超聲造影在評價頸動脈粥樣硬化斑塊穩定性中的應用

喬鋒利，劉美含，楊艷艷，陳恩琪，魯 楊，張 娜，王 輝

(吉林大學中日聯醫院超聲科，吉林 長春 130033)

心、腦血管意外是全球發病率和死亡率最高的疾病之一，動脈粥樣硬化是導致心、腦血管意外的重要病理學基礎和危險因素。已有研究證實：多數急性心、腦血管意外主要是由于動脈粥樣硬化斑塊的不穩定性、易損斑塊碎裂繼發血栓所造成的。而頸動脈粥樣硬化的易損斑塊無疑是引發缺血性心、腦血管意外的重要危險因素，也是引起缺血性腦卒中的主要病因。目前國內有研究[1]表明：發生缺血性腦卒中的患者中，伴有頸動脈粥樣硬化改變者達63%以上。無潰瘍患者的腦卒中2年危險性是17%，而頸動脈狹窄程度相似但有潰瘍者則可達30%[2]。Gerouklas等[3]證實：斑塊內出血與新的同側癥狀出現有關，并且不穩定斑塊較穩定斑塊更容易產生缺血癥狀。因此對于頸動脈粥樣硬化斑塊穩定性的研究尤為重要。本文作者通過超聲造影技術檢測頸動脈粥樣硬化斑塊內新生血管血流灌注情況，分析斑塊內新生血管密度、增強程度與臨床癥狀的關系，全面評價斑塊的穩定性。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選擇2009年12月—2010年12月在本院就診的門診及住院患者有頸動脈粥樣硬化斑塊者58例，男性30例，女性28例，年齡43～75歲，平均年齡(65±7) 歲，斑塊厚度>2.0 mm，共對58例患者的67個斑塊進行超聲造影分析。根據Salcuni診斷標準，以頸動脈內-中膜厚度(IMT)局部增厚>1.2 mm定義為斑塊[4]。選擇符合標準的斑塊納入研究對象。根據斑塊回聲圖像的特點將斑塊分為3組：①軟斑組。斑塊內的回聲低于管壁的回聲，并且后方無聲影(包括潰瘍斑)，共計32個斑塊；②混合斑組。斑塊內的回聲呈強回聲、低回聲及無回聲，且鈣化較少，其鈣化后方伴或不伴聲影，共計15個斑塊；③硬斑組。斑塊內的回聲強于或等于管壁回聲，后方伴或不伴聲影，共計20個斑塊。

1.2 主要儀器

SIEMEN SACUSONAntares彩色多普勒超聲診斷儀，頻率8～12 MHz,可變頻線陣探頭及SonoLiver CAP定量分析軟件(Tomtec公司，德國)。

1.3 方 法

二維超聲檢查：患者取平臥位，頭略后仰并偏向檢查對側，充分暴露頸部，探頭輕放患者頸部體表，囑患者平靜呼吸。首先對患者雙側頸總動脈、頸總動脈分叉處進行檢查，再對其頸外動脈及頸內動脈進行檢查，觀察有無頸動脈粥樣硬化斑塊形成。如有斑塊形成，則在斑塊的短軸切面測量其最大厚度，如患者頸動脈有多個斑塊，根據Salcuni診斷標準，選擇符合標準的斑塊納入研究對象。超聲造影檢查：造影劑采用意大利Braacco公司的SonoVue造影劑，需用0.9%無菌氯化鈉注射液稀釋5 mL，充分振蕩后經肘前靜脈團注2.4 mL。常規超聲檢查之后固定探頭的位置，囑患者平靜、緩慢的自然呼吸，啟動實時超聲造影模式，觀察超聲造影的全過程直至造影微泡消失，以DICOM格式保存常規超聲圖片及造影過程的動態影像學資料。

1.3.1 超聲造影分級 根據超聲圖像中斑塊內造影劑的分布、形態等特點將斑塊內新生血管情況分為4級。Ⅰ級：斑塊內回聲無增強；Ⅱ級：斑塊內回聲呈星點狀或僅局部小范圍增強；Ⅲ級：斑塊內回聲呈斑點狀和短條狀增強；Ⅳ級：斑塊內回聲呈條索狀或網狀增強[5]。

1.3.2 定量分析 采用Sonoliver CAP軟件，對頸動脈粥樣硬化斑塊造影后的時間-強度變化進行定量分析。采用動態血管模型(dynamic vascular patterns，DVP)技術，可對輸出的時間-強度曲線進行再處理，得到DVP曲線，DVP曲線上的每一點的DVP值代表的是該時刻斑塊感興趣區(regions of interest,ROI)與斑塊短軸水平管腔內參考區的增強水平差值，因此DVP曲線反映的是頸動脈粥樣硬化斑塊與頸動脈管腔內參考區的增強水平差值隨時間變化的過程。見圖1和圖2(封三)。

