大動脈炎多模態血管超聲的研究進展

喻曉娜，任衛東

(中國醫科大學附屬盛京醫院超聲科，沈陽 110004)

大動脈炎是一種少見的血管炎，主要累及主動脈及其分支，頸動脈受累最為常見，且最常見于亞洲年輕女性，女性發病率是男性的6～8倍[1-2]。這種疾病曾被稱為主動脈弓綜合征、無脈性疾病、特發性主動脈炎、狹窄性主動脈炎、閉塞性血栓性腦病等。1908年，日本一位眼科醫師首先描述了1例患有該病(年輕女患者)的視網膜動靜脈異常的病例，1962年，有學者明確提出大動脈炎這個概念，并以Takayasu命名該類疾病[3-4]。大動脈炎是大動脈肉芽腫性炎癥的最常見原因，也是兒童血管炎的第三大常見原因之一[5]。大動脈炎的炎癥特征是早期僅累及血管內壁，而血管外壁不受影響，主要是血管內膜纖維化、平滑肌增生，主要表現為血管狹窄，隨著疾病進展最終血管內外壁均受影響，表現為血管擴張、動脈瘤形成，從而導致相應供血器官功能障礙。大動脈炎缺乏特定的癥狀和實驗室生物標志物，早期臨床表現為非特異性，因此，對疾病活動性和病情進展的評估十分困難，疾病在發病初期往往被誤診。大動脈炎的病程通常持續活躍，患者的生存率較高，而早期診斷和綜合管理可以提高患者的生存率及生活質量。目前超聲以其便捷、無創、實時等優勢在大動脈炎的早期診斷及隨訪中發揮了不可替代的作用。如何將二維超聲、彩色多普勒超聲、超聲造影等多種血管超聲技術應用于大動脈炎血管病變的早期診斷，為臨床醫師提供幫助是超聲醫師的目標。現就大動脈多模態超聲的研究進展予以綜述。

1 大動脈炎的一般臨床表現及診斷標準

大動脈炎的臨床表現根據疾病進程的不同而不同。在疾病早期，活躍的炎癥階段，非特異性全身癥狀占優勢數周或數月，因而大動脈炎常被忽視或被認為是其他常見急性疾病的表現，從而被誤診。在大動脈炎早期，疾病可能會以緩解、復發、反復交替的形式存在，使診斷變得困難[6-7]。大動脈炎患者的一般臨床表現以高血壓最為常見，其次為頭痛、發熱、呼吸困難等[8-9]。

目前常用的大動脈炎的診斷標準是1990年美國風濕病學會提出的：發病年齡≤40歲；間歇性跛行；一側或雙側肱動脈搏動降低；雙上肢動脈收縮壓差值>10 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)；鎖骨下動脈或主動脈存在雜音；主動脈及其一級分支或上下肢近端大動脈狹窄或閉塞；排除由其他病因引起的繼發性動脈管壁增厚，且符合其中以上3項診斷標準，即可診斷為大動脈炎[10]。

2 大動脈炎的器官特異性表現

大動脈炎是一種全身多器官疾病，在心臟主要表現為高血壓[6]，而充血性心力衰竭是導致大動脈炎患者死亡的主要原因[9]；2.8%～28%的大動脈炎患者可觀察到皮膚特征改變[11]；大約20%的大動脈炎患者表現為神經系統受累，最常見的神經系統癥狀是嚴重的頭痛[12]，大腦中動脈是最常見的受累血管之一[13]；大約10%的兒童大動脈炎患者可出現胃腸道受累的癥狀，表現為急性或慢性腹痛[14]；大動脈炎患者的眼部表現通常伴隨頸動脈的閉塞或嚴重狹窄，視網膜異常最為常見[15]。腎臟和肺臟受累的患者則相對少見。

大動脈炎的血管特征表現是其主要發病特點，對血管病變的早期發現也有助于疾病的診斷。大動脈炎主要累及主動脈弓及其主要分支，根據受累病變范圍，大動脈炎可分為頭臂型、腎動脈型、胸腹主動脈型、肺動脈型和混合型，冠狀動脈亦可受累，其中頸動脈是大動脈炎最常見的病變血管[16]。動脈管壁內膜、中膜異常增厚是大動脈炎早期的病理改變，肉芽腫性炎癥最終可導致動脈狹窄、血栓和動脈瘤形成[17]。

