颈动脉粥样硬化斑块不同部位超声造影特征*

张梅 林玲 陈红艳 文晓蓉 罗燕

(四川大学华西医院超声科，四川 成都 610041)

颈动脉粥样硬化斑块的破裂和继发血栓是导致缺血性脑梗死的重要原因[1-2]。近年多项研究结果证实，斑块内炎症反应和新生血管在斑块易损性中扮演者着重要角色[3-5]。斑块不同部位的易损性存在差异[6-7]。实时超声造影能够敏感地探测斑块内新生血管，成为观察斑块内新生血管的一项新的无创性影像学手段[8-9]。目前，超声造影对斑块不同部位新生血管灌注特征进行分析的研究尚不多见。本研究从斑块不同部位新生血管超声造影强化特征方面探讨了超声造影在颈动脉斑块易损部位评估中的价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象 纳入2015年7月～2016年1月我院收治的存在颈动脉斑块的患者78例，其中男性57例，女性21例； 年龄61～79岁, 平均(65.7±10.2)岁。合并高血压54例(69.23%)，糖尿病30例(38.46%)，吸烟史31例(39.74%)。其中5例具备手术指证患者行颈动脉内膜剥脱术。存在多个斑块者以最厚的斑块作为超声造影研究对象，共研究颈动脉斑块78个。

1.2 仪器 采用PHILIPS IU22彩色多普勒超声诊断仪, 探头选用9L宽频线阵探头，频率范围6～9 MHz；仪器具备低机械指数脉冲反向谐波成像，支持编码谐波成像下的浅表器官造影成像，能够实现低机械指数实时灌注成像。

1.3 方法

1.3.1 对78例患者的颈动脉斑块进行常规二维灰阶超声、彩色多普勒超声检查后行超声造影：经过斑块最大厚度的切面，局部放大图像，启动实时超声造影模式，采用低机械指数脉冲反向谐波造影成像技术，机械指数(mechanical index, MI)设定为0.08～0.13，频率1.7～3.4 MHz, 帧频12帧/秒，图像深度3～5 cm。 超声造影剂采用声诺维(SonoVue，Bracco，Switzerland)冻干粉剂(59 mg)和5ml生理盐水混合，然后充分震荡至冻干粉末完全分散呈白色混悬液，内含六氟化硫微泡，微泡平均直径2.5μm，随血液循环，最终经呼吸排出。注射造影剂时采用18G针经患者外周静脉注射，2～3s内团注SonoVue2.0 mL，随后用3～5mL生理盐水以相同速度冲注。注射造影剂后同步计时，2 分钟内连续观察颈动脉斑块显影情况，并将整个造影过程进行动态储存以备后期分析处理。

1.3.2 超声造影图像分析 观察斑块的强化过程：包括强化起始部位、强化分布区域及强化形态特征；增强强度采用QLAB8.1定量分析软件，人工描绘斑块范围作为感兴趣区，并启用动态追踪功能，结合手动逐帧修正，对斑块各部位强化程度建立时间-强度曲线并行曲线的伽马拟合(图1)，获得强化定量参数：强化峰值强度(PI)，斑块与管腔峰值强度比(PI/PIc ) ，曲线下面积(AUC)，斑块与管腔曲线下面积比(AUC/AUCc)，上升时间(RT)。造影强化程度分析由两名有经验的超声医师分别进行，两名超声医师对患者状况不知情。

图1 颈动脉斑块各部位新生血管超声造影时间-强度分析Figure 1 CEUS time-intensity curve analysis of intra-plaque different parts neovascularization

注：a.颈动脉斑块上游肩部；b.斑块下游肩部；c.颈动脉斑块顶部；d.颈动脉斑块中央部

2 结果

2.1 颈动脉斑块新生血管超声造影灌注模式表现 斑块的强化过程多见由斑块基底部和内膜面开始，并逐渐向斑块内部分布，呈点状、片状或短线状强化，以斑块周边部分强化明显，包括上游肩部、下游肩部、管腔面和基底面，见图2。

2.2 斑块上游肩部、下游肩部、顶部及中央部强化程度量化 斑块四个部位的 PI、PI/PIc、AUC、AUC/AUCc、RT存在差异，四个部位强化程度由高到低依次为上游肩部、下游肩部、顶部、中央部，各部位间比较均存在差异(P<0.05),见表1。

