無創(chuàng)檢測外周血管的超聲新技術(shù)

周靚妹，肖滬生

（上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院超聲科，上海 200032）

在周圍血管疾病的診斷技術(shù)中，超聲由于其操作簡便、無輻射、無創(chuàng)傷、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，在臨床上常作為初步篩查的一種有效檢查手段。它不僅可以清楚顯示血管的二維結(jié)構(gòu)改變，而且能提供豐富的血流動(dòng)力學(xué)信息，具有重要的臨床意義。以下就近年來推出的檢測周圍血管病變的無創(chuàng)性超聲新技術(shù)進(jìn)行簡述。

1 檢測管壁形變的相關(guān)技術(shù)

1.1 血管增強(qiáng)技術(shù)（vascular enhancement technology，VET） VET即超聲數(shù)字減影技術(shù)，其原理是利用二維和血液流動(dòng)產(chǎn)生的多普勒能量信號(hào)進(jìn)行超聲血管數(shù)字減影、暗化血管腔、突顯血管壁結(jié)構(gòu)［1］。VET能清晰顯示血管管壁結(jié)構(gòu)、管腔走行及其病變情況，有效彌補(bǔ)CDFI等僅能獲得管腔內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，而不能直接顯示血管管腔結(jié)構(gòu)的不足［2-3］；對(duì)小血管的細(xì)微結(jié)構(gòu)病變，其顯示率也明顯優(yōu)于CDFI［4］。但是VET對(duì)于無血流信號(hào)的血管，如血管腔內(nèi)充滿血栓時(shí)，由于無血液流動(dòng)，缺乏紅細(xì)胞的反射及散射信號(hào)，故不能改善血管壁及血管腔的顯示［5］。

1.2 血管回聲跟蹤技術(shù)（e-tracking，ET） ET技術(shù)是對(duì)血管壁運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的相位偏移信號(hào)進(jìn)行采集、跟蹤、描記，計(jì)算血管內(nèi)徑的變化，經(jīng)脫機(jī)分析后得出參數(shù)壓力應(yīng)變-彈性系數(shù)（EP）、硬度指數(shù)（β）、增大指數(shù)（AI）、順應(yīng)性（AC）及脈搏波傳導(dǎo)速度（PWVβ），對(duì)動(dòng)脈管壁的功能進(jìn)行評(píng)估，可早期發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈管壁僵硬度及順應(yīng)性的變化［6］，可以在動(dòng)脈壁出現(xiàn)形態(tài)學(xué)損害之前評(píng)價(jià)血管壁彈性改變、內(nèi)皮功能障礙，早期發(fā)現(xiàn)血管壁功能異常的情況，從而指導(dǎo)預(yù)防和治療等［7-11］。肖滬生等［12］研究發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際臨床應(yīng)用操作過程中，由于取樣線定位、心率、收縮壓、血管的選取、圖像質(zhì)量以及年齡等因素都會(huì)影響到檢測結(jié)果，故應(yīng)合理應(yīng)用ET技術(shù)，在檢測過程中注意避免這些因素的干擾。

1.3 超聲二維應(yīng)變成像（X-strain） 該技術(shù)是基于二維灰階圖像，采用斑點(diǎn)追蹤運(yùn)算方法自動(dòng)跟蹤圖像中所描記的研究對(duì)象位置的變化。這是一種矢量應(yīng)變技術(shù)，不受聲束方向與血管壁運(yùn)動(dòng)方向夾角的影響，無角度依賴性，所以能更準(zhǔn)確地得到研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)信息［13］。該技術(shù)最早應(yīng)用于心臟方面，用來評(píng)價(jià)局部心肌功能的應(yīng)變與應(yīng)變率，把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于動(dòng)脈壁的運(yùn)動(dòng)情況［14］及用于評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈斑塊的穩(wěn)定性方面［15］是近幾年一項(xiàng)新的探索。 李秀云等［16］通過二維應(yīng)變技術(shù)測量動(dòng)脈壁圓周應(yīng)變和應(yīng)變率來分析并判斷大動(dòng)脈彈性功能，比內(nèi)-中膜厚度（IMT）更早反映血管受累信號(hào)。該技術(shù)的局限性在于對(duì)二維圖像的質(zhì)量要求較高，因肥胖等因素使二維圖像顯示不清晰的患者，其應(yīng)用受到限制；且仍局限于二維平面的觀察，使斑點(diǎn)追蹤技術(shù)不能完全跟蹤斑點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的空間位置，因此其測量精確性有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

