影像學(xué)新技術(shù)在評價頸動脈彈性中的應(yīng)用

張穎，葉玉泉，薛紅元

(1.華北理工大學(xué)研究生院，河北 唐山 063000；2.河北省人民醫(yī)院超聲科，河北 石家莊 050000)

0 引言

相關(guān)研究表明心腦血管疾病已經(jīng)成為我國居民死亡的首要原因[1]。動脈粥樣硬化是大多數(shù)心腦血管疾病的重要病理基礎(chǔ)[2]。頸動脈可以作為觀察全身動脈的窗口，因此早期發(fā)現(xiàn)頸動脈粥樣硬化對心腦血管疾病的防治意義重大[3-7]。相關(guān)研究表明動脈彈性的變化可以更敏感的感受到動脈粥樣硬化的早期病變[8-10]。因此，本文針對超聲、CT、MR在評估頸動脈彈性中的應(yīng)用進行綜述。

1 超聲

1.1 應(yīng)變力彈性成像

1991年，超聲彈性成像的概念被首次提出[11]，其原理是利用探頭或人體自身心血管搏動加壓，使組織發(fā)生形變，對比加壓前后組織的射頻信號，經(jīng)軟件計算得到組織的應(yīng)變及彈性系數(shù)分布。目前常用視覺彈性評估和應(yīng)變率比值兩種方法來評估彈性。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于甲狀腺[12]、乳腺[13-14]、肝臟[15]、前列腺等臟器的疾病診斷及鑒別，也有不少學(xué)者應(yīng)用該技術(shù)評估血管彈性。蘇暢等[16]將該技術(shù)用于檢測2型糖尿病患者頸動脈的早期病變。梁志等[17]對接受放射治療頭頸惡性腫瘤患者的頸總動脈內(nèi)-中膜厚度(IMT)、頸總動脈內(nèi)徑變化率(ΔD)及血液與頸總動脈血管壁應(yīng)變率比值(strain ratio，SR)進行研究，結(jié)果顯示放射治療早期患者IMT未見明顯變化時，ΔD及SR已經(jīng)發(fā)生改變，ΔD隨放射劑量增加而減小，SR隨放射劑量增加而增大，SR與ΔD顯著的相關(guān)性說明了SR用于評價動脈彈性的可行性，同時SR和ΔD為頸動脈粥樣硬化的早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)提供理論依據(jù)。應(yīng)變力彈性成像技術(shù)可以更加直觀的反映血管壁的僵硬度，但該技術(shù)要求操作者具有較豐富的操作經(jīng)驗及規(guī)范的掃查手法，另外該技術(shù)不能對動脈的硬度進行定量的評估。

1.2 剪切波成像

1998年，剪切波成像(shear waveelastography，SWE)由Sarvazyan提出，其原理是通過發(fā)射聲輻射叩擊組織施加激勵，使組織產(chǎn)生橫向剪切波，系統(tǒng)分析后得到組織的楊氏模量[18]。楊氏模量越大，組織的硬度越大[19]。該技術(shù)目前在甲狀腺、乳腺、肝臟、前列腺等臟器方面的研究已十分成熟[20-26]。近幾年也有不少學(xué)者利用SWE技術(shù)來評估動脈的僵硬度。SWE反映的主要是動脈的縱向彈性，動脈的縱向彈性越好，越利于向外周傳遞動脈壓力。楊謐等[27]應(yīng)用SWE技術(shù)對無頸動脈斑塊患者的勁動脈彈性進行檢測，結(jié)果表明SWE技術(shù)可以早期發(fā)現(xiàn)頸動脈彈性的減低，同時指出年齡是影響正常人動脈彈性的主要因素。李朝軍等[28]利用SWE技術(shù)測量急性缺血性腦梗死(acuteischemicstroke，AIS)患者頸動脈的楊氏模量，結(jié)果提示AIS患者頸動脈與正常對照組比較在縱軸方向的僵硬度增加，順應(yīng)性減低，表明利用SWE技術(shù)評估頸動脈縱向彈性模量對臨床更全面觀察動脈硬化有很大的意義。另外，有研究發(fā)現(xiàn)SWE技術(shù)檢測頸動脈彈性在預(yù)測冠狀動脈粥樣硬化性心臟病方面有重要的意義[29]。SWE技術(shù)使直接、實時、無創(chuàng)的評估動脈縱向彈性成為可能，但其易受到探頭壓力、呼吸、心動周期及取樣點等因素影響，且對操作者要求較高。因此規(guī)范化的操作流程及統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn)在今后的研究中尤為重要。

