下肢動脈硬化閉塞癥的骨骼肌灌注障礙的超聲造影研究

宋燁 李園 陸雯 黃道景 高源

·論著·

下肢動脈硬化閉塞癥的骨骼肌灌注障礙的超聲造影研究

宋燁 李園 陸雯 黃道景 高源

目的探討超聲造影在評價下肢動脈硬化閉塞癥(Lower extremity arterial disease,LEAD )的骨骼肌灌注障礙的應(yīng)用價值。方法收集 80例正常對照組和80例LEAD患者，用超聲造影觀察小腿骨骼肌運動前后血流灌注情況，運用數(shù)學(xué)模型分析時間-強度曲線，得出灌注參數(shù)達(dá)峰時間(time to peak intensity，TTP)。結(jié)果時間-強度曲線顯示在靜息時對照組TTP 38 s(19～65 s)，LEAD組TTP 84 s(39～142 s)，2組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，小腿運動試驗后，正常對照組TTP 11 s(9～22 s)，LEAD組TTP 52 s(27～105 s)，2組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，年齡校正后，2組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。TTP和踝肱指數(shù)、年齡均無明顯相關(guān)性(P>0.05)。結(jié)論超聲造影是一種評價骨骼肌灌注障礙的新型的診斷方法。

超聲造影;下肢動脈硬化疾病;骨骼肌;灌注

下肢動脈硬化閉塞癥是由下肢動脈狹窄和骨骼肌的慢性缺血兩部分組成[1]。合理診治下肢動脈閉塞性疾病，需要可直接反映骨骼肌灌注狀況的評價技術(shù)。但目前在臨床診斷和治療中，病變嚴(yán)重程度的判斷和治療效果的監(jiān)測常建立在臨床癥狀(如間歇性跛行)和動脈壓力測量(如踝肱指數(shù))基礎(chǔ)上，而這些指標(biāo)不但具有一定的主觀性，也不能直接反映骨骼肌本身的缺血缺氧狀態(tài)及改善情況。即使是目前廣泛應(yīng)用的血管檢查技術(shù)，如彩色多普勒超聲、計算機斷層(computed tomography，CT)和磁共振(magnetic resonance imaging，MRI)下肢血管成像，以及DSA等，也僅客觀反映了下肢動脈系統(tǒng)的病變解剖情況，不能直接對缺血骨骼肌的功能損傷做出客觀評價。CE-MRI能夠量化骨骼肌灌注障礙[2]，但MRI因費用昂貴、花費時間較長等限制，不適于作為常規(guī)影像檢查方法。超聲造影(contrast enhanced ultrasound，CEUS)是評價灌注成像新興技術(shù)[3]，目前該研究主要集中在腎臟、心肌、腦，國外近幾年已在開展骨骼肌灌注研究，國內(nèi)在骨骼肌灌注受損研究未有報道。本研究用超聲造影觀察LEAD患者與對照組運動前后小腿骨骼肌灌注參數(shù)的變化，旨在評價該技術(shù)診斷骨骼肌灌注障礙的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 研究組(LEAD組)選取2010年10月至2013年5月本院血管外科就診患者，男55 例，女25例；年齡57～83歲，平均71歲。高血壓70例， 高血脂60例，吸煙史56 例。入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)臨床醫(yī)師確診的典型間歇性跛行，或按照Fontaine分級[4]2級患者。(2)所有患者行平板運動試驗，出現(xiàn)跛行距離小于300 m。(3)所有患者行彩超或下肢動脈造影檢查，其中股淺動脈部分閉塞25例，髂動脈閉塞3例，股淺動脈狹窄大于70%以上10例，髂動脈狹窄大于70%以上7例。(以狹窄處峰值流速大于2 m/s或狹窄處峰值流速與靠近其上端1～2 cm處正常動脈的峰值流速之比為大于(2～4)∶1定為下肢動脈狹窄程度50%以上)。(4)LEAD組踝肱指數(shù)(ankle brachial index,ABI)均<0.9，為0.3～0.7，平均0.57±0.17。對照組選我院職工，男55例，女25例；年齡43 ～77歲，平均58歲。入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)無肌肉缺血癥狀。(2)無下肢血管疾病(所有人均予下肢血管彩超檢查排除血管疾病)。(3)平板運動試驗正常。(4)ABI均大于1.0，為1.0～1.3，平均1.1±0.1。高血壓65 例， 高血脂50 例，吸煙史50例。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)嚴(yán)重二尖瓣和主動脈瓣關(guān)閉不全。(2)急性冠脈綜合征。(3)嚴(yán)重肺動脈高壓。(4)Fontaine分級1級患者。(5)糖尿病。所有患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器 采用百勝My-lab90，使用頻寬3～9 MHz線陣探頭。所有病例采用以下設(shè)置：機械指數(shù)MI 0.08，聲輸出5%，深度4 cm，單焦點位于2.75 cm，頻率6 MHz，增益36，測量單位mm。造影劑為使用Bracco公司生產(chǎn)的SonoVue。

