无创检测外周血管的超声新技术

周靓妹，肖沪生

（上海中医药大学附属龙华医院超声科，上海 200032）

在周围血管疾病的诊断技术中，超声由于其操作简便、无辐射、无创伤、重复性好等优点，在临床上常作为初步筛查的一种有效检查手段。它不仅可以清楚显示血管的二维结构改变，而且能提供丰富的血流动力学信息，具有重要的临床意义。以下就近年来推出的检测周围血管病变的无创性超声新技术进行简述。

1 检测管壁形变的相关技术

1.1 血管增强技术（vascular enhancement technology，VET） VET即超声数字减影技术，其原理是利用二维和血液流动产生的多普勒能量信号进行超声血管数字减影、暗化血管腔、突显血管壁结构［1］。VET能清晰显示血管管壁结构、管腔走行及其病变情况，有效弥补CDFI等仅能获得管腔内血流动力学状态，而不能直接显示血管管腔结构的不足［2-3］；对小血管的细微结构病变，其显示率也明显优于CDFI［4］。但是VET对于无血流信号的血管，如血管腔内充满血栓时，由于无血液流动，缺乏红细胞的反射及散射信号，故不能改善血管壁及血管腔的显示［5］。

1.2 血管回声跟踪技术（e-tracking，ET） ET技术是对血管壁运动时所产生的相位偏移信号进行采集、跟踪、描记，计算血管内径的变化，经脱机分析后得出参数压力应变-弹性系数（EP）、硬度指数（β）、增大指数（AI）、顺应性（AC）及脉搏波传导速度（PWVβ），对动脉管壁的功能进行评估，可早期发现动脉管壁僵硬度及顺应性的变化［6］，可以在动脉壁出现形态学损害之前评价血管壁弹性改变、内皮功能障碍，早期发现血管壁功能异常的情况，从而指导预防和治疗等［7-11］。肖沪生等［12］研究发现，在实际临床应用操作过程中，由于取样线定位、心率、收缩压、血管的选取、图像质量以及年龄等因素都会影响到检测结果，故应合理应用ET技术，在检测过程中注意避免这些因素的干扰。

1.3 超声二维应变成像（X-strain） 该技术是基于二维灰阶图像，采用斑点追踪运算方法自动跟踪图像中所描记的研究对象位置的变化。这是一种矢量应变技术，不受声束方向与血管壁运动方向夹角的影响，无角度依赖性，所以能更准确地得到研究对象的运动信息［13］。该技术最早应用于心脏方面，用来评价局部心肌功能的应变与应变率，把这项技术应用于动脉壁的运动情况［14］及用于评价颈动脉斑块的稳定性方面［15］是近几年一项新的探索。 李秀云等［16］通过二维应变技术测量动脉壁圆周应变和应变率来分析并判断大动脉弹性功能，比内-中膜厚度（IMT）更早反映血管受累信号。该技术的局限性在于对二维图像的质量要求较高，因肥胖等因素使二维图像显示不清晰的患者，其应用受到限制；且仍局限于二维平面的观察，使斑点追踪技术不能完全跟踪斑点运动的空间位置，因此其测量精确性有待进一步加强。

1.4 速度向量成像（velocity vector imaging，VVI）技术 此技术由西门子公司开发，早年多用于对心肌运动和形变的研究，近年来对于血管壁运动力学以及管壁形变与运动之间关系的研究引起了学者们的关注。VVI技术利用斑点追踪原理，对比连续两帧图像的变化，以矢量方式显示组织真实的运动速度及位移，并运用曲线的形式表示出来，可对研究对象在多个平面及各个时相运动的结构力学进行量化分析［17］。其优越性在于无角度依赖性、不受动脉搏动的影响，能直观、准确地显示心肌和大血管的运动力学特征［18］。 白冰等［19］研究表明，VVI技术能准确地评价动脉管壁运动力学特征，灵敏地反映颈动脉粥样硬化早期血管壁弹性及运动特征的改变。在实际操作中，VVI技术对图像的显示要求尽量清晰，内膜边界勾画的清晰与否将直接影响分析结果；其次，对帧频要求高，较低帧频可导致跟踪失相关及遗漏峰值观察。

1.5 动脉僵硬度定量分析技术（quantitative arterial stiffness，QAS） 该技术是基于射频信号原理，自动追踪管壁运动，分析获得相应动脉的弹性成像参数，通过功能成像来反映管壁的机械特性和运动状态［20］。研究表明［21］，在一定范围内，IMT、β、PWV 值越高，动脉硬化程度越大，依照其数值的动态变化，可准确反映有无早期动脉硬化，为临床提供可靠的诊断依据。侯利芳等［22］研究提示，在血管壁未出现形态改变之前QAS技术即可定性及定量评估血管弹性功能的变化。

