大动脉炎多模态血管超声的研究进展

喻晓娜，任卫东

(中国医科大学附属盛京医院超声科，沈阳 110004)

大动脉炎是一种少见的血管炎，主要累及主动脉及其分支，颈动脉受累最为常见，且最常见于亚洲年轻女性，女性发病率是男性的6～8倍[1-2]。这种疾病曾被称为主动脉弓综合征、无脉性疾病、特发性主动脉炎、狭窄性主动脉炎、闭塞性血栓性脑病等。1908年，日本一位眼科医师首先描述了1例患有该病(年轻女患者)的视网膜动静脉异常的病例，1962年，有学者明确提出大动脉炎这个概念，并以Takayasu命名该类疾病[3-4]。大动脉炎是大动脉肉芽肿性炎症的最常见原因，也是儿童血管炎的第三大常见原因之一[5]。大动脉炎的炎症特征是早期仅累及血管内壁，而血管外壁不受影响，主要是血管内膜纤维化、平滑肌增生，主要表现为血管狭窄，随着疾病进展最终血管内外壁均受影响，表现为血管扩张、动脉瘤形成，从而导致相应供血器官功能障碍。大动脉炎缺乏特定的症状和实验室生物标志物，早期临床表现为非特异性，因此，对疾病活动性和病情进展的评估十分困难，疾病在发病初期往往被误诊。大动脉炎的病程通常持续活跃，患者的生存率较高，而早期诊断和综合管理可以提高患者的生存率及生活质量。目前超声以其便捷、无创、实时等优势在大动脉炎的早期诊断及随访中发挥了不可替代的作用。如何将二维超声、彩色多普勒超声、超声造影等多种血管超声技术应用于大动脉炎血管病变的早期诊断，为临床医师提供帮助是超声医师的目标。现就大动脉多模态超声的研究进展予以综述。

1 大动脉炎的一般临床表现及诊断标准

大动脉炎的临床表现根据疾病进程的不同而不同。在疾病早期，活跃的炎症阶段，非特异性全身症状占优势数周或数月，因而大动脉炎常被忽视或被认为是其他常见急性疾病的表现，从而被误诊。在大动脉炎早期，疾病可能会以缓解、复发、反复交替的形式存在，使诊断变得困难[6-7]。大动脉炎患者的一般临床表现以高血压最为常见，其次为头痛、发热、呼吸困难等[8-9]。

目前常用的大动脉炎的诊断标准是1990年美国风湿病学会提出的：发病年龄≤40岁；间歇性跛行；一侧或双侧肱动脉搏动降低；双上肢动脉收缩压差值>10 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)；锁骨下动脉或主动脉存在杂音；主动脉及其一级分支或上下肢近端大动脉狭窄或闭塞；排除由其他病因引起的继发性动脉管壁增厚，且符合其中以上3项诊断标准，即可诊断为大动脉炎[10]。

2 大动脉炎的器官特异性表现

大动脉炎是一种全身多器官疾病，在心脏主要表现为高血压[6]，而充血性心力衰竭是导致大动脉炎患者死亡的主要原因[9]；2.8%～28%的大动脉炎患者可观察到皮肤特征改变[11]；大约20%的大动脉炎患者表现为神经系统受累，最常见的神经系统症状是严重的头痛[12]，大脑中动脉是最常见的受累血管之一[13]；大约10%的儿童大动脉炎患者可出现胃肠道受累的症状，表现为急性或慢性腹痛[14]；大动脉炎患者的眼部表现通常伴随颈动脉的闭塞或严重狭窄，视网膜异常最为常见[15]。肾脏和肺脏受累的患者则相对少见。

大动脉炎的血管特征表现是其主要发病特点，对血管病变的早期发现也有助于疾病的诊断。大动脉炎主要累及主动脉弓及其主要分支，根据受累病变范围，大动脉炎可分为头臂型、肾动脉型、胸腹主动脉型、肺动脉型和混合型，冠状动脉亦可受累，其中颈动脉是大动脉炎最常见的病变血管[16]。动脉管壁内膜、中膜异常增厚是大动脉炎早期的病理改变，肉芽肿性炎症最终可导致动脉狭窄、血栓和动脉瘤形成[17]。

