頸動(dòng)脈斑塊超聲造影增強(qiáng)特征與其病理特征及易損性的相關(guān)性

李海欣，闞艷敏，寧 彬，余海歌，何 文*

(1.北京市海淀醫(yī)院 北京大學(xué)第三醫(yī)院海淀院區(qū)超聲科，北京 100080；2.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院超聲科，北京 100070)

腦卒中發(fā)病率、致殘率及死亡率均較高，易損性頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊、尤其缺血性腦卒中[1]是導(dǎo)致腦卒中的重要原因之一。研究頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的易損性對(duì)預(yù)防及治療腦卒中至關(guān)重要。斑塊內(nèi)新生血管是影響其易損性的重要因素之一，借助新生血管數(shù)量可評(píng)估斑塊易損性。超聲造影(contrast enhanced ultrasound， CEUS)為評(píng)估斑塊易損性提供了可視化途徑。本研究觀察斑塊CEUS增強(qiáng)特征與其內(nèi)新生血管及彈性蛋白形態(tài)等病理特征的相關(guān)性以及CEUS評(píng)價(jià)斑塊易損性的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性分析2016年6月—2017年8月124例經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院診斷為頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊患者，男93例，女31例，年齡41～85歲，平均(61.4±9.0)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡18～80歲；②頸總動(dòng)脈或頸動(dòng)脈分叉處單發(fā)斑塊，厚度≥2.5 mm，表面無(wú)弧形鈣化，伴聲影。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并顱內(nèi)動(dòng)靜脈畸形、顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄、閉塞等腦血管病、腦出血、頸椎病、心房顫動(dòng)、卵圓孔未閉及免疫系統(tǒng)疾病等；②嚴(yán)重心、肺或腎功能不全；③妊娠或哺乳期；④蛋白及造影劑過(guò)敏；⑤CEUS圖像質(zhì)量不佳；⑥手術(shù)過(guò)程及病理制片過(guò)程中因人為因素導(dǎo)致斑塊不完整、病理圖片顯示不佳。根據(jù)6個(gè)月內(nèi)有無(wú)短暫性腦缺血發(fā)作(transient ischemic attack， TIA)或非致死性腦卒中，將患者分為癥狀組(n=40)和非癥狀組(n=84)。檢查前患者均簽署知情同意書(shū)。

1.2 儀器與方法 采用Toshiba Aplio 500彩色多普勒診斷儀，配備剪切波成像技術(shù)和CEUS功能及軟件，11-L4線陣探頭，頻率4～11 MHz。囑患者平臥，頭略后仰并放松，充分暴露頸部，頭偏向檢查對(duì)側(cè)45°；由2名具有10年以上工作經(jīng)驗(yàn)的超聲科醫(yī)師分別采用灰階超聲、彩色多普勒及脈沖多普勒常規(guī)掃查頸動(dòng)脈，并留存動(dòng)態(tài)圖像用于回放觀察。之后以聲諾維為造影劑(Bracco，每瓶含六氟化硫59 mg)，以5 ml生理鹽水混合搖勻呈懸液，經(jīng)上肢靜脈團(tuán)注，首次注射約1.6 ml，跟注5 ml生理鹽水。在灰階超聲基礎(chǔ)上啟用造影模式，采用雙幅對(duì)照顯示，觀察斑塊增強(qiáng)情況；待造影劑部分消退時(shí)，每次補(bǔ)充0.8～1.0 ml造影劑并跟注5 ml生理鹽水，重復(fù)觀察至造影劑完全廓清并存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)圖像。評(píng)價(jià)斑塊短軸最厚處造影增強(qiáng)情況，將其分為3級(jí)[2]：無(wú)造影劑進(jìn)入為0級(jí)；僅外膜和/或斑塊肩部見(jiàn)點(diǎn)、線狀造影劑為Ⅰ級(jí)；造影劑到達(dá)斑塊核心和/或增強(qiáng)貫穿斑塊，呈片狀、網(wǎng)絡(luò)狀為Ⅱ級(jí)。以Ⅱ級(jí)增強(qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)，判斷斑塊的易損性，意見(jiàn)不一致時(shí)經(jīng)協(xié)商達(dá)成共識(shí)。