图2 超声造影所显示的颈动脉斑块内部新生血管的强化表现Figure 2 CEUS shows the intra-plaque neovascularization

注：A.颈动脉斑块上游肩部的点状强化；B.斑块内部稀疏分布点状及短线状强化；C.从基底部和内膜面向斑块内部逐渐广泛分布的点状、短线状及片状强化

表1 斑块不同部位超声造影强化特征比较Table 1 Comparison of contrast-enhanced intensity of four parts of plaque

注： PI、PI / PIc、AUC、AUC / AUCc、RT各部位间比较差异有统计学意义，①P<0.05

3 讨论

颈动脉斑块的易损性在脑梗死的发生和发展过程中具有重要临床意义，其主要病变基础是易损性斑块的破裂和继发血栓形成，继而造成供血区域的缺血损伤[1-2，10]。近年来，多项研究结果证实，斑块炎症反应和新生血管在斑块易损性中扮演着重要角色，易损性斑块更广泛地存在于新生血管[3-4，11]。Groen等[6]的研究发现，斑块不同部位的易损性存在差异。

Coli等[12]对斑块病理组织学与斑块超声造影强化表现进行比较，证明超声造影能够识别直径为32～99μm的微血管，超声造影强化区域正是斑块高度血管化区域所在。超声造影对于斑块微血管灌注的显示是实时动态的，并且能够根据时间-强度曲线进行微血管定量，因此适用于斑块新生血管灌注模式分析[13-16]。

本研究发现，颈动脉斑块的新生血管超声造影灌注模式表现为斑块的强化过程多由斑块基底部和内膜面开始，并逐渐向斑块内部分布，呈点状、片状或短线状强化，以斑块周边部分强化明显，包括上游肩部、下游肩部、管腔面和基底面。 进一步根据时间强度曲线作的量化分析结果提示，以强化峰值强度(PI)、斑块与管腔峰强比、曲线下面积、斑块与管腔曲线下面积比四个指标所反应的新生血管强化程度，斑块四个部位强化程度由高到低依次为上游肩部，下游肩部，顶部，中央部(P<0.05)；以上升时间(RT)所反应的强化程度，上游肩部仍然是强化程度最高的(P<0.05)，中央部是强化程度最低的(P<0.05)，而下游肩部和顶部强化程度无明显差异(P>0.05)。

我们的超声造影研究结果证实，斑块不同部位的新生血管强化程度存在差异，斑块上游肩部，即近心端肩部，新生血管的形成和分布最为丰富，这与既往文献报道该区域炎症反应最活跃，且最易发生破裂相吻合[6-7]。分析原因可能有以下几个方面：①与斑块内新生血管的形成方式有关。新生血管是在原有毛细血管的基础之上，通过芽生和非芽生的方式，由血管内皮细胞增生并迁移而形成。关于斑块内新生血管的起源，Kumamoto 等[17]的研究证实斑块内新生血管主要来自外膜滋养血管，占96.5% ，来自管腔的滋养血管占3.5%，外膜面来源是管腔面来源的的28倍，因此可能出现斑块周边部分新生血管较中央部分密集。② 斑块内炎症细胞多出现在脂质核周边以及纤维帽中，说明斑块周边部分炎症反应较中央部分更严重，也更容易诱发新生血管的生成。依据可能与动脉斑块新生血管形成原因中的“非缺氧依赖机制”有关[18]， 即斑块中新生血管的形成主要受炎症反应和活化Toll样受体的介导。Toll样受体是参与非特异性免疫的一类重要蛋白质，也是连接非特异性免疫和特异性免疫的桥梁。③ 从斑块所处力学环境角度分析，斑块表面应力分为正应力与剪切应力[19]，斑块肩部和顶部是应力集中的区域，斑块上游区域处于最为复杂的应力状态，应力变化最为突出[6，20]。易变的应力可以促使血管内皮细胞分泌趋化因子等一系列致炎因子，加重纤维帽中炎症细胞的浸润和胶原的降解。因此，斑块上游肩部炎症反应突出，局部纤维帽易于疲劳、变薄、出现裂隙进而破溃。

4 结论

本研究结果提示，超声造影能够对颈动脉斑块新生血管灌注进行实时动态观察，并通过时间强度曲线作量化分析，客观反映斑块不同部位新生血管分布的差异与斑块炎症活跃及易于受损的区域，为颈动脉斑块易损部位的评估提供了新的无创性影像学方法。