3 多模態血管超聲技術在大動脈炎中的應用

3.1常規二維灰階超聲成像技術在大動脈炎中的應用 二維灰階超聲是所有超聲技術的基礎，它利用超聲波在不同組織中傳播時反射不同的回波信號進行成像，以圖像的灰階值反映組織情況。大動脈炎分型中，以頭臂型及混合型患者最為常見，也就是主動脈弓及分支最易受累[16]。二維超聲對于淺表器官的檢查具有顯著的優勢，頸動脈及鎖骨下動脈相對表淺，超聲圖像顯示清晰，診斷的準確率高。二維灰階超聲可以顯示大動脈炎的血管壁厚度，管腔狹窄程度，是大動脈炎首選的診斷方法。大動脈炎二維超聲表現為在縱切面上，圖像顯示動脈管壁正常的三層結構模糊不清，動脈壁呈節段性全層彌漫、不規則性增厚，可表現為弱回聲、等回聲或不均勻性回聲，兩處病變中間可見正常管壁回聲，動脈壁僵硬、搏動減弱；在橫切面上可見管腔呈偏心性狹窄，有的病變部位呈斑塊狀增厚，但邊緣多較光滑，管腔出現向心性狹窄以至閉塞。二維灰階超聲簡單、廉價、易于重復，大動脈炎患者通常需要長期復查，這也是其優勢所在。但常規二維灰階超聲對于腎動脈、腹主動脈等位置較深的血管檢查受到諸多限制，如腸氣干擾、患者肥胖等，對于這些圖像不清晰的患者，往往需要其他的檢查方法協助診斷。此外，二維超聲不能反映大動脈炎患者新生血管情況，不能判斷疾病是否處于活動期。常規二維灰階超聲對超聲醫師具有明顯的依賴性，經驗豐富的醫師更有助于疾病的診斷。因此，需要更多的超聲檢查方法對大動脈炎患者進行診斷、評估和隨訪。

3.2彩色多普勒血流成像技術在大動脈炎中的應用 超聲多普勒效應的原理是基于多普勒效應，從體外獲取人體運動臟器的信息，經過處理后以彩色圖像或頻譜圖像顯示。超聲多普勒包括彩色多普勒和頻譜多普勒，在血管病變診斷中不可或缺。彩色多普勒血流成像技術運用運動目標顯示器，接收血流中紅細胞的信息，通過彩色編碼技術，以紅、綠、藍三原色來顯示血流信息。彩色多普勒技術可以同時觀察血管的解剖結構、內膜厚度和管腔內血流情況，具有無輻射、價格低廉、重復性好等優點。它可以清晰地顯示大動脈炎患者血管狹窄情況和血流動力學變化，是大動脈炎診斷中必不可少的方法之一。大動脈炎患者彩色多普勒超聲表現為：病變動脈為輕度狹窄時，病變處彩色血流束可略變細；血管為中至重度狹窄時，病變處彩色血流束可明顯變細，呈細線狀多彩鑲嵌的血流，病變遠端動脈內血流黯淡；病變嚴重或管腔內血栓形成時，管腔可完全閉塞，無彩色血流顯示；病程較長的患者，在病變動脈附近可見側支循環建立[18]。然而，多普勒具有角度依賴性，雖然對頸動脈等表淺血管的顯示相對清晰，但是對于腹部血管(腎動脈、腹主動脈等)，受腹腔腸氣及角度的干擾，診斷具有局限性。此外，彩色多普勒超聲成像技術對低速血流信號的檢測不敏感，對大動脈炎患者增厚管壁內新生血管情況的評估也存在局限性。

3.3超聲造影技術在大動脈炎中的應用 超聲造影技術的出現是超聲醫學發展史上的第三次革命[19]，隨著超聲造影劑的發展，造影劑可通過肺循環進入體循環使特定組織器官顯影，為超聲診斷提供了新的方向。Rajaram等[20]首先報道了頸動脈斑塊內具有造影劑增強效應的現象。Vicenzini等[21]研究認為，斑塊內造影劑微氣泡的顯示是新生血管形成的標志。Shah等[22]對頸動脈硬化患者分別行斑塊超聲造影及病理組織學研究，發現超聲造影增強半定量組織學評分，與病理結果相關性良好。通過注射超聲造影劑后，可增強血液與周圍組織的對比度，能清晰地顯示大動脈炎血管壁的厚度和管腔狹窄程度。超聲造影可清晰顯示動脈管壁的內、中膜厚度，提高其測量準確率，不但能早期診斷大動脈炎，也彌補了二維灰階超聲在大動脈炎早期無法顯示輕微增厚內、中膜厚度的不足。對于大動脈炎血管重度狹窄或閉塞的患者，超聲造影不僅能顯示狹窄程度，也可以顯示小的側支循環。二維灰階超聲很難區分重度狹窄和閉塞，即使應用彩色多普勒超聲，可能也無法清晰地顯示低速血流信號。超聲造影可以觀察血流情況，對于頸內動脈閉塞的患者，頸外動脈可能會出現逆流，超聲造影也能清晰地顯示低速的逆流血流信號及其周圍是否存在小的側支循環。此外，超聲造影還可以顯示大動脈炎患者增厚的管壁內新生血管情況，而增厚的管壁內新生血管的存在是大動脈炎處于活動期的特征性表現。目前，臨床對大動脈炎分期多采用1994年美國國立衛生研究院的分期標準，根據患者的癥狀、體征、紅細胞沉降率及動脈造影4個方面將大動脈炎分為活動期與非活動期[23]，不同期的治療方法完全不同，如果錯誤地評估患者的病情可能會延誤治療，引起一系列不良反應。ten Kate等[24]研究發現，超聲造影可以顯示動脈硬化斑塊內的新生血管情況；Giordana等[25]研究認為，超聲造影可以評估大動脈炎患者增厚的管壁內新生血管情況。但超聲造影技術也有其自身的局限性，如有極少部分患者對超聲造影劑過敏，或者患者不能耐受造影劑注射過程，則需要其他超聲技術進行協助診斷。

