超聲造影在血管損傷中的應(yīng)用

李 漁,鐘 華,郝迎學(xué)

1.陸軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院血管外科,重慶 400038; 2.陸軍軍醫(yī)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與影像醫(yī)學(xué)系,重慶 400038

超聲造影劑中的微泡具有較薄且有滲透性的外殼,內(nèi)含不易在血流中擴(kuò)散或溶解的高分子量氣體。微泡具有高度的回聲性,且不易局部破壞,是近乎完美的血管內(nèi)超聲能量反射器。由于血液和周圍組織的回聲強(qiáng)度相似,可以通過(guò)注射微泡造影劑來(lái)提高超聲圖像的整體對(duì)比度和質(zhì)量。血管超聲造影(contrast-enhanced ultrasound,CEUS)目前已被廣泛應(yīng)用于頸動(dòng)脈狹窄和頸動(dòng)脈斑塊的評(píng)估、腹主動(dòng)脈瘤腔內(nèi)隔絕術(shù)(endovascular aneurysm repair,EVAR)術(shù)后內(nèi)漏的評(píng)估、主動(dòng)脈夾層的診斷、活動(dòng)性出血的檢測(cè)、外周動(dòng)脈疾病中血流灌注評(píng)估、介入手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥的監(jiān)測(cè)等。CT血管成像和磁共振血管成像是診斷血管性疾病常用的方法,但是他們限于特定工作環(huán)境,且對(duì)腎功能有影響。相比之下,CEUS具有對(duì)場(chǎng)地環(huán)境要求低、無(wú)輻射、無(wú)腎毒性、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn),在血管損傷的早期診斷甚至后續(xù)治療方面都有良好的應(yīng)用前景。

1 CEUS概述

1968年,Gramiak團(tuán)隊(duì)首次在M型超聲心動(dòng)圖中觀察到了對(duì)比增強(qiáng)效應(yīng),他們發(fā)現(xiàn),向心臟內(nèi)快速注射生理鹽水,產(chǎn)生的氣泡使主動(dòng)脈血流的輪廓得到了增強(qiáng)[1]。與普通超聲相比,CEUS顯著提高了血流的可視化程度。自1994年第一個(gè)被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的超聲造影劑Albunex上市以來(lái),多家公司相繼推出了不同品牌的超聲造影劑,如Optison(GE醫(yī)療,美國(guó))、示卓安(GE醫(yī)療,美國(guó))、Lumason/聲諾維(博萊科診斷公司,意大利)、Definity/ Luminity(蘭休斯醫(yī)療成像公司,美國(guó))等。臨床使用時(shí)通常靜脈團(tuán)注造影劑1.6～2.4 mL,隨后推注5～10 mL生理鹽水(0.9% NaCl)以達(dá)到最佳顯影效果[2]。作為經(jīng)靜脈CEUS的一個(gè)補(bǔ)充選擇,超聲造影劑還可經(jīng)非生理性腔道行腔內(nèi)注射,能協(xié)助辨認(rèn)針頭或?qū)Ч艿奈恢?顯示腔隙或瘺管的輪廓[3]。所有生物體內(nèi)都有含空氣的微泡,然而由于巨大的外部壓力,它們存在的時(shí)間非常短暫。微泡造影劑一般是由外殼包裹氣態(tài)核心組成,平均直徑<10 μm。外殼通常由白蛋白、半乳糖、脂質(zhì)或聚合物組成,其功能是增加微泡在血液中的穩(wěn)定性和持久性,同時(shí)也降低氣態(tài)核心的釋放速率。第一代造影劑使用CO2作為氣態(tài)核心,但今天已完全被六氟化硫(SF6)和全氟化碳所取代,內(nèi)部氣體由患者的肺部呼出,而外殼主要通過(guò)肝臟代謝[4]。

2 血管創(chuàng)傷的分類及流行病學(xué)

