超声造影在评价颈动脉粥样硬化斑块稳定性中的应用

乔锋利，刘美含，杨艳艳，陈恩琪，鲁 杨，张 娜，王 辉

(吉林大学中日联医院超声科，吉林 长春 130033)

心、脑血管意外是全球发病率和死亡率最高的疾病之一，动脉粥样硬化是导致心、脑血管意外的重要病理学基础和危险因素。已有研究证实：多数急性心、脑血管意外主要是由于动脉粥样硬化斑块的不稳定性、易损斑块碎裂继发血栓所造成的。而颈动脉粥样硬化的易损斑块无疑是引发缺血性心、脑血管意外的重要危险因素，也是引起缺血性脑卒中的主要病因。目前国内有研究[1]表明：发生缺血性脑卒中的患者中，伴有颈动脉粥样硬化改变者达63%以上。无溃疡患者的脑卒中2年危险性是17%，而颈动脉狭窄程度相似但有溃疡者则可达30%[2]。Gerouklas等[3]证实：斑块内出血与新的同侧症状出现有关，并且不稳定斑块较稳定斑块更容易产生缺血症状。因此对于颈动脉粥样硬化斑块稳定性的研究尤为重要。本文作者通过超声造影技术检测颈动脉粥样硬化斑块内新生血管血流灌注情况，分析斑块内新生血管密度、增强程度与临床症状的关系，全面评价斑块的稳定性。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选择2009年12月—2010年12月在本院就诊的门诊及住院患者有颈动脉粥样硬化斑块者58例，男性30例，女性28例，年龄43～75岁，平均年龄(65±7) 岁，斑块厚度>2.0 mm，共对58例患者的67个斑块进行超声造影分析。根据Salcuni诊断标准，以颈动脉内-中膜厚度(IMT)局部增厚>1.2 mm定义为斑块[4]。选择符合标准的斑块纳入研究对象。根据斑块回声图像的特点将斑块分为3组：①软斑组。斑块内的回声低于管壁的回声，并且后方无声影(包括溃疡斑)，共计32个斑块；②混合斑组。斑块内的回声呈强回声、低回声及无回声，且钙化较少，其钙化后方伴或不伴声影，共计15个斑块；③硬斑组。斑块内的回声强于或等于管壁回声，后方伴或不伴声影，共计20个斑块。

1.2 主要仪器

SIEMEN SACUSONAntares彩色多普勒超声诊断仪，频率8～12 MHz,可变频线阵探头及SonoLiver CAP定量分析软件(Tomtec公司，德国)。

1.3 方 法

二维超声检查：患者取平卧位，头略后仰并偏向检查对侧，充分暴露颈部，探头轻放患者颈部体表，嘱患者平静呼吸。首先对患者双侧颈总动脉、颈总动脉分叉处进行检查，再对其颈外动脉及颈内动脉进行检查，观察有无颈动脉粥样硬化斑块形成。如有斑块形成，则在斑块的短轴切面测量其最大厚度，如患者颈动脉有多个斑块，根据Salcuni诊断标准，选择符合标准的斑块纳入研究对象。超声造影检查：造影剂采用意大利Braacco公司的SonoVue造影剂，需用0.9%无菌氯化钠注射液稀释5 mL，充分振荡后经肘前静脉团注2.4 mL。常规超声检查之后固定探头的位置，嘱患者平静、缓慢的自然呼吸，启动实时超声造影模式，观察超声造影的全过程直至造影微泡消失，以DICOM格式保存常规超声图片及造影过程的动态影像学资料。

1.3.1 超声造影分级 根据超声图像中斑块内造影剂的分布、形态等特点将斑块内新生血管情况分为4级。Ⅰ级：斑块内回声无增强；Ⅱ级：斑块内回声呈星点状或仅局部小范围增强；Ⅲ级：斑块内回声呈斑点状和短条状增强；Ⅳ级：斑块内回声呈条索状或网状增强[5]。

1.3.2 定量分析 采用Sonoliver CAP软件，对颈动脉粥样硬化斑块造影后的时间-强度变化进行定量分析。采用动态血管模型(dynamic vascular patterns，DVP)技术，可对输出的时间-强度曲线进行再处理，得到DVP曲线，DVP曲线上的每一点的DVP值代表的是该时刻斑块感兴趣区(regions of interest,ROI)与斑块短轴水平管腔内参考区的增强水平差值，因此DVP曲线反映的是颈动脉粥样硬化斑块与颈动脉管腔内参考区的增强水平差值随时间变化的过程。见图1和图2(封三)。

