大動(dòng)脈炎多模態(tài)血管超聲的研究進(jìn)展

喻曉娜，任衛(wèi)東

(中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科，沈陽 110004)

大動(dòng)脈炎是一種少見的血管炎，主要累及主動(dòng)脈及其分支，頸動(dòng)脈受累最為常見，且最常見于亞洲年輕女性，女性發(fā)病率是男性的6～8倍[1-2]。這種疾病曾被稱為主動(dòng)脈弓綜合征、無脈性疾病、特發(fā)性主動(dòng)脈炎、狹窄性主動(dòng)脈炎、閉塞性血栓性腦病等。1908年，日本一位眼科醫(yī)師首先描述了1例患有該病(年輕女患者)的視網(wǎng)膜動(dòng)靜脈異常的病例，1962年，有學(xué)者明確提出大動(dòng)脈炎這個(gè)概念，并以Takayasu命名該類疾病[3-4]。大動(dòng)脈炎是大動(dòng)脈肉芽腫性炎癥的最常見原因，也是兒童血管炎的第三大常見原因之一[5]。大動(dòng)脈炎的炎癥特征是早期僅累及血管內(nèi)壁，而血管外壁不受影響，主要是血管內(nèi)膜纖維化、平滑肌增生，主要表現(xiàn)為血管狹窄，隨著疾病進(jìn)展最終血管內(nèi)外壁均受影響，表現(xiàn)為血管擴(kuò)張、動(dòng)脈瘤形成，從而導(dǎo)致相應(yīng)供血器官功能障礙。大動(dòng)脈炎缺乏特定的癥狀和實(shí)驗(yàn)室生物標(biāo)志物，早期臨床表現(xiàn)為非特異性，因此，對疾病活動(dòng)性和病情進(jìn)展的評估十分困難，疾病在發(fā)病初期往往被誤診。大動(dòng)脈炎的病程通常持續(xù)活躍，患者的生存率較高，而早期診斷和綜合管理可以提高患者的生存率及生活質(zhì)量。目前超聲以其便捷、無創(chuàng)、實(shí)時(shí)等優(yōu)勢在大動(dòng)脈炎的早期診斷及隨訪中發(fā)揮了不可替代的作用。如何將二維超聲、彩色多普勒超聲、超聲造影等多種血管超聲技術(shù)應(yīng)用于大動(dòng)脈炎血管病變的早期診斷，為臨床醫(yī)師提供幫助是超聲醫(yī)師的目標(biāo)?，F(xiàn)就大動(dòng)脈多模態(tài)超聲的研究進(jìn)展予以綜述。

1 大動(dòng)脈炎的一般臨床表現(xiàn)及診斷標(biāo)準(zhǔn)

大動(dòng)脈炎的臨床表現(xiàn)根據(jù)疾病進(jìn)程的不同而不同。在疾病早期，活躍的炎癥階段，非特異性全身癥狀占優(yōu)勢數(shù)周或數(shù)月，因而大動(dòng)脈炎常被忽視或被認(rèn)為是其他常見急性疾病的表現(xiàn)，從而被誤診。在大動(dòng)脈炎早期，疾病可能會(huì)以緩解、復(fù)發(fā)、反復(fù)交替的形式存在，使診斷變得困難[6-7]。大動(dòng)脈炎患者的一般臨床表現(xiàn)以高血壓最為常見，其次為頭痛、發(fā)熱、呼吸困難等[8-9]。

目前常用的大動(dòng)脈炎的診斷標(biāo)準(zhǔn)是1990年美國風(fēng)濕病學(xué)會(huì)提出的：發(fā)病年齡≤40歲；間歇性跛行；一側(cè)或雙側(cè)肱動(dòng)脈搏動(dòng)降低；雙上肢動(dòng)脈收縮壓差值>10 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)；鎖骨下動(dòng)脈或主動(dòng)脈存在雜音；主動(dòng)脈及其一級分支或上下肢近端大動(dòng)脈狹窄或閉塞；排除由其他病因引起的繼發(fā)性動(dòng)脈管壁增厚，且符合其中以上3項(xiàng)診斷標(biāo)準(zhǔn)，即可診斷為大動(dòng)脈炎[10]。

