颈动脉易损斑块诊断方法的选择

陈忠，杨耀国

（首都医科大学附属北京安贞医院 血管外科，北京100029）

缺血性脑卒中（ischemic stroke，IS）是突发的脑组织局部供血的临时性或永久性减少或中断，造成神经系统功能障碍。在全球范围IS的发病率呈逐年升高趋势，我国亦是如此，2013年发表在Lancet上的调查报告[1]显示，卒中目前是我国首位致死性疾病，每年可导致170万人口死亡，约占所有死亡人数的20%，更令人担忧的是这个比例仍在逐年升高，其中接近80%为IS。研究表明颈动脉易损斑块与IS关系密切。

斑块性质评估是颈动脉狭窄患者临床综合治疗方案中选择干预方式的决定性环节。目前临床中广泛应用的斑块性质检查手段主要是病理诊断、多普勒超声、CT血管造影和磁共振成像检查。

1 病理诊断方面

颈动脉粥样硬化斑块的成分主要有[2]：⑴ 致密结缔组织纤维帽，主要由细胞外基质（extracellular matrix，ECM）组成，尤其是胶原纤维；⑵ 脂质核心，由脂质巨噬细胞、平滑肌细胞和ECM组成；⑶ 外膜和斑块内的新生血管。Naghavi等[3]在2003年拟定了易损斑块的组织学定义和标准，其主要特征为：⑴ 活动性炎症；⑵ 薄的纤维帽，伴大的坏死脂质核心；⑶ 血管内皮剥脱，伴表面血小板聚集；⑷ 斑块破裂或受损；⑸ 管腔重度狭窄。次要特征为：⑴ 表面钙化斑；⑵ 亮黄色斑块；⑶ 斑块内出血；⑷ 内皮功能异常；⑸ 血管正性重构。这是一项相对成熟的分型方案，但在此之前美国心脏协会（American Heart Association，AHA）在1995年就提出过一项由罗马数字代表的病理分型方案，并于2005年对此分型进行了完善[4]，分为I～VI型，其中V、VI型分别分为3个亚型，形成了比较系统的AHA分型。

可以说，在动脉粥样硬化的研究发展长河中，AHA分型具有里程碑式的意义，一方面对动脉粥样硬化发展阶段的诊断提供了依据，另一方面对动脉粥样硬化的机制研究提供了一个标准化框架。当然除AHA分型外，诸如Virmani等[5-6]也都提出过各自的分型方案，但截至目前在颈动脉斑块诊断标准方面尚无统一意见。

2 超声诊断方面

多普勒超声是目前临床中术前诊断颈动脉斑块性质的主要手段之一，常规二维超声可以判定斑块的大小、颈动脉狭窄程度。高分辨力超声能清晰地显示动脉壁的内膜层、中层和外膜层，准确地测量内壁厚度,可显著提高超声图像质量，提高了评价的精确性和有效性。三维超声能够重建血管的三维图像，显示血管在空间上的变化，可以显著提高颈动脉溃疡斑块的检出率[7]，但在评估斑块成分方面并无研究显示其有优越性。超声造影[8]（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）技术可通过增强血流及组织回声的对比来判断斑块内新生血管的情况，研究[9-10]发现斑块回声越低超声造影增强越明显，呈线性相关。有研究[11]显示超声造影下低回声斑块的增强显示率为65.38%，明显高于其他回声类型的斑块，同时Xiong等[12]研究发现有症状的颈动脉狭窄患者斑块超声造影新生血管的显示率和强化程度明显高于无症状患者，这些研究结果表明超声造影技术在临床中应用的可行性与广阔前景。

目前在实际临床应用中，超声技术存在以下局限性：常规超声在诊断溃疡斑块方面的灵敏度和特异度分别为29%和73%，准确性并不理想[13]；超声造影由于患者吞咽动作对扫描区域定位的影响，超声探头扫查范围面积较小等诸多局限性[14]，目前更多应用于科学研究，临床尚未广泛开展；除此之外，超声成像的空间分辨率和对比分辨率仍然有待提高，且超声图像显示的好坏与操作者的熟练程度有很大关系，加之超声对斑块的准确评估还与损伤的位置、钙化噪声的声影衰减等诸多不确定因素密切相关，超声成像检查在诊断斑块性质方面并不理想。

