражений головного мозга. Ряд исследований доказывает, что даже пациенты с гемодинамически незначимым стенозом сонной артерии также требуют дополнительной диагностики с целью определения морфологических характеристик атеросклеротической бляшки с помощью визуализирующих методов исследования, т.к. эмбологенная атеросклеротическая бляшка в сонной артерии является потенциальной причиной инсульта [1]. В связи с тем, что всё больше исследований связывают риск возникновения инсульта с нестабильностью атеросклеротических бляшек, возникает необходимость оценки возможностей КТ-ангиографии в определении признаков нестабильности бляшки [2].

Матеpиалы и методы

Был проведён литературный обзор научных публикаций за последние 10 лет, используя ресурсы поисковых систем The Lancet Public Health Journal, PubMed и eLIBRARY по вышеуказанным ключевым словам. Для данного анализа были использованы научные статьи, а также отечественные и зарубежные клинические рекомендации по ведению пациентов с атеросклерозом сонных артерий, содержащие доказательную экспериментальную и клиническую базу.

Pезультаты

Морфологической причиной осложнений атеросклероза, в частности острых ишемических повреждений головного мозга, является разрыв бляшки, в основе которого, в свою очередь, лежит снижение её механической прочности. Последняя зависит от многих анатомо-морфологических характеристик бляшки, но в наибольшей степени – от наличия геморрагий в толще бляшки и патологической васкуляризации [3, 4]. Помимо приведённых характеристик, к критериям нестабильности бляшки, определяемым с помощью визуализирующих методов диагностики, относят наличие большого липидного ядра, некротического ядра с тонкой фиброзной покрышкой, активного воспаления, повышенной неоваскуляризации, положительного ремоделирования и мик-рокальцинатов в структуре [5].

Методы исследования нестабильности атеросклеротических бляшек (АСБ) можно разделить на инвазивные и неинвазивные. К инвазивным методам исследования нестабильных АСБ относятся внутрисосудистое ультразвуковое исследование (ВСУЗИ), оптическая когерентная томография (ОКТ), ангиоскопия, рамановская спектроскопия, к неинвазивным методам – магнитно-резонансная томогра- фия (МРТ), мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ), позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), ультразвуковое дуплексное исследование сонных артерий [6].

Изучение морфологических характеристик АСБ является одним из наиболее перспективных направлений применения компьютерной томографии с целью раннего выявления и лечения атеросклероза и предотвращения его осложнений.

Многие авторы предлагают деление АСБ при КТ на три типа: мягкие, смешанные (комбинированные/ гетерогенные) и кальцинированные. Мягкие АСБ характеризуются отсутствием кальцинатов и плотностью менее 60 HU. В комбинированных бляшках доля кальцинатов соответствует менее 50% от объёма бляшки и плотность составляет 60–130 HU. В кальцинированных АСБ процент кальцинатов более 50% от объёма бляшки и плотность составляет более 130 HU соответственно. Важно учитывать, что плотность АСБ варьирует в зависимости от технических характеристик КТ сканирования: напряжения трубки, толщины среза, а также соотношения сигнал-шум. В этом заключается трудность определения стабильности бляшки исключительно на основе плотности единиц Хаунсфилда (HU) [7].

Возможности компьютерной томографии в диагностике признаков нестабильности рассмотрены ниже.

Неоваскуляризация. Различные процессы, такие как воспаление, накопление липидов, протеолиз, тромбообразование и неоангиогенез, являются основными причинами нестабильности атеросклеротической бляшки [8]. В различных клинических и лабораторных исследованиях было обнаружено, что маркеры воспаления и vasa vasorum способствуют развитию ангиогенеза, стимулируемого гипоксией и сосудистым фактором роста, определённым в качестве ключевого фактора, вызывающего нестабильность бляшки [9]. Формируются новые незрелые сосуды внутри бляшки. Отсутствие в этих сосудах перицитов может приводить к диапедезным кровотечениям. Компьютерная томография может быть использована для обнаружения неоваскуляризации в АСБ. При измерении плотности на нативных и постконтрастных изображениях неоваскуляризация будет характеризоваться накоплением контрастного препарата в контрастную фазу в структуре бляшки. Однако авторы также подчеркивают, что необходимо учитывать артефакты кальцинатов и артефактов луча [4]. Также данный протокол исследования характеризуется большей лучевой нагрузкой в связи с необходимостью выполнения нативной серии сканирования.