2 大動(dòng)脈炎的器官特異性表現(xiàn)

大動(dòng)脈炎是一種全身多器官疾病，在心臟主要表現(xiàn)為高血壓[6]，而充血性心力衰竭是導(dǎo)致大動(dòng)脈炎患者死亡的主要原因[9]；2.8%～28%的大動(dòng)脈炎患者可觀察到皮膚特征改變[11]；大約20%的大動(dòng)脈炎患者表現(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)受累，最常見的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀是嚴(yán)重的頭痛[12]，大腦中動(dòng)脈是最常見的受累血管之一[13]；大約10%的兒童大動(dòng)脈炎患者可出現(xiàn)胃腸道受累的癥狀，表現(xiàn)為急性或慢性腹痛[14]；大動(dòng)脈炎患者的眼部表現(xiàn)通常伴隨頸動(dòng)脈的閉塞或嚴(yán)重狹窄，視網(wǎng)膜異常最為常見[15]。腎臟和肺臟受累的患者則相對少見。

大動(dòng)脈炎的血管特征表現(xiàn)是其主要發(fā)病特點(diǎn)，對血管病變的早期發(fā)現(xiàn)也有助于疾病的診斷。大動(dòng)脈炎主要累及主動(dòng)脈弓及其主要分支，根據(jù)受累病變范圍，大動(dòng)脈炎可分為頭臂型、腎動(dòng)脈型、胸腹主動(dòng)脈型、肺動(dòng)脈型和混合型，冠狀動(dòng)脈亦可受累，其中頸動(dòng)脈是大動(dòng)脈炎最常見的病變血管[16]。動(dòng)脈管壁內(nèi)膜、中膜異常增厚是大動(dòng)脈炎早期的病理改變，肉芽腫性炎癥最終可導(dǎo)致動(dòng)脈狹窄、血栓和動(dòng)脈瘤形成[17]。

3 多模態(tài)血管超聲技術(shù)在大動(dòng)脈炎中的應(yīng)用

3.1常規(guī)二維灰階超聲成像技術(shù)在大動(dòng)脈炎中的應(yīng)用 二維灰階超聲是所有超聲技術(shù)的基礎(chǔ)，它利用超聲波在不同組織中傳播時(shí)反射不同的回波信號進(jìn)行成像，以圖像的灰階值反映組織情況。大動(dòng)脈炎分型中，以頭臂型及混合型患者最為常見，也就是主動(dòng)脈弓及分支最易受累[16]。二維超聲對于淺表器官的檢查具有顯著的優(yōu)勢，頸動(dòng)脈及鎖骨下動(dòng)脈相對表淺，超聲圖像顯示清晰，診斷的準(zhǔn)確率高。二維灰階超聲可以顯示大動(dòng)脈炎的血管壁厚度，管腔狹窄程度，是大動(dòng)脈炎首選的診斷方法。大動(dòng)脈炎二維超聲表現(xiàn)為在縱切面上，圖像顯示動(dòng)脈管壁正常的三層結(jié)構(gòu)模糊不清，動(dòng)脈壁呈節(jié)段性全層彌漫、不規(guī)則性增厚，可表現(xiàn)為弱回聲、等回聲或不均勻性回聲，兩處病變中間可見正常管壁回聲，動(dòng)脈壁僵硬、搏動(dòng)減弱；在橫切面上可見管腔呈偏心性狹窄，有的病變部位呈斑塊狀增厚，但邊緣多較光滑，管腔出現(xiàn)向心性狹窄以至閉塞。二維灰階超聲簡單、廉價(jià)、易于重復(fù)，大動(dòng)脈炎患者通常需要長期復(fù)查，這也是其優(yōu)勢所在。但常規(guī)二維灰階超聲對于腎動(dòng)脈、腹主動(dòng)脈等位置較深的血管檢查受到諸多限制，如腸氣干擾、患者肥胖等，對于這些圖像不清晰的患者，往往需要其他的檢查方法協(xié)助診斷。此外，二維超聲不能反映大動(dòng)脈炎患者新生血管情況，不能判斷疾病是否處于活動(dòng)期。常規(guī)二維灰階超聲對超聲醫(yī)師具有明顯的依賴性，經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)師更有助于疾病的診斷。因此，需要更多的超聲檢查方法對大動(dòng)脈炎患者進(jìn)行診斷、評估和隨訪。

