應用超聲超微血管顯像篩查頸動脈斑塊新生血管的可行性

張 輝，張奧華，鐘鈞琳，黃卓山，趙云躍，張艷玲

（中山大學附屬第三醫(yī)院1.超聲科，

2.心血管內(nèi)科，廣東廣州510630）

斑塊內(nèi)新生血管在動脈粥樣硬化斑塊易損性發(fā)展中起著重要作用［1］，有無新生血管的斑塊結構不同［2］，新生血管壁不完整，血管脆性和滲透性高，促進斑塊破裂［3］。斑塊破裂常發(fā)生在“肩部”，該區(qū)域新生血管發(fā)生率較高。較大斑塊碎片易脫落并導致栓塞。斑塊出血和新生血管密度增加是心腦血管事件較為準確的預測因素［4］，早期發(fā)現(xiàn)易損斑塊可改變治療策略，改善預后［5］。磁共振成像檢查斑塊新生血管耗時、成本高［6］，常規(guī)超聲則由于新生血管細小、血流極為緩慢和偽像干擾［7］基本無能為力。超聲造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）可以使用血池造影劑聲諾維（SonoVue）完成對比增強的超聲檢查［8］，能夠檢測斑塊內(nèi)新生血管［9-10］。然而CEUS依賴操作者技術、耗時、費用高和過敏風險的缺點限制它成為快速批量檢查的手段［11］。超微血管顯像（superb micro-vascular imaging，SMI）是新的評價組織微血管的方法。無需造影劑即可實時顯示微血管低速血流。具有高幀速率（＞50幀/秒）和高分辨率，易于操作［12］。除動脈粥樣硬化外，某些治療也可能影響新生血管形成［13］。在患者中檢測斑塊內(nèi)新生血管，通過治療降低斑塊破裂的風險極為必要。在本研究中，我們比較了SMI和CEUS在評價頸動脈斑塊內(nèi)新生血管的有效性，以探討使用SMI作為大規(guī)模斑塊內(nèi)新生血管篩選方法的可行性。

1 材料與方法

1.1 研究對象

入選患者60例（男45女15）。納入標準：①存在頸動脈斑塊；②低回聲、等回聲或混合回聲斑塊；③斑塊厚度至少1.5 mm。排除標準：①急性冠脈綜合征發(fā)病后7 d內(nèi)；②急性心力衰竭，心功能Ⅲ/Ⅳ級；③重度肺動脈高壓（肺動脈壓＞90 mmHg）；④未得到控制的高血壓；⑤成人呼吸窘迫綜合征；⑥對造影劑SonoVue過敏。這項研究得到了醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會的批準及患者知情同意。

1.2 基線頸動脈超聲

我們使用了一臺配備了SMI成像軟件的彩色超聲診斷儀（東芝Aplio 400/500，日本東京），帶有一個高頻線陣探頭（11-4L，東芝，日本東京），頻率4-11 MHz?；颊呷フ硌雠P，頸部旋轉(zhuǎn)約45度。常規(guī)灰階和彩色多普勒超聲檢查頸動脈。頸動脈內(nèi)膜中層厚度（CIMT）是指第1和第2回聲線與管腔之間的距離。在頸總動脈分叉處近端頸總動脈（CCA）的后壁進行CIMT測量。在CCA上進行縱向高分辨率超聲掃描并記錄，CIMT值以毫米表示。選擇低回聲、等回聲或混合回聲斑塊進行觀察，記錄斑塊位置、厚度和大小。

1.3 SMI檢查

使用SMI預置參數(shù)，使用2D和SMI同時顯示的Twin功能。一位對CEUS的結果不知情的研究人員通過整個頸動脈的長軸和短軸獲取圖像。記錄斑塊內(nèi)發(fā)現(xiàn)微血管的位置和數(shù)量，并與二維圖像進行比較以排除偽像。SMI評價標準：頸動脈斑塊新生血管分類標準為0級：斑塊內(nèi)無血流；1級：肩部或斑塊底部可見血流；2級：肩部和斑塊底部可見血流。