2 检测管腔内血流动力学的相关技术

2.1 超声血流向量成像技术（vector flow mapping，VFM） VFM技术以彩色多普勒图像为基础，通过多普勒频移信息对涡流场上各个质点的不同方向运动速度矢量进行分解和微积分处理，结合涡流符合流函数的特点，在心腔内标记出瞬时的许多条空间几何曲线（流线），在二维超声上显示心腔内红细胞运动的方向、速度及向量的大小。2006年，由Ohtsuki等［23］首次提出，并将VFM图像初步应用于临床患者。在大动脉瘤和颈动脉粥样硬化斑块等情况下，VFM可用于其血流动力学实时的评价，显示血流动力学对心脏结构和功能的影响［24-25］。由于该技术对红细胞运动速度估计值不受声束方向的影响，故能更准确地反映血流运动的特点。但是由于VFM技术要求高质量的彩色多普勒图像，彩色溢出或者血流稀少等都影响其质量。

2.2 血流剖面图（Flow Profile） 血流剖面图技术是阿洛卡公司开发的血流定量分析技术。超声常规测血流量是取得脉冲多普勒频谱以后，利用管腔的内径计算出来的，由于用多普勒方式测量血流速度只能测量某一点的速度，因此，测量血流量具有一定的局限性。血流剖面图技术则通过计算管腔界面上每一点的速度积分得出血流量，其误差小，更加接近实际血流量，并可测量截面上任一点的速度，用以评估血流动力学变化，更真实地反映血流的层流规律，还同样适用于弯曲的血管，间接用于心排量的计算。由于血流剖面图技术是在彩色多普勒血流图的基础上监测血管腔内血流动力学参数，因此目前彩色多普勒技术固有的不足之处，如对低速血流敏感性低、出现伪像和溢出混叠等，在此技术中也同样存在，故还有待于进一步改进［26］。

2.3 增强型血流成像技术 （Enhance-flow，E-flow）E-flow成像技术是近年来发展的一种新的血流显示技术，它采用复合脉冲发射技术，改善了血流的空间分辨力和时间分辨力，能更加真实地反映微细血管血流灌注和血流连续性，更好地区分血流与组织的界面，更敏感地捕捉低速血流，实现了对微血管血流状态的准确描述［27］。与彩色多普勒相比，该技术对极低速度血流的敏感性增高，“外溢”伪像减少，清晰度增加，可提供较传统彩色多普勒和能量多普勒技术更敏感的血流信息［28］。应用E-flow技术检测肿瘤血管生成情况，可以为肿瘤术前评估提供可靠信息，在指导临床治疗方面具有广泛的应用前景［29］。但是，当血流速度改变时，E-flow的显示色彩没有明显改变，例如显示狭窄血管中的湍流时，E-flow的色彩仍是柔和的而不出现杂乱血流，不易直观地显示高速血流，在这方面有待进一步改进［30］。

2.4 瞬时波强技术（wave intensity，WI） WI技术是基于血管回声跟踪技术发展起来的，通过无创方法获得动脉血管内任意点管径变化转换为压力变化，不仅提供了动脉管壁波动的参数，且能提供管腔内血流动力学变化的参数以及两者在时间上的相关参数，为临床提供了心脏收缩与舒张功能、外周阻力及血管弹性等方面的信息［31］。WI曲线的3个重要参数，包括心脏收缩早期的瞬时加速度波强（W1）、收缩晚期瞬时减速度波强（W2）、收缩中期的负向波（NA）。Ohte等［32］的研究提示，W1可以反映左室收缩功能的高低；高宇等［33］对糖尿病患者行WI检测，结果提示左室舒张功能与W2值呈正相关；肖沪生等［34］通过比较加压前后股总动脉NA面积，表明NA与动脉弹性及外周阻力有关，与国外学者［35］的研究结果相符。由于WI的报告界面还同时整合了ET技术的各项参数，可以同时反映心脏功能和动脉硬化程度，能够使检查者将心脏及外周血管作为整体进行评价，更好地体现二者之间的相互关系和影响。但是，由于WI技术是基于彩色多普勒超声及ET技术对动脉管径变化及血流速度变化进行采样的，其受到多普勒取样门大小、多普勒流速曲线的奈奎斯特现象、时间分辨力、呼吸、血压、心律不齐等多个因素的影响［36］，且WI的正常值目前尚无定论，故影响该技术的广泛使用。

随着超声高频探头技术的不断改进，各种新型技术的涌现以及应用，超声在预测与诊断外周血管疾病方面将有更高的临床实用价值和应用前景。

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