1.3 臨床資料 記錄患者血壓、血糖及血脂等情況。

1.4 病理學(xué)檢查 124例中，60例接受頸動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫術(shù)(carotid endarterectomy， CEA)，并獲得病理學(xué)結(jié)果。采用日本尼康正置光學(xué)顯微鏡、成像系統(tǒng)顯微鏡及IPP軟件觀察分析圖像，于斑塊短軸最厚處切面觀察斑塊內(nèi)彈性蛋白形態(tài)。五色法染色下，彈性蛋白呈黑色，形態(tài)分為波浪狀、平直或斷裂狀。以CD31標(biāo)記新生血管，于40倍光鏡下觀察標(biāo)本，選擇3個(gè)血管著色最豐富區(qū)域，轉(zhuǎn)換200倍光鏡觀察視野中微血管數(shù)，記錄微血管密度(microvessel density， MVD)[3]。見(jiàn)圖1、2。

圖1 患者男，60歲，癥狀組 A.CEUS及灰階超聲顯示Ⅰ級(jí)增強(qiáng)頸動(dòng)脈斑塊(箭)； B.免疫組織化學(xué)以CD31標(biāo)記新生血管(×40)

圖2 患者男，58歲，癥狀組 A.灰階超聲圖示頸動(dòng)脈斑塊； B.免疫組織化學(xué)以CD31標(biāo)記新生血管(藍(lán)圈)，僅見(jiàn)一層內(nèi)皮細(xì)胞圍繞新生血管(×12.8)； C.五色法染色圖顯示纖維帽下大量紅細(xì)胞及壞死組織(×8)

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，以±s表示計(jì)量資料，組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；以頻數(shù)表示計(jì)數(shù)資料，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。采用Spearman相關(guān)性分析判斷斑塊CEUS增強(qiáng)等級(jí)與MVD的相關(guān)性。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

癥狀組與非癥狀組患者性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index， BMI)，高血壓、高血糖及高血脂病史差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，見(jiàn)表1。

表1 頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊患者一般臨床資料比較

2.1 CEUS增強(qiáng)等級(jí) 癥狀組頸動(dòng)脈斑塊CEUS多為Ⅱ級(jí)增強(qiáng)，非癥狀組多為Ⅰ級(jí)增強(qiáng)(P<0.05)，見(jiàn)圖3～5及表2。

圖3 患者女，55歲，非癥狀組 CEUS顯示0級(jí)增強(qiáng)頸動(dòng)脈斑塊 圖4 患者女，62歲，非癥狀組 CEUS顯示Ⅰ級(jí)增強(qiáng)頸動(dòng)脈斑塊(箭) 圖5 患者男，59歲，癥狀組 CEUS顯示Ⅱ級(jí)增強(qiáng)頸動(dòng)脈斑塊(箭)

表2 頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊CEUS增強(qiáng)等級(jí)(例)

2.2 相關(guān)性分析 60例接受CEA患者中，13例頸動(dòng)脈斑塊CEUS 0級(jí)增強(qiáng)，其中8例彈性蛋白形態(tài)呈波浪狀、5例呈平直或斷裂狀，MVD為(6.39±2.14)條/mm2；10例Ⅰ級(jí)增強(qiáng)，其中4例彈性蛋白形態(tài)呈波浪狀，6例呈平直或斷裂狀，MVD為(10.38±2.87)條/mm2；37例Ⅱ級(jí)增強(qiáng)，其中8例彈性蛋白形態(tài)呈波浪狀，29例呈平直或斷裂狀，MVD為(12.84±3.77)條/mm2。不同增強(qiáng)等級(jí)斑塊之間，彈性蛋白形態(tài)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=7.14，P=0.03)。斑塊CEUS增強(qiáng)等級(jí)與MVD呈正相關(guān)(r=0.62，P<0.01)。

2.3 CEUS判斷斑塊易損性的效能 60例接受CEA患者中，39例為易損斑塊，其中0及Ⅰ級(jí)增強(qiáng)各5例，29例Ⅱ級(jí)增強(qiáng)；21例為穩(wěn)定斑塊，其中0及Ⅱ級(jí)增強(qiáng)各8例，5例Ⅰ級(jí)增強(qiáng)。以病理結(jié)果對(duì)照，根據(jù)Ⅱ級(jí)CEUS增強(qiáng)判斷斑塊易損性的敏感度為74.36%，特異度為61.91%，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為78.00%，陰性預(yù)測(cè)值為57.00%。