Sonoliver CAP软件的定量分析过程可以分为：①导入动态超声造影图像并且选择图像的成像系统；②进行视频编辑；③描画ROI；④进行运动补偿；⑤进行定量分析；⑥输出结果。Sonoliver CAP软件系统可以描画出4种ROI：①边界ROI，描画整个要被分析的颈动脉血管区域的轮廓，包括颈动脉斑块和尽可能大范围的血管及血管周边组织；②斑块ROI，描画整个将要被分析的颈动脉斑块的轮廓；③参考ROI，在边界ROI内颈动脉管腔内颈动脉斑块短轴水平描画一个与斑块轮廓相同的参考区；④分析ROI，可以在斑块ROI内再描画一、两个需要分析的区域。其中边界ROI及斑块ROI为定量分析所必需的，参考ROI及分析ROI可根据分析者的需要进行选择性描画(图2，见封三)。Sonoliver CAP软件系统的输出数据包括峰值强度(maximum intensity，Imax)、达峰时间(time to peak，TTP)、拟合质量(quality of fit，QOF)、平均渡越时间(mean transit time，mTT)；mTT定义为病灶峰值强度下降一半所需的时间。分析结果通过Excel输出。

1.3.3 颈动脉粥样硬化斑块定量分析 颈动脉硬化斑块的的定量分析及参数成像依据上述过程，对每一例颈动脉粥样硬化斑块分析注射造影剂后0～100 s内的造影图像，先对这段图像进行视频编辑之后在图像上描画边界ROI、斑块ROI和参考ROI。边界ROI范围尽可能包括整个造影声窗，斑块ROI和参考ROI尽可能处于同一短轴水平，轮廓、面积一致。每一例斑块分析时，要求斑块QOF及参考QOF均≥75%，即拟合质量达到良好。斑块QOF为(78.9±6.1)%(75.5%～92.5%)；参考QOF为(85.3±6.2)%(79.5%～95.2%)。输出保存的结果包括DVP曲线、Imax、TTP和mTT。DVP曲线的描绘始于斑块开始增强时刻。

1.4 统计学分析

2 结 果

2.1 斑块的定性分析结果

67个斑块中，软斑组32个，混合斑组15个，硬斑组20个。共有45个斑块不同程度增强，其中软斑组29个，混合斑组11个，硬斑组5个。未增强的斑块，软斑组3个，混合斑组4个，硬斑组15个。超声造影对软斑、混合斑、硬斑的造影增强率分别为90.62%(29/32)、73.33%(11/15)和25.00%(5/20)。软斑组的造影增强率明显高于混合斑组和硬斑组。超声对不同斑块内新生血管情况的分级结果为：Ⅰ级，软斑组3例、混合斑组4例、硬斑组15例；Ⅱ级，软斑组12例、混合斑组5例、硬斑组4例；Ⅲ级，软斑组13例、混合斑组5例、硬斑组1例；Ⅳ级，软斑组4例、混合斑组1例、硬斑组0例。各组斑块的造影增强多数表现为由血管壁的外层逐渐向斑块内增强，表现为不同程度的点状、斑状、短线样、网状增强，并以近心端和周边增强为显著。各组斑块的超声造影增强顺序由强到弱排列分别为软斑组、混合斑组、硬斑组。软斑组的新生血管分级均高于混合斑组、硬斑组斑块。

2.2 斑块的定量分析结果

以颈动脉管腔内参考区的Imax为100%。①软斑组的Imax平均为(-85.04±7.82)%，混合斑组的Imax平均为(-100.06±6.27)%，硬斑组的Imax平均为(-115.23±5.96)%。软斑组与混合斑组和硬斑组比较，Imax差异有统计学意义(P<0.01)；而混合斑组与硬斑组比较，Imax差异无统计学意义(P>0.05)。②软斑组的TTP平均为(8.3±1.6)s，混合斑组的TTP平均为(9.1±2.2) s，硬斑组的TTP平均为(10.4±2.4) s。软斑组与混合斑组和硬斑组比较，TTP差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)；而混合斑组与硬斑组比较，TTP差异无统计学意义(P>0.05)。③软斑组mTT平均为(23.7±12.1) s，混合斑组mTT平均为(25.9±12.6) s，硬斑组的mTT平均为(30.5±13.2) s。软斑组与混合斑组和硬斑组比较，mTT差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)；而混合斑组与硬斑组比较，mTT差异无统计学意义(P>0.05)。

