頸動脈斑塊的三維超聲研究進展

王曉婷，任建麗

重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院超聲科，重慶 400010；*通信作者 任建麗 renjianli@cqmu.edu.cn

腦血管意外又稱為腦卒中或腦中風，是威脅中老年人健康和生命的主要疾病之一。目前腦卒中已成為我國居民的首要死亡原因，并與惡性腫瘤、缺血性心臟病構(gòu)成世界多數(shù)國家的三大致死性疾病[1-2]。頸動脈粥樣硬化斑塊破裂是引起腦血管意外的主要原因之一，斑塊的成分及穩(wěn)定性是預測腦血管意外的重要因素[3]。因此，定量特征評估頸動脈斑塊、在腦血管意外發(fā)生前對不穩(wěn)定斑塊進行識別，對腦血管意外的預防和治療決策至關(guān)重要[4]。

頸動脈粥樣硬化超聲監(jiān)測經(jīng)歷了從一維至二維的發(fā)展過程，一維超聲即頸動脈內(nèi)膜與中層厚度（carotid intima-media thickness，CIMT）測量，二維超聲（two-dimensional ultrasound，2D-US）即斑塊面積及厚度測量。CIMT是頸動脈粥樣硬化的標志物，已被確立為臨床心腦血管風險分層的方法，與心血管疾病死亡率相關(guān)[5]，但其精確度卻逐漸受到質(zhì)疑[6]。既往研究發(fā)現(xiàn)2D-US監(jiān)測頸動脈粥樣硬化斑塊明顯優(yōu)于CIMT[7]。然而，2D-US為單切面成像，無論是頸動脈解剖，還是頸動脈斑塊均為不規(guī)則的三維立體結(jié)構(gòu)[8]，檢查者僅能通過一系列二維切面建立目標的主觀三 維印象，存在重復性差及檢查者間差異性大等局限性。三維超聲（three-dimensional ultrasound，3D-US）是近年發(fā)展起來的一項新技術(shù)，通過呈現(xiàn)目標的三維立體結(jié)構(gòu)而備受關(guān)注。3D-US呈現(xiàn)的是目標的客觀三維形象，具有直觀及重復性好等優(yōu)點[9]。目前最新的3D-US掃描技術(shù)為自動單次掃描，該技術(shù)通過單次掃描獲得三維圖像，以目標最真實的三維形態(tài)顯示，克服了早期的3D-US圖像重復性差的缺點。此外，單次掃描技術(shù)以0.5 mm的間隔自動切片以測量體積，通過此方法測得的斑塊體積較2D-US準確[10]。本文擬對近年3D-US評價頸動脈粥樣硬化斑塊的研究進展進行綜述。

1 3D-US 檢出、測量及監(jiān)測頸動脈斑塊

準確評估頸動脈粥樣硬化負荷是臨床管理的一項重要措施，MRI和CT血管成像（CTA）是目前臨床上比較成熟的成像技術(shù)，能夠評估幾乎所有易損斑塊的關(guān)鍵特征，并能夠獲得臨床上動脈內(nèi)膜切除術(shù)標本的組織學驗證[4]。然而，上述檢查有一些相對的局限性，如因暴露于造影劑和射線中[11]、由于掃描時間長導致患者依從性較差、檢查相對昂貴和繁瑣、重復的縱向監(jiān)測成本較高。超聲檢查便捷、經(jīng)濟、安全，是一種更適用于早期評估血管病變情況的可靠工具。Song等[12]以頸動脈CTA為參照標準，發(fā)現(xiàn)3D-US對頸動脈斑塊的檢出率高于2D-US；Sillesen等[13]也發(fā)現(xiàn)3D-US比2D-US檢出更多的斑塊。因此，3D-US可以指導臨床對頸動脈粥樣硬化進行早期干預。

頸動脈斑塊體積與腦血管意外[14]、冠狀動脈鈣化評分[13]相關(guān)，準確測量頸動脈斑塊體積對于指導臨床治療尤為重要。近年研究發(fā)現(xiàn)，在3D-US捕獲頸動脈斑塊的周向和縱向生長的特征方面，3D-US測量的頸動脈斑塊體積比常規(guī)的2D-US指標更能準確評估頸動脈斑塊的范圍[15]。

