血管內超聲在兔主動脈血管成形術后再狹窄診斷中的應用

鄭昌柱，任雨笙，賈國良，李蘭蓀

(1上海市浦東新區周浦醫院，上海201318;2第二軍醫大學長征醫院;3第四軍醫大學西京醫院)

動脈粥樣硬化(AS)是一種由多種因素共同作用導致的嚴重危害人類健康的疾病，炎癥、脂質浸潤、血管內皮細胞受損、平滑肌細胞增生等在AS發病過程中起著關鍵作用［1，2］。近30年來，在評價冠心病的診斷和介入治療的適應證和療效方面，血管造影被公認為“金標準”。血管內超聲(IVUS)是近年來應用于臨床診斷血管病變的一種新的手段［3，4］，IVUS不僅能提供血管腔的形態，而且能夠顯示血管壁的形態、結構和功能狀態，分辨管腔斑塊的大小、組成成分、分布以及觀察斑塊處血管的重構情況［5］。2010年6月～2012年6月，本實驗采用高脂喂養及球囊損傷的新西蘭兔胸腹主動脈建立AS及經皮腔內血管成形術(PTA)后再狹窄模型，在慢性實驗過程中以血管病理學變化為基礎，研究IVUS和血管造影對血管AS及PTA后血管再狹窄的診斷價值。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 純種新西蘭兔，雄性，7月齡，體質量2.5～3.5 kg，第四軍醫大學實驗動物中心提供。

1.2 主要試劑與儀器 膽固醇(天津市東方衛生材料廠進口分裝);單C臂心臟介入X線系統(Philips Lab，Holland);造影導管及經皮冠狀動脈腔內血管成形術(PTCA)球囊導管(Cordis，US);HP SONS-100血管內超聲診斷儀(HP，US);4.5 F超聲導管探頭(HP，US)，頻率20 MHz，轉速1 500 r/min;超聲圖像記錄儀(SONY，Japan)，Shandon AS352R型切片機(Life Sci.Inter.Limited，England)。

1.3 方法

1.3.1 高脂動物模型的制備 30只純種新西蘭兔高脂飲食(1%膽固醇、5%蛋黃粉、1.5%豬油)喂養4周。3%戊巴比妥鈉30 mg/kg麻醉動物后，常規穿刺右側股動脈，經右股動脈送入4 F球囊導管至胸主動脈，分別以6、8、12個大氣壓充盈球囊后回拉至髂總動脈，反復回拉3次以造成腹主動脈內膜損傷。術后動物繼續高脂飲食喂養。

1.3.2 主動脈血管造影 常規穿刺左側股動脈，按100 U/kg給予肝素靜注抗凝，分別于PTA前及PTA后1、3、6個月行主動脈血管造影，觀察血管腔形態，以直徑法測量血管腔狹窄程度。

1.3.3 IVUS檢查 每次行主動脈血管造影后，在導引鋼絲及擴張管輔助下，沿導引鋼絲插入4.5 F的IVUS探頭導管，自動勻速回拉超聲導管，由胸主動脈依次向腹主動脈、髂總動脈觀察血管腔、血管壁結構及斑塊情況，對血管病變進行定量及定性診斷，包括血管外彈力膜面積、斑塊性狀(鈣化斑塊、軟斑塊、硬斑塊和混合斑塊)、纖維帽厚度、斑塊偏心程度、脂質池的有無及血管重構情況等。實時記錄圖像、錄像供脫機分析和存檔。鈣化斑塊為斑塊的回聲比血管管壁外膜強且伴有聲影;軟斑塊為斑塊80%的組織回聲弱于血管壁外膜;硬斑塊為斑塊的回聲與血管壁外膜回聲大致相同，但后方不伴聲影;混合斑塊為兩種或兩種以上斑塊同時存在;斑塊破裂表現為在斑塊表面邊緣局限的隨血管搏動的回聲區域突然中斷。偏心性斑塊為部分血管周長或整個血管的管周被斑塊占據，但是斑塊的最厚處同最薄處的比值 ＞2∶1。