Размер бляшки . Бессимптомная бляшка может составлять до 40% от площади сосуда до начала активного роста в просвет сосуда и последующей обструкции.

Липидное ядро. Обнаружение самого липидного ядра в структуре бляшки на КТ затруднено, однако о нём могут косвенно свидетельствовать зоны низкой плотности в структуре бляшки [10]. Следует отметить, что плотность АСБ является одной из самых важных КТ-характеристик, аналогично эхогенности по ВСУЗИ, предоставляющей информацию о морфологии АСБ. Так, низкая рентгеновская плотность (менее 30—50 HU) характерна для мягких бляшек с крупным липидным ядром. Таким образом, увеличение данного показателя может свидетельствовать об уменьшении размера липидного ядра и отражать процесс «стабилизации» АСБ [11].

Липидное ядро состоит из кристаллов холестерина, апоптотических остатков клеток и частиц кальция и может выступать в роли предиктора повышенного риска инсульта [12]. В пролонгированном исследовании 120 асимптомных пациентов атеросклеротические бляшки с липидным ядром >40% (% липидного ядра = толщина липидного ядра/толщина стенки артерии) по данным МРТ были более склонны к потенцированию эмболических осложнений в течение 3-летнего периода наблюдения, в сравнении с АСБ с липидным ядром <40% [13]. Тем не менее, прямое влияние липидного ядра на возникновение ишемических событий в головном мозге требует дальнейшего изучения, ввиду малой выборки пациентов.

Ремоделирование сосуда в зоне поражения. Оценку ремоделирования сосуда выполняли на основании расчёта отношения диаметров наружных контуров сосуда в месте расположения АСБ и его проксимального сегмента. Если это отношение — индекс ремоделирования (ИР) – было больше 1,1, то ремоделирование считалось положительным.

Положительное ремоделирование указывает на нестабильность АСБ и часто встречается в бляшках с крупным некротическим ядром, в бляшках с тонкой фиброзной покрышкой и АСБ с кровоизлияниями. Данный процесс не наблюдается при хронических стабильных фиброзных бляшках. Более того, при стабильном поражении может развиваться отрицательное ремоделирование (индекс ремоделирования < 0,95), т.е. уменьшение поперечного сечения сосуда в месте образования АСБ. Однако нестабильные АСБ не всегда сопровождаются положительным ремоделированием, особенно при наличии эрозий [14].

Кровоизлияние в бляшку. Кровоизлияние в АСБ встречается повсеместно в процессе развития АСБ и, как правило, не сопровождается симптомами. Источником кровоизлияния из мелких капилляров может быть неоваскуляризация в нестабильных АСБ.

Кровь также может проникнуть в АСБ из просвета сосуда через микротрещины в интиме, покрывающей АСБ. Быстрое увеличение АСБ после кровоизлияния может вызвать гемодинамически значимое сужение просвета или увеличение объёма некротического ядра и разрыв АСБ. Крупные кровоизлияния в АСБ хорошо идентифицируются с использованием КТ и МРТ сонных артерий [15]. Само по себе внутрибля-шечное кровоизлияние является одним из ключевых предикторов ишемических атак головного мозга.