【参考文献】

[1]Chaturvedi S，Bhattacharya P． Large artery atherosclerosis: carotid stenosis，vertebral artery disease，and intracranial atherosclerosis[J]. Continuum (Minneap Minn) ，2014，20( 2) : 323-334．

[2]Kim BJ，Kim JS． Ischemic stroke subtype classification: an Asian view point[J]. J Stroke，2014，16( 1) : 8-17．

[3]Hellings WE, Peeters W, Moll FL,etal. Composition of carotid atherosclerotic plaque if associated with cardiovascular outcome: a prognostic study [J]. Circulation, 2010, 121(17): 1941-1950.

[4]Zhu Y, Deng YB, Liu YN,etal. Use of carotid plaque neovascularizatiion at contrast-enhanced US to predict coronary events in patients with coronary artery disease [J]. Radiology, 2013,268 (1): 54-60.

[5]刘国明，史浩，程海超. 斑块内新生血管分布特征的超声造影与病理对照DCE-MRI在颈动脉粥样硬化斑块新生血管定量测量中的应用[J]. 山东大学学报(医学版), 2015; 53 (12)：76-80.

[6]Groen HC , Gijsen FJ , van der Lugt A ,etal. Plaque rupture in the carotid artery is localized at the high shear stress region : a case report[J] . Stroke ,2007 ,38 (8) :2379-2381.

[7]Lovblad KO，Mendes-Pereira V，Garibotto V，etal. Neuroimaging of the vulnerable plaque[J]. Curr Vasc Pharmacol，2015，13( 2) : 182-191．

[8]宁彬，何文，张东，等. 斑块内新生血管分布特征的超声造影与病理对照[J]. 中国医学影像技术, 2015， 31(5)：655-658.

[9]蒋彦彦，朱建平，孙立. 超声造影评价颈动脉斑块内新生血管的应用研究[J]. 中国超声医学杂志, 2016， 32(9)：776-779.

[10] 丁昱，冯蕾，张海钟，等. 超声造影观察颈动脉斑块易损性的研究[J]. 中国医学影像学杂志, 2015， 23(4)：298-301.

[11] 杨璐，王文. 超声造影评价颈动脉斑块类型与斑块内新生血管关系[J]. 中国医学影像技术, 2015， 31(1)：28-31.

[12] Coli S, MagnoniM, Sangiorgi G,etal. Contrast-enhanced ultrasound imaging of intrap laque neovascularization in carotid arteries: correlation with histology and plaque echogenicity[J]. J Am Coll Cardiol, 2008,52(3):223-230.

[13] 魏立亚，何文，张红霞，等. 颈动脉硬化斑块内新生血管的超声造影研究[J]. 中华医学超声杂志, 2009, 6(6)：1095-1102.

[14] 熊莉，邓幼斌. 超声造影颈动脉粥样硬化斑块显影程度与急性脑血管病的关系[J]. 中国医学影像技术, 2008,24(10)：1583-1585.

[15] 薛红元，叶玉泉，高丽，等. 应用超声造影技术对不同厚度颈动脉斑块内新生血管的评价[J]. 中国超声医学杂志, 2016, 32(6)：491-493.

[16] 陈娜燕，朱建平，周初勋，等. 超声造影对不同回声类型颈动脉斑块内新生血管的分析[J]. 中国动脉硬化杂志, 2016, 24(11)：1109-1114.

[17] Kumamoto M, Nakashima Y, Sueishi K. Intimal neovascularization in human coronary atherosclerosis: its origin and pathophysiological significance[J].Hum Pathol,1995,26(7): 450-456.

[18] Frantz S, Vincent KA, Feron O,etal. Innate immunity and angiogenesis[J]. Circ Res,2005,96(3): 15-26.

[19] 荆利娜，高培毅，林燕，等. 破裂与非破裂颈动脉粥样硬化斑块周围血流动力学的MRI分析[J]. 中华放射性杂志, 2015,49(1)：25-28.

[20] Shah F, Balan P, Weinberg M,etal. Contrastenhanced ultrasound imaging of atherosclerotic carotid plaque neovascularization: a new surrogate marker of atherosclerosis [J]Vasc Med, 2007,12(4):291-297.