目前臨床上越來越多地應用他汀等藥物非手術(shù)治療動脈粥樣硬化[16]，需要連續(xù)監(jiān)測頸動脈粥樣硬化情況，了解其進展或消退情況。常規(guī)超聲主要通過目測法判斷斑塊性質(zhì)[17]，但對于潰瘍斑塊和斑塊內(nèi)出血的檢測受限[18]。使用2D-US監(jiān)測斑塊的準確性欠佳，且在后續(xù)檢查中很難將斑塊定位到與前次斑塊相同的區(qū)域；此外，檢查者利用多個二維圖像疊加形成血管及斑塊的主觀三維形象不準確，并且檢查者間的一致性較差。與2D-US相比，3D-US從整體評估斑塊，更能準確測量斑塊體積[12]，減少人為測量誤差，在連續(xù)監(jiān)測中提供準確的依據(jù)。因此，與2D-US相比，3D-US應用于頸動脈斑塊的檢出及斑塊測量與監(jiān)測均有獨特的優(yōu)勢。然而，由于頸動脈斑塊超聲三維成像操作復雜，不同的操作人員可能會產(chǎn)生一定的差別[4,19]，因此為獲得較好的檢查者間的一致性及重復性，超聲醫(yī)師需要接受專業(yè)培訓和充分訓練。

2 3D-US 評估頸動脈斑塊易損性

頸動脈斑塊分為穩(wěn)定斑塊及不穩(wěn)定斑塊（易損斑塊），其中易損斑塊是腦缺血意外發(fā)生的獨立危險因素[20]。頸動脈斑塊的成分比較復雜，性質(zhì)也不完全相同。易損斑塊在病理學上主要表現(xiàn)為薄纖維帽、表面不規(guī)則或潰瘍、大的脂核或出血、活動性炎癥等。在寒冷、酗酒、劇烈運動、情緒激動等多種誘因的作用下，易損斑塊可能出現(xiàn)纖維帽破裂，形成潰瘍，導致下游血管栓塞或形成急性血栓，從而引發(fā)腦血管疾病[21]。因此，識別易損斑塊特別是潰瘍性斑塊，是預防腦血管意外的一項重要任務。傳統(tǒng)的2D-US為單切面成像，顯示斑塊表面情況受限；而3D-US能顯示真實斑塊內(nèi)部組織情況，并提高斑塊表面的成像能力，提高了斑塊形態(tài)學的定性，可以用于評估易損斑塊的形態(tài)學特征[22]。此外，采用頸動脈斑塊潰瘍常用的診斷參數(shù)（斑塊表面缺損的深度和長度≥2 mm）時，2D-US的敏感性較差；而3D-US利用二維掃描后重建，可以最大限度地利用傳統(tǒng)二維掃描的信息。Heliopoulos等[23]對比3D-US與2D-US診斷潰瘍性斑塊的能力，發(fā)現(xiàn)3D-US能可靠地表征頸動脈斑塊的表面形態(tài)，并且對頸動脈斑塊潰瘍的診斷優(yōu)于2D-US。因此，3D-US比2D-US更容易發(fā)現(xiàn)潰瘍，特別是小潰瘍，具有識別腦缺血高?；颊叩臐摿?。

3 3D-US 評估頸動脈狹窄

頸動脈狹窄是缺血性卒中或短暫性腦缺血發(fā)作的主要原因，頸內(nèi)動脈（internal carotid artery，ICA）的狹窄程度與同側(cè)缺血性卒中的風險相關(guān)[24-25]，準確量化ICA狹窄程度對于預防缺血性卒中至關(guān)重要。Hossain等[26]開發(fā)和評估了一種3D-US圖像半自動分割算法，使3D-US成像正在成為一種跟蹤斑塊隨時間縱向變化和量化斑塊的可行方法。與局限于斑塊厚度測量相比，自動機械的3D-US成像捕捉斑塊的縱向和周向生長（斑塊體積）對斑塊大小的變化更敏感。Song等[12]研究發(fā)現(xiàn)，若以頸動脈CTA為參考標準，3D-US測量的面積狹窄率比2D-US準確；此外，3D-US測量的斑塊體積與CTA測量結(jié)果相關(guān)，在斑塊體積測量中具有良好的可重復性[10]，使該技術(shù)適用于頸動脈斑塊的隨訪評估。基于血管內(nèi)血流的3D-US可以提供狹窄的三維成像，能夠更直觀地定位狹窄[27]，這也是3D-US評估頸動脈狹窄的絕對優(yōu)勢。

