超聲技術(shù)評價頸動脈斑塊穩(wěn)定性的應用進展

皮永前　潘永壽

【摘要】 頸動脈粥樣硬化是急性腦梗死的主要危險因素之一。超聲是檢測頸動脈斑塊的重要且有效手段，具有無創(chuàng)、快捷、空間分辨率高等優(yōu)勢，且近年來超聲技術(shù)發(fā)展迅速，使其在頸動脈斑塊的早期診斷及隨訪等方面均發(fā)揮重要作用。本文就超聲評價頸動脈斑塊穩(wěn)定性的應用進展做一綜述。

【關(guān)鍵詞】 超聲檢查； 頸動脈易損斑塊； 腦梗死

Application of Ultrasound in Evaluation of Carotid Plaque Stability/PI Yongqian，PAN Yongshou.//Medical Innovation of China，2018，15（14）：145-148

【Abstract】 Carotid atherosclerosis is one of the major risk factors for acute cerebral infarction.Ultrasound is an important and effective means of detecting carotid plaque，with the advantages of non-invasive，fast，high spatial resolution，in recent years，the rapid development of ultrasound technology makes it play an important role in the early diagnosis and follow-up of carotid plaque.This review summarizes the application of ultrasound in evaluating the stability of carotid plaques.

【Key words】 Ultrasound examination； Carotid vulnerable plaque； Cerebral infarction

First-authors address：Liuzhou Municipal Liutie Central Hospital，Liuzhou 545007，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2018.14.036

頸動脈硬化與心腦管疾病特別是腦梗死的發(fā)生關(guān)系密切，研究發(fā)現(xiàn)動脈狹窄、閉塞、斑塊破裂和血栓形成是缺血性腦梗死的主要致病原因[1]，及時準確地判斷頸動脈粥樣斑塊穩(wěn)定性有助于減少心腦血管疾病的發(fā)生。頸動脈超聲檢查因具有操作簡便、安全可靠、準確及可重復等優(yōu)點，廣泛應用于評估頸動脈斑塊穩(wěn)定性，在無癥狀患者腦梗死發(fā)生率的預測方面具有重要的臨床意義[2]。在常規(guī)二維超聲基礎上，隨著超聲顯像技術(shù)不斷創(chuàng)新與發(fā)展，超聲造影、彈性成像、三維超聲、超微血管成像以及速度向量成像等新技術(shù)也運用頸動脈斑塊評估，本文就以上檢測頸動脈斑塊穩(wěn)定性的超聲研究進展進行綜述。

1 常規(guī)二維超聲

常規(guī)二維超聲能準確測量頸動脈內(nèi)-中膜厚度（Carotid intima-media thickness，CIMT），并直接評估頸動脈斑塊，觀察斑塊位置、大小、形態(tài)、回聲類型，判斷斑塊纖維帽的完整性、有無潰瘍、出血，并評估血管狹窄程度，從形態(tài)學上評價斑塊的穩(wěn)定性。CIMT的變化是動脈硬化的早期病變標志[3-4]，是斑塊形成之前監(jiān)測動脈早期粥樣硬化的一個指標。內(nèi)膜厚度的增加在病理表現(xiàn)為內(nèi)膜深層富含脂質(zhì)及蛋白多糖區(qū)域平滑肌細胞的丟失和點狀鈣化[5]。頸動脈硬化標準定義為：左側(cè)或右頸動脈內(nèi)-中膜厚度≥1.0 mm[6]。

斑塊的出現(xiàn)是動脈硬化的確切標志。臨床上根據(jù)斑塊內(nèi)部回聲，常將斑塊分為軟斑、硬斑和混合斑；根據(jù)斑塊表面形態(tài)，分為表面光滑的規(guī)則型斑塊、無潰瘍的不規(guī)則形斑塊和潰瘍斑塊；根據(jù)斑塊內(nèi)部回聲均一性，將斑塊分為非均質(zhì)性斑塊和均質(zhì)性斑塊。非均質(zhì)斑塊內(nèi)部回聲強弱不均，斑塊內(nèi)常存在破潰、出血，易脫落和血栓形成，非均質(zhì)斑塊與腦卒中的發(fā)生密切相關(guān)，屬于易損斑塊[7]。易導致血栓形成或能快速發(fā)展為罪犯病變的所有斑塊定義為易損斑塊[8]。其病理特點是纖維帽較薄、脂質(zhì)核心較大，纖維帽結(jié)構(gòu)在超聲顯像中表現(xiàn)為等信號或稍高信號，脂質(zhì)成分在超聲顯像中表現(xiàn)為低回聲信號。多項研究顯示有薄或破損的纖維帽、斑塊內(nèi)出血和脂質(zhì)成分比例高的斑塊與后續(xù)腦血管事件的發(fā)生密切相關(guān)[9-10]。北京安貞醫(yī)院根據(jù)斑塊的形態(tài)、纖維帽的完整性和新生血管的數(shù)量，將頸動脈斑塊分為低風險、中度高風險、高風險和極高風險斑塊四種類型，并對腦卒中頸動脈粥樣硬化風險超聲等級評分[11]。頸動脈超聲所見的潰瘍斑塊、低回聲斑塊、不規(guī)則形態(tài)斑塊均提示斑塊不穩(wěn)定性。超聲對斑塊的組織類型及炎性細胞浸潤等尚無法區(qū)分評價，且常規(guī)二維超聲難以顯示斑塊立體結(jié)構(gòu)和空間位置，在準確評估斑塊大小、血管管腔狹窄臨床價值有限，因此只能初步評估斑塊易損性[12]。

