張敏郁（綜述） 王建華（審校）

超聲新技術評價頸動脈易損斑塊的研究進展

張敏郁（綜述） 王建華（審校）

動脈粥樣硬化；頸動脈疾病；超聲檢查；造影劑；彈性成像技術；三維超聲成像；綜述

動脈粥樣硬化是動脈硬化性血管疾病最主要的病因之一。世界上大部分國家居民的首要死亡原因是動脈粥樣硬化導致的心腦血管事件，最普遍的原因是高風險的冠狀動脈粥樣硬化斑塊導致的冠狀動脈栓塞，從而引發(fā)心肌梗死或心源性猝死，或者由于不穩(wěn)定的頸動脈斑塊破裂、碎片脫落引起血管栓塞導致的缺血性腦卒中[1]。因此，早期準確評價動脈粥樣硬化斑塊的易損性，并及時對其進行臨床干預，從而預測和防治急性心腦血管事件的發(fā)生成為現代醫(yī)學領域研究的熱點之一。頸動脈粥樣硬化斑塊評估不僅可以為腦卒中的防治提供依據，同時作為動脈粥樣硬化病變評估的窗口，也可以為臨床評估冠狀動脈和其他部位血管粥樣硬化程度提供重要信息[2]。超聲檢查無創(chuàng)、易行、可重復，是篩查和評價頸動脈斑塊的首選檢查手段。隨著超聲新技術的臨床應用，超聲在評價頸動脈粥樣硬化方面具有重要的臨床價值。

1 易損斑塊的定義及病理特征

頸動脈粥樣硬化斑塊有穩(wěn)定斑塊、易損斑塊2種類型[3-5]。易損斑塊，即不穩(wěn)定斑塊是指易發(fā)生出血、潰瘍、破裂，引起栓子形成，從而導致心腦血管栓塞的斑塊，其病理特征主要是活動性炎癥，大量巨噬細胞聚集，大的脂質核心，薄而不均勻的纖維帽，斑塊內出血及新生血管形成等[6]。富含脂質壞死核心的頸動脈斑塊，可以作為預測心腦血管事件的危險因素[7]。

圖1 男，56歲，高血壓Ⅲ級。內膜中層厚度增厚，呈中等回聲（箭），回聲層次消失

2 頸動脈粥樣硬化斑塊的常規(guī)超聲檢查

超聲測量頸動脈內膜中層厚度（IMT）已經廣泛應用于動脈粥樣硬化的檢查。頸動脈IMT增厚的定義是頸總動脈IMT厚度≥1.0 mm，分叉處IMT厚度≥1.2 mm；局限性IMT厚度＞1.5 mm或大于周邊50%定義為斑塊[8]（圖1）。Barnett等[9]發(fā)現，動脈粥樣硬化斑塊在進展過程中，病變沿血流方向的發(fā)展速度明顯大于IMT增厚的速度。因此，在臨床實踐中對于定量分析斑塊隨病程或治療的變化，斑塊體積的變化較IMT更具有說服力[10]。二維超聲能夠觀察斑塊的斷面大小，并根據回聲強弱簡單定性判斷斑塊軟硬。斑塊呈低回聲或等回聲者為軟斑；斑塊纖維化、鈣化致回聲增強為硬斑（圖2）。然而，由于斑塊是不規(guī)則的三維立體結構，常規(guī)二維超聲不能準確地評估其大小，常常低估斑塊的容積。

圖2 男，63歲，高脂血癥。頸總動脈主干低回聲扁平斑塊，回聲較均勻（箭）

3 超聲新技術的應用

3.1 對比增強超聲

3.1.1 原理及應用 對比增強超聲（contrast-enhanced ultrasonography, CEUS）是將與機體組織聲學特性明顯不同的造影劑注入體內，增強含造影劑液體的顯像能力，利用待查目標與周圍組織的灌注差異，達到對靶目標進行診斷的超聲檢查技術。該技術可以在獲取超聲場內微泡非線性諧波信號的同時，盡量減少來自組織的信號，從而獲得高信噪比成像。CEUS可以明顯提高超聲診斷的分辨力、敏感度和特異度。由于易損斑塊內普遍存在病理性的新生血管，動脈外膜存在滋養(yǎng)血管[10]，并且新生血管可以促進粥樣硬化病變的發(fā)展[11]，甚至誘發(fā)斑塊內出血和斑塊破裂及其并發(fā)癥的發(fā)生，是斑塊不穩(wěn)定的一個重要因素[12]，因此，超聲CEUS可以通過評價斑塊內新生血管狀態(tài)來評估頸動脈斑塊的易損性。魏立亞等[13,14]對頸動脈斑塊的造影特征進行觀察，發(fā)現不同回聲類型斑塊的增強顯示率由高至低依次為：低回聲、等回聲、混合回聲、高回聲、強回聲伴聲影；此外，斑塊內超聲造影劑到達時間、達峰時間均遲于頸動脈內超聲造影劑到達時間、達峰時間。熊莉等[15]研究發(fā)現，有缺血性腦血管癥狀的患者的頸動脈斑塊表現為造影劑從管壁外層向斑塊內逐漸增強，且斑塊周邊增強較明顯，無此癥狀者斑塊表現為造影劑從管壁外層向斑塊內緩慢地稀疏增強，且斑塊周邊無明顯增強。Kumamoto等[16]的研究也證實，斑塊內新生血管來源于外層者是來源于管腔內的28倍。倪雙雙等[17]首次從治療的角度探討了CEUS評價頸動脈斑塊新生血管的價值，發(fā)現急性腦梗死患者斑塊的增強程度在經短期大劑量阿托伐他汀治療后明顯減低，證明阿托伐他汀可以減少頸動脈易損斑塊新生血管的密度。CEUS作為斑塊治療過程中隨訪的檢查方法，是對臨床藥物干預療效評價手段的有效補充。