1.3.4 血脂檢查 分別于實驗前、PTA前和PTA后6個月行血液生化檢查，檢測TC、TG、HDL-C水平，LDL-C水平按Friedewald公式計算。

1.3.5 統計學方法 采用SPSS10.0統計軟件。計量資料以±s表示，采用t檢驗、方差分析;計數資料比較采用 χ2檢測。P≤0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 高脂喂養前后血脂的變化 30只新西蘭兔中3只因感染死亡，剩余27只順利完成實驗。PTA前以及PTA后6個月與實驗前比較，TC、TG、LDL-C較基礎水平顯著增高(P均＜0.01)，HDL-C略有降低(P ＜0.05)。見表1。

表1 新西蘭兔高脂喂養前后血脂的變化(mmol/L，±s)

表1 新西蘭兔高脂喂養前后血脂的變化(mmol/L，±s)

注:與實驗前比較，*P ＜0.05，△P ＜0.01;與 PTA 前比較，#P ＜0.01

觀察時間 n TC TG LDL-C HDL-C實驗前30 3.62 ± 0.92 0.89 ±0.37 1.45 ±0.52 0.89 ±0.18 PTA前 27 15.30± 8.45△ 3.27 ±0.75* 4.87±1.02△ 0.69±0.24*PTA 后6 個月 27 39.52 ±15.92△# 8.91 ±1.49△# 10.23 ±2.45△# 0.62 ±0.22*

2.2 兩種方法檢查主動脈血管內徑的變化 血管造影結果顯示，PTA前兔胸腹主動脈血管壁僵硬，造影劑分布無明顯異常，管腔無明顯狹窄。PTA后1個月胸腹主動脈及右髂總動脈均有不規則狹窄;PTA后3個月，血管腔形態表現為間斷性狹窄，造影劑分布不均勻;PTA后6個月，血管腔呈明顯的彌漫性狹窄，造影劑分布極不均勻。IVUS顯示，PTA前兔胸腹主動脈及右髂總動脈血管壁結構層次基本完整，個別部位欠清晰;PTA后1個月時血管內膜增厚，6個月時內膜增厚更加明顯;IVUS檢查分布不均勻的強回聲區明顯多于PTA前，同時較血管造影組狹窄度明顯，P＜0.01。PTA前及PTA后6個月不同水平血管管腔內徑變化見表2。

表2 兩種方法檢查不同水平主動脈PTA前及PTA后6個月血管內徑的變化(mm，±s)

表2 兩種方法檢查不同水平主動脈PTA前及PTA后6個月血管內徑的變化(mm，±s)

注:與同種方法PTA 前比較，*P ＜0.05，△P ＜0.01;與血管造影PTA 后6個月比較，#P ＜0.05，▲P ＜0.01

檢查方法 血管內徑(mm，±s)PTA前 PTA后6個月狹窄度(%)29.24 IVUS膈肌水平 5.83 ±0.48 3.31 ±0.44△# 42.93▲右腎動脈水平 4.88 ±0.72 2.71 ±0.64△# 43.98▲左腎動脈水平 3.61 ±0.46 2.13 ±0.57△# 40.33▲血管造影膈肌水平 5.80 ±0.61 4.43 ±0.55* 24.14右腎動脈水平 4.83 ±0.43 3.51 ±0.51* 27.54左腎動脈水平 3.49 ±0.52 2.53 ±0.60*

2.3 兩種方法對PTA后6個月同病變血管性狀檢出率的比較 PTA后6個月內膜增厚廣泛、明顯，管腔呈不規則型狹窄，斑塊突向管腔，致使管腔呈同心、偏心及不規則型狹窄，不同超聲切面上可見2個或2個以上的斑塊存在，斑塊內呈不規則超聲反射，PTA后6個月時IVUS檢查分布不均勻的強回聲區明顯多于PTA前。IVUS對鈣化斑塊、偏心性斑塊的檢出率明顯高于血管造影，差異有統計學意義(P均＜0.05)。血管造影檢測無法判定斑塊硬斑塊、軟斑塊以及斑塊破裂。見表3。