3.2彩色多普勒血流成像技術(shù)在大動(dòng)脈炎中的應(yīng)用 超聲多普勒效應(yīng)的原理是基于多普勒效應(yīng)，從體外獲取人體運(yùn)動(dòng)臟器的信息，經(jīng)過處理后以彩色圖像或頻譜圖像顯示。超聲多普勒包括彩色多普勒和頻譜多普勒，在血管病變診斷中不可或缺。彩色多普勒血流成像技術(shù)運(yùn)用運(yùn)動(dòng)目標(biāo)顯示器，接收血流中紅細(xì)胞的信息，通過彩色編碼技術(shù)，以紅、綠、藍(lán)三原色來顯示血流信息。彩色多普勒技術(shù)可以同時(shí)觀察血管的解剖結(jié)構(gòu)、內(nèi)膜厚度和管腔內(nèi)血流情況，具有無輻射、價(jià)格低廉、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。它可以清晰地顯示大動(dòng)脈炎患者血管狹窄情況和血流動(dòng)力學(xué)變化，是大動(dòng)脈炎診斷中必不可少的方法之一。大動(dòng)脈炎患者彩色多普勒超聲表現(xiàn)為：病變動(dòng)脈為輕度狹窄時(shí)，病變處彩色血流束可略變細(xì)；血管為中至重度狹窄時(shí)，病變處彩色血流束可明顯變細(xì)，呈細(xì)線狀多彩鑲嵌的血流，病變遠(yuǎn)端動(dòng)脈內(nèi)血流黯淡；病變嚴(yán)重或管腔內(nèi)血栓形成時(shí)，管腔可完全閉塞，無彩色血流顯示；病程較長的患者，在病變動(dòng)脈附近可見側(cè)支循環(huán)建立[18]。然而，多普勒具有角度依賴性，雖然對頸動(dòng)脈等表淺血管的顯示相對清晰，但是對于腹部血管(腎動(dòng)脈、腹主動(dòng)脈等)，受腹腔腸氣及角度的干擾，診斷具有局限性。此外，彩色多普勒超聲成像技術(shù)對低速血流信號的檢測不敏感，對大動(dòng)脈炎患者增厚管壁內(nèi)新生血管情況的評估也存在局限性。