2.1醫(yī)源性血管損傷 隨著血管內(nèi)操作在臨床廣泛開(kāi)展,血管外科醫(yī)師不論是在開(kāi)放手術(shù)還是腔內(nèi)介入手術(shù)中,遇到的血管損傷并發(fā)癥越來(lái)越多。隨著冠狀動(dòng)脈造影和血管成形術(shù)的出現(xiàn),伴隨出現(xiàn)了一種以股髂區(qū)域出血和假性動(dòng)脈瘤形成為主要表現(xiàn)的血管損傷類型。在傳統(tǒng)的損傷模式中,腹股溝穿刺點(diǎn)過(guò)高可能導(dǎo)致髂外動(dòng)脈的不可壓迫性出血,穿刺點(diǎn)過(guò)低可能導(dǎo)致動(dòng)靜脈瘺形成。對(duì)于一些穿刺點(diǎn)相對(duì)較大的腔內(nèi)血管重建,例如EVAR和胸主動(dòng)脈腔內(nèi)修復(fù)術(shù)(thoracic endovascular aortic repair,TEVAR),可能會(huì)造成一種新的醫(yī)源性股動(dòng)脈并發(fā)癥,包括活動(dòng)性出血、血腫、假性動(dòng)脈瘤形成和肢體缺血等[5-6]。最常見(jiàn)的靜脈損傷是由中心靜脈置管引起,常表現(xiàn)為穿刺點(diǎn)血腫,嚴(yán)重者可損傷鄰近動(dòng)脈或縱隔組織,引起不可壓迫性大出血。另外,下腔靜脈濾器在置入和取出過(guò)程中都可能損傷下腔靜脈。一項(xiàng)包含14 784例患者的大規(guī)模臨床研究顯示,下腔靜脈濾器置入術(shù)后早期并發(fā)癥的發(fā)病率為1.8%,包括靜脈損傷、濾器錯(cuò)位、成角>20°和穿刺點(diǎn)并發(fā)癥[7]。

2.2外傷性血管損傷 現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境下,失血過(guò)多是導(dǎo)致死亡的主要原因。在阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)中受到創(chuàng)傷的3 900名美國(guó)軍人中,685例(17.6%)合并血管損傷,其中爆炸碎片穿透?jìng)?0%,槍擊傷占30%。四肢血管損傷占72%,其次是軀干(17 %)和頸部(11%),血管損傷最常見(jiàn)的解剖位置是下肢(45%)[8]。最近一項(xiàng)納入4 042例創(chuàng)傷病例的研究顯示,在平民中血管損傷的發(fā)病率為1.7%,在12 h內(nèi)死亡的12例患者中,11例是因血管損傷導(dǎo)致失血性休克,24 h和30 d的病死率分別高達(dá)18%和30%,血管損傷機(jī)制主要包括交通事故、跌倒所致的鈍性傷,刀、玻璃所致的銳器傷和貫通傷,部位主要集中在胸部(25%)、頸部(24%)和腹部(22%)[9]。外傷性血管損傷的臨床表現(xiàn)不一,包括危及生命的大出血、嚴(yán)重的四肢動(dòng)脈閉塞和體格檢查不易發(fā)現(xiàn)的隱匿性血管損傷,早期診斷和及時(shí)采取治療措施非常重要。

如今孤立的血管損傷很少見(jiàn),多系統(tǒng)創(chuàng)傷合并血管損傷越來(lái)越常見(jiàn),導(dǎo)致早期診斷血管損傷難度增加。為及時(shí)、準(zhǔn)確地識(shí)別血管損傷,需要根據(jù)損傷機(jī)制、現(xiàn)場(chǎng)或運(yùn)送途中的出血情況、體格檢查等進(jìn)行判斷。四肢血管損傷早期可進(jìn)行脈搏檢查(股總動(dòng)脈、腘動(dòng)脈、足背動(dòng)脈和脛后動(dòng)脈、腋動(dòng)脈、肱動(dòng)脈、橈動(dòng)脈和尺動(dòng)脈),以發(fā)現(xiàn)脈搏是否對(duì)稱或搏動(dòng)消失,損傷部位聽(tīng)診可提示血栓形成、血管受壓或動(dòng)靜脈瘺形成血管雜音。在沒(méi)有明顯體征的情況下,可以通過(guò)無(wú)創(chuàng)血壓測(cè)量計(jì)算傷肢指數(shù)來(lái)排除四肢血管損傷,這種技術(shù)使用連續(xù)波多普勒與手腕或腳踝處的血壓袖帶相結(jié)合,測(cè)量受傷肢體的收縮壓,并將其與未受傷肢體進(jìn)行比較,傷肢指數(shù)<0.90表明存在動(dòng)脈狹窄或閉塞。血管損傷的確診包括立即手術(shù)直接探查血管、術(shù)中血管造影、CT血管成像和數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)[10]。