1.3 超聲造影 所有測試結(jié)果均在患者平臥后休息10 min進(jìn)行(室溫19～21℃)，探頭置于膝關(guān)節(jié)內(nèi)小腿腓腸肌中央部分(選小腿后區(qū)骨骼肌作為研究對象，它是下肢主要的跖屈肌之一，位置表淺，解剖位置恒定，且有廣泛的吻合血管網(wǎng)[5])。將有三通管的靜脈留置針置入左手肘前靜脈，用0.9%氯化鈉溶液5 ml稀釋震蕩均勻，抽取2.4 ml聲諾維溶液(在前期試驗中發(fā)現(xiàn)注射2.4 ml和5 ml造影劑后結(jié)果無明顯差別，所以本組研究標(biāo)準(zhǔn)劑量為2.4 ml)，快速團(tuán)注，將有三通管的靜脈留置針置入左手肘前靜脈，抽取2.4 ml混懸液，快速團(tuán)注，推注完畢用5 ml 0.9%氯化鈉溶液以同等速度沖管。同時計時，共獲取4 min造影圖像。隨后，休息15 min左右，于第一次造影劑廓清后，讓患者雙手扶于固定桿上，雙腳最大限度踮腳尖共30次，然后進(jìn)行第二次注射造影劑，計量及方法同前。探頭固定不動，保證二維圖像不變。所有圖像保存于硬盤。

1.4 圖像分析 采用Tomtac公司的sonoliver軟件分析ROI內(nèi)各像素及造影劑微泡回聲量的變化，生成造影劑時間-強度曲線(time intensity curves,TIC)，選用小腿骨骼肌3 cm直徑圓作為感興趣區(qū)，通過時間-強度曲線可分析靶區(qū)內(nèi)的血流動態(tài)等多種特點，得到CEUS灌注參數(shù)，分析曲線形態(tài)和達(dá)峰時間(time to peak intensity,TTP)。超聲造影由一個經(jīng)驗豐富的醫(yī)生完成，圖像分別由兩位經(jīng)驗豐富的醫(yī)師采用雙盲法分析。并3次平均分析，減少人為誤差。曲線擬合度<0.75被剔除。

2 結(jié)果

2.1 2組小腿骨骼肌感興趣區(qū)的時間-強度曲線形態(tài)和達(dá)峰時間比較 通過圖像回放和觀察時間強度曲線，主要分析增強期時間強度曲線：顯示兩個上升過程，第一個較高的梯度顯示造影劑進(jìn)入動脈，第二個較低梯度顯示造影劑在肌肉組織中彌散，可能與毛細(xì)血管床和靜脈有關(guān)。休息時對照組TTP(19～65 s)，LEAD組TTP(39～142 s)，2組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，年齡作為協(xié)變量行協(xié)方差分析后P值0.012。2組比較運動后對照組TTP(9～22 s)，LEAD組TTP(27～105 s)，2組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，年齡作為協(xié)變量行協(xié)方差分析后P值0.001。見表1，圖1a、b、c、d。

表1 對照組和LEAD組休息時和運動后TTP值

表1 對照組和LEAD組休息時和運動后TTP值

組別TTP(休息時)TTP(運動后)對照組39.0±20.511.2±1.7LEAD組85.1±30.952.2±20.1 P值0.0030.003

2.2 2組TTP分別與ABI、年齡相關(guān)性分析 對照組與LEAD組休息時和運動后TTP與ABI、EF、年齡均無顯著相關(guān)性。LEAD組與對照組間各個危險因素(高血壓、高血脂、吸煙)差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 正常組和 LEAD組休息時和運動后TTP分別與ABI、AGE、EF相關(guān)性分析