1.4 速度向量成像（velocity vector imaging，VVI）技術(shù) 此技術(shù)由西門子公司開發(fā)，早年多用于對(duì)心肌運(yùn)動(dòng)和形變的研究，近年來對(duì)于血管壁運(yùn)動(dòng)力學(xué)以及管壁形變與運(yùn)動(dòng)之間關(guān)系的研究引起了學(xué)者們的關(guān)注。VVI技術(shù)利用斑點(diǎn)追蹤原理，對(duì)比連續(xù)兩幀圖像的變化，以矢量方式顯示組織真實(shí)的運(yùn)動(dòng)速度及位移，并運(yùn)用曲線的形式表示出來，可對(duì)研究對(duì)象在多個(gè)平面及各個(gè)時(shí)相運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)進(jìn)行量化分析［17］。其優(yōu)越性在于無角度依賴性、不受動(dòng)脈搏動(dòng)的影響，能直觀、準(zhǔn)確地顯示心肌和大血管的運(yùn)動(dòng)力學(xué)特征［18］。 白冰等［19］研究表明，VVI技術(shù)能準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)動(dòng)脈管壁運(yùn)動(dòng)力學(xué)特征，靈敏地反映頸動(dòng)脈粥樣硬化早期血管壁彈性及運(yùn)動(dòng)特征的改變。在實(shí)際操作中，VVI技術(shù)對(duì)圖像的顯示要求盡量清晰，內(nèi)膜邊界勾畫的清晰與否將直接影響分析結(jié)果；其次，對(duì)幀頻要求高，較低幀頻可導(dǎo)致跟蹤失相關(guān)及遺漏峰值觀察。

1.5 動(dòng)脈僵硬度定量分析技術(shù)（quantitative arterial stiffness，QAS） 該技術(shù)是基于射頻信號(hào)原理，自動(dòng)追蹤管壁運(yùn)動(dòng)，分析獲得相應(yīng)動(dòng)脈的彈性成像參數(shù)，通過功能成像來反映管壁的機(jī)械特性和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)［20］。研究表明［21］，在一定范圍內(nèi)，IMT、β、PWV 值越高，動(dòng)脈硬化程度越大，依照其數(shù)值的動(dòng)態(tài)變化，可準(zhǔn)確反映有無早期動(dòng)脈硬化，為臨床提供可靠的診斷依據(jù)。侯利芳等［22］研究提示，在血管壁未出現(xiàn)形態(tài)改變之前QAS技術(shù)即可定性及定量評(píng)估血管彈性功能的變化。

2 檢測管腔內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)的相關(guān)技術(shù)

2.1 超聲血流向量成像技術(shù)（vector flow mapping，VFM） VFM技術(shù)以彩色多普勒?qǐng)D像為基礎(chǔ)，通過多普勒頻移信息對(duì)渦流場上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的不同方向運(yùn)動(dòng)速度矢量進(jìn)行分解和微積分處理，結(jié)合渦流符合流函數(shù)的特點(diǎn)，在心腔內(nèi)標(biāo)記出瞬時(shí)的許多條空間幾何曲線（流線），在二維超聲上顯示心腔內(nèi)紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的方向、速度及向量的大小。2006年，由Ohtsuki等［23］首次提出，并將VFM圖像初步應(yīng)用于臨床患者。在大動(dòng)脈瘤和頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊等情況下，VFM可用于其血流動(dòng)力學(xué)實(shí)時(shí)的評(píng)價(jià)，顯示血流動(dòng)力學(xué)對(duì)心臟結(jié)構(gòu)和功能的影響［24-25］。由于該技術(shù)對(duì)紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)速度估計(jì)值不受聲束方向的影響，故能更準(zhǔn)確地反映血流運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。但是由于VFM技術(shù)要求高質(zhì)量的彩色多普勒?qǐng)D像，彩色溢出或者血流稀少等都影響其質(zhì)量。

