超聲新技術(shù)評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈易損斑塊的研究進(jìn)展

張敏郁（綜述） 王建華（審校）

超聲新技術(shù)評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈易損斑塊的研究進(jìn)展

張敏郁（綜述） 王建華（審校）

動(dòng)脈粥樣硬化；頸動(dòng)脈疾??；超聲檢查；造影劑；彈性成像技術(shù)；三維超聲成像；綜述

動(dòng)脈粥樣硬化是動(dòng)脈硬化性血管疾病最主要的病因之一。世界上大部分國(guó)家居民的首要死亡原因是動(dòng)脈粥樣硬化導(dǎo)致的心腦血管事件，最普遍的原因是高風(fēng)險(xiǎn)的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊導(dǎo)致的冠狀動(dòng)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(dòng)脈斑塊破裂、碎片脫落引起血管栓塞導(dǎo)致的缺血性腦卒中[1]。因此，早期準(zhǔn)確評(píng)價(jià)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的易損性，并及時(shí)對(duì)其進(jìn)行臨床干預(yù)，從而預(yù)測(cè)和防治急性心腦血管事件的發(fā)生成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊評(píng)估不僅可以為腦卒中的防治提供依據(jù)，同時(shí)作為動(dòng)脈粥樣硬化病變?cè)u(píng)估的窗口，也可以為臨床評(píng)估冠狀動(dòng)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(wú)創(chuàng)、易行、可重復(fù)，是篩查和評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈斑塊的首選檢查手段。隨著超聲新技術(shù)的臨床應(yīng)用，超聲在評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈粥樣硬化方面具有重要的臨床價(jià)值。

1 易損斑塊的定義及病理特征

頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊有穩(wěn)定斑塊、易損斑塊2種類(lèi)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(dǎo)致心腦血管栓塞的斑塊，其病理特征主要是活動(dòng)性炎癥，大量巨噬細(xì)胞聚集，大的脂質(zhì)核心，薄而不均勻的纖維帽，斑塊內(nèi)出血及新生血管形成等[6]。富含脂質(zhì)壞死核心的頸動(dòng)脈斑塊，可以作為預(yù)測(cè)心腦血管事件的危險(xiǎn)因素[7]。

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

2 頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的常規(guī)超聲檢查

超聲測(cè)量頸動(dòng)脈內(nèi)膜中層厚度（IMT）已經(jīng)廣泛應(yīng)用于動(dòng)脈粥樣硬化的檢查。頸動(dòng)脈IMT增厚的定義是頸總動(dòng)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(xiàn)，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊在進(jìn)展過(guò)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(shí)踐中對(duì)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(shuō)服力[10]。二維超聲能夠觀察斑塊的斷面大小，并根據(jù)回聲強(qiáng)弱簡(jiǎn)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(qiáng)為硬斑（圖2）。然而，由于斑塊是不規(guī)則的三維立體結(jié)構(gòu)，常規(guī)二維超聲不能準(zhǔn)確地評(píng)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(dòng)脈主干低回聲扁平斑塊，回聲較均勻（箭）