表3 兩種方法對PTA后6個月同病變血管性狀檢出率的比較［例(%)］

3 討論

AS的形成與發展是一個緩慢的過程，血管組織的生長、損傷及修復過程對組織細胞本身是一種刺激。本實驗采用高脂狀態下的新西蘭兔動脈血管損傷模型，應用球囊導管的機械作用模擬PTA導致兔動脈血管壁的損傷，觀察AS過程中動脈血管組織的病理形態及影像學改變。血管造影一直作為冠狀動脈病變診斷的“金標準”，能顯示出血液流動的狀況和管腔在動脈血管狹窄程度，但僅顯示被造影劑填充后的輪廓，容易受重疊血管、投照角度的影響而存在盲區，同時可能因為斑塊的形態、位置、性質、血管重構等因素的影響而低估其狹窄程度［6］。血管造影只能顯示管腔的輪廓，如果沒有廣泛的鈣化，無法確定病變成分，不能判斷冠狀動脈病變的性狀特征［7］。在AS病變占據了管腔相當大的范圍時，近端造影正常的血管節段也有某些程度的AS病變，“近端血管”病變問題，也影響血管造影的準確性;血管造影在診斷管腔狹窄方面也有局限性，如不規則狹窄、偏心性狹窄、同心圓性狹窄等;在推注造影劑過程中產生的液壓有時可掩蓋血管內膜的夾層。IVUS可在血管不同水平、不同角度測量血管的狹窄程度、血管壁的形態、管腔面積及管壁內膜、中膜增生的程度，同時觀察血管內斑塊的形態及性質［8～10］。

本實驗結果顯示，IVUS在反映血管腔內狹窄程度方面優于血管造影;在檢測直徑狹窄率方面，血管造影低于IVUS，差異有統計學意義。研究中還發現，早期AS的新西蘭兔血管無明顯狹窄時，IVUS檢查可發現血管壁欠光滑，有低回聲區，占據管腔某一象限的星月型的內膜增厚，此時血管造影往往顯現為正常［11］。在PTA后不同時間段血管壁出現不規則型、星月型或同心圓型狹窄等，管壁排列結構欠清晰，病理結果證實為管壁組織細胞和基質成分包括血管平滑肌細胞和膠原的增生、遷移以及脂質的沉積、鈣化等，同時IVUS較常規造影具有更強的評估斑塊特性的能力，可確定血管病變屬于軟斑塊、硬斑塊或混合性斑塊，并能提示血管造影不能發現的偏心性及表面不光滑斑塊［12，13］。IVUS 結果顯示，在脂質沉積的液化壞死區表現為低回聲或無回聲，壞死區血栓表現為低回聲，在有纖維化時表現為回聲增強，鈣化時回聲更強可伴有聲影。本研究結果顯示，IVUS對鈣化斑塊、偏心性斑塊的檢出率明顯高于血管造影。血管造影檢測手段無法判定硬斑塊、軟斑塊以及斑塊破裂。我們認為，IVUS可準確測量血管壁的厚度、血管腔的狹窄程度，以便了解血管全層的病理改變［14］。

總之，IVUS技術能為了解血管的內徑、形態、內膜厚度及斑塊的性質提供較為準確的定量信息，為心臟介入性治療提供了較好的影像學技術，對冠狀動脈及其他血管病變的治療作出選擇和決策具有指導意義。但IVUS在臨床使用上仍有其局限性，其為一種有創檢查，存在一定的并發癥，如血管內膜撕裂、剝脫等，檢查費用較為昂貴，目前的超聲導管管徑較粗且較僵硬等，在臨床使用中尚需進一步積累經驗。

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