В ретроспективном исследовании Saba L. и соавт. были показаны возможности КТ в определении наличия кровоизлияний в структуру АСБ. Для этого проанализированы КТ 91 пациента до каротидной эндартерэктомии с последующей морфологической верификацией. Результаты показали, что среднее значение плотности для внутрибляшечного кровоизлияния составляло менее +25 HU [16]. Однако при КТ может быть затруднительно провести дифференцировку между кровоизлиянием в бляшку, липидным ядром и фиброзной покрышкой в связи с возникающим перекрытием зон низкой плотности («overlap»). Для диагностики и категоризации кровоизлияний (свежее, недавнее, давнее) по-прежнему целесообразнее применять МРТ [2].

Неровный контур бляшки. Неровность контура или наличие так называемого язвенноподобного дефекта является наиболее специфичным признаком разрыва АСБ, выявленным при МСКТ. По данным МСКТ, выделяют два типа этого симптома: вогнутая в сторону просвета сосуда граница между краем разорванной АСБ и контрастным препаратом в сосуде и язвенноподобная область контрастирования, переходящая из просвета сосуда глубоко в бляшку, если отношение её плотности к плотности контраста в просвете артерии находится в диапазоне от 0,7 до 1 мм [15].

Воспаление тканей на уровне атеросклеротического поражения. Различные процессы, такие как воспаление, накопление липидов, протеолиз, тром-бообразование и неоангиогенез, являются основными причинами нестабильности атеросклеротической бляшки [8]. В различных клинических и лабораторных исследованиях было обнаружено, что маркеры воспаления и vasa vasorum способствуют развитию ангиогенеза, стимулируемого гипоксией и сосудистым фактором роста, определённым в качестве ключевого фактора, вызывающего нестабильность бляшки [9]. При оценке КТ сонных артерий при воспалении может увеличиваться плотность периваскулярного жира. Исследователи предлагают учитывать повышение плотности жировой клетчатки на уровне бляшки как одного из признаков периваскулярного воспаления [10].

Обсуждение

Известно, что гемодинамически значимый стеноз чаще ассоциирован с осложнёнными АСБ, чем с бессимптомными, но многие исследования демонстрируют, что даже гемодинамически незначимый стеноз может приводить к ишемическим событиям. Так, сегодня известно, что высокий риск осложнений каротидных АСБ зависит не только от степени стеноза.

Задача, стоящая перед врачом-рентгенологом, заключается в выявлении пациентов с бессимптомным каротидным стенозом и высоким риском нестабильности бляшек. Важной причиной ишемического инсульта является трансформация покоящегося атеросклеротического поражения сонной артерии в нестабильную бляшку, уязвимую для разрыва и тромбоэмболии. Большинство атеросклеротических поражений неоваскуляризируется, и неососуды могут способствовать прогрессированию и уязвимости бляшек [16, 17].

В настоящее время с помощью методов визуализации можно обнаружить и охарактеризовать компоненты нестабильности атеросклеротических бляшек, а также стратифицировать риск инсульта у пациентов с атеросклеротическим поражением сонных артерий. Стандартная УЗИ-диагностика сонных артерий позволяет получить общую информацию о бляшке, а с применением контраста можно получить данные о наличии и степени неоваскуляризации. Компьютерная томография расширяет спектр диагностических возможностей. С её помощью можно оценить общий объём бляшки и объём её структурных компонентов, определить тип бляшки (мягкая, смешанная, кальцинированная), объективно оценить протяжённость и характер ремоделирования артерии в месте поражения, оценить контур и наличие язвенноподобных дефектов, проанализировать неоваскуляризацию, выявить признаки перваскулярного воспаления. МРТ позволяет оценить наличие и толщину фиброзной покрышки, неоваскуляризации и внутрибляшечного кровоизлияния [18–20].

Ранее считалось, что МРТ является наилучшим методом визуализации внутрибляшечного кровоизлияния, основанным на стандартном выявлении оксигемоглобина. Это мнение поддерживалось рядом авторов, утверждавших, что с помощью КТ невозможно отличить фиброзную покрышку, липидный центр и внутрибляшечное кровоизлияние вследствие наложения зон сигнала. Но недавние публикации оспаривают это мнение, т.к. в связи с усовершенствованием аппаратов КТ появляется всё больше возможностей визуализации различных компонентов бляшки с более высокой точностью [21]. Утверждение остаётся спорным ввиду возможного наличия артефактов сканирования или кальцинатов, а также вышеупомянутого наложения плотностных характеристик (“substantial overlap”).

