頸動(dòng)脈硬化斑塊穩(wěn)定性的超聲研究

肖 飛 綜述 李長(zhǎng)清 審校

頸動(dòng)脈粥樣硬化是缺血性腦血管病的主要危險(xiǎn)因素，不穩(wěn)定的頸動(dòng)脈硬化斑塊破裂脫落是腦梗死發(fā)生的重要機(jī)制，在防治腦血管事件中，監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)斑塊的形態(tài)學(xué)變化具有重要的臨床價(jià)值。及早判斷斑塊的性質(zhì)有助于預(yù)防和降低急性腦血管疾病的發(fā)生率和致死率。超聲檢查因其具有無(wú)創(chuàng)、簡(jiǎn)便易行和可重復(fù)等優(yōu)點(diǎn)而成為診斷頸動(dòng)脈斑塊的首選影像學(xué)方法。本文對(duì)目前主要超聲研究方法及內(nèi)容做一綜述。

1 超聲測(cè)量技術(shù)

1.1 彩色多普勒超聲 彩色多普勒超聲基于二維超聲成像，可測(cè)量頸動(dòng)脈內(nèi)中膜厚度，觀察斑塊形成的位置、大小、內(nèi)部回聲斑塊表面有無(wú)潰瘍，有無(wú)纖維帽以及鈣化形成，顯示管腔內(nèi)血流充盈情況及斑塊內(nèi)部、表面血流情況，以此判定其穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上建立的增強(qiáng)能量型多普勒技術(shù)有效改善了傳統(tǒng)彩色多普勒超聲顯示存在的彩色外溢效應(yīng)及敏感性不高的問(wèn)題。

1.2 三維血管超聲 三維血管超聲通過(guò)重建血管的三維圖像，可直觀地顯示血管內(nèi)外膜輪廓在空間上的連續(xù)性變化，能夠更好地理解血管壁的病理解剖及提供血管壁動(dòng)態(tài)特性的分析參數(shù)，并且能顯示血管主干與分支的連續(xù)形態(tài)和結(jié)構(gòu)，便于較全面地對(duì)血管狹窄、動(dòng)脈瘤、血栓及粥樣硬化斑塊等病變進(jìn)行觀察和測(cè)量[1]。

1.3 血管內(nèi)超聲 血管內(nèi)超聲能提供管腔、管壁橫截面圖像，分辨斑塊的大小、組成成分及分布情況，在斑塊穩(wěn)定性的診斷上具有很大的優(yōu)勢(shì)。在此基礎(chǔ)上建立的超聲重建和超聲彈性圖是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。血管內(nèi)超聲重建是利用IVUS能夠?qū)崟r(shí)地呈現(xiàn)血管橫斷面圖像的特點(diǎn)，使超聲探頭在血管腔內(nèi)軸向移動(dòng)，掃描出連續(xù)的血管斷面圖像，從而重建出一段血管的三維形態(tài)。這樣獲得的血管腔及管壁的立體信息能更好地反映血管的真實(shí)形態(tài)。血管內(nèi)超聲彈性圖指在血管內(nèi)超聲檢查時(shí)，利用導(dǎo)管收集不同壓力作用下血管壁和斑塊的射頻回波信號(hào)，經(jīng)局部置換建立反映組織受牽拉的橫截面彈性圖，可以區(qū)分不同組織，如鈣化、纖維組織及脂質(zhì)核等，從而判斷斑塊的性質(zhì)。虛擬組織學(xué)成像血管內(nèi)超聲的基本原理是利用反向散射的超聲射頻信號(hào)，通過(guò)功率頻譜的處理進(jìn)行比較分析，重建實(shí)時(shí)斑塊分類的組織圖像，對(duì)斑塊進(jìn)行更準(zhǔn)確的分辨[2，3]。

1.4 血管回聲跟蹤技術(shù) 血管回聲跟蹤技術(shù)是近年應(yīng)用于臨床的超聲新技術(shù)，其分辨率高達(dá)10μm，能夠動(dòng)態(tài)跟蹤和描記動(dòng)脈壁的運(yùn)動(dòng)軌跡，自動(dòng)計(jì)算和顯示血管內(nèi)徑的變化幅度。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能明確動(dòng)脈早期的功能變化，能在動(dòng)脈結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常之前發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈硬化。