1.4 CEUS檢查

SMI檢查后進行CEUS檢查。這些掃描是由另一位對SMI結果不知情的研究人員進行操作和分析的。應用 SonoVue（BraccoS.p.A.，米蘭，意大利）和諧波成像軟件進行頸動脈超聲檢查。在確定斑塊后，調(diào)整儀器的機械指數(shù)（MI）為0.14，頻率為10 MHz。其余參數(shù)如深度（40 mm），焦點（20～30 mm），增益（75），時間增益補償（時間增益補償鍵不動）和壓縮（無壓縮）均調(diào)節(jié)到最佳效果。在檢查中，所有這些設置都保持不變。靜脈團注造影1.5 mL（SonoVue 59 mg，用5 mL生理鹽水稀釋），隨后用10 mL生理鹽水沖管。CEUS評價標準：使用MeVisLab 2.8.1版本（MEVIS醫(yī)療解決方案公司，不萊梅，德國）量化頸動脈斑塊新生血管［14］。該軟件可以開發(fā)一個灰度值（GSV）測量小程序。①根據(jù)基線超聲繪制斑塊感興趣區(qū)域（ROI）的輪廓。②測定ROI的最低GSV。③如果某處的GSV高于最低GSV的兩倍以上，就認為出現(xiàn)新生血管。④利用SMI軟件提供的超聲診斷儀提供的Twin功能排除ROI內(nèi)的偽影和小鈣化。通過回聲灰度分析找出這些斑塊內(nèi)的微血管［15］，按照Deyama分級標準［16］，0級在斑塊中不出現(xiàn)微泡，1級是在斑塊內(nèi)動脈外膜下和/或斑塊肩部出現(xiàn)微泡，2級是斑塊內(nèi)彌漫出現(xiàn)微泡，SMI和CEUS結果由兩位有經(jīng)驗的超聲醫(yī)生進行評估。

1.5 統(tǒng)計分析

樣本量評估，對11例患者進行了SMI和CEUS發(fā)現(xiàn)的斑塊新生血管的初步研究。根據(jù)文獻［17］，我們使用公式 n=（μα/δ）2（1-P）P，n 為樣本量大小，α=0.05，μα=1.96，δ為允許誤差，δ=0.10，P為預試驗得出的CEUS敏感度，P=0.75。根據(jù)以上參數(shù)計算斑塊樣本量至少為72個。本研究采用 SPSS 20.0統(tǒng)計軟件（IBM Corp.，Armonk，NY，USA）。t檢驗用于檢驗斑塊新生血管患者與無斑塊新生血管患者基線結果的差異。用Fisher精確檢驗比較SMI和CEUS發(fā)現(xiàn)的斑塊新生血管能力的差異，P＜0.05，則認為兩者檢出能力的差異有統(tǒng)計學意義。采用卡方檢驗，找出SMI與CEUS兩種方法的敏感性和特異性參數(shù)，P＜0.05，差異有統(tǒng)計學意義。用Kappa檢驗SMI與CEUS評分的一致性。Kappa值＞0表示兩者有一致性，而Kappa值越大，一致性越好。

2 結果

2.1 一般情況

60例患者一般資料平均年齡（68±10）歲，身高（163±7）cm，體質(zhì)量（60±12）kg，BMI（22±4）kg/m2?；颊咧杏懈哐獕翰?9例，糖尿病24例，血脂異常27例，接受過經(jīng)皮心臟介入治療9例，腦梗死15例，高同型半胱氨酸血癥2例，吸煙者30例。11例患者定期服用他汀類藥物＞6個月，其余49例患者未定期服用他汀類藥物（表1），共109個斑塊，86個斑塊位于頸總動脈，21個斑塊位于頸動脈分叉處，2個斑塊位于頸內(nèi)動脈。低回聲斑塊80個，混合回聲斑塊29個。CEUS發(fā)現(xiàn)新生血管的斑塊共72個，位于頸總動脈有58個，頸動脈分叉處有12個，頸內(nèi)動脈有2個。72個斑塊中，56個斑塊為低回聲，16個斑塊為混合回聲。未發(fā)現(xiàn)新生血管的斑塊共37個，28個位于頸總動脈，9個位于頸動脈分叉處。37個斑塊中，24個為低回聲，13個為混合回聲。斑塊內(nèi)發(fā)現(xiàn)新生血管的患者與無斑塊新生血管的患者頸動脈內(nèi)中膜厚度（carotid intimamedia thickness，CIMT）和斑塊長度、厚度均為正態(tài)分布，方差齊性一致，差異無統(tǒng)計學意義（表2）。