3.1.2 存在問題 首先，對斑塊的增強特征的描述及增強強度的劃分均依賴于操作者的肉眼觀察，缺乏客觀性。另外，增強強度只能反映斑塊感興趣區(qū)內新生血管的密度，并不能準確地評價整體斑塊的新生血管密度；造影劑到達時間與達峰時間易受操作時間、心功能、身高、血管變異等因素的影響，誤差較大。馬銳等[18]認為，使用造影劑到達時間差（斑塊到達時間－頸動脈到達時間）、達峰時間差（斑塊達峰時間－頸動脈達峰時間），可以在一定程度上減少上述因素的影響，更準確地反映斑塊的血流灌注情況。

3.2 實時組織彈性成像技術

3.2.1 原理及應用 超聲彈性成像可以反映被測生物組織的彈性（或硬度）方面的信息，而組織的彈性與其內部結構密切相關[19]?；驹硎菍M織施加一個內部（包括自身）或外部的動態(tài)或者靜態(tài)/準靜態(tài)的激勵，采集組織壓縮前后的射頻信號，用自相關方法對信號進行綜合分析，從而得到組織的內部位移分布，進而得到其應變分布及彈性系數分布。彈性圖以彩色編碼代表不同組織的彈性大小，通常以紅色到藍色表示組織從“軟”逐漸變“硬”。組織越硬，彈性系數越大，引起的組織位移越小，斑塊以藍色為主；反之，組織越軟，彈性系數越小，引起的組織位移越大，斑塊以紅色為主；中等硬度的斑塊以綠色為主或藍綠相間。彈性成像技術是近年來超聲診斷領域的研究熱點，但國內外將其應用于頸動脈斑塊的研究較少。方占軍等[20]應用實時超聲彈性成像技術評價53例腦梗死患者的頸動脈斑塊軟硬度，發(fā)現低回聲斑塊以黃綠色或綠色為主，混合斑塊為藍綠相間，強回聲斑塊為完全藍色；頸動脈斑塊硬度比值＜5.0的梗死患者占總體的77.4%（41/53）。最新研究發(fā)現，與無脂質斑塊相比，富含脂質核心的斑塊的彈性系數明顯下降，敏感度為77%～100%，特異度為57%～79%。脂質含量與斑塊應變之間具有顯著的相關性[21]。

3.2.2 存在問題 彈性成像的影響因素較多。首先，在實際工作中，即使經過長時間的訓練后綜合數字指標能夠控制在2～4，組織外部施加的壓力和振動的頻率也無法保持完全一致，過高或過低均會影響組織硬度的反映。另外，人為控制呼吸、血壓、血管深度、血管搏動等因素均會對組織產生內部壓力，從而影響組織的硬度。多種因素的綜合作用限制了CEUS對頸動脈斑塊易損性評價的研究價值。

3.3 三維超聲成像技術 三維超聲是在二維超聲基礎上發(fā)展起來的新技術。通過圖像采集、圖像后處理、三維重建、三維顯示和定量測定等步驟，將頸動脈一系列平行的切面圖重建為數字化的三維圖像。三維圖像能夠清晰地顯示斑塊，結合血流的脈沖多普勒指標，綜合評價斑塊的形態(tài)及管腔狹窄程度。定量指標主要有斑塊容積（PV）、血管壁容積（VWV）、斑塊體積壓縮比（VCR）、管壁標準化指數（NWI）等。