3 CEUS在血管損傷診斷和治療中的應(yīng)用

3.1醫(yī)源性損傷

3.1.1動(dòng)靜脈瘺:頸動(dòng)脈損傷是CVC術(shù)后常見(jiàn)的并發(fā)癥,動(dòng)靜脈瘺在臨床上也偶爾發(fā)生,表現(xiàn)為頸部腫脹,有時(shí)候可捫及搏動(dòng)[11]。超聲和CEUS都可以用來(lái)檢查動(dòng)靜脈瘺,CEUS要優(yōu)于超聲,它可以避免混疊效應(yīng)和偽像的干擾。介入手術(shù)后穿刺點(diǎn)動(dòng)脈和靜脈之間的直接溝通導(dǎo)致活動(dòng)性出血,通常不會(huì)出現(xiàn)任何癥狀,無(wú)需干預(yù)即可自行消退。股動(dòng)脈穿刺點(diǎn)動(dòng)靜脈瘺的發(fā)生與穿刺點(diǎn)位置過(guò)低有關(guān),可能波及股淺及股深動(dòng)脈,發(fā)病率為0.1%～3.6%,表現(xiàn)為動(dòng)靜脈之間的異常溝通。如果動(dòng)靜脈瘺很大或不能自行消退,會(huì)導(dǎo)致出血、血栓形成、外周阻力減小甚至心力衰竭,需要及時(shí)外科手術(shù)治療[12-13]。

3.1.2假性動(dòng)脈瘤:英國(guó)的一項(xiàng)研究納入了58 870例經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(percutaneous coronary intervention,PCI)的患者,穿刺點(diǎn)并發(fā)癥的發(fā)病率在股動(dòng)脈和橈動(dòng)脈分別為1.10%和0.30%[14]。在接受微創(chuàng)介入手術(shù)的病例中,股動(dòng)脈假性動(dòng)脈瘤的發(fā)病率為0.4%,使用與不適用血管閉合器假性動(dòng)脈瘤的發(fā)生率分別為1%和0.4%[15]。假性動(dòng)脈瘤表現(xiàn)為穿刺后動(dòng)脈壁破口未閉合,血液經(jīng)由破口進(jìn)入周圍組織形成瘤腔,由血管周圍軟組織包裹,在血管破口周圍形成血腫,因動(dòng)脈搏動(dòng)的持續(xù)沖擊力使血液經(jīng)瘤頸流入瘤腔,形成搏動(dòng)性血腫。隨著漏出的血液增多,其破裂的風(fēng)險(xiǎn)增大,所以早期診斷很重要。超聲和CEUS都可以用于假性動(dòng)脈瘤的診斷,在心導(dǎo)管檢查術(shù)后導(dǎo)致右側(cè)股淺動(dòng)脈假性動(dòng)脈瘤的病例中,CEUS能避免混疊效應(yīng)和偽像,其診斷效能優(yōu)于普通超聲檢查[16]。