1.3 超極速脈搏波

脈搏波傳導(dǎo)速度(pulse wave velocity，PWV)指心臟每次搏動射血產(chǎn)生的沿動脈壁傳播的壓力波傳導(dǎo)速度，是臨床評價中動脈彈性的金標(biāo)準(zhǔn)[30]。超極速脈搏波(ultra-fast ultrasonic imaging pulse wave，UFPWV)能夠以高達10000幀頻/秒的速度采集圖像，通過快速描記動脈壁的運動方向，測得動脈收縮期開始時的PWV(PWVBS)和收縮期結(jié)束時的PWV(PWVES)，從而評價局部動脈的彈性[31]。有學(xué)者利用UFPWV研究健康人群和血管性先天性結(jié)締組織發(fā)育不全綜合征(Vascular Ehlers-Danlos syndrome，vEDS)患者的頸動脈僵硬度，結(jié)果證實了UFPWV在檢測頸動脈彈性方面的可行性和穩(wěn)定性，同時指出頸動脈彈性與年齡以及動脈壁膠原蛋白有關(guān)[32]。另外，有研究表明頸動脈的PWVBS和PWVES與IMT成正相關(guān)，并且能在早期反映頸動脈的彈性的變化[33-34]。有學(xué)者利用UFPWV評價老年高血壓患者頸動脈的彈性，結(jié)果表明頸動脈的PWVBS、PWVES能夠在高血壓早期識別動脈的彈性減低，并在一定程度上對高血壓的分級做出判斷[35]。李鑫[36]等通過研究指出利用UFPWV評估頸動脈彈性，可以間接估測冠狀動脈彈性情況，該技術(shù)有望用于冠狀動脈粥樣硬化的早期篩查。與傳統(tǒng)的PWV檢測技術(shù)相比，UFPWV不需測量體表脈搏波傳導(dǎo)距離，也無需監(jiān)測實時血壓，減小了檢測過程中的誤差。然而，UFPWV技術(shù)只能測量一個心動周期的PWV，對于心率較慢的患者很難捕捉到一個完整的心動周期。另外，UFPWV技術(shù)是一項新的技術(shù)，目前仍缺少正常參考值范圍。

綜上，超聲檢查因具有實時、價廉、可重復(fù)性強等優(yōu)勢，成為篩查頸動脈病變的首選檢查方法。各項超聲新技術(shù)的出現(xiàn)及聯(lián)合應(yīng)用對早期發(fā)現(xiàn)頸動脈病變，對臨床早預(yù)防、早干預(yù)心腦血管疾病的發(fā)生都有極其重要的意義。但超聲也存在著分辨率低、圖像質(zhì)量不高、結(jié)果受操作者影響大等缺點。

