高萬云 陳書祥 趙 靜 張瑩瑩 周 迪 白旭東

(吉林大學(xué)第二醫(yī)院電診科，吉林 長(zhǎng)春 130041)

目前頸動(dòng)脈粥樣硬化(AS)斑塊穩(wěn)定性的評(píng)估已成為影像學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。特別是在老年人群中，其斑塊的形成是引起腦梗死的重要病因。用聲輻射力脈沖成像(ARFI)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，可以解決臨床面臨的重要挑戰(zhàn)，區(qū)分不穩(wěn)定的“軟”斑塊與穩(wěn)定的“硬”斑塊，更好地預(yù)測(cè)心肌梗死和腦卒中發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)〔1〕。本文主要從AS斑塊的病理學(xué)特征入手，對(duì)ARFI技術(shù)的基本原理及其在AS斑塊中的應(yīng)用研究進(jìn)行綜述。

1 AS斑塊的病理學(xué)特征

頸動(dòng)脈斑塊的形成是外界環(huán)境因素和內(nèi)在多基因調(diào)控異常共同的作用結(jié)果，其發(fā)展是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過程，即平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生的膠原纖維組成斑塊帽與通過金屬蛋白酶等介導(dǎo)的基質(zhì)降解之間的平衡，打破了平衡，斑塊的穩(wěn)定性下降，則成為不穩(wěn)定斑塊或易損性斑塊〔2〕。

AS是慢性、進(jìn)行性的動(dòng)脈內(nèi)膜廣泛性病變，以脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和膽固醇脂進(jìn)行性的沉積為特征，伴有平滑肌細(xì)胞增生、膠原纖維增多、壞死及炎癥反應(yīng)等的病理過程，以血管分叉和轉(zhuǎn)彎處最為顯著。其引起缺血性腦梗死的病理機(jī)制為：易損斑塊破裂脫落的栓子栓塞顱內(nèi)血管或頸動(dòng)脈狹窄導(dǎo)致的低灌注〔3〕。組織學(xué)上，易損斑塊是指那些不穩(wěn)定和有血栓形成傾向的動(dòng)脈斑塊。斑塊越軟，其纖維帽越薄，炎癥反應(yīng)越活躍，平滑肌成分則相對(duì)越少，斑塊內(nèi)脂核越大，承受的應(yīng)力越大，越易于破裂〔4〕；而穩(wěn)定性斑塊由于含纖維帽較厚，甚至已鈣化，脂核較小，炎癥反應(yīng)較輕，承受的應(yīng)力較小，故不易脫落引發(fā)心腦血管事件。

影響斑塊易損性的主要因素包括：(1)脂質(zhì)核心大小。粥樣斑塊的核心富含細(xì)胞外脂質(zhì)，特別是膽固醇和膽固醇酯。在引起急性冠脈綜合征的研究中顯示〔5,6〕，易于破裂的斑塊脂質(zhì)核心占斑塊的40%以上；(2)纖維帽的厚度。粥樣斑塊的纖維帽是由富含膠原的基質(zhì)和平滑肌細(xì)胞組成。同一研究中顯示，纖維帽厚度小的斑塊更容易破裂〔7〕，而斑塊纖維所占比例>70%，纖維帽較厚且較堅(jiān)硬，則不易于破裂；(3)炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)。尤其是斑塊內(nèi)巨噬細(xì)胞數(shù)量與斑塊的穩(wěn)定性密切相關(guān)，為判斷斑塊穩(wěn)定性提供量化指標(biāo)；(4)新生血管的生長(zhǎng)。斑塊內(nèi)新生血管的生成反映炎性反應(yīng)的存在，亦增加斑塊的不穩(wěn)定性；(5)斑塊內(nèi)出血和表面潰瘍。作用于斑塊的血流和血管壁應(yīng)力是影響斑塊穩(wěn)定性的重要外因。總之，及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)頸動(dòng)脈斑塊的性質(zhì)可以間接評(píng)估心血管疾病的潛在風(fēng)險(xiǎn)，提醒臨床醫(yī)師及早給予有效干預(yù)，減少心血管意外的發(fā)生。