3 多模态血管超声技术在大动脉炎中的应用

3.1常规二维灰阶超声成像技术在大动脉炎中的应用 二维灰阶超声是所有超声技术的基础，它利用超声波在不同组织中传播时反射不同的回波信号进行成像，以图像的灰阶值反映组织情况。大动脉炎分型中，以头臂型及混合型患者最为常见，也就是主动脉弓及分支最易受累[16]。二维超声对于浅表器官的检查具有显著的优势，颈动脉及锁骨下动脉相对表浅，超声图像显示清晰，诊断的准确率高。二维灰阶超声可以显示大动脉炎的血管壁厚度，管腔狭窄程度，是大动脉炎首选的诊断方法。大动脉炎二维超声表现为在纵切面上，图像显示动脉管壁正常的三层结构模糊不清，动脉壁呈节段性全层弥漫、不规则性增厚，可表现为弱回声、等回声或不均匀性回声，两处病变中间可见正常管壁回声，动脉壁僵硬、搏动减弱；在横切面上可见管腔呈偏心性狭窄，有的病变部位呈斑块状增厚，但边缘多较光滑，管腔出现向心性狭窄以至闭塞。二维灰阶超声简单、廉价、易于重复，大动脉炎患者通常需要长期复查，这也是其优势所在。但常规二维灰阶超声对于肾动脉、腹主动脉等位置较深的血管检查受到诸多限制，如肠气干扰、患者肥胖等，对于这些图像不清晰的患者，往往需要其他的检查方法协助诊断。此外，二维超声不能反映大动脉炎患者新生血管情况，不能判断疾病是否处于活动期。常规二维灰阶超声对超声医师具有明显的依赖性，经验丰富的医师更有助于疾病的诊断。因此，需要更多的超声检查方法对大动脉炎患者进行诊断、评估和随访。

3.2彩色多普勒血流成像技术在大动脉炎中的应用 超声多普勒效应的原理是基于多普勒效应，从体外获取人体运动脏器的信息，经过处理后以彩色图像或频谱图像显示。超声多普勒包括彩色多普勒和频谱多普勒，在血管病变诊断中不可或缺。彩色多普勒血流成像技术运用运动目标显示器，接收血流中红细胞的信息，通过彩色编码技术，以红、绿、蓝三原色来显示血流信息。彩色多普勒技术可以同时观察血管的解剖结构、内膜厚度和管腔内血流情况，具有无辐射、价格低廉、重复性好等优点。它可以清晰地显示大动脉炎患者血管狭窄情况和血流动力学变化，是大动脉炎诊断中必不可少的方法之一。大动脉炎患者彩色多普勒超声表现为：病变动脉为轻度狭窄时，病变处彩色血流束可略变细；血管为中至重度狭窄时，病变处彩色血流束可明显变细，呈细线状多彩镶嵌的血流，病变远端动脉内血流黯淡；病变严重或管腔内血栓形成时，管腔可完全闭塞，无彩色血流显示；病程较长的患者，在病变动脉附近可见侧支循环建立[18]。然而，多普勒具有角度依赖性，虽然对颈动脉等表浅血管的显示相对清晰，但是对于腹部血管(肾动脉、腹主动脉等)，受腹腔肠气及角度的干扰，诊断具有局限性。此外，彩色多普勒超声成像技术对低速血流信号的检测不敏感，对大动脉炎患者增厚管壁内新生血管情况的评估也存在局限性。

3.3超声造影技术在大动脉炎中的应用 超声造影技术的出现是超声医学发展史上的第三次革命[19]，随着超声造影剂的发展，造影剂可通过肺循环进入体循环使特定组织器官显影，为超声诊断提供了新的方向。Rajaram等[20]首先报道了颈动脉斑块内具有造影剂增强效应的现象。Vicenzini等[21]研究认为，斑块内造影剂微气泡的显示是新生血管形成的标志。Shah等[22]对颈动脉硬化患者分别行斑块超声造影及病理组织学研究，发现超声造影增强半定量组织学评分，与病理结果相关性良好。通过注射超声造影剂后，可增强血液与周围组织的对比度，能清晰地显示大动脉炎血管壁的厚度和管腔狭窄程度。超声造影可清晰显示动脉管壁的内、中膜厚度，提高其测量准确率，不但能早期诊断大动脉炎，也弥补了二维灰阶超声在大动脉炎早期无法显示轻微增厚内、中膜厚度的不足。对于大动脉炎血管重度狭窄或闭塞的患者，超声造影不仅能显示狭窄程度，也可以显示小的侧支循环。二维灰阶超声很难区分重度狭窄和闭塞，即使应用彩色多普勒超声，可能也无法清晰地显示低速血流信号。超声造影可以观察血流情况，对于颈内动脉闭塞的患者，颈外动脉可能会出现逆流，超声造影也能清晰地显示低速的逆流血流信号及其周围是否存在小的侧支循环。此外，超声造影还可以显示大动脉炎患者增厚的管壁内新生血管情况，而增厚的管壁内新生血管的存在是大动脉炎处于活动期的特征性表现。目前，临床对大动脉炎分期多采用1994年美国国立卫生研究院的分期标准，根据患者的症状、体征、红细胞沉降率及动脉造影4个方面将大动脉炎分为活动期与非活动期[23]，不同期的治疗方法完全不同，如果错误地评估患者的病情可能会延误治疗，引起一系列不良反应。ten Kate等[24]研究发现，超声造影可以显示动脉硬化斑块内的新生血管情况；Giordana等[25]研究认为，超声造影可以评估大动脉炎患者增厚的管壁内新生血管情况。但超声造影技术也有其自身的局限性，如有极少部分患者对超声造影剂过敏，或者患者不能耐受造影剂注射过程，则需要其他超声技术进行协助诊断。