2 CT

近年來國內(nèi)外均有學(xué)者[37-39]利用CT血管造影(CT angiography，CTA)評估動脈壁的彈性，基本原理是將CTA結(jié)合心電門控技術(shù)對動脈進行掃描，再經(jīng)過軟件處理，對整個心動周期進行圖像重建，并準(zhǔn)確的測量出興趣動脈層面收縮期、舒張期管腔面積，并得到以下參數(shù)：動脈擴張性(artery distensibility，AD)、動脈順應(yīng)性(artery compliance，AC)、動脈僵硬度β[40]。有學(xué)者利用雙源CTA對主動脈彈性進行多因素分析，得出年齡、高血壓、心率、吸煙、高血脂等均可對主動脈的彈性產(chǎn)生影響[41]。王曉燦[42]等對CTA評價高血壓患者升主動脈彈性變化的可行性進行研究，結(jié)果顯示年齡與升主動脈的彈性呈負(fù)相關(guān)；高血壓患者的動脈彈性明顯低于健康對照組。另外，王曉泉[43]等通過研究肯定了該技術(shù)用于評價動脈彈性的臨床價值，并指出冠心病的嚴(yán)重程度與冠狀動脈彈性有顯著相關(guān)性。然而，目前該技術(shù)在評價頸動脈彈性方面的研究相對較少。王子軍[44]等利用該技術(shù)研究年齡對頸動脈彈性的影響，結(jié)果證實年齡與頸動脈的彈性功能呈顯著負(fù)相關(guān)，說明了該技術(shù)用于評價頸動脈彈性的可行性。CTA可以從多個角度顯示動脈的病變程度，其較高的空間分辨率和超快速掃描可以很好的避免血管搏動的影響。但是由于其價格昂貴、輻射相對較高、存在造影劑過敏風(fēng)險等缺點，并不適合作為頸動脈粥樣硬化病的篩查手段。

3 MR

MR彈性成像(MR elastography，MRE)技術(shù)通過檢測組織在剪切波下的位移，經(jīng)過軟件處理得到彈性值。目前該技術(shù)多用于肝臟疾病的診斷及鑒別，也有學(xué)者將該技術(shù)用于研究動脈彈性的變化，但該技術(shù)在用于測量在體頸動脈彈性的可行性仍需大量試驗數(shù)據(jù)來證實[45-48]。另外有不少學(xué)者利用MR血管造影(magnetic resonance angiography，MRA)觀察動脈彈性的變化，將MRA 與心電觸發(fā)技術(shù)結(jié)合，采集固定在心動周期的某個時相的圖像，通過觀察收縮期、舒張期血管的變化，用單位血壓的動脈管徑橫截面積的相對變化，即順應(yīng)性，來反映動脈的彈性。國外有學(xué)者利用MRA技術(shù)研究糖尿病患者冠狀動脈的彈性變化，結(jié)果顯示糖尿病患者冠狀動脈擴張指數(shù)明顯低于健康對照組[49]。另外，有學(xué)者應(yīng)用該技術(shù)研究不同年齡人群的頸動脈及腹主動脈的順應(yīng)性，發(fā)現(xiàn)腹主動脈及頸動脈的順應(yīng)性均與年齡呈負(fù)相關(guān)，且腹主動脈的順應(yīng)性與左側(cè)頸動脈的順應(yīng)性聯(lián)系較右側(cè)更為緊密[50]。以上結(jié)果均說明了MRA在評價動脈彈性方面的可行性。雖然MRA沒有輻射，無需注射造影劑，但仍存在空間分辨率低、耗時長、價格昂貴等缺點。

4 小結(jié)

綜上所述，隨著影像醫(yī)學(xué)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，涌現(xiàn)了多種評價頸動脈的無創(chuàng)性新技術(shù)，本文從超聲、CT、MR三個方面介紹了頸動脈彈性的檢測方法，這些技術(shù)對早期發(fā)現(xiàn)頸動脈彈性的減低有重要意義，有助于臨床采取積極的防治方案，可以有效的減低心腦血管疾病的發(fā)病率。但是，目前各項新技術(shù)在測量和評價頸動脈彈性功能方面，仍缺乏一個較為統(tǒng)一的測量及診斷標(biāo)準(zhǔn)，需要進行大規(guī)模的臨床研究，來制定出參考值標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)診斷指南。在臨床評估患者頸動脈的早期改變時，應(yīng)選擇最合適的技術(shù)方法，并結(jié)合實驗室檢查和臨床癥狀進行綜合分析，為早期進行臨床個體化干預(yù)治療提供較為準(zhǔn)確的參考依據(jù)。