Sonoliver CAP軟件的定量分析過程可以分為：①導入動態超聲造影圖像并且選擇圖像的成像系統；②進行視頻編輯；③描畫ROI；④進行運動補償；⑤進行定量分析；⑥輸出結果。Sonoliver CAP軟件系統可以描畫出4種ROI：①邊界ROI，描畫整個要被分析的頸動脈血管區域的輪廓，包括頸動脈斑塊和盡可能大范圍的血管及血管周邊組織；②斑塊ROI，描畫整個將要被分析的頸動脈斑塊的輪廓；③參考ROI，在邊界ROI內頸動脈管腔內頸動脈斑塊短軸水平描畫一個與斑塊輪廓相同的參考區；④分析ROI，可以在斑塊ROI內再描畫一、兩個需要分析的區域。其中邊界ROI及斑塊ROI為定量分析所必需的，參考ROI及分析ROI可根據分析者的需要進行選擇性描畫(圖2，見封三)。Sonoliver CAP軟件系統的輸出數據包括峰值強度(maximum intensity，Imax)、達峰時間(time to peak，TTP)、擬合質量(quality of fit，QOF)、平均渡越時間(mean transit time，mTT)；mTT定義為病灶峰值強度下降一半所需的時間。分析結果通過Excel輸出。

1.3.3 頸動脈粥樣硬化斑塊定量分析 頸動脈硬化斑塊的的定量分析及參數成像依據上述過程，對每一例頸動脈粥樣硬化斑塊分析注射造影劑后0～100 s內的造影圖像，先對這段圖像進行視頻編輯之后在圖像上描畫邊界ROI、斑塊ROI和參考ROI。邊界ROI范圍盡可能包括整個造影聲窗，斑塊ROI和參考ROI盡可能處于同一短軸水平，輪廓、面積一致。每一例斑塊分析時，要求斑塊QOF及參考QOF均≥75%，即擬合質量達到良好。斑塊QOF為(78.9±6.1)%(75.5%～92.5%)；參考QOF為(85.3±6.2)%(79.5%～95.2%)。輸出保存的結果包括DVP曲線、Imax、TTP和mTT。DVP曲線的描繪始于斑塊開始增強時刻。

1.4 統計學分析

2 結 果

2.1 斑塊的定性分析結果

67個斑塊中，軟斑組32個，混合斑組15個，硬斑組20個。共有45個斑塊不同程度增強，其中軟斑組29個，混合斑組11個，硬斑組5個。未增強的斑塊，軟斑組3個，混合斑組4個，硬斑組15個。超聲造影對軟斑、混合斑、硬斑的造影增強率分別為90.62%(29/32)、73.33%(11/15)和25.00%(5/20)。軟斑組的造影增強率明顯高于混合斑組和硬斑組。超聲對不同斑塊內新生血管情況的分級結果為：Ⅰ級，軟斑組3例、混合斑組4例、硬斑組15例；Ⅱ級，軟斑組12例、混合斑組5例、硬斑組4例；Ⅲ級，軟斑組13例、混合斑組5例、硬斑組1例；Ⅳ級，軟斑組4例、混合斑組1例、硬斑組0例。各組斑塊的造影增強多數表現為由血管壁的外層逐漸向斑塊內增強，表現為不同程度的點狀、斑狀、短線樣、網狀增強，并以近心端和周邊增強為顯著。各組斑塊的超聲造影增強順序由強到弱排列分別為軟斑組、混合斑組、硬斑組。軟斑組的新生血管分級均高于混合斑組、硬斑組斑塊。

2.2 斑塊的定量分析結果

以頸動脈管腔內參考區的Imax為100%。①軟斑組的Imax平均為(-85.04±7.82)%，混合斑組的Imax平均為(-100.06±6.27)%，硬斑組的Imax平均為(-115.23±5.96)%。軟斑組與混合斑組和硬斑組比較，Imax差異有統計學意義(P<0.01)；而混合斑組與硬斑組比較，Imax差異無統計學意義(P>0.05)。②軟斑組的TTP平均為(8.3±1.6)s，混合斑組的TTP平均為(9.1±2.2) s，硬斑組的TTP平均為(10.4±2.4) s。軟斑組與混合斑組和硬斑組比較，TTP差異有統計學意義(P<0.05或P<0.01)；而混合斑組與硬斑組比較，TTP差異無統計學意義(P>0.05)。③軟斑組mTT平均為(23.7±12.1) s，混合斑組mTT平均為(25.9±12.6) s，硬斑組的mTT平均為(30.5±13.2) s。軟斑組與混合斑組和硬斑組比較，mTT差異有統計學意義(P<0.05或P<0.01)；而混合斑組與硬斑組比較，mTT差異無統計學意義(P>0.05)。