3 討論

超聲造影在灌注成像方面的研究剛剛起步，但有很大優(yōu)點：造影劑注射量少，造影劑無毒副作用、無污染，可重復(fù)進(jìn)行，以及超聲檢查本身所具有的優(yōu)點，在許多方面已經(jīng)展示了很好的應(yīng)用前景。國外學(xué)者近幾年做了很多工作，為造影在骨骼肌灌注成像研究打下了理論與實驗基礎(chǔ)。有學(xué)者用犬的下肢動脈不同程度狹窄的模型，觀察股四頭肌在休息時和收縮運動或注入腺苷后的骨骼肌灌注情況，在運動或注入腺苷后骨骼肌血流儲備隨著動脈狹窄程度的嚴(yán)重而明顯減少，提示CEUS能通過測量骨骼肌血流儲備來評價LEAD嚴(yán)重程度，并且不同于目前診斷方法，它能評價LEAD的大、小動脈的生理學(xué)反應(yīng)和側(cè)枝循環(huán)的影響[6]。Harrer等[7]將超聲造影灌注與MRT、MRI比較研究，比較了曲線下面積、TTP、峰值強度等參數(shù)的價值，發(fā)現(xiàn)在灌注成像研究中，TTP是最可靠的參數(shù)。Erick等[8]用造影觀察人小腿骨骼肌，分析下肢動脈疾病的骨骼肌灌注受損，為LEAD早期影像學(xué)診斷開拓了實時定量分析的新方向，但樣本量小，操作方法較復(fù)雜。

本研究較國外學(xué)者[8]比較，造影方法和造影劑量均有所改善。本文選擇TTP為研究參數(shù)，采用靜脈團(tuán)注方法，造影劑用量少，操作更方便，所應(yīng)用造影軟件能分析團(tuán)注模式的圖像。感興趣區(qū)域選取在小腿腓腸肌及部分比目魚肌，感興趣區(qū)域直徑選取3 cm圓，在前期研究中發(fā)現(xiàn)選取直徑較小的如3～10 mm直徑圓，時間強度曲線變化較大，而選取3 cm圓直徑，時間強度曲線提供的參數(shù)穩(wěn)定，結(jié)果可靠。

有學(xué)者研究顯示骨骼肌灌注障礙最有可能與大動脈硬化進(jìn)展相關(guān)[9]，如下肢動脈硬化閉塞性疾病，這與本研究結(jié)果相符。本組研究顯示LEAD組和對照組的休息時TTP比較，LEAD組TTP明顯延長，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，說明TTP能反映骨骼肌灌注受損。運動后小腿骨骼肌的血流灌注增加，兩組在運動后TTP均明顯縮短，說明TTP能反映小腿骨骼肌灌注障礙改善情況，有研究顯示，骨骼肌微循環(huán)形態(tài)復(fù)雜，受體內(nèi)多種因素影響，肌肉運動后骨骼肌灌注與大動脈血流量增加不成比例[10]，所以觀察骨骼肌灌注能更精確地反映微血管狀態(tài)，因此可望用來為下肢動脈閉塞癥的一些治療如外科介入手術(shù)、干細(xì)胞移植手術(shù)、促血管生成原[11]等保守治療提供客觀評價骨骼肌灌注改善情況，能指導(dǎo)臨床及時調(diào)整治療方案。 LEAD組顯示與對照組比較，TTP也明顯縮短，提示小腿骨骼肌灌注增加，這可能與側(cè)枝血管出現(xiàn)或下肢動脈血管阻力改變有關(guān)。

本研究中主要研究參數(shù)為達(dá)峰時間TTP，它可能會受個體體循環(huán)、心功能、高血壓、高血脂、吸煙、年齡等因素影響。LEAD組與對照組間各個危險因素(高血壓、高血脂、吸煙)比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，說明TTP不受這些因素影響。本研究顯示兩組雖有一定年齡差異，但經(jīng)統(tǒng)計分析年齡與TTP比較在運動前后均無顯著相關(guān)性。LEAD組與對照組TTP與心功能EF運動前后比較均無顯著相關(guān)性(P>0.05)。

踝肱指數(shù)(ABI)在外周動脈病變、心腦血管病變中，有確定的診斷價值，其主要用于下肢外周動脈疾病的檢測[12]，但在診斷糖尿病下肢動脈硬化閉塞癥患者易出現(xiàn)假陰性，動脈鈣化時出現(xiàn)假陽性，且對輕中度患者不能診斷[13]。本組研究相關(guān)分析顯示TTP與ABI沒有顯著相關(guān)性，說明它不能提示骨骼肌灌注病變。

綜上所述，超聲造影能提示下肢動脈硬化閉塞癥骨骼肌的灌注障礙，它是診斷骨骼肌灌注障礙的新型的診斷方法?？赏脕頌橄轮珓用}閉塞癥的一些治療如外科介入手術(shù)、干細(xì)胞移植手術(shù)、促血管生成原[11]等保守治療提供客觀評價骨骼肌灌注改善情況，能指導(dǎo)臨床及時調(diào)整治療方案。

1 尚遙，李選.慢性下肢缺血性疾病致骨骼肌損害的影像學(xué)評價.中國介入放射學(xué)，2008，2：373-380.