3 超聲新技術(shù)的應(yīng)用

3.1 對(duì)比增強(qiáng)超聲

3.1.1 原理及應(yīng)用 對(duì)比增強(qiáng)超聲（contrast-enhanced ultrasonography, CEUS）是將與機(jī)體組織聲學(xué)特性明顯不同的造影劑注入體內(nèi)，增強(qiáng)含造影劑液體的顯像能力，利用待查目標(biāo)與周?chē)M織的灌注差異，達(dá)到對(duì)靶目標(biāo)進(jìn)行診斷的超聲檢查技術(shù)。該技術(shù)可以在獲取超聲場(chǎng)內(nèi)微泡非線(xiàn)性諧波信號(hào)的同時(shí)，盡量減少來(lái)自組織的信號(hào)，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(nèi)普遍存在病理性的新生血管，動(dòng)脈外膜存在滋養(yǎng)血管[10]，并且新生血管可以促進(jìn)粥樣硬化病變的發(fā)展[11]，甚至誘發(fā)斑塊內(nèi)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(gè)重要因素[12]，因此，超聲CEUS可以通過(guò)評(píng)價(jià)斑塊內(nèi)新生血管狀態(tài)來(lái)評(píng)估頸動(dòng)脈斑塊的易損性。魏立亞等[13,14]對(duì)頸動(dòng)脈斑塊的造影特征進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)不同回聲類(lèi)型斑塊的增強(qiáng)顯示率由高至低依次為：低回聲、等回聲、混合回聲、高回聲、強(qiáng)回聲伴聲影；此外，斑塊內(nèi)超聲造影劑到達(dá)時(shí)間、達(dá)峰時(shí)間均遲于頸動(dòng)脈內(nèi)超聲造影劑到達(dá)時(shí)間、達(dá)峰時(shí)間。熊莉等[15]研究發(fā)現(xiàn)，有缺血性腦血管癥狀的患者的頸動(dòng)脈斑塊表現(xiàn)為造影劑從管壁外層向斑塊內(nèi)逐漸增強(qiáng)，且斑塊周邊增強(qiáng)較明顯，無(wú)此癥狀者斑塊表現(xiàn)為造影劑從管壁外層向斑塊內(nèi)緩慢地稀疏增強(qiáng)，且斑塊周邊無(wú)明顯增強(qiáng)。Kumamoto等[16]的研究也證實(shí)，斑塊內(nèi)新生血管來(lái)源于外層者是來(lái)源于管腔內(nèi)的28倍。倪雙雙等[17]首次從治療的角度探討了CEUS評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈斑塊新生血管的價(jià)值，發(fā)現(xiàn)急性腦梗死患者斑塊的增強(qiáng)程度在經(jīng)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(dòng)脈易損斑塊新生血管的密度。CEUS作為斑塊治療過(guò)程中隨訪(fǎng)的檢查方法，是對(duì)臨床藥物干預(yù)療效評(píng)價(jià)手段的有效補(bǔ)充。

3.1.2 存在問(wèn)題 首先，對(duì)斑塊的增強(qiáng)特征的描述及增強(qiáng)強(qiáng)度的劃分均依賴(lài)于操作者的肉眼觀察，缺乏客觀性。另外，增強(qiáng)強(qiáng)度只能反映斑塊感興趣區(qū)內(nèi)新生血管的密度，并不能準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)整體斑塊的新生血管密度；造影劑到達(dá)時(shí)間與達(dá)峰時(shí)間易受操作時(shí)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(rèn)為，使用造影劑到達(dá)時(shí)間差（斑塊到達(dá)時(shí)間－頸動(dòng)脈到達(dá)時(shí)間）、達(dá)峰時(shí)間差（斑塊達(dá)峰時(shí)間－頸動(dòng)脈達(dá)峰時(shí)間），可以在一定程度上減少上述因素的影響，更準(zhǔn)確地反映斑塊的血流灌注情況。

3.2 實(shí)時(shí)組織彈性成像技術(shù)

3.2.1 原理及應(yīng)用 超聲彈性成像可以反映被測(cè)生物組織的彈性（或硬度）方面的信息，而組織的彈性與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)密切相關(guān)[19]?；驹硎菍?duì)組織施加一個(gè)內(nèi)部（包括自身）或外部的動(dòng)態(tài)或者靜態(tài)/準(zhǔn)靜態(tài)的激勵(lì)，采集組織壓縮前后的射頻信號(hào)，用自相關(guān)方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行綜合分析，從而得到組織的內(nèi)部位移分布，進(jìn)而得到其應(yīng)變分布及彈性系數(shù)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(lán)色表示組織從“軟”逐漸變“硬”。組織越硬，彈性系數(shù)越大，引起的組織位移越小，斑塊以藍(lán)色為主；反之，組織越軟，彈性系數(shù)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(lán)綠相間。彈性成像技術(shù)是近年來(lái)超聲診斷領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，但國(guó)內(nèi)外將其應(yīng)用于頸動(dòng)脈斑塊的研究較少。方占軍等[20]應(yīng)用實(shí)時(shí)超聲彈性成像技術(shù)評(píng)價(jià)53例腦梗死患者的頸動(dòng)脈斑塊軟硬度，發(fā)現(xiàn)低回聲斑塊以黃綠色或綠色為主，混合斑塊為藍(lán)綠相間，強(qiáng)回聲斑塊為完全藍(lán)色；頸動(dòng)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(xiàn)，與無(wú)脂質(zhì)斑塊相比，富含脂質(zhì)核心的斑塊的彈性系數(shù)明顯下降，敏感度為77%～100%，特異度為57%～79%。脂質(zhì)含量與斑塊應(yīng)變之間具有顯著的相關(guān)性[21]。