1.5 灰階中位數(shù)技術(shù) 指利用計(jì)算機(jī)對(duì)斑塊的回聲進(jìn)行評(píng)價(jià)，使分析更量化、更客觀，不依賴操作者的主觀認(rèn)識(shí)。用灰階中位數(shù)技術(shù)對(duì)斑塊的整體灰度進(jìn)行評(píng)價(jià)和概括，但不能反映特殊局部成分的存在。近年來(lái)，多層灰階中位數(shù)技術(shù)從斑塊表面到底部以每1mm進(jìn)行分析，并結(jié)合彩色定位，能準(zhǔn)確判定斑塊的組織成分及不穩(wěn)定性。

1.6 頸動(dòng)脈超聲造影 超聲造影是常規(guī)超聲檢查的有效補(bǔ)充，除具有可以清晰的顯示頸動(dòng)脈血管壁內(nèi)中膜(尤其是前壁)厚度，發(fā)現(xiàn)常規(guī)超聲易漏診的斑塊，較清晰顯示頸動(dòng)脈遠(yuǎn)端及深部病變，精確判斷頸動(dòng)脈狹窄程度或閉塞等優(yōu)勢(shì)外，超聲造影還可以實(shí)時(shí)追蹤并顯示斑塊內(nèi)的新生微小血管，根據(jù)增強(qiáng)情況對(duì)斑塊的易損性進(jìn)行可視化定量評(píng)估, 評(píng)價(jià)斑塊是否存在風(fēng)險(xiǎn)[4]。

1.7 靶向微泡造影技術(shù) 靶向微泡是依靠微泡表面固有的結(jié)構(gòu)或通過(guò)對(duì)微泡進(jìn)行特殊處理，使其能夠特定地滯留在組織和器官血管內(nèi)皮細(xì)胞上的特殊靶分子。其作為超聲造影劑，具有高特異性、高敏感性、相對(duì)無(wú)創(chuàng)性、靶向定位和早期定量評(píng)價(jià)等特殊優(yōu)勢(shì)[5]。納米技術(shù)在造影劑制備中應(yīng)用使造影微泡更小，能穿越血管內(nèi)皮進(jìn)入組織間隙，突破了常規(guī)造影學(xué)池內(nèi)現(xiàn)象的局限性，使血管外靶組織現(xiàn)象稱為可能[6]。目前該技術(shù)的研究還主要集中于腫瘤新生血管、血栓、炎癥現(xiàn)象等領(lǐng)域。

2 不穩(wěn)定斑塊的超聲檢測(cè)

不穩(wěn)定斑塊是指有血栓形成傾向或由于斑塊纖維帽不穩(wěn)定而引發(fā)斑塊破裂導(dǎo)致腦卒中發(fā)生的斑塊。不穩(wěn)定斑塊在病理學(xué)上具有纖維帽較薄或易變﹑脂質(zhì)壞死核心大﹑膠原含量少，平滑肌細(xì)胞少，炎癥細(xì)胞和巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)較多﹑斑塊表面潰瘍形成﹑斑塊內(nèi)出血等共同特征[7]。近年來(lái)超聲對(duì)不穩(wěn)定斑塊的研究主要集中在以下方面。