表1 患者一般資料Table 1 General characteristic of patients (n±s)

表1 患者一般資料Table 1 General characteristic of patients (n±s)

BMI：Body mass index

Items Gender，male Gender，female Age/year Height/cm Weight/kg BMI/（kg/m2）Hypertension Diabetes Dyslipidaemia Familial history of CVD Stroke Smoker Taking statin regularly＞6 months Without taking statin regularly Amount 45 15 68±10 163±7 60±12 22±4 39 24 27 31 15 30 11 49

表2 基線超聲檢查情況Table 2 Ultrasound findings in basal carotid examination（±s）

表2 基線超聲檢查情況Table 2 Ultrasound findings in basal carotid examination（±s）

CIMT：carotid intimamedia thickness

Item CIMT/mm Plaque Length/mm Plaque Thickness/mm Neovascularization（+）0.74±0.17 18.38±7.08 2.84±0.42 Neovascularization（-）0.76±0.14 17.34±8.03 2.62±0.49 P 0.905 0.869 0.473

2.2 評分

SMI新生血管檢出率為71.6%（78/109），CEUS為63.3%（72/109）。SMI與CEUS比較，SMI的結果與CEUS的結果基本一致。SMI檢查發(fā)現(xiàn)，31個斑塊為0級，32個斑塊為1級，46個斑塊為2級。CEUS檢出0級斑塊37個，1級斑塊25個，2級斑塊47個（P=0.506；表3，圖1）。表4顯示SMI與CEUS在斑塊新生血管檢測中具有良好的一致性（Kappa=0.888）。選擇CEUS作為參考方法，計算SMI的敏感性（91.0%）、特異性（96.8%）、陽性預測值（98.6%）和陰性預測值（81.1%；表5），在11例（27個斑塊）的SMI患者中，用兩種方法分別檢測他汀藥物治療后斑塊新生血管的發(fā)生率：SMI陽性率29.6%（8/27），CEUS陽性率18.5%（5/27）。

表3 CEUS和SMI發(fā)現(xiàn)斑塊內(nèi)新生血管分級比較Table 3 Differences in neovascularization characteristicsdetermined by CEUS and SMI （n）

圖1 CEUS和SMI檢查結果Fig.1 Results of contrast-enhanced ultrasound and superb micro-vascular imaging

表4 CEUS和SMI診斷一致性分析Table 4 Consistency analysis between CEUS and SMI

表5 SMI診斷新生血管的敏感性和特異性分析Table 5 Sensitivity and specificity parameters of SMI

2.3 人力、時間與金錢的耗費

一名醫(yī)生可完成SMI檢查，但CEUS至少需要一名醫(yī)生和一名護士。SMI的檢查費用約為130元人民幣，CEUS的成本約為900元人民幣。SMI檢查的平均時間為（5.0±1.4）min（不包括基線超聲檢查），CEUS的平均時間為（18.5±2.2）min（包括風險和利益說明、檢查前簽署同意書和靜脈注射；不包括基線超聲檢查和CEUS后15 min觀察延遲性造影劑過敏的時間；P＜0.05）。