2 ARFI技術(shù)及基本原理

超聲彈性成像是Ophir等〔8〕于1991 年提出的，是對(duì)組織施加一個(gè)內(nèi)部或外部的動(dòng)態(tài)或靜止激勵(lì)，組織將遵循彈性力學(xué)、生物力學(xué)規(guī)律產(chǎn)生響應(yīng)。ARFI技術(shù)是超聲彈性成像技術(shù)的一種，是利用調(diào)制的聚焦超聲波束作為激勵(lì)機(jī)制，組織受力后產(chǎn)生縱向壓縮和橫向振動(dòng)，產(chǎn)生聲剪切波，利用特定的電子系統(tǒng)采集組織內(nèi)剪切波信號(hào)，就可以獲得感興趣區(qū)域的低頻剪切波的傳播速度。而剪切波的速度依賴于組織彈性，從組織彈性模量的估算，就可間接反映出該區(qū)域組織的彈性程度〔9〕。

ARFI 是一種新興的成像技術(shù)。傳統(tǒng)的 B 型超聲是根據(jù)組織的聲阻抗差異來顯示組織解剖結(jié)構(gòu)，其成像顯示的是組織的回波紋理、形態(tài)、大小、陰影等；ARFI 組織成像獲得的是與組織形變(應(yīng)變)特性相關(guān)的信息，顯示的是組織的質(zhì)地、彈性硬度、彈性數(shù)值、形態(tài)比、面積比等，從這個(gè)意義上講，更類似于組織的物理觸診檢查， 可提供組織硬度測(cè)量的數(shù)值，這是另一個(gè)獨(dú)立維度的組織信息，幾乎適用于人體所有器官的檢查。

3 ARFI技術(shù)在AS斑塊中的應(yīng)用

近年來，超聲技術(shù)在外周靜脈血栓、動(dòng)脈硬化斑塊、血管畸形、血流狀態(tài)評(píng)測(cè)等血管疾病檢查中發(fā)揮著重要作用〔10〕。隨著超聲新技術(shù)不斷前進(jìn)，特別是針對(duì)頸動(dòng)脈硬化斑塊檢測(cè)領(lǐng)域，進(jìn)展更為迅猛。目前用于檢測(cè)頸動(dòng)脈斑塊的方法很多，以往多應(yīng)用二維超聲根據(jù)斑塊的回聲及表面情況判斷斑塊性質(zhì)，根據(jù)回聲是否均勻及表面形態(tài)來判斷斑塊的質(zhì)地；超聲造影評(píng)價(jià)腦梗死患者頸動(dòng)脈軟斑內(nèi)新生血管〔11〕；運(yùn)用血管內(nèi)超聲(IVUS)、光學(xué)相干成像(OCT)、CT、MRI等一系列技術(shù)研究斑塊的特點(diǎn)〔12～15〕；血清學(xué)標(biāo)志物與斑塊發(fā)生發(fā)展的相關(guān)性等〔16〕。但上述方法都有一定的局限性，如灰階超聲并不能真正反映組織的質(zhì)地；超聲造影無法很好地顯示較小斑塊，因此限制了其在易損斑塊早期診斷和預(yù)防中的價(jià)值〔17〕；IVUS 是有創(chuàng)性的以導(dǎo)管技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)象方法，但對(duì)細(xì)微結(jié)構(gòu)的分別差〔18〕，診斷斑塊破裂及血栓形成一直是IVUS顯像上的難題；OCT是一種新的血管內(nèi)成像方法，由于其良好的圖像分辨力，更能精確地分辨粥樣斑塊的細(xì)節(jié)特征，但屬有創(chuàng)檢查，且費(fèi)用昂貴。

ARFI 是近年來推出的一種無創(chuàng)評(píng)估組織彈性的超聲成像技術(shù)，能夠?qū)M織彈性分布特征進(jìn)行定性、定量評(píng)價(jià)，有重要臨床應(yīng)用價(jià)值。

頸動(dòng)脈斑塊按超聲表現(xiàn)分為〔19〕：(1)軟斑：斑塊突出于管腔內(nèi)，表面有連續(xù)的回聲輪廓及光滑的纖維帽，形態(tài)多不規(guī)則，弱回聲區(qū)有時(shí)可呈偏心半圓形，內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻或不均勻，無聲影；(2)硬斑：由于斑塊內(nèi)鈣化或纖維化，局部回聲增強(qiáng)，為強(qiáng)回聲或中強(qiáng)回聲區(qū)，可呈塊狀或點(diǎn)狀，大小不一，斑塊輪廓清晰，其后伴聲影或弱聲影；(3)混合斑：由不均質(zhì)軟、硬斑混合組成，為強(qiáng)回聲、中等回聲及低無回聲混合存在，形態(tài)不規(guī)則，范圍一般較大，常常造成局部管腔高度狹窄或堵塞。