2.1 斑塊內(nèi)部成分的研究 對(duì)斑塊內(nèi)部成分的測(cè)定，彩色多普勒超聲仍然是現(xiàn)在研究、臨床應(yīng)用的主流。以斑塊回聲的高低區(qū)分斑塊的穩(wěn)定性，低回聲或伴有少量強(qiáng)回聲的混合回聲的斑塊多為不穩(wěn)定斑塊，強(qiáng)回聲斑塊多為穩(wěn)定斑塊。易損斑塊表現(xiàn)為低回聲，出血斑塊呈不均勻回聲，鈣化的斑塊后邊有聲影[8]。彩色多普勒超聲技術(shù)可以判斷斑塊的回聲程度，但受操作者的視覺(jué)、技術(shù)等主觀因素的影響較大，容易產(chǎn)生誤差。血管內(nèi)超聲通過(guò)檢測(cè)斑塊處應(yīng)力值來(lái)達(dá)到檢測(cè)斑塊性質(zhì)的目的。高應(yīng)力值區(qū)集中發(fā)生在易損斑塊的肩部，這個(gè)部位常有大脂質(zhì)池、薄纖維帽和炎癥細(xì)胞浸入等病理表現(xiàn)存在[9]。脂質(zhì)斑塊的應(yīng)力值＞纖維斑塊，高應(yīng)力值區(qū)域容易發(fā)生破裂，其對(duì)易損斑塊檢測(cè)的敏感性達(dá)88%，特異性達(dá)89%，但此種方法對(duì)脂質(zhì)核心的分析欠佳。有學(xué)者將斑塊的灰階中位數(shù)（gray-scale median，GSM）與組織學(xué)成分對(duì)應(yīng)分析，發(fā)現(xiàn)鈣化成分的GSM值最高，其次為纖維斑塊，大的斑塊內(nèi)出血或壞死物質(zhì)的GSM值最低[10]；有學(xué)者發(fā)現(xiàn)腦梗死患者頸動(dòng)脈斑塊的穩(wěn)定性隨背向散射積分(IBS值)減低而降低[11]。李夢(mèng)等[12]通過(guò)對(duì)50例病例聲學(xué)密度測(cè)定研究，認(rèn)為不同類型斑塊IBS值不同，硬斑為34.32±1.10dB，扁平斑表面為20.12±1.07dB，軟斑與扁平斑內(nèi)部相同為15.93±0.71dB，潰瘍斑為 8.41±1.03dB，認(rèn)為聲學(xué)密度定量技術(shù)可反映粥樣硬化斑塊不同的組織成分, 支持上述結(jié)論。Nagano等[13]對(duì)26例頸動(dòng)脈剝脫術(shù)后或頸動(dòng)脈支架術(shù)后患者的研究，也認(rèn)為IBS值與頸動(dòng)脈斑塊回聲具有較好的相關(guān)性。張園園等[14]采用管壁及斑塊部位與外膜平均聲學(xué)密度的比值(AIIr)作為定量指標(biāo)，認(rèn)為脂質(zhì)型斑塊、纖維型斑塊、鈣化型斑塊之間有差別。但目前以量化的聲學(xué)密度值作為不同斑塊成分的診斷依據(jù)研究，多為小樣本研究，量化結(jié)果的可靠性均不夠高，尚需大規(guī)模臨床研究證實(shí)。自然組織諧波成像[15]、對(duì)比增強(qiáng)超聲[16]方面亦有一定程度的研究，但進(jìn)展不大，尚不能大規(guī)模應(yīng)用。

2.2 新生血管的研究 斑塊內(nèi)血管新生是指在原有的毛細(xì)血管基礎(chǔ)上通過(guò)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖與遷移，從先前存在的血管處以芽生或非芽生的形式生成新的毛細(xì)血管的過(guò)程。血管新生存在于許多病理狀態(tài)下，動(dòng)脈硬化便是其中之一[17]。多項(xiàng)臨床研究表明動(dòng)脈粥樣硬化易損斑塊的形成和發(fā)展與斑塊內(nèi)新生血管形成密切相關(guān)[18，19]。Shah等[20]對(duì)頸動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫術(shù)患者分別行斑塊超聲造影及病理組織學(xué)CD31、CD34免疫組化分析，證實(shí)了頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)新生血管形成的造影增強(qiáng)超聲成像與手術(shù)標(biāo)本的半定量組織學(xué)評(píng)分之間具有很好的相關(guān)性。Moulton等[21]應(yīng)用血管生成抑制劑作用于動(dòng)脈粥樣硬化模型小鼠，治療組的斑塊面積較對(duì)照組顯著縮小，從治療的角度直接證實(shí)了斑塊內(nèi)血管新生是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生及發(fā)展的關(guān)鍵因素。頸動(dòng)脈超聲造影能提高不規(guī)則管腔(如潰瘍和斑塊)的檢測(cè)，能直接、實(shí)時(shí)地觀察到動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)的新生血管情況,成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。熊莉等[22]對(duì)有癥狀及無(wú)癥狀患者頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊超聲造影后進(jìn)行時(shí)間-強(qiáng)度曲線分析，發(fā)現(xiàn)粥樣硬化斑塊顯影后峰值強(qiáng)度與顯影前強(qiáng)度差值越大，斑塊內(nèi)新生血管數(shù)量越多，穩(wěn)定性越差，越易發(fā)生腦卒中。黃品同等[23]運(yùn)用超聲造影技術(shù)觀察37例患者49個(gè)斑塊，分析斑塊內(nèi)的新生血管情況，發(fā)現(xiàn)造影劑從管腔內(nèi)及管壁外周向斑塊內(nèi)成稀疏點(diǎn)狀增強(qiáng)，增強(qiáng)斑塊以軟斑為主，其次為混合斑，強(qiáng)光斑最少。稍后進(jìn)行的兩組研究也認(rèn)為軟斑經(jīng)造影后增強(qiáng)更明顯[24，25]。徐斌等[25]的研究報(bào)道尤其是軟斑塊內(nèi)膜表面，即纖維帽處，清晰地顯示了增強(qiáng)效應(yīng)，而硬斑塊周邊均不顯影，僅少數(shù)表現(xiàn)為斑塊內(nèi)部少許點(diǎn)狀回聲增強(qiáng)。IVUS對(duì)造影前后進(jìn)行對(duì)比成像，通過(guò)數(shù)據(jù)分析得到感興趣區(qū)段的平均增強(qiáng)灌注密度信息，進(jìn)行分析，可以得到新生血管的信息[26]。