3 討論

斑塊破裂和隨后的臨床事件中起關鍵作用的是斑塊的易損性而不是斑塊大小和/或狹窄程度。易損斑塊具有以下特征：大的脂質(zhì)核、細纖維帽、炎性細胞浸潤、新生血管形成和斑塊內(nèi)出血或表面潰爛。斑塊新生血管的壁不完整，缺少結締組織和基底膜支架［18］。使管壁脆性和滲透性增加，導致斑塊出血和斑塊破裂［19］。這些新生微血管的形成與多種因素有關，包括：缺血缺氧導致細胞因子和生長因子表達；炎癥和壓力；藥物因素；高血壓；高膽固醇；吸煙［20］。新生血管形成經(jīng)常位于纖維帽、富脂區(qū)域和斑塊的炎癥的活性區(qū)域中。斑塊肩部是新生血管中最重要的發(fā)生部位［21］。目前國內(nèi)唯一經(jīng)批準的超聲造影劑是六氟化硫微泡SonoVue（BRACCO）。六氟化硫微泡在注射后存在于血管內(nèi)。造影劑的使用可以提高對多普勒超聲對于血流的敏感性和分辨率。CEUS可以檢測斑塊的易損性，并允許分級風險評估，幫助臨床制定治療策略［1-2］。然而，人力、時間、金錢和并發(fā)癥限制了CEUS的應用。隨著多普勒超聲技術的改進，SMI技術可以在不注射造影劑的情況下顯示微血管。雖然CEUS和SMI都需要先進的超聲設備，并且依賴于操作醫(yī)生的技術水平。但是，在人力和金錢上，SMI的成本低于CEUS的成本，而且SMI檢查只是在傳統(tǒng)的頸動脈檢查基礎上增加了約4 min。SMI目前已用于檢測肝損害中的微血管；胃癌；頸部淋巴結（淋巴瘤）；皮膚損傷，包括惡性黑色素瘤；炎癥（類風濕性關節(jié)炎、化膿性結腸炎、克隆?。?2］。我們研究的初步結果顯示，CEUS和SMI在檢測斑塊新血管形成方面具有良好的一致性。雖然SMI技術可以在斑塊中顯示細微的流動信號，但是對于一些具有極緩慢的血流或與超聲波聲束垂直的血流的斑塊來說，CEUS對于微血管的顯示可能會更好一些。但是SMI不需要額外使用造影劑。與CEUS相比，需要更少的人手、時間、金錢和更低的風險。在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)SMI具有較高的靈敏度和特異性，因此SMI可以作為篩選的有效手段。使用SMI來識別具有新生血管的高風險斑塊。超聲醫(yī)生每天需要完成數(shù)十名頸動脈超聲檢查，因此需要一種快速有效的方法來檢出高?；颊咧械囊讚p斑塊。

先前的研究表明他汀類藥物可以以劑量依賴性方式刺激新生血管平滑肌細胞的凋亡并引起斑塊鈣化［23］。同時，他汀藥物降低血管壁應力也有助于提高斑塊的穩(wěn)定性。在我們的研究中，SMI和CEUS發(fā)現(xiàn)規(guī)律服用他汀藥物＞6個月的患者斑塊中的微血管似乎有比不服用、不規(guī)律服用或服用他汀藥物時間較短的患者減少的趨勢，但樣本量尚不足夠，需要進一步積累樣本量。我們的研究還發(fā)現(xiàn)，部分厚度較小的斑塊（厚度1.5～2.0 mm），可通過SMI和CEUS檢查發(fā)現(xiàn)新生血管形成，這表明新生血管形成可能非常早，并不與斑塊大小完全成比例。但這個結論與以往研究不同［24］，是否成立也需要觀察更多的樣本。

本研究的局限性在于：本研究是初步研究，病例數(shù)不夠多；研究對象是人，大多數(shù)患者沒有接受頸動脈內(nèi)膜切除術，無法獲得足夠的病理標本；本研究未包括在人體外對SMI和CEUS之間的差異進行準確的比較。SMI和CEUS兩種方法檢出斑塊內(nèi)新生血管具有較好的一致性。SMI還具有簡單、省人力、省時、廉價和低風險的優(yōu)點，提示SMI是一種有效的斑塊新生血管快速批量篩查方法。