2 超聲造影技術(shù)

超聲造影（contrast-enhanced ultrasonography，CEUS）是近年來興起的研究斑塊穩(wěn)定性的新技術(shù)，不僅可以清晰顯示斑塊內(nèi)新生血管，還提高了無回聲斑塊的檢出率，有助于篩查易損斑塊的高?；颊吆蛣用}粥樣硬化的危險度的分級[13]。大量的炎癥細胞和新生血管也是易損斑塊的重要病理特點[14]，斑塊內(nèi)的新生血管由于缺乏血管平滑肌細胞和內(nèi)皮細胞的支撐，血管脆性大、通透性高，從而易導致斑塊內(nèi)出血。

超聲造影技術(shù)是利用造影劑（如全氟丙烷脂類微氣泡、六氟化硫脂類微氣泡等）在外周靜脈注射后，觀察斑塊內(nèi)新生血管的生成情況，清楚識別斑塊表面的潰瘍和血管狹窄的部位及程度。文獻[15-16]研究顯示，超聲造影可敏感地檢測組織血管中微氣泡，實時動態(tài)觀察頸動脈斑塊新生血管分布，斑塊增強越顯著，組織學上斑塊內(nèi)新生血管越多，提示斑塊的增強與斑塊內(nèi)新生血管密度緊密相關(guān)。隨著超聲造影評價斑塊內(nèi)新生血管研究的不斷深入，國內(nèi)外學者運用視覺評分法將顯影程度分級與組織學對照進行了半定量分析。目前臨床上大致有三類分法：（1）二分法。1分：無增強；2分：有增強。（2）三分法。0分：無增強；1分：少量增強；2分：彌漫增強。（3）四分法。0分：無增強；1分：點狀增強；2分：點狀及少量短線樣增強；3分：彌漫增強或斑塊內(nèi)可見流動征。Muller等[15]采用三分法研究超聲造影評價斑塊內(nèi)新生血管，認為超聲造影視覺分析斑塊內(nèi)新生血管具有準確性和可重復性，與組織學密切相關(guān)。Sun等[17]對大白兔腹主動脈粥樣硬化斑塊進行了超聲造影研究，結(jié)果顯示無回聲斑塊比有回聲斑塊在超聲造影時有更高的增強強度，其組織學上CD31染色更多，說明新生血管密度更高，這充分證實了超聲造影是評價斑塊內(nèi)新生血管的可靠方法。Ten Kate等[18]研究顯示，超聲造影在檢測斑塊穩(wěn)定性上比彩色多普勒有更高的敏感性和準確性。超聲造影由于具有簡便、安全、可重復檢查等優(yōu)點，不僅適用于斑塊風險的評估和臨床藥物療效的評價，而且可以監(jiān)測滋養(yǎng)血管和斑塊的進展。然而，超聲造影仍存在一定的局限性，不能準確追蹤滋養(yǎng)血管，斑塊后方衰減聲、操作探頭的穩(wěn)定性對斑塊顯示效果的影響，以及受主觀因素和操作者經(jīng)驗影響等。

3 超微血管成像技術(shù)

超微血管成像技術(shù)（superb micro-vascular imaging，SMI）是近年來發(fā)展迅速的檢測低速血流、評價組織微灌注的新技術(shù)，其通過彩色多普勒原理并采用自適應的計算方法來區(qū)分微細血流及正常組織自身運動產(chǎn)生的頻譜信號，減少組織運動偽像和血流偽像，較精確地顯示組織內(nèi)的低速血流信號。