2.3 斑塊表面炎癥因子的測(cè)定 越來(lái)越多的證據(jù)表明，動(dòng)脈粥樣硬化不僅僅是脂質(zhì)沉積病，還是一種炎癥免疫性疾病，貫穿于動(dòng)脈硬化發(fā)展的整個(gè)過(guò)程，是動(dòng)脈硬化發(fā)生及發(fā)展的中心環(huán)節(jié)[27]。動(dòng)脈粥樣硬化是一個(gè)損傷與抗損傷的慢性炎癥過(guò)程，粥樣斑塊的形成是動(dòng)脈粥樣硬化的特征性表現(xiàn)，炎癥也是易損斑塊的標(biāo)志之一，易損斑塊中常見(jiàn)單核-巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、肥大細(xì)胞浸潤(rùn)[28]，這些炎癥細(xì)胞可直接或間接地作用于斑塊中的其他細(xì)胞或間質(zhì)成分，使斑塊形態(tài)發(fā)生改變而易于破裂。近年來(lái)對(duì)比增強(qiáng)超聲成為檢測(cè)斑塊表面炎癥因子的熱點(diǎn)。有研究報(bào)道，以攜帶血管黏附因子-1（VACM-1）的微泡為造影劑，能夠迅速量化在動(dòng)脈硬化不同時(shí)期內(nèi)發(fā)生的血管炎癥反應(yīng)，能根據(jù)不同炎癥表型而進(jìn)行早期危險(xiǎn)分級(jí)[29]。Carolyn等[30]進(jìn)行的一項(xiàng)研究中，將有活性的嗜中性粒細(xì)胞、α5整聯(lián)蛋白、VACM-1為造影劑，分別注入缺血模型小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)即使在缺血區(qū)域血流只有原來(lái)20%的情況下，造影分子仍然能很好地檢測(cè)到，尤以VACM-1時(shí)間長(zhǎng)久且顯影好。據(jù)此認(rèn)為炎癥斑塊成分不同，對(duì)靶向造影分子的應(yīng)答就不同。由此設(shè)想：通過(guò)確定易損斑塊表面的特異性炎癥分子，選擇合適的造影劑，那么超聲造影就可以輕易地區(qū)分出穩(wěn)定斑塊與易損斑塊。超聲的靶向微泡造影技術(shù)是近年來(lái)炎癥現(xiàn)象的研究熱點(diǎn)，但目前此項(xiàng)技術(shù)多針對(duì)腫瘤領(lǐng)域。隨著造影劑制備技術(shù)的發(fā)展，其是否可用于檢測(cè)硬化斑塊新生血管，需進(jìn)一步研究。

3 不足與展望

盡管超聲成像及其相應(yīng)新技術(shù)有無(wú)法取代的優(yōu)點(diǎn)，但其空間分辨率和對(duì)比分辨率仍然有待提高，且超聲圖像顯示的好壞與操作者的熟練程度有很大關(guān)系。雖然超聲新技術(shù)在動(dòng)脈斑塊穩(wěn)定性的診斷方面已有了長(zhǎng)足的發(fā)展，但大多數(shù)仍處于初級(jí)階段，仍然需要臨床及超聲工作者不斷實(shí)踐，以期超聲可直接而準(zhǔn)確地檢測(cè)斑塊穩(wěn)定性，為臨床診斷提供更可靠的依據(jù)。

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