值得注意的是，盡管基于血管內(nèi)血流的3D-US可以快速定位狹窄部位，但其評估頸動脈狹窄程度不準確。在頸動脈狹窄程度評估中，需要考慮正常血管壁的情況以及斑塊的形態(tài)，而兩者不能在基于血流的3D-US圖像中顯示。因此在評估頸動脈狹窄程度時，應結(jié)合3D-US及2D-US進行綜合評估。3D-US可以有助于血管通暢性的可視化，更直觀地顯示頸動脈管徑變化和血管走行，從而改善頸動脈軸線成像，更容易定位管腔最狹窄的區(qū)域，結(jié)合2D-US可以更好地評估頸動脈狹窄情況。然而，3D-US評估頸動脈狹窄有一定的局限性。若頸動脈前壁為鈣化斑塊，超聲束衰減會使識別斑塊邊界以及狹窄的管腔變得相對困難[23]，此時3D-US評估頸動脈狹窄程度受限；在這種情況下，CTA、MRA及DSA較3D-US更能準確地評估頸動脈狹窄程度。

4 3D-US 評估頸動脈斑塊預后/風險分層

3D-US用于評估頸動脈斑塊最大的優(yōu)勢在于可以準確地測量斑塊體積。盡管三維成像需要對圖像數(shù)據(jù)進行耗時的離線處理和分析，限制了其適用性，但相對于頸動脈斑塊厚度及面積（2D-US測量得到），頸動脈斑塊體積對于臨床的指導意義更大[28]：①對于服用他汀類藥物患者的監(jiān)測，頸動脈斑塊體積更能反映斑塊的真實情況，由于斑塊的變化發(fā)生于3個方向：長度（斑塊沿血管壁長軸的增長速度是其增厚的2.4倍）、厚度和周向范圍[29]，3D-US對于監(jiān)測頸動脈斑塊的進展或消退更為敏感，更快速直觀地顯示哪一方向的情況發(fā)生變化；采用2D-US監(jiān)測服用他汀類藥物患者的斑塊平均減小時間為19.7個月[30]；而采用3D-US測量斑塊體積發(fā)現(xiàn)，僅在服用高劑量他汀類藥物3個月后斑塊即明顯減小[31]，可以指導臨床縮短服用高劑量他汀類藥物的時間，使患者獲益。②Wannarong等[32]對比了CIMT、斑塊面積和斑塊體積的進展或消退作為預測心血管意外的能力，發(fā)現(xiàn)斑塊體積進展可以預測心血管意外，而CIMT與斑塊面積進展不具備預測心血管意外的能力，頸動脈斑塊體積測量評估心血管預后優(yōu)于CIMT及斑塊面積測量。因此，3D-US是評估他汀類藥物治療效果、風險分層及評估預后非常有用的工具。

5 總結(jié)與展望

頸動脈粥樣硬化斑塊破裂是腦血管意外的主要原因之一，評估頸動脈粥樣硬化斑塊對于腦卒中的管理至關(guān)重要。頸動脈斑塊的測量參數(shù)中，3D-US能準確地反映斑塊的三維立體形態(tài)，測得的斑塊體積反映最真實的情況，且對監(jiān)測頸動脈粥樣硬化進展/消退比較敏感；3D-US可以為檢出易損斑塊，特別是檢出潰瘍性斑塊提供可靠的依據(jù)。此外，通過3D-US，檢查者可以快速定位血管腔狹窄最明顯處。然而，3D-US也有不足之處，如基于血流的3D-US評估血管腔狹窄時，盡管能定位并測量殘余管徑，但由于其未能顯示血管壁結(jié)構(gòu)，無法測量原始管徑，進而無法準確評估狹窄程度，此時需結(jié)合2D-US完成狹窄程度評估；此外，3D-US檢查仍屬于影像學檢查范疇，需結(jié)合實驗室指標、臨床指標等進一步評估頸動脈斑塊的易損性及風險程度。

綜上所述，3D-US是一種準確、便捷、經(jīng)濟的頸動脈粥樣硬化監(jiān)測方法，能為腦血管意外的預防和治療決策提供更為可靠的依據(jù)。