Таким образом, метод КТ-диагностики нестабильных АСБ играет важную роль в диагностике и стратификации риска развития острых ишемических событий в бассейнах сонных артерий.

Недавние исследования продемонстрировали, что объём АСБ, изменяющийся с течением времени, также является критически важным детерминантом нестабильности бляшки и возможным риском ишемических осложнений. Некоторые авторы выдвигали гипотезу, что объём бляшки может служить лучшим маркером тяжести атеросклероза, нежели степень стеноза сонной артерии [22]. В настоящее время КТ-исследование позволяет вычислить объём как самой АСБ, так и каждого из её компонентов, основываясь на различиях в плотности (HU). На КТ атеросклеротические бляшки классифицируются как мягкие (<60 HU), смешанные (60–130 HU) и кальцинированные (>130 HU). В 2013 году исследователи Ukwatta E. и Yuan J. пытались вычислить такую же градацию для МРТ, однако результаты оказались мало убедительными, ввиду более низкого разрешения МРТ в сравнении с КТ [23].

Мягкие АСБ ассоциированы с большим риском инсульта, в то время как кальцинирование бляшек является защитным фактором, в отличие от коронарных артерий [24, 25]. Предположительно, кальций в АСБ сонных артерий обеспечивает стабильность бляшки, защищает от биомеханического стресса, тем самым снижая риск разрыва. Для КТ-анализа кальцинированных бляшек крайне важно правильно подобрать «окно» визуализации: уровень и центр исследуемого изображения.

Существует ещё один перспективный тип компьютерной томографии – двухэнергическая КТ (ДЭКТ). Достоинствами технологии является возможность дифференцировать сигналы от контрастного йода и кальция, более точное измерение плотности объектов на основе атомных чисел, а не единиц Хаунс-филда (HU), улучшение мягкотканного контраста и уменьшение количества артефактов. Так, привычная классификация бляшек (мягкая, кальцинированная, смешанная) может быть уточнена и модифицирована благодаря данному детальному методу визуализирующей оценки АСБ [26–28].

Заключение

На сегодняшний день МСКТ-ангиография атеросклеротического поражения сонных артерий прочно закрепилась в стандарте диагностики атеросклеротического поражения брахиоцефальных артерий. КТ обладает рядом преимуществ: скорость выполнения исследования, неинвазивность, оценка стеноза, морфологии бляшки и т.д. Кроме того, в последние годы появляется всё больше исследований в оценке возможностей МСКТ в диагностике не только степени стеноза и определения типа бляшки (мягкая, смешанная, кальцинированная), но и визуализации признаков её нестабильности.

КТ позволяет оценить наличие следующих признаков нестабильности атеросклеротической бляшки: участок низкой плотности в её структуре (со-ответвующий большому липидному ядру, некрозу или кровоизлиянию), микрокальцинаты, неровный контур с язвенноподобным дефектом, положительное ремоделирование артерии на уровне бляшки, а также уплотнение периваскулярного жира на уровне бляшки как признака воспаления. Кроме того, оценка накопления контрастного препарата бляшкой может позволить выявить неоваскуляризацию.

Оценка толщины фиброзной покрышки, а также дифференциации внутрибляшечного кровоизлияния и липидного ядра при МСКТ ограничены, однако внут-рибляшечное кровоизлияние и липидное ядро могут быть визуализированы с помощью МРТ.

Таким образом КТ является высокоинформативным методом диагностики, позволяющим оценивать не только морфологию сонных артерий, выраженность атеросклеротического поражения и степень стеноза, но и структуру бляшки, включая некоторые признаки её нестабильности.