3.3超聲造影技術(shù)在大動(dòng)脈炎中的應(yīng)用 超聲造影技術(shù)的出現(xiàn)是超聲醫(yī)學(xué)發(fā)展史上的第三次革命[19]，隨著超聲造影劑的發(fā)展，造影劑可通過肺循環(huán)進(jìn)入體循環(huán)使特定組織器官顯影，為超聲診斷提供了新的方向。Rajaram等[20]首先報(bào)道了頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)具有造影劑增強(qiáng)效應(yīng)的現(xiàn)象。Vicenzini等[21]研究認(rèn)為，斑塊內(nèi)造影劑微氣泡的顯示是新生血管形成的標(biāo)志。Shah等[22]對頸動(dòng)脈硬化患者分別行斑塊超聲造影及病理組織學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)超聲造影增強(qiáng)半定量組織學(xué)評分，與病理結(jié)果相關(guān)性良好。通過注射超聲造影劑后，可增強(qiáng)血液與周圍組織的對比度，能清晰地顯示大動(dòng)脈炎血管壁的厚度和管腔狹窄程度。超聲造影可清晰顯示動(dòng)脈管壁的內(nèi)、中膜厚度，提高其測量準(zhǔn)確率，不但能早期診斷大動(dòng)脈炎，也彌補(bǔ)了二維灰階超聲在大動(dòng)脈炎早期無法顯示輕微增厚內(nèi)、中膜厚度的不足。對于大動(dòng)脈炎血管重度狹窄或閉塞的患者，超聲造影不僅能顯示狹窄程度，也可以顯示小的側(cè)支循環(huán)。二維灰階超聲很難區(qū)分重度狹窄和閉塞，即使應(yīng)用彩色多普勒超聲，可能也無法清晰地顯示低速血流信號。超聲造影可以觀察血流情況，對于頸內(nèi)動(dòng)脈閉塞的患者，頸外動(dòng)脈可能會(huì)出現(xiàn)逆流，超聲造影也能清晰地顯示低速的逆流血流信號及其周圍是否存在小的側(cè)支循環(huán)。此外，超聲造影還可以顯示大動(dòng)脈炎患者增厚的管壁內(nèi)新生血管情況，而增厚的管壁內(nèi)新生血管的存在是大動(dòng)脈炎處于活動(dòng)期的特征性表現(xiàn)。目前，臨床對大動(dòng)脈炎分期多采用1994年美國國立衛(wèi)生研究院的分期標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)患者的癥狀、體征、紅細(xì)胞沉降率及動(dòng)脈造影4個(gè)方面將大動(dòng)脈炎分為活動(dòng)期與非活動(dòng)期[23]，不同期的治療方法完全不同，如果錯(cuò)誤地評估患者的病情可能會(huì)延誤治療，引起一系列不良反應(yīng)。ten Kate等[24]研究發(fā)現(xiàn)，超聲造影可以顯示動(dòng)脈硬化斑塊內(nèi)的新生血管情況；Giordana等[25]研究認(rèn)為，超聲造影可以評估大動(dòng)脈炎患者增厚的管壁內(nèi)新生血管情況。但超聲造影技術(shù)也有其自身的局限性，如有極少部分患者對超聲造影劑過敏，或者患者不能耐受造影劑注射過程，則需要其他超聲技術(shù)進(jìn)行協(xié)助診斷。

3.4超微血管成像技術(shù)(superb micro-vascular imaging，SMI)在大動(dòng)脈炎中的應(yīng)用 SMI是以彩色多普勒技術(shù)為基礎(chǔ)，新近發(fā)展起來的高靈敏度、高分辨率的改進(jìn)型多普勒超聲血流成像技術(shù)，它的優(yōu)勢在于能夠捕捉低速血流信號。SMI無需造影劑即可顯示病變內(nèi)的新生血管情況，是一種新的無創(chuàng)、便捷、可重復(fù)的檢查方法，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于乳腺、甲狀腺等器官的微血管成像[26-27]。Wu等[28]報(bào)道了1例肝局灶結(jié)節(jié)的病例，常規(guī)彩色多普勒超聲未能顯示出病灶中輻輪狀血流現(xiàn)象，而SMI能清晰地顯示出輻輪狀血流。SMI相對于傳統(tǒng)彩色多普勒超聲的這種診斷優(yōu)勢已經(jīng)在兒科腹部內(nèi)臟疾病[29]和肝腫瘤等疾病的初步研究中得到了證實(shí)[30]。目前，SMI觀察新生血管狀態(tài)評分標(biāo)準(zhǔn)主要是根據(jù)超聲造影的標(biāo)準(zhǔn)提出的：無增強(qiáng)(0分)；1～3個(gè)點(diǎn)狀增強(qiáng)(1分)；樹枝狀或短線狀增強(qiáng)(2分)[31]。SMI通過自適應(yīng)技術(shù)將低速血流信號分離出來，可獲得極低速微小血管類似超聲造影的顯示效果[29]。研究顯示，SMI與超聲造影的檢查結(jié)果一致性較高，可用于評估頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性以及斑塊內(nèi)新生血管情況[32-33]。Sato等[34]研究發(fā)現(xiàn)，SMI可檢測到大動(dòng)脈炎患者增厚的內(nèi)膜彌漫分布的點(diǎn)狀或細(xì)線狀血流信號，即可以顯示新生血管，并且SMI與超聲造影相關(guān)性良好。與彩色多普勒超聲及超聲造影相比，SMI既彌補(bǔ)了常規(guī)彩色多普勒超聲檢查過程中需反復(fù)調(diào)節(jié)多種參數(shù)及“彩色外溢”現(xiàn)象等不足，也彌補(bǔ)了超聲造影有創(chuàng)性檢查的不足，可作為增厚的頸動(dòng)脈管壁新生血管的重要篩查手段之一。