3 CT血管造影（CTA）

CTA是临床评估颈动脉解剖形态最直观地检查，也是接受颈动脉手术患者必要的检查之一。Walker等[15]通过对55例行颈动脉内膜剥离术的患者进行单层CTA检查，测量横截面的斑块密度，然后与剥离术后的病理结果进行对照，发现CT上密度越低者脂肪成分越多，CT诊断斑块溃疡的灵敏性为60%，特异性为74%。近年来PET/CT成为众多研究者的关注焦点之一，18F正电子标记的脱氧葡萄糖正电子发射断层成像技术（18F-FDG-PET）对颈动脉斑块的分子成像可以测定斑块的炎症反应程度，从而对不稳定斑块进行识别。Risgaard等[16]通过对预期行颈动脉内膜切除术的患者研究发现，FDG的摄取与斑块内炎症细胞标志物CD68+和低氧诱导因子α（HIF-α）的基因表达呈正相关，与此同时多项研究也证实了18F-FDG-PET可以预测卒中复发以及对症状性颈动脉狭窄患者进行危险分层，并指导治疗[17]。在评估颈动脉斑块稳定性方面，与普通CT相比，虽然PET在评估斑块内活动性炎症方面有一定优势[18]，但与其他影像技术相比并无突出表现[19]。

由于CT成像特点所致，CTA对于斑块性质的区分并不敏感，动脉斑块富含脂质的坏死核心、结缔组织、出血的密度有明显重叠，钙化所致部分容积效应也影响密度的测量，导致在评价斑块表面形态和组织成分处于弱势，而且放射线剂量和碘剂也限制了CTA 的应用。

4 磁共振成像（MRI）

MRI是一种无辐射的检查手段，而且对软组织分辨率高，多种序列可提供丰富的组织信息，是评估颈动脉斑块的有力工具[20]。Fabiano等[21]用MRI扫描离体斑块，发现其灵敏性为92%，特异性为74%。在活体，与病理相对照，MRI灵敏性为92%，特异性为65%[22]。Cai等[23]对美国心脏协会（AHA）关于动脉粥样硬化斑块所提出的影像学和组织病理对照分类标准进行了修订，表明MRI在动脉斑块稳定性研究方面的价值。

近年来虽然MRI的序列不断推陈出新，但在诊断斑块性质的特异度方面并无显著提高，仍然存在较大局限性。同时，MRI成像时间较长，呼吸运动、血管搏动、吞咽及不自主运动均可引起运动伪影，仍是现阶段难以克服的缺陷。

5 流体力学

流体力学是近年来临床疾病病因和诊断学的研究热点，大量研究已经证实流体力学与斑块性质具有相关性，Chatzizisi等[24]研究表明较低的切应力与高危斑块明显相关。国内研究者[25]利用超声的二维应变成像（x-strain）等技术，发现表面颈动脉斑块顶部和肩部的应变（Smax）均大于基底部，溃疡斑肩部近心端的Smax的均值大于肩部远心端的Smax。Lovett等[26]对症状性颈动脉狭窄组进行相关血流动力学研究发现斑块溃疡更多发生在狭窄近心端、高剪切力作用区。除临床研究外，动物实验的结果也得出了相似结果，Caroline等[27]研究表明，剪切力差异对不稳定斑块的检出率达到85%。上述研究均表明流体力学与颈动脉斑块性质相关，也展现了流体力学参数在斑块性质评估中的应用前景，但目前国内外尚缺乏将计算流体力学作为颈动脉斑块性质诊断方法的应用研究。