3 討論

頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊可分為穩(wěn)定性和易損性斑塊。穩(wěn)定性斑塊脂核較小、纖維帽厚，不易破裂并引發(fā)急性腦血管事件；易損性斑塊多易出血、破裂、形成血栓，斑塊脫落甚至可引起顱內(nèi)栓塞。判斷組織學(xué)定義的易損斑塊的主要標(biāo)準(zhǔn)如下：①活動(dòng)期炎癥，炎癥細(xì)胞增多、聚集，如單核-巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)；②薄纖維帽覆蓋較大脂核，纖維帽厚度<100 μm，脂核占比>40%；③內(nèi)皮侵蝕伴血小板黏附、聚集于表面；④表面不平整，存在裂隙、損傷及血栓形成；⑤斑塊引起管腔嚴(yán)重狹窄。其次要標(biāo)準(zhǔn)則包括：①鈣化結(jié)節(jié)鄰近纖維帽；②斑塊于血管內(nèi)鏡下呈現(xiàn)黃色光澤；③斑塊內(nèi)出血；④內(nèi)皮功能障礙；⑤血管正性重構(gòu)等[4-5]。易損斑塊破裂是臨床事件的核心，為斑塊內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和體內(nèi)微環(huán)境與物理、化學(xué)、免疫、氧化應(yīng)激及慢性感染等多種因素共同作用的結(jié)果。

斑塊內(nèi)血管內(nèi)皮細(xì)胞通過(guò)出芽和增殖等過(guò)程產(chǎn)生新生血管，呈螺旋狀，是導(dǎo)致斑塊破裂的重要因素[6]。多數(shù)新生血管由單層內(nèi)皮細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞間無(wú)緊密連接結(jié)構(gòu)，基底膜連續(xù)性不佳甚至中斷，周?chē)鸁o(wú)具有支撐作用的結(jié)締組織，故炎癥細(xì)胞可進(jìn)入細(xì)胞外基質(zhì)[5]。炎癥細(xì)胞滲出又可激活細(xì)胞因子，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞凋亡；還可激活釋放基質(zhì)金屬蛋白酶，分解膠原纖維而引起斑塊破裂。另一方面，由于斑塊內(nèi)部分新生血管增殖受阻、血管壁不完整，易發(fā)生破裂，導(dǎo)致斑塊內(nèi)出血。

CEUS以背向散射原理[5]為基礎(chǔ)，以與軟組織回聲不同、聲阻抗不同的含氣微泡為造影劑，采用二次諧波成像技術(shù)顯示斑塊內(nèi)新生血管，增強(qiáng)了對(duì)臟器或病變的顯示能力，可實(shí)時(shí)顯示實(shí)質(zhì)性臟器的血供情況。本研究癥狀組與非癥狀組斑塊CEUS增強(qiáng)等級(jí)具有顯著差異，癥狀性頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)造影劑微氣泡灌注顯著增多、血流信號(hào)顯著增強(qiáng)，提示癥狀性頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)新生血管更為豐富。新生血管不同于正常血管[7]，易發(fā)生破裂出血，增加斑塊易損性，引發(fā)相關(guān)臨床表現(xiàn)。CEUS能較好地顯示斑塊內(nèi)新生血管，且其參數(shù)與斑塊回聲、表面潰瘍及斑塊內(nèi)出血具有相關(guān)性[8]。SHAH等[9-11]指出，CEUS可量化評(píng)價(jià)斑塊內(nèi)新生血管，CEUS所見(jiàn)與CD31染色所示血管具有較高正相關(guān)性。CD31是跨膜糖蛋白，主要表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞，可標(biāo)記頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)新生血管[12]。本研究結(jié)果顯示，斑塊CEUS增強(qiáng)等級(jí)與其內(nèi)MVD呈正相關(guān)，CEUS增強(qiáng)程度越高，代表新生血管越多，提示斑塊易損性越高，越易破裂出血而引發(fā)嚴(yán)重心、腦血管意外；且斑塊內(nèi)新生血管數(shù)量與CD34、CD3、CD68、組織蛋白酶L、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase, MMP)-2及 MMP-9均呈正相關(guān)[9，11]。

綜上所述，癥狀性頸動(dòng)脈斑塊新生血管較多，CEUS增強(qiáng)等級(jí)與斑塊內(nèi)新生血管數(shù)量及彈性蛋白形態(tài)有關(guān)；CEUS評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的效能較高。