3.2.2 存在問(wèn)題 彈性成像的影響因素較多。首先，在實(shí)際工作中，即使經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練后綜合數(shù)字指標(biāo)能夠控制在2～4，組織外部施加的壓力和振動(dòng)的頻率也無(wú)法保持完全一致，過(guò)高或過(guò)低均會(huì)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(dòng)等因素均會(huì)對(duì)組織產(chǎn)生內(nèi)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(duì)頸動(dòng)脈斑塊易損性評(píng)價(jià)的研究?jī)r(jià)值。

3.3 三維超聲成像技術(shù) 三維超聲是在二維超聲基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。通過(guò)圖像采集、圖像后處理、三維重建、三維顯示和定量測(cè)定等步驟，將頸動(dòng)脈一系列平行的切面圖重建為數(shù)字化的三維圖像。三維圖像能夠清晰地顯示斑塊，結(jié)合血流的脈沖多普勒指標(biāo)，綜合評(píng)價(jià)斑塊的形態(tài)及管腔狹窄程度。定量指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)（NWI）等。

3.3.1 PV 國(guó)內(nèi)研究主要應(yīng)用實(shí)時(shí)三維超聲技術(shù)對(duì)斑塊的位置、體積、形態(tài)及管腔的狹窄程度進(jìn)行定性分析，觀察頸動(dòng)脈斑塊纖維帽和潰瘍面的特征，動(dòng)態(tài)觀察斑塊的進(jìn)程和轉(zhuǎn)歸[22,23]。張鵬飛等[22]的仿體實(shí)驗(yàn)通過(guò)在2、4、6、8、16平面下手動(dòng)測(cè)量斑塊體積，發(fā)現(xiàn)4、8、16平面測(cè)量值與實(shí)際體積數(shù)值間存在良好的相關(guān)性（r=0.73、0.82、0.74, P＜0.01）；并且體積測(cè)量數(shù)據(jù)在觀察者間和觀察者內(nèi)部的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，具有較高的可重復(fù)性。但由于該技術(shù)測(cè)量方法復(fù)雜，對(duì)斑塊成分缺乏定量分析，并未廣泛應(yīng)用于臨床。Schminke等[24]應(yīng)用計(jì)算機(jī)重建的三維圖像功率模式對(duì)32例患者的38個(gè)頸動(dòng)脈斑塊進(jìn)行了18.9個(gè)月的前瞻性研究，15%的斑塊體積增加了59%，進(jìn)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(xiàn)，應(yīng)用西洛他唑治療頸動(dòng)脈斑塊患者6個(gè)月后，三維超聲測(cè)量PV顯著下降。Walker等[26]開(kāi)發(fā)了新的計(jì)算機(jī)軟件，利用三維超聲從ApoE基因敲除小鼠頸動(dòng)脈分叉處近端2 mm內(nèi)開(kāi)始成像，半自動(dòng)三維分割法計(jì)算斑塊體積，與三維組織學(xué)結(jié)果高度一致；使用該技術(shù)進(jìn)一步研究，獲得頸動(dòng)脈早期正向重構(gòu)和33周后負(fù)向重構(gòu)圖像，發(fā)現(xiàn)斑塊體積隨時(shí)間呈線(xiàn)性增加趨勢(shì)。Johri等[27]通過(guò)堆疊輪廓的方法測(cè)量三維總體PV，與冠狀動(dòng)脈造影結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合分析，ROC曲線(xiàn)確定0.09 ml是排除冠狀動(dòng)脈疾病的閾值，陰性預(yù)測(cè)值為93%?？傊?，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷與斑塊易損性有高度相關(guān)性，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的三維容積測(cè)量可以作為量化斑塊負(fù)荷的準(zhǔn)確方法。