2.2 血流剖面圖（Flow Profile） 血流剖面圖技術(shù)是阿洛卡公司開發(fā)的血流定量分析技術(shù)。超聲常規(guī)測血流量是取得脈沖多普勒頻譜以后，利用管腔的內(nèi)徑計(jì)算出來的，由于用多普勒方式測量血流速度只能測量某一點(diǎn)的速度，因此，測量血流量具有一定的局限性。血流剖面圖技術(shù)則通過計(jì)算管腔界面上每一點(diǎn)的速度積分得出血流量，其誤差小，更加接近實(shí)際血流量，并可測量截面上任一點(diǎn)的速度，用以評(píng)估血流動(dòng)力學(xué)變化，更真實(shí)地反映血流的層流規(guī)律，還同樣適用于彎曲的血管，間接用于心排量的計(jì)算。由于血流剖面圖技術(shù)是在彩色多普勒血流圖的基礎(chǔ)上監(jiān)測血管腔內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，因此目前彩色多普勒技術(shù)固有的不足之處，如對(duì)低速血流敏感性低、出現(xiàn)偽像和溢出混疊等，在此技術(shù)中也同樣存在，故還有待于進(jìn)一步改進(jìn)［26］。

2.3 增強(qiáng)型血流成像技術(shù) （Enhance-flow，E-flow）E-flow成像技術(shù)是近年來發(fā)展的一種新的血流顯示技術(shù)，它采用復(fù)合脈沖發(fā)射技術(shù)，改善了血流的空間分辨力和時(shí)間分辨力，能更加真實(shí)地反映微細(xì)血管血流灌注和血流連續(xù)性，更好地區(qū)分血流與組織的界面，更敏感地捕捉低速血流，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微血管血流狀態(tài)的準(zhǔn)確描述［27］。與彩色多普勒相比，該技術(shù)對(duì)極低速度血流的敏感性增高，“外溢”偽像減少，清晰度增加，可提供較傳統(tǒng)彩色多普勒和能量多普勒技術(shù)更敏感的血流信息［28］。應(yīng)用E-flow技術(shù)檢測腫瘤血管生成情況，可以為腫瘤術(shù)前評(píng)估提供可靠信息，在指導(dǎo)臨床治療方面具有廣泛的應(yīng)用前景［29］。但是，當(dāng)血流速度改變時(shí)，E-flow的顯示色彩沒有明顯改變，例如顯示狹窄血管中的湍流時(shí)，E-flow的色彩仍是柔和的而不出現(xiàn)雜亂血流，不易直觀地顯示高速血流，在這方面有待進(jìn)一步改進(jìn)［30］。

2.4 瞬時(shí)波強(qiáng)技術(shù)（wave intensity，WI） WI技術(shù)是基于血管回聲跟蹤技術(shù)發(fā)展起來的，通過無創(chuàng)方法獲得動(dòng)脈血管內(nèi)任意點(diǎn)管徑變化轉(zhuǎn)換為壓力變化，不僅提供了動(dòng)脈管壁波動(dòng)的參數(shù)，且能提供管腔內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)變化的參數(shù)以及兩者在時(shí)間上的相關(guān)參數(shù)，為臨床提供了心臟收縮與舒張功能、外周阻力及血管彈性等方面的信息［31］。WI曲線的3個(gè)重要參數(shù)，包括心臟收縮早期的瞬時(shí)加速度波強(qiáng)（W1）、收縮晚期瞬時(shí)減速度波強(qiáng)（W2）、收縮中期的負(fù)向波（NA）。Ohte等［32］的研究提示，W1可以反映左室收縮功能的高低；高宇等［33］對(duì)糖尿病患者行WI檢測，結(jié)果提示左室舒張功能與W2值呈正相關(guān)；肖滬生等［34］通過比較加壓前后股總動(dòng)脈NA面積，表明NA與動(dòng)脈彈性及外周阻力有關(guān)，與國外學(xué)者［35］的研究結(jié)果相符。由于WI的報(bào)告界面還同時(shí)整合了ET技術(shù)的各項(xiàng)參數(shù)，可以同時(shí)反映心臟功能和動(dòng)脈硬化程度，能夠使檢查者將心臟及外周血管作為整體進(jìn)行評(píng)價(jià)，更好地體現(xiàn)二者之間的相互關(guān)系和影響。但是，由于WI技術(shù)是基于彩色多普勒超聲及ET技術(shù)對(duì)動(dòng)脈管徑變化及血流速度變化進(jìn)行采樣的，其受到多普勒取樣門大小、多普勒流速曲線的奈奎斯特現(xiàn)象、時(shí)間分辨力、呼吸、血壓、心律不齊等多個(gè)因素的影響［36］，且WI的正常值目前尚無定論，故影響該技術(shù)的廣泛使用。

隨著超聲高頻探頭技術(shù)的不斷改進(jìn)，各種新型技術(shù)的涌現(xiàn)以及應(yīng)用，超聲在預(yù)測與診斷外周血管疾病方面將有更高的臨床實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。

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