3.1.3動(dòng)脈夾層:經(jīng)股動(dòng)脈腔內(nèi)介入治療后動(dòng)脈夾層的發(fā)病率為2.9%[17]。通過(guò)血管超聲能判斷有無(wú)潰瘍狀凸起以及真假腔血流通暢情況,明確有無(wú)血栓形成和真腔的狹窄程度。與普通超聲相比,CEUS能通過(guò)顯示延遲血流以及增加假腔的透明度,清晰地顯示夾層的入口、出口和內(nèi)膜片,以及是否累及主要分支,在一些復(fù)雜病例中CEUS可以協(xié)助診斷并提高診斷的準(zhǔn)確性[18]。

3.2外傷性血管損傷 創(chuàng)傷超聲重點(diǎn)評(píng)估(focused assessment with sonograpy in trauma,FAST)主要用于對(duì)創(chuàng)傷患者實(shí)施快速床旁超聲探查,用于識(shí)別心包積液和腹腔積液。擴(kuò)展FAST(e-FAST) 包括對(duì)雙側(cè)胸腔進(jìn)行超聲評(píng)估,明確有無(wú)氣胸或血腫[19]。由于頸部和四肢血管的位置相對(duì)較表淺,創(chuàng)傷后超聲評(píng)估特別有效,可以明確夾層、狹窄、血栓形成和動(dòng)靜脈瘺等。嚴(yán)重創(chuàng)傷會(huì)導(dǎo)致血栓形成傾向,增加靜脈血栓形成和肺栓塞的風(fēng)險(xiǎn),彩超是檢查下肢靜脈血栓形成的首選方法。CEUS克服了普通超聲的一些局限性,特別是在小血管或嚴(yán)重狹窄的情況下,CEUS增加了血流的可視化程度。有研究表明,造影劑的使用可以提高普通超聲診斷的準(zhǔn)確性,特別是在超重和肥胖患者中[20]。即使CEUS沒(méi)有增加任何新信息,與普通超聲相比也可以在緊急情況下增加檢查者的信心[21]。CEUS可用于腹部創(chuàng)傷的診斷,在識(shí)別活動(dòng)性出血方面也優(yōu)于傳統(tǒng)超聲檢查,表現(xiàn)為造影劑聚集或向血管外噴射[22]。研究表明CEUS對(duì)于腹部臟器損傷診斷的靈敏度(0.933vs.0.559,P<0.001)和特異度(0.995vs.0.979,P<0.001)均優(yōu)于普通超聲,包括在評(píng)估肝臟、脾臟、腎臟、腎上腺、胰腺等實(shí)質(zhì)性臟器損傷和創(chuàng)傷致活動(dòng)性出血時(shí),相比于普通超聲,CEUS的靈敏度和特異度更高[23]。Tagliati等[24]利用CEUS和增強(qiáng)CT對(duì)139例脾損傷患者進(jìn)行隨訪,結(jié)果CEUS顯示17例遲發(fā)性脾損傷并發(fā)癥,122例患者無(wú)可疑并發(fā)癥,在這17例患者中,增強(qiáng)CT診斷出16例遲發(fā)性脾損傷,在另一例患者中顯示出遲發(fā)性脾血管損傷,122例隨訪CT均為陰性。CEUS與增強(qiáng)CT的符合率為98.6%。與DSA比較,CEUS的靈敏度為100%,陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為91.7%。腹部創(chuàng)傷后嚴(yán)重的并發(fā)癥如實(shí)質(zhì)臟器缺血、假性動(dòng)脈瘤形成(圖1[25])、動(dòng)靜脈瘺、急性腎皮質(zhì)壞死等都可以通過(guò)CEUS進(jìn)行快速診斷。創(chuàng)傷性假性動(dòng)脈瘤在CEUS中表現(xiàn)為實(shí)質(zhì)臟器內(nèi)血管局部造影劑外滲,動(dòng)脈期明顯強(qiáng)化,在掃描期內(nèi)大小和體積保持不變,延遲期強(qiáng)化消退;在腎皮質(zhì)缺血性壞死中,CEUS動(dòng)脈期和靜脈期內(nèi)壞死腎皮質(zhì)呈無(wú)強(qiáng)化,而其余腎臟明顯強(qiáng)化;因?yàn)镃EUS能排除CT偽影的干擾,可作為腹部創(chuàng)傷中替代增強(qiáng)CT的影像學(xué)檢查,特別適用于腎功能不全和兒童患者[26]。CEUS還可用于診斷和監(jiān)測(cè)與介入手術(shù)相關(guān)的所有階段的出血,并指導(dǎo)經(jīng)皮局部應(yīng)用止血藥物[3]。