基于 ARFI 技術(shù)原理，臨床應(yīng)用的是聲觸診組織成像(VTI)技術(shù)和聲觸診組織量化(VTQ)技術(shù)；VTI 技術(shù)依據(jù)局部組織縱向上的位移大小，直接反映該區(qū)域組織的組織彈性，以灰階形式成像，灰度愈大，提示彈性程度愈大；VTQ 技術(shù)則是通過獲得橫向振動(dòng)產(chǎn)生的剪切波信息，計(jì)算并顯示剪切波速度 (即VTQ值)，VTQ值與組織彈性的平方根成正比，間接反映組織的彈性，速度越大表示組織彈性愈大〔20〕。

VTI技術(shù)是一種目測(cè)觀察、定性描述組織硬度的方法。先確定需要探測(cè)組織彈性的感興趣區(qū)(ROI)，對(duì)ROI反射推進(jìn)脈沖波，同時(shí)發(fā)出序列探測(cè)脈沖，使ROI組織產(chǎn)生局部位移〔21〕，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)此位移量后生成一個(gè)ROI的組織硬度灰階圖。圖上灰階回聲強(qiáng)度越強(qiáng)代表組織質(zhì)地越軟，灰階回聲強(qiáng)度越弱代表組織質(zhì)地越硬。血管血小板阻塞模型顯示VTI圖像較B超圖像對(duì)比度高，ARFI技術(shù)可準(zhǔn)確評(píng)價(jià)斑塊軟、硬及是否均質(zhì)〔22〕。

VTQ技術(shù)是以聲脈沖輻射力成像技術(shù)為基礎(chǔ)的二維彈性成像，利用超聲方法跟蹤因縱向位產(chǎn)生的橫向剪切波，剪切波傳播速度(SWV)提供了定量的測(cè)量方法。有研究〔23〕表明以SWV節(jié)點(diǎn)值1.205 m/s預(yù)測(cè)急性冠脈綜合征的敏感性76.7%，特異性62.9%，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為60.2%，陰性預(yù)測(cè)值為74.5%?？梢姼鶕?jù)VTQ技術(shù)可對(duì)斑塊性質(zhì)作進(jìn)一步分析，有效地幫助臨床醫(yī)生評(píng)價(jià)心血管并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。軟斑塊組斑塊SWV 最慢，其次是混合斑塊組，硬斑塊組斑塊SWV最快，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這和組織的SWV與其彈性系數(shù)成反比的結(jié)論相符〔24〕。軟斑塊由于纖維帽薄，脂質(zhì)核心大，承受的應(yīng)力較大，故彈性系數(shù)也較大，SWV 較??；反之，硬斑塊由于其纖維成分已鈣化，脂質(zhì)成分甚少，則所承受的應(yīng)力較小，則彈性系數(shù)較小，SWV較大。由此看出，ARFI技術(shù)可根據(jù)斑塊的SWV的大小對(duì)斑塊的質(zhì)地及穩(wěn)定性提供一定參考。國(guó)外Dumont等〔25〕利用ARFI技術(shù)對(duì)豬髂外動(dòng)脈管壁斑塊研究發(fā)現(xiàn)，利用 VTQ技術(shù)可以研究斑塊的 VTQ 值，并且而經(jīng)免疫組化分析，主要成分為彈性蛋白和膠原蛋白。因此表明 ARFI 可以間接判斷動(dòng)脈粥樣硬化。

總之，與其他斑塊檢測(cè)技術(shù)相比，ARFI技術(shù)具有價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單且能較準(zhǔn)確地判斷斑塊的質(zhì)地等優(yōu)點(diǎn)。盡管由于ARFI的測(cè)量框大小無法調(diào)整，使其應(yīng)用仍有一定的局限性，但相信隨著其不斷發(fā)展，ARFI技術(shù)有望成為檢測(cè)頸動(dòng)脈斑塊的又一診斷手段，為減少心腦血管事件的發(fā)生及治療不穩(wěn)定性斑塊提供一定的參考。

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