目前SMI技術(shù)不僅用于對頸動脈斑塊內(nèi)新生血管的評價，還應用到乳腺、甲狀腺、淋巴結(jié)和肌骨微血管的研究中，取得良好效果，在對結(jié)節(jié)內(nèi)微小血管及穿支血管顯示有一定優(yōu)勢，提高了良惡性鑒別診斷的準確性[19-20]。Park等[21]研究表明，在顯示微血管形態(tài)、數(shù)目及分布等方面，SMI比能量多普勒、彩色多普勒顯示效果更佳。尚建軍等[22]運用SMI及CEUS檢查60例頸動脈粥樣硬化斑塊患者，結(jié)果顯示SMI與CEUS檢測斑塊內(nèi)新生血管的敏感度相近。SMI優(yōu)勢在于無需使用造影劑，安全簡便，在顯示斑塊內(nèi)新生血管部位方面與CEUS有良好的一致性，可對斑塊的穩(wěn)定性做出初步客觀評價。雖然SMI在顯示微小血管方面有一定優(yōu)勢，但有研究結(jié)果認為對頸動脈斑塊內(nèi)新生血管的敏感性和檢出率低于超聲造影[23]。SMI技術(shù)作為反映組織病灶內(nèi)新生血管生成情況的一項全新的顯像技術(shù)，使超聲對微循環(huán)的顯示更為清晰，在臨床上的應用前景廣泛，但仍需要大樣本、全方位的深入研究。

4 彈性成像技術(shù)

超聲彈性成像技術(shù)（ultrasound elastography，UE）是在實時二維超聲成像的基礎上收集組織的彈性信息，根據(jù)不同組織的應變來反映組織的硬度，彈性應變大、中、小的組織彈性圖分別顯示為紅色、綠色和藍色。依據(jù)檢測對象的不同，將超聲彈性成像分為組織超聲彈性成像和血管超聲彈性成像。依據(jù)換能器放置方式不同，血管超聲彈性成像又分為血管內(nèi)超聲彈性成像和無創(chuàng)血管超聲彈性成像，前者屬于有創(chuàng)檢查，只適合導管介入的患者，后者基于體表超聲成像技術(shù)，因安全、方便而發(fā)展迅速。

血管彈性超聲是評估脂質(zhì)池的存在和辨別高應力區(qū)域的理想技術(shù)，可通過不同特征的超聲彈性圖來鑒別不同組織類型的血管斑塊[24]，評價粥樣斑塊的易損性、估計血栓的硬度和形成時間，是辨別動脈粥樣硬化易損斑塊的有效方法。Cyrille等[25]應用UE分析頸動脈斑塊類型及穩(wěn)定性，結(jié)果顯示含有脂質(zhì)核心的動脈粥樣硬化斑塊比缺乏脂質(zhì)核心的動脈粥樣硬化斑塊絕對應變值顯著降低，Zhang等[26]利用CEUS和UE技術(shù)聯(lián)合評估頸動脈不穩(wěn)定斑塊中，顯示較多新生血管的斑塊更柔軟，更不均勻。剪切波彈性成像（Shear wave elastography，SWE）是目前研究熱點，SWE將組織力學特性數(shù)字化表達，并加以成像及量化測量，通過測量頸動脈斑塊的楊氏模量值，以評估斑塊的穩(wěn)定性。Ramnarine等[27]研究在體及離體的頸動脈斑塊，結(jié)果顯示SWE能準確對頸動脈斑塊穩(wěn)定性進行評估，彈性成像技術(shù)是超聲技術(shù)與生物組織力學相結(jié)合的新技術(shù)，操作方便，安全無創(chuàng)，在超聲領域里具有廣闊的運用前景。

5 三維超聲技術(shù)

三維頸動脈超聲是通過特制的三維探頭采集頸動脈斑塊容積信息，然后，運用相應配套的分析軟件對采集的興趣區(qū)斑塊圖像進行分析處理及三維重建，將掃描范圍內(nèi)的目標切面圖像重建為數(shù)字化的三維圖像，提供不同角度觀察斑塊內(nèi)部回聲及管腔狹窄情況，精確測量，減少了操作者主觀影響因素。利用三維超聲成像技術(shù)測量斑塊體積同時，還可以選擇測量斑塊上的潰瘍體積。Kuk等[28]研究結(jié)果顯示，當受試者頸動脈斑塊潰瘍體積≥5 mm3時，發(fā)生短暫性腦缺血、中風及死亡的風險事件增高。