3.3.1 PV 國內研究主要應用實時三維超聲技術對斑塊的位置、體積、形態(tài)及管腔的狹窄程度進行定性分析，觀察頸動脈斑塊纖維帽和潰瘍面的特征，動態(tài)觀察斑塊的進程和轉歸[22,23]。張鵬飛等[22]的仿體實驗通過在2、4、6、8、16平面下手動測量斑塊體積，發(fā)現4、8、16平面測量值與實際體積數值間存在良好的相關性（r=0.73、0.82、0.74, P＜0.01）；并且體積測量數據在觀察者間和觀察者內部的差異無統(tǒng)計學意義，具有較高的可重復性。但由于該技術測量方法復雜，對斑塊成分缺乏定量分析，并未廣泛應用于臨床。Schminke等[24]應用計算機重建的三維圖像功率模式對32例患者的38個頸動脈斑塊進行了18.9個月的前瞻性研究，15%的斑塊體積增加了59%，進展斑塊以低回聲為主，或在高回聲表面有潰瘍。Yamaguchi等[25]研究發(fā)現，應用西洛他唑治療頸動脈斑塊患者6個月后，三維超聲測量PV顯著下降。Walker等[26]開發(fā)了新的計算機軟件，利用三維超聲從ApoE基因敲除小鼠頸動脈分叉處近端2 mm內開始成像，半自動三維分割法計算斑塊體積，與三維組織學結果高度一致；使用該技術進一步研究，獲得頸動脈早期正向重構和33周后負向重構圖像，發(fā)現斑塊體積隨時間呈線性增加趨勢。Johri等[27]通過堆疊輪廓的方法測量三維總體PV，與冠狀動脈造影結果進行聯合分析，ROC曲線確定0.09 ml是排除冠狀動脈疾病的閾值，陰性預測值為93%。總之，動脈粥樣硬化斑塊負荷與斑塊易損性有高度相關性，動脈粥樣硬化斑塊的三維容積測量可以作為量化斑塊負荷的準確方法。

3.3.2 VWV VWV是三維成像技術中測量血管壁厚度和斑塊的方法，要求觀察者手動勾畫頸動脈的外膜和管壁內膜邊界。Egger等[28]評估了三維超聲測量該指標的組間和組內變異性，證實其較PV的測量具有更高的可重復性。Krasinski等[29]將該指標應用于臨床，對35例頸動脈狹窄＞60%的患者進行完全隨機雙盲對照試驗，發(fā)現強化他汀治療組VWV降低（1.4±7.7）%，安慰劑組VWV增加（4.9±10.3）%，差異有統(tǒng)計學意義。這一指標可以敏感地發(fā)現頸動脈外膜、內膜和斑塊短時間內的變化，動態(tài)觀察頸動脈。然而，Krasinski等[30]的另一項對10名志愿者的三維超聲與MRI的對比研究，發(fā)現三維超聲與MRI測量VWV的數值有統(tǒng)計學差異，這種差異產生的原因可能是明顯的血流干擾，而非粥樣硬化斑塊的大小。因此，三維超聲測量VWV的臨床價值還需要更大樣本量的深入研究。

3.3.3 VCR VCR是一個評價頸動脈斑塊彈性、反映斑塊應變的新型生物力學指標。通過對頸動脈斑塊三維超聲圖像的后處理，測量舒張期（DV）和收縮期斑塊體積（SV）的變化，計算公式是：VCR=（DV－SV）/DV×100%。Zhang等[31]通過對104例患者的118個斑塊進行三維超聲檢查，并計算VCR值，發(fā)現有病史組與無病史組的VCR值差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）；回歸分析發(fā)現VCR值是缺血性事件的獨立相關指標。因此，三維超聲測量VCR在識別高風險缺血事件方面具有重大潛力。

3.3.4 存在問題 三維超聲定量評價頸動脈斑塊具有重要價值，然而對于易損斑塊的三維超聲的研究還處于初級階段，尚未廣泛應用于臨床。斑塊的易損性不僅取決于其容積負荷，還取決于其內部成分。目前的研究缺乏對斑塊成分的定量分析，以及與病理結果的對照。另外，手動和半自動測量存在人為的主觀因素和較高的變異性，這也是阻礙三維超聲定量分析在臨床中應用的主要原因。如何提高測量的可重復性和提出更有價值并且測量簡便的分析指標將是今后研究的方向。

常規(guī)超聲和各種超聲新技術能夠從不同方面評價頸動脈斑塊的易損性，各有優(yōu)缺點，其中CEUS和三維超聲成像具有較高的臨床價值和發(fā)展?jié)摿?。如何利用各種超聲技術的優(yōu)勢聯合其他影像學方法及血清學檢查綜合評價頸動脈斑塊的易損性、指導臨床治療方案選擇及治療效果評價將是今后的研究方向。

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R445.1；R322.1+21

2013-08-13

2013-12-12

（責任編輯 唐 潔）

北京軍區(qū)總醫(yī)院超聲科 北京 100071

張敏郁 E-mail: minyu925@sina.com

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.03.019