3.4超微血管成像技术(superb micro-vascular imaging，SMI)在大动脉炎中的应用 SMI是以彩色多普勒技术为基础，新近发展起来的高灵敏度、高分辨率的改进型多普勒超声血流成像技术，它的优势在于能够捕捉低速血流信号。SMI无需造影剂即可显示病变内的新生血管情况，是一种新的无创、便捷、可重复的检查方法，目前已经广泛应用于乳腺、甲状腺等器官的微血管成像[26-27]。Wu等[28]报道了1例肝局灶结节的病例，常规彩色多普勒超声未能显示出病灶中辐轮状血流现象，而SMI能清晰地显示出辐轮状血流。SMI相对于传统彩色多普勒超声的这种诊断优势已经在儿科腹部内脏疾病[29]和肝肿瘤等疾病的初步研究中得到了证实[30]。目前，SMI观察新生血管状态评分标准主要是根据超声造影的标准提出的：无增强(0分)；1～3个点状增强(1分)；树枝状或短线状增强(2分)[31]。SMI通过自适应技术将低速血流信号分离出来，可获得极低速微小血管类似超声造影的显示效果[29]。研究显示，SMI与超声造影的检查结果一致性较高，可用于评估颈动脉粥样硬化斑块的稳定性以及斑块内新生血管情况[32-33]。Sato等[34]研究发现，SMI可检测到大动脉炎患者增厚的内膜弥漫分布的点状或细线状血流信号，即可以显示新生血管，并且SMI与超声造影相关性良好。与彩色多普勒超声及超声造影相比，SMI既弥补了常规彩色多普勒超声检查过程中需反复调节多种参数及“彩色外溢”现象等不足，也弥补了超声造影有创性检查的不足，可作为增厚的颈动脉管壁新生血管的重要筛查手段之一。

3.5其他超声技术在大动脉炎中的应用 脉搏波传导速度是目前公认的、有效的、无创测定动脉僵硬度的方法之一。研究发现，应用脉搏波传导速度可检测大动脉炎患者动脉僵硬度，其僵硬度较正常人群显著增高，可以为临床早期监测和评价大动脉炎患者动脉僵硬度和心血管风险提供一项有效的监测指标[35]。血管回声跟踪技术通过实时追踪血管壁的运动，记录血管内径随心动周期变化曲线，结合血压，自动计算出血管弹性相关参数，可用于检测血管功能变化情况。研究显示，血管回声跟踪技术可以早期发现大动脉炎患者颈总动脉僵硬度增高、弹性减低的现象，是一种方便、敏感、无创的评估大动脉炎患者血管弹性及功能的新方法[36]。彩色经颅多普勒检查可以提供颅内血管病变情况，有研究显示，颅内动脉舒张期血流速度升高且脉动指数显著降低，频谱显示，颅内循环几乎处于无搏动状态，波形衰减、波峰变钝等是大动脉炎的特征性表现[37]。作为一种无创性检查，彩色经颅多普勒也可为大动脉炎诊断提供帮助。

4 小 结

因大动脉的非特异性临床表现且发病率较低，故临床诊断较为困难，而多模态血管超声技术可作为评价大动脉炎的首选检查手段。二维超声结合多普勒超声可以观察大动脉炎管壁增厚和血流情况，超声造影和SMI可观察新生血管情况。随着超声技术的不断发展，联合多模态血管超声技术可早期发现大动脉炎病变存在，提高大动脉炎诊断的精准性，为大动脉炎的诊断提供新的有效手段。此外，大动脉炎不同的病程阶段治疗方法不同，多模态血管超声技术可以敏感地监测大动脉炎治疗过程中血管病变的变化情况，可以作为评价大动脉炎患者临床分期、治疗效果及随访复诊的一种高效便捷的手段。