3 討 論

動脈粥樣硬化是導致心、腦血管意外的重要危險因素，頸動脈粥樣硬化與冠心病密切相關，同時也是引起缺血性腦卒中的主要病因[6]。近年來，有研究[7]發現：動脈粥樣硬化斑塊內常出現病理性新生血管。并且有研究[8]表明：動脈粥樣硬化病變的發展與血管新生有關，斑塊破裂和斑塊內出血等并發癥的出現，是促使動脈粥樣硬化斑塊由穩定向不穩定發展的一個重要因素。超聲造影技術具有較高的空間和時間的分辨率，本研究選用的SonoVue造影劑為血管示蹤劑，由于造影劑只能通過毛細血管到達檢測的斑塊組織，因此斑塊內造影劑增強是血管新生的表現。Rajaram等[9-10]在研究中發現了頸動脈粥樣硬化斑塊的造影增強，并把這種現象歸于斑塊內的新生血管。Feinstein[11]及Vicenzini等[12]認為：斑塊內出現的造影劑微氣泡是斑塊內新生血管的標志。Coli等[13]研究表明：造影強度增強的程度和斑塊內新生血管的組織學密度具有較強的相關性。國外有學者[14]對斑塊的超聲造影成像結果與病理組織學進行迭合比較，證實超聲造影成像技術能夠甄別直徑為32～99 nm的微血管，精確識別血管化區域。

本研究結果顯示：67個斑塊之中有45個斑塊觀測有增強現象；軟斑組新生血管分級均高于混合斑組、硬斑組斑塊，軟斑組造影增強與混合斑組、硬斑組斑塊造影增強比較差異有統計學意義，這與軟斑的性質密切相關，并且斑塊內出血作為血管生成刺激物更會使滋養血管繼續延伸擴大，致使軟斑的病理性新生血管更為豐富。當然肉眼觀測評估超聲造影增強強度有其主觀的局限性。本研究還通過應用超聲造影參數成像融合了定量分析技術和彩色編碼原理，以定量分析得到的數字信息為參數，對已進行的定量分析的圖像再次處理，在提高超聲診斷重復性的同時進一步將數字信息直觀地反應在斑塊中，本研究預設的造影參數為斑塊與斑塊短軸水平頸動脈管腔內參考區的增強水平差值，以此為參數對斑塊進行動態血管模型DVP參數成像的構建。本研究顯示：軟斑組TTP、mTT及Imax值明顯高于混合斑組、硬斑組斑塊，差異有統計學意義。這表明軟斑內造影劑微氣泡灌注明顯增多，血流信號明顯增強，說明軟斑內的新生血管較混合斑、硬斑內的新生血管更為豐富。而混合斑的血流信號有部分或中等度增強，說明混合斑內有新生血管的生長，但不及軟斑內的新生血管豐富。硬斑沒有或僅有少許血管生長，血流信號增強不明顯。這與Coli等[13]的研究結果一致。McCarthy等研究[15]發現：斑塊內的新生血管數量和密度與臨床表現有相關性，新生血管密度越大者其病變危險性越高。斑塊表面破裂血管的愈合及新生血管的出現是斑塊快速進展的主要原因[16]，在頸動脈粥樣硬化病變過程中，頸動脈內-中膜增厚至斑塊逐漸形成，病理性新生血管貫穿整個斑塊，為斑塊提供營養，其作為衡量斑塊進展的標志之一，能誘發斑塊內出血和斑塊破裂使穩定性斑塊向不穩定性斑塊轉變。以上研究說明：軟斑的新生血管較混合斑、硬斑更為豐富，不穩定性最高，更容易破裂，從而引發更為嚴重的心、腦血管意外。本研究結果表明：動脈粥樣硬化斑塊內的新生血管是鑒別斑塊穩定性的一個重要特征。超聲造影可實時跟蹤觀察并顯示頸動脈粥樣硬化斑塊內新生血管的情況，可以較敏感地顯示頸動脈斑塊動態增強過程。根據造影增強情況對斑塊的不穩定性、易損性進行定量評估，無創性評價斑塊穩定性。當然超聲造影受斑塊厚度及斑塊性質的影響，對斑塊中不成熟新生血管的評估存在造影盲區，也有其局限性。

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