如今，超聲造影也適用于三維超聲檢查，Hoogi等[29]將三維頸動脈超聲獲取的參數(shù)與頸動脈超聲造影結(jié)果相結(jié)合，通過量化斑塊內(nèi)血管來評價斑塊的穩(wěn)定性，為研究斑塊內(nèi)微血管灌注提供新的定量指標。三維頸動脈在動態(tài)觀察動脈粥樣硬化斑塊的進程和轉(zhuǎn)歸、評價藥物療效方面也具有重要的臨床意義。由于頸動脈三維圖像的采集受血管搏動的影響，對儀器設備的要求較高及圖像處理分析等因素，使其臨床應用受到一定限制。

6 速度向量成像技術(shù)

速度向量成像技術(shù)（velocity vector imaging，VVI）能實時跟蹤不同幀間同一位置的組織運動軌跡，真實反映組織的運動規(guī)律和內(nèi)在力學變化，其特點是像素標記點準確，時間、空間分辨率高，無多普勒角度依賴。此技術(shù)運用于頸動脈斑塊的研究，從生物力學角度無創(chuàng)預測斑塊的易損性，客觀展現(xiàn)顯示動脈管壁回縮、擴張與扭轉(zhuǎn)運動，能夠檢測出頸動脈斑塊部位與無斑塊部位的收縮期徑向速度、旋轉(zhuǎn)角度、周向應變及周向應變率差異。王志蘊等[30]運用VVI研究顯示，頸動脈粥樣無斑塊部位最大徑向速度、旋轉(zhuǎn)角度、周向應變、應變率高于斑塊部位；頸動脈斑塊肩部與纖維帽頂部最大徑向速度、周向應變、應變率有顯著差異性，斑塊部位與無斑塊部位運動的不協(xié)調(diào)，受力不均勻，是導致斑塊易損原因。VVI作為評價頸動脈斑塊穩(wěn)定性的一項無創(chuàng)安全新技術(shù)，能形象展示血流運動特點及量化力學運動改變，有廣闊的臨床應用前景，但目前缺乏大樣本研究，后期數(shù)據(jù)分析較復雜，受試者心律不齊對試驗測值也有影響。

綜上所述，頸動脈超聲運用于評估頸動脈狹窄位置程度、斑塊特征、易損斑塊的檢出以及治療效果監(jiān)測，對臨床診斷、手術(shù)前后評估均具有重要的應用價值。隨著超聲儀器性能和超聲新技術(shù)的研發(fā)推廣，頸動脈超聲診斷技術(shù)的不斷完善提高，頸動脈超聲作為篩查腦梗死的一種簡便易行的方法，及早發(fā)現(xiàn)易損性斑塊并指導進行有效防治，對降低我國腦血管病患者的發(fā)病率、致殘率、復發(fā)率及死亡率具有重要的臨床意義和社會價值。

參考文獻

[1] Kadoya M，Koyama H，Kurajoh M，et al.Sleep cardiac autonomic function，and carotid atherosclerosis in patients with cardiovascular risks：HSCAA study[J].Atherosclerosis，2015，238（2）：409-414.

[2] Prati P，Tosetto A，Casaroli M，et al.Carotid plaque morphology improves stroke risk prediction：usefulness of new ultrasonographicscore[J].Cerebrovasc Dis，2011，31：300-304.

[3] Unlu M，Balta S，Cakar M，et al.Carotid intima-media thickness and other inflammatory markers in clinical practice[J].Arq Bras Cardiol，2013，100（6）：585-585.

[4] Bauer M，Caviezel S，Teynor A，et al.Carotid intima-media thickness as a biomarker of subclinical atherosclerosis[J].Swiss Medical Weekly，2012，142（43）：736.

[5] Finn A V，Kolodgie F D，Virmani R.Correlation between carotid intimal/medial thickness and atherosclerosis：a point of view from pathology[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol，2010，30：177-181.

[6]郭萬學.超聲醫(yī)學[M].6版.北京人民軍醫(yī)出版社，2012：689-760.

[7] Millon A，Boussel L，Brevet M，et al.Clinical and histological significance of gadolinium enhancement in carotid atherosclerotic plaque[J].Stroke，2012，43（11）：3023-3028.

[8] Naghavi M，Libby P，F(xiàn)alk E，et al.From vulnerable plaque to vulnerable patient：a call for new definitions and risk assessment strategies：PartⅡ[J].Circulation，2003，108（14）：1664-1672.

[9] Takaya N，Yuan C，Chu B，et al.Association between carotid plaque characteristics and subsequent ischemic cerebrovascular events：a prospective assessment with MRI-initial results[J].Stroke，2006，37：818-823.

[10] Homburg P J，Rozie S，van Gils M J，et al.Association between carotid artery plaque ulceration and plaquecomposition evaluated with multidetector CT angiography[J].Stroke，2011，42：367-372.