3.3.2 VWV VWV是三維成像技術(shù)中測(cè)量血管壁厚度和斑塊的方法，要求觀察者手動(dòng)勾畫(huà)頸動(dòng)脈的外膜和管壁內(nèi)膜邊界。Egger等[28]評(píng)估了三維超聲測(cè)量該指標(biāo)的組間和組內(nèi)變異性，證實(shí)其較PV的測(cè)量具有更高的可重復(fù)性。Krasinski等[29]將該指標(biāo)應(yīng)用于臨床，對(duì)35例頸動(dòng)脈狹窄＞60%的患者進(jìn)行完全隨機(jī)雙盲對(duì)照試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)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(jì)學(xué)意義。這一指標(biāo)可以敏感地發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈外膜、內(nèi)膜和斑塊短時(shí)間內(nèi)的變化，動(dòng)態(tài)觀察頸動(dòng)脈。然而，Krasinski等[30]的另一項(xiàng)對(duì)10名志愿者的三維超聲與MRI的對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)三維超聲與MRI測(cè)量VWV的數(shù)值有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這種差異產(chǎn)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(cè)量VWV的臨床價(jià)值還需要更大樣本量的深入研究。

3.3.3 VCR VCR是一個(gè)評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈斑塊彈性、反映斑塊應(yīng)變的新型生物力學(xué)指標(biāo)。通過(guò)對(duì)頸動(dòng)脈斑塊三維超聲圖像的后處理，測(cè)量舒張期（DV）和收縮期斑塊體積（SV）的變化，計(jì)算公式是：VCR=（DV－SV）/DV×100%。Zhang等[31]通過(guò)對(duì)104例患者的118個(gè)斑塊進(jìn)行三維超聲檢查，并計(jì)算VCR值，發(fā)現(xiàn)有病史組與無(wú)病史組的VCR值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）；回歸分析發(fā)現(xiàn)VCR值是缺血性事件的獨(dú)立相關(guān)指標(biāo)。因此，三維超聲測(cè)量VCR在識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)缺血事件方面具有重大潛力。

3.3.4 存在問(wèn)題 三維超聲定量評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈斑塊具有重要價(jià)值，然而對(duì)于易損斑塊的三維超聲的研究還處于初級(jí)階段，尚未廣泛應(yīng)用于臨床。斑塊的易損性不僅取決于其容積負(fù)荷，還取決于其內(nèi)部成分。目前的研究缺乏對(duì)斑塊成分的定量分析，以及與病理結(jié)果的對(duì)照。另外，手動(dòng)和半自動(dòng)測(cè)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(yīng)用的主要原因。如何提高測(cè)量的可重復(fù)性和提出更有價(jià)值并且測(cè)量簡(jiǎn)便的分析指標(biāo)將是今后研究的方向。

常規(guī)超聲和各種超聲新技術(shù)能夠從不同方面評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈斑塊的易損性，各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中CEUS和三維超聲成像具有較高的臨床價(jià)值和發(fā)展?jié)摿ΑＨ绾卫酶鞣N超聲技術(shù)的優(yōu)勢(shì)聯(lián)合其他影像學(xué)方法及血清學(xué)檢查綜合評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈斑塊的易損性、指導(dǎo)臨床治療方案選擇及治療效果評(píng)價(jià)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(zé)任編輯 唐 潔）

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10.3969/j.issn.1005-5185.2014.03.019