3.5其他超聲技術(shù)在大動(dòng)脈炎中的應(yīng)用 脈搏波傳導(dǎo)速度是目前公認(rèn)的、有效的、無創(chuàng)測定動(dòng)脈僵硬度的方法之一。研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用脈搏波傳導(dǎo)速度可檢測大動(dòng)脈炎患者動(dòng)脈僵硬度，其僵硬度較正常人群顯著增高，可以為臨床早期監(jiān)測和評價(jià)大動(dòng)脈炎患者動(dòng)脈僵硬度和心血管風(fēng)險(xiǎn)提供一項(xiàng)有效的監(jiān)測指標(biāo)[35]。血管回聲跟蹤技術(shù)通過實(shí)時(shí)追蹤血管壁的運(yùn)動(dòng)，記錄血管內(nèi)徑隨心動(dòng)周期變化曲線，結(jié)合血壓，自動(dòng)計(jì)算出血管彈性相關(guān)參數(shù)，可用于檢測血管功能變化情況。研究顯示，血管回聲跟蹤技術(shù)可以早期發(fā)現(xiàn)大動(dòng)脈炎患者頸總動(dòng)脈僵硬度增高、彈性減低的現(xiàn)象，是一種方便、敏感、無創(chuàng)的評估大動(dòng)脈炎患者血管彈性及功能的新方法[36]。彩色經(jīng)顱多普勒檢查可以提供顱內(nèi)血管病變情況，有研究顯示，顱內(nèi)動(dòng)脈舒張期血流速度升高且脈動(dòng)指數(shù)顯著降低，頻譜顯示，顱內(nèi)循環(huán)幾乎處于無搏動(dòng)狀態(tài)，波形衰減、波峰變鈍等是大動(dòng)脈炎的特征性表現(xiàn)[37]。作為一種無創(chuàng)性檢查，彩色經(jīng)顱多普勒也可為大動(dòng)脈炎診斷提供幫助。

4 小 結(jié)

因大動(dòng)脈的非特異性臨床表現(xiàn)且發(fā)病率較低，故臨床診斷較為困難，而多模態(tài)血管超聲技術(shù)可作為評價(jià)大動(dòng)脈炎的首選檢查手段。二維超聲結(jié)合多普勒超聲可以觀察大動(dòng)脈炎管壁增厚和血流情況，超聲造影和SMI可觀察新生血管情況。隨著超聲技術(shù)的不斷發(fā)展，聯(lián)合多模態(tài)血管超聲技術(shù)可早期發(fā)現(xiàn)大動(dòng)脈炎病變存在，提高大動(dòng)脈炎診斷的精準(zhǔn)性，為大動(dòng)脈炎的診斷提供新的有效手段。此外，大動(dòng)脈炎不同的病程階段治療方法不同，多模態(tài)血管超聲技術(shù)可以敏感地監(jiān)測大動(dòng)脈炎治療過程中血管病變的變化情況，可以作為評價(jià)大動(dòng)脈炎患者臨床分期、治療效果及隨訪復(fù)診的一種高效便捷的手段。