圖片來(lái)自:“Rafailidis V,Fang C,Yusuf GT,et al.Contrast-enhanced ultrasound (CEUS) of the abdominal vasculature[J].Abdominal Radiology,2018,Springer Nature.”圖片未經(jīng)修改,CC協(xié)議鏈接:https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

4 展望

超聲造影劑的直徑較紅細(xì)胞小,能通過(guò)肺毛細(xì)血管進(jìn)入體循環(huán),從而達(dá)到造影效果而不會(huì)造成栓塞,使CEUS成像可與DSA造影相媲美,且CEUS沒(méi)有電離輻射或腎功能損害,是診斷血管損傷的優(yōu)良手段。超聲可以單獨(dú)用作診斷工具,也可以與其他檢查相結(jié)合。動(dòng)脈破裂、夾層或瓣膜、血栓形成和動(dòng)靜脈瘺都可以通過(guò)超聲明確診斷,尤其是在四肢。CEUS可以很好地對(duì)腹部血管進(jìn)行成像,包括主動(dòng)脈、腎動(dòng)脈、肝動(dòng)脈和門靜脈。CEUS在腹主動(dòng)脈的應(yīng)用主要有確認(rèn)主動(dòng)脈通暢、排除夾層、檢測(cè)活動(dòng)性出血、EVAR術(shù)后內(nèi)漏或假性動(dòng)脈瘤形成的監(jiān)測(cè)等[27]。盡管如此,超聲檢查本身也存在一定的局限性,例如創(chuàng)傷患者無(wú)法配合或外固定裝置、傷口敷料的存在不利于進(jìn)行超聲檢查,或者腸道氣體遮擋腹腔、盆腔血管的視野,或是由于腹部血管位置較深,單獨(dú)使用超聲檢查可能僅能發(fā)現(xiàn)血管損傷周圍的血腫,并且超聲和CEUS相關(guān)技術(shù)和圖像質(zhì)量對(duì)操作者高度依賴,操作醫(yī)師必須熟悉超聲以及CEUS的物理基礎(chǔ),正確設(shè)置超聲設(shè)備的參數(shù),鑒別偽影,從而避免誤診。

除了診斷方面,超聲已成為實(shí)時(shí)指導(dǎo)血管內(nèi)操作的重要工具,例如超聲引導(dǎo)經(jīng)皮動(dòng)脈或靜脈穿刺,建立血管通路已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn)化[28]。超聲還可以在血管重建手術(shù)過(guò)程中協(xié)助對(duì)血管或損傷部位進(jìn)行定位。四肢動(dòng)脈局灶性假性動(dòng)脈瘤可通過(guò)實(shí)時(shí)超聲引導(dǎo)下注射凝血酶進(jìn)行治療,這是一種用于治療醫(yī)源性股動(dòng)脈假性動(dòng)脈瘤的技術(shù),但也可用于其他動(dòng)脈假性動(dòng)脈瘤[29]。隨著研究的深入,未來(lái)CEUS有望成為DSA的替代方案:對(duì)于血管損傷患者,利用CEUS進(jìn)行早期診斷,并根據(jù)不同病情在CEUS引導(dǎo)下行腔內(nèi)介入彈簧圈栓塞、球囊擴(kuò)張甚至支架植入術(shù)。

作者貢獻(xiàn)聲明：李漁:文獻(xiàn)檢索、資料搜集、論文撰寫及修改;鐘華:影像學(xué)分析、論文修改、校審;郝迎學(xué):研究方法設(shè)計(jì)、論文審閱