6 小 结

颈动脉粥样硬化的发病机制复杂，早期识别斑块性质是颈动脉狭窄患者选择合适治疗方案的基础，目前对于斑块性质的检查手段相对固定，尤其在术前检查中，颈动脉易损斑块的诊断准确性和特异性均有较大的提高空间。与此同时，也应该加快推广颈动脉斑块筛查和防治工作的脚步；鼓励对颈动脉狭窄发病机制进行深入研究和探索，从而延缓乃至预防颈动脉粥样硬化的发生。

[1]Yang G, Wang Y, Zeng Y, et al.Rapid health transition in China,1990–2010: findings from the Global Burden of Disease Study 2010[J].Lancet,2013,381(9882):1987–2015.doi: 10.1016/S0140–6736(13)61097–1.

[2]No authors listed.Carotid artery plaque composition--relationship to clinical presentation and ultrasound B-mode imaging.European Carotid Plaque Study Group[J].Eur J Vasc Endovasc Surg,1995,10(1):23–30.

[3]Naghavi M, Libby P, Falk E, et al.From vulnerable plaque to vulnerable patient: a call for new definitions and risk assessment strategies: Part I[J].Circulation,2003,108(14):1664–1672.

[4]Sirol M, Fuster V, Badimon JJ, et al.Chronic thrombus detection with in vivo magnetic resonance imaging and a fibrin-targeted contrast agent[J].Circulation,2005,112(11):1594–1600.

[5]Virmani R, Kolodgie FD, Burke AP, et al.Lessons from sudden coronary death: a comprehensive morphological classification scheme for atherosclerotic lesions[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2000,20(5):1262–1275.

[6]Davies MJ.Anatomic features in victims of sudden coronary death.Coronary artery pathology[J].Circulation,1992, 85(1 Suppl):I19–24.

[7]Heliopoulos J, Vadikolias K, Piperidou C, et al.Detection of carotid artery plaque ulceration using 3-dimensional ultrasound[J].J Neuroimaging,2011,21(2):126–131.doi: 10.1111/j.1552–6569.2009.00450.x.

[8]Vicenzini E, Giannoni M F, Puccinelli F, et al.Detection of carotid adventitial vasa vasorum and plaque vascularization with ultrasound cadence contrast pulse sequencing technique and echo-contrast agent[J].Stroke,2007,38(10):2841–2843.

[9]李超伦, 王文平, 何婉媛, 等.不同回声类型颈动脉斑块超声造影增强强度的分析[J].中华医学超声杂志:电子版, 2012, 9(12):22–25.doi:10.3877/cma.j.issn.1672–6448.2012.12.006.Li CL, Wang WP, He WA.et al.Correlation of carotid artery plaque echogenicity with intraplaque neovacularization detected with contrast-enhanced ultrasound[J].Chinese Journal of Medical Ultrasound: Electronic Version, 2012, 9(12):22–25.doi:10.3877/cma.j.issn.1672–6448.2012.12.006.

[10]Staub D, Partovi S, Schinkel AF, et al.Correlation of carotid artery atherosclerotic lesion echogenicity and severity at standard US with intraplaque neovascularization detected at contrast-enhanced US[J].Radiology,2011,258(2):618–626.doi: 10.1148/radiol.10101008.

[11]Fleiner M, Kummer M, Mirlacher M, et al.Arterial neovascularization and inflammation in vulnerable patients:early and late signs of symptomatic atherosclerosis[J].Circulati on,2004,110(18):2843–2850.

[12]Xiong L, Deng Y B, Zhu Y, et al.Correlation of carotid plaque neovascularization detected by using contrast-enhanced US with clinical symptoms[J].Radiology,2009,251(2):583–589.doi:10.1148/radiol.2512081829.

[13]ten Kate GL, van Dijk AC, van den Oord SC, et al.Usefulness of contrast-enhanced ultrasound for detection of carotid plaque ulceration in patients with symptomatic carotid atherosclerosis[J].Am J Cardiol,2013,112(2):292–298.doi: 10.1016/j.amjcard.2013.03.028.