2 Ledermann HP,Schulte AC,Heidecker HG,et al.Blood oxygenation level dependent magnetic resonance imaging of the skeletal muscle in patients with peripheral arterial occlusive disease.Circulation,2006,113:2929-2935.

3 劉吉斌，王金銳主編.超聲造影顯像.科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2010.561-563.

4 中華醫(yī)學(xué)會外科學(xué)分會血管外科學(xué)組.下肢動脈硬化性閉塞癥治療指南.中國實用外科雜雜志，2008,28:923-924.

5 陶圣祥，喻愛喜，余國榮，等.腓腸神經(jīng)營養(yǎng)血管肌皮瓣的解剖與臨床應(yīng)用.中華整形外科雜志，2008,24：16-19.

6 Bragadeesh T,Sari I,Pascotto M,et al.Detection of peripheral vascular stenosis by assessing skeletal muscle flow reserve.J Am Coll Cardiol,2005,45:780-785.

7 Harrer JU,Klotzsch C,Stracke CP,et al.Cerebral perfusion sonography in comparison with perfusion MRT: a study with healthy volunteers.Ultraschall Med,2004,25:263-269.

8 Erick A.Dynamic Contrast-Enhanced Ultrasound for Assessment of Skeletal Muscle Microcirculation in Peripheral Arterial Disease.Invest Radiol,2011,46:504-508.

9 Stokes KY,Granger DN.The microcirculation: a motor for the systemic inflammatory response and large vessel disease induced by hypercholesterolaemia.J Physiol,2004,562:647-653.

10 Lisa W.Abnormal Skeletal Muscle Capillary Recruitment During Exercise in Patients With Type 2 Diabetes Mellitus and Microvascular Complications.Journal of the American College of ardiology,2009,53:2175-2182.

11 Staudacher DL,Preis M,Lewis BS,et al.Cellular and molecular therapeutic modalities for arterial obstructive syndromes.Pharmacol Ther,2006,109:263-273.

12 于杰，劉芳.踝肱指數(shù)在糖尿病周圍血管病變中的應(yīng)用.國際內(nèi)分泌代謝雜志，2010，30:19-22.

13 Faxon DP,Creager MA,Smith SC,et al.Atherosclerotic Vascular Disease Conference Proceeding for healthcare professionals from a special writing group of the American Heart Association.Circulation,2004,109:2595-2604.

The application of contrast-enhanced ultrasound in the diagnosis of lower extremity arterial disease

SONGYe,LIYuan,LUWen,etal.DepartmentofUltrasound,TongjiHospitalofTongjiUniversity,Shanghai200065,China

ObjectiveTo explore the application value of contrast-enhanced ultrasound (CEUS) in the diagnosis of lower extremity arterial disease (LEAD).MethodsUltrasound contrast agent was injected into peripheral vein of 80 healthy subjects and 80 patients with LEAD.The condition of blood flow perfusion in calf muscle was detected by contrast-enhanced ultrasound.Time intensity curve (TIC) was analyzed by mathematical model to get the time to peak intensity (TTP).ResultsTIC revealed TTP in patients with LEAD was 84s(39～142s)at rest period,which was 38s(19～65s in control group,there was a significant difference between LEAD group and control group (P<0.01).After leg exercise test,TTP in control group was 11s(9～22s),however,which was 52s(27～105s) in LEAD group,there was a significant difference between LEAD group and control group (P<0.01).After age adjustment there was a significant difference between LEAD group and control group (P<0.01).However TTP was not correlated to patient's age and ankle brachium index.ConclusionCEUS is an novel diagnostic method for evaluating perfusion disorder of skeletal muscles.

ultrasound contrast;lower extremity arterial disease;skeletal muscle;perfusion

10.3969/j.issn.1002-7386.2014.07.005

項目來源：上海市衛(wèi)生局科研基金項目(編號：20124201)

200065 上海市同濟(jì)醫(yī)院超聲科(宋燁、李園、陸雯)，外科(黃道景、高源)

高源，200065 上海市同濟(jì)醫(yī)院外科； E-mail:gao_yuan68@hotmail.com

R 543.12

A

1002-7386(2014)07-0978-04

2013-09-25)