3 讨 论

动脉粥样硬化是导致心、脑血管意外的重要危险因素，颈动脉粥样硬化与冠心病密切相关，同时也是引起缺血性脑卒中的主要病因[6]。近年来，有研究[7]发现：动脉粥样硬化斑块内常出现病理性新生血管。并且有研究[8]表明：动脉粥样硬化病变的发展与血管新生有关，斑块破裂和斑块内出血等并发症的出现，是促使动脉粥样硬化斑块由稳定向不稳定发展的一个重要因素。超声造影技术具有较高的空间和时间的分辨率，本研究选用的SonoVue造影剂为血管示踪剂，由于造影剂只能通过毛细血管到达检测的斑块组织，因此斑块内造影剂增强是血管新生的表现。Rajaram等[9-10]在研究中发现了颈动脉粥样硬化斑块的造影增强，并把这种现象归于斑块内的新生血管。Feinstein[11]及Vicenzini等[12]认为：斑块内出现的造影剂微气泡是斑块内新生血管的标志。Coli等[13]研究表明：造影强度增强的程度和斑块内新生血管的组织学密度具有较强的相关性。国外有学者[14]对斑块的超声造影成像结果与病理组织学进行迭合比较，证实超声造影成像技术能够甄别直径为32～99 nm的微血管，精确识别血管化区域。

本研究结果显示：67个斑块之中有45个斑块观测有增强现象；软斑组新生血管分级均高于混合斑组、硬斑组斑块，软斑组造影增强与混合斑组、硬斑组斑块造影增强比较差异有统计学意义，这与软斑的性质密切相关，并且斑块内出血作为血管生成刺激物更会使滋养血管继续延伸扩大，致使软斑的病理性新生血管更为丰富。当然肉眼观测评估超声造影增强强度有其主观的局限性。本研究还通过应用超声造影参数成像融合了定量分析技术和彩色编码原理，以定量分析得到的数字信息为参数，对已进行的定量分析的图像再次处理，在提高超声诊断重复性的同时进一步将数字信息直观地反应在斑块中，本研究预设的造影参数为斑块与斑块短轴水平颈动脉管腔内参考区的增强水平差值，以此为参数对斑块进行动态血管模型DVP参数成像的构建。本研究显示：软斑组TTP、mTT及Imax值明显高于混合斑组、硬斑组斑块，差异有统计学意义。这表明软斑内造影剂微气泡灌注明显增多，血流信号明显增强，说明软斑内的新生血管较混合斑、硬斑内的新生血管更为丰富。而混合斑的血流信号有部分或中等度增强，说明混合斑内有新生血管的生长，但不及软斑内的新生血管丰富。硬斑没有或仅有少许血管生长，血流信号增强不明显。这与Coli等[13]的研究结果一致。McCarthy等研究[15]发现：斑块内的新生血管数量和密度与临床表现有相关性，新生血管密度越大者其病变危险性越高。斑块表面破裂血管的愈合及新生血管的出现是斑块快速进展的主要原因[16]，在颈动脉粥样硬化病变过程中，颈动脉内-中膜增厚至斑块逐渐形成，病理性新生血管贯穿整个斑块，为斑块提供营养，其作为衡量斑块进展的标志之一，能诱发斑块内出血和斑块破裂使稳定性斑块向不稳定性斑块转变。以上研究说明：软斑的新生血管较混合斑、硬斑更为丰富，不稳定性最高，更容易破裂，从而引发更为严重的心、脑血管意外。本研究结果表明：动脉粥样硬化斑块内的新生血管是鉴别斑块稳定性的一个重要特征。超声造影可实时跟踪观察并显示颈动脉粥样硬化斑块内新生血管的情况，可以较敏感地显示颈动脉斑块动态增强过程。根据造影增强情况对斑块的不稳定性、易损性进行定量评估，无创性评价斑块稳定性。当然超声造影受斑块厚度及斑块性质的影响，对斑块中不成熟新生血管的评估存在造影盲区，也有其局限性。

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