3.4超微血管成像技術(superb micro-vascular imaging，SMI)在大動脈炎中的應用 SMI是以彩色多普勒技術為基礎，新近發展起來的高靈敏度、高分辨率的改進型多普勒超聲血流成像技術，它的優勢在于能夠捕捉低速血流信號。SMI無需造影劑即可顯示病變內的新生血管情況，是一種新的無創、便捷、可重復的檢查方法，目前已經廣泛應用于乳腺、甲狀腺等器官的微血管成像[26-27]。Wu等[28]報道了1例肝局灶結節的病例，常規彩色多普勒超聲未能顯示出病灶中輻輪狀血流現象，而SMI能清晰地顯示出輻輪狀血流。SMI相對于傳統彩色多普勒超聲的這種診斷優勢已經在兒科腹部內臟疾病[29]和肝腫瘤等疾病的初步研究中得到了證實[30]。目前，SMI觀察新生血管狀態評分標準主要是根據超聲造影的標準提出的：無增強(0分)；1～3個點狀增強(1分)；樹枝狀或短線狀增強(2分)[31]。SMI通過自適應技術將低速血流信號分離出來，可獲得極低速微小血管類似超聲造影的顯示效果[29]。研究顯示，SMI與超聲造影的檢查結果一致性較高，可用于評估頸動脈粥樣硬化斑塊的穩定性以及斑塊內新生血管情況[32-33]。Sato等[34]研究發現，SMI可檢測到大動脈炎患者增厚的內膜彌漫分布的點狀或細線狀血流信號，即可以顯示新生血管，并且SMI與超聲造影相關性良好。與彩色多普勒超聲及超聲造影相比，SMI既彌補了常規彩色多普勒超聲檢查過程中需反復調節多種參數及“彩色外溢”現象等不足，也彌補了超聲造影有創性檢查的不足，可作為增厚的頸動脈管壁新生血管的重要篩查手段之一。

3.5其他超聲技術在大動脈炎中的應用 脈搏波傳導速度是目前公認的、有效的、無創測定動脈僵硬度的方法之一。研究發現，應用脈搏波傳導速度可檢測大動脈炎患者動脈僵硬度，其僵硬度較正常人群顯著增高，可以為臨床早期監測和評價大動脈炎患者動脈僵硬度和心血管風險提供一項有效的監測指標[35]。血管回聲跟蹤技術通過實時追蹤血管壁的運動，記錄血管內徑隨心動周期變化曲線，結合血壓，自動計算出血管彈性相關參數，可用于檢測血管功能變化情況。研究顯示，血管回聲跟蹤技術可以早期發現大動脈炎患者頸總動脈僵硬度增高、彈性減低的現象，是一種方便、敏感、無創的評估大動脈炎患者血管彈性及功能的新方法[36]。彩色經顱多普勒檢查可以提供顱內血管病變情況，有研究顯示，顱內動脈舒張期血流速度升高且脈動指數顯著降低，頻譜顯示，顱內循環幾乎處于無搏動狀態，波形衰減、波峰變鈍等是大動脈炎的特征性表現[37]。作為一種無創性檢查，彩色經顱多普勒也可為大動脈炎診斷提供幫助。

4 小 結

因大動脈的非特異性臨床表現且發病率較低，故臨床診斷較為困難，而多模態血管超聲技術可作為評價大動脈炎的首選檢查手段。二維超聲結合多普勒超聲可以觀察大動脈炎管壁增厚和血流情況，超聲造影和SMI可觀察新生血管情況。隨著超聲技術的不斷發展，聯合多模態血管超聲技術可早期發現大動脈炎病變存在，提高大動脈炎診斷的精準性，為大動脈炎的診斷提供新的有效手段。此外，大動脈炎不同的病程階段治療方法不同，多模態血管超聲技術可以敏感地監測大動脈炎治療過程中血管病變的變化情況，可以作為評價大動脈炎患者臨床分期、治療效果及隨訪復診的一種高效便捷的手段。