[11]勇強，張蕾，王麗娟，等.頸動脈斑塊風險等級的超聲評價[J].血管與腔內(nèi)血管外科雜志，2016，2（4）：278-281.

[12] Kate G L T，Sijbrands E J，Staub D，et al.Noninvasive Imaging of the Vulnerable Atherosclerotic Plaque[J].Curr Probl Cardiol，2010，35（11）：556-591.

[13] Feinstein S B，Coll B，Staub D，et al.Contrast enhanced ultrasound imaging[J].Journal of Nuclear Cardiology，2010，17（1）：106-115.

[14] Hingwala D，Kesavadas C，Sylaja P N，et al.Multimodality imaging of carotid atherosclerotic plaque：going beyond stenosis[J].Indian Journal of Radiology and Imaging，2013，23（1）：26-34.

[15] Muller H F，Viaccoz A，Kuzmanovic I，et al.Contrast-Enhanced Ultrasound Imaging of Carotid Plaque Neo-vascularization：accuracy of Visual Analysis[J].Ultrasound Med Biol，2014，40（1）：18-24.

[16] Saito K，Nagatsuka K，Ishibashi-Ueda H，et al. Contrastenhanced ultrasound for the evaluation of neovascularization in atherosclerotic carotid artery plaques[J].Stroke，2014，45（10）：3073-3075.

[17] Sun J，Liu K，Tang Q Y，et al.Correlation between enhanced intensity of atherosclerotic plaque at contrast-enhanced ultrasonography and density of histological neovascularization[J].J Huazhong Univ Sci Technolog Med Sci，2013，33（3）：443-446.

[18] Ten Kate G L，van Dijk A C，van den Oord S C，et al. Usefulness of contrast-enhanced ultrasound for detection of carotid plaque ulceration in patients with symptomatic carotid atherosclerosis[J].Am J Cardiol，2013，112（2）：292-298.

[19] Machado P，Segal S，Lyshchik A，et al.ANovel Microvascular Flow Technique： Initial Results in Thyroids[J].Ultrasound Quarterly，2016，32（1）：67-74.

[20] Ma Y，Li G，Li J，et al.he Diagnostic Value of Superb Microvascular Imaging（SMI） in Detecting Blood Flow Signals of Breast Lesions：APreliminary Study Comparing SMI to Color Doppler Flow Imaging[J].Medicine，2015，94（36）：2-5.

[21] Park A Y，Seo B K，Cha S H，et al.An innovative ultrasound technique for evaluation of tumor vascularity in breast cancers：Superbmicro-vascular imaging[J].J Breast Cancer，2016，19（2）：210-213.

[22]尚建軍，楊敬英，王淑敏，等.SMI與CEUS在頸動脈斑塊新生血管檢測中的應用比較[J].血管與腔內(nèi)血管外科雜志2016，2（6）：507-510.

[23]金玉明，洪桂榮.頸動脈斑塊微血管超聲成像[J].中國超聲醫(yī)學雜志，2015，31（10）：948-949.

[24] De Korte C L，Pasterkamp G，Vandersteen A F，et al. Characterization of plaque components with intravascular ultrasound elastography in human femoral and coronary arteries in vitro[J].Circulation，2000，102（6）：617-623.

[25] Cyrille N，Guy C，Elizabeth M，et al.Characterisation of carotid plaques with ultrasound elastography：feasibility and correlation with high resolution magnetic resonance imaging[J].Eur Radiol，2013，23：2030-2041.

[26] Zhang Q，Li C，Zhou M，et al.Quantification of carotid plaque elasticity and intraplaque neovascularization using contrast-enhanced ultrasound and image registration-based elastography[J].Ultrasonics，2015， 62：253-262.

[27] Ramnarine K V，Garrard J W，Dexter K，et al.Shear wave elastography assessment of carotid plaque stiffness：in vitro reproducibility study[J].Ultrasound Med Biol，2014，40（1）：200-209.

[28] Kuk M，Wannarong T，Beletsky V，et al.Volume of carotid artery ulceration as a predictor of cardiovascular events[J].Stroke，2014，45（5）： 1437-1441.

[29] Hoogi A，Zurakhov G，Adam D.Evaluation of a 3D technique for quantifying neovascularization within plaques imaged by contrast enhanced ultrasound[J].Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc，2013，2013（2013）：1124-1127.

[30]王志蘊，張梅，張運，等.速度向量成像技術(shù)預測冠心病患者頸動脈粥樣斑塊易損性的研究[J].中國超聲醫(yī)學雜志，2015，31（5）：400-403.

（收稿日期：2018-03-02） （本文編輯：張爽）