[14]Müller HF, Viaccoz A, Kuzmanovic I, et al.Contrast-enhanced ultrasound imaging of carotid plaque neo-vascularization: accuracy of visual analysis[J].Ultrasound Med Biol,2014,40(1):18–24.doi:10.1016/j.ultrasmedbio.2013.08.012.

[15]Walker LJ, Ismail A, Mcmeekin W, et al.Computed tomography angiography for the evaluation of carotid atherosclerotic plaque:correlation with histopathology of endarterectomy specimens[J].Stroke,2002,33(4):977–981.

[16]Risgaard R, Ettrup A, Balle T, et al.Radiolabelling and PET brain imaging of the alpha(1)-adrenoceptor antagonist Lu AE43936[J].Nucl Med Biol,2013,40(1):135–140.doi: 10.1016/j.nucmedbio.2012.09.010.

[17]Chróinín DN, Marnane M, Akijian L, et al.Serum lipids associated with inflammation-related PET-FDG uptake in symptomatic carotid plaque[J].Neurology,2014,82(19):1693–1699.doi: 10.1212/WNL.0000000000000408.

[18]Skagen K, Johnsrud K, Evensen K, et al.Carotid plaque inflammation assessed with (18)F-FDG PET/CT is higher in symptomatic compared with asymptomatic patients[J].Int J Stroke,2015,10(5):730–736.doi: 10.1111/ijs.12430.

[19]Noh SM, Choi WJ, Kang BT, et al.Complementarity between (18)F-FDG PET/CT and Ultrasonography or Angiography in Carotid Plaque Characterization[J].J Clin Neurol,2013,9(3):176–185.doi:10.3988/jcn.2013.9.3.176.

[20]Sadat U, Teng Z, Young VE, et al.High-resolution magnetic resonance imaging-based biomechanical stress analysis of carotid atheroma: a comparison of single transient ischaemic attack, recurrent transient ischaemic attacks, non-disabling stroke and asymptomatic patient groups[J].Eur J Vasc Endovasc Surg,2011,41(1):83–90.doi: 10.1016/j.ejvs.2010.09.006.

[21]Fabiano S, Mancino S, Stefanini M, et al.High-resolution multicontrast-weighted MR imaging from human carotid endarterectomy specimens to assess carotid plaque components[J].Eur Radiol,2008,18(12):2912–2921.doi: 10.1007/s00330–008–1091–x.

[22]Saam T, Ferguson MS, Yarnykh VL, et al.Quantitative evaluation of carotid plaque composition by in vivo MRI[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2005,25(1):234–239.

[23]Cai JM, Hatsukami TS, Ferguson MS, et al.Classification of human carotid atherosclerotic lesions with in vivo multicontrast magnetic resonance imaging[J].Circulation,2002,106(11):1368–1373.

[24]Chatzizisis YS, Jonas M, Coskun AU, et al.Prediction of the localization of high-risk coronary atherosclerotic plaques on the basis of low endothelial shear stress: an intravascular ultrasound and histopathology natural history study[J].Circulation,2008,117(8):993–1002.doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.107.695254.

[25]周巧兰, 李治安,勇强, 等.超声二维应变成像技术评价颈动脉粥样硬化斑块力学状态的初步研究[J].心肺血管病杂志,2010,29(4):287–290.doi:10.3969/j.issn.1007–5062.2010.04.008.Zhou QL, Li ZA, Yong Q, et al.Observation and primary study of carotid atherosclerotic plaque with X-strain imaging[J].Journal of Cardiovascular and Pulmonary Diseases, 2010, 29(4):287–290.doi:10.3969/j.issn.1007–5062.2010.04.008.

[26]Lovett JK, Rothwell PM.Site of carotid plaque ulceration in relation to direction of blood flow: an angiographic and pathological study[J].Cerebrovasc Dis,2003,16(4):369–375.

[27]Cheng C, Helderman F, Tempel D, et al.Large variations in absolute wall shear stress levels within one species and between species[J].Atherosclerosis,2007,195(2):225–235.