SMI技术检测颈动脉斑块内新生血管的应用

王湘竹，王 琳，卢瑞刚，于泽兴*

1.北京中医药大学东直门医院超声科，北京 100700；2.北京朝阳医院超声科，北京 100020

颈动脉粥样硬化是发生缺血性脑卒中的重要原因，管腔狭窄之后，远端的血液供应受到影响，动脉粥样硬化斑块可导致官腔狭窄，斑块中的新血管与斑块稳定性密切相关[1,2]。易损斑块中新血管的检出率和密度显著高于稳定斑块中的新血管，新血管的数量可以用作判断斑块稳定性的新指标[3]。临床上，超声造影(contrast-enhanced ultrasonography，CEUS)常被用来对斑块中新血管形成进行检测，通过注入六氟化硫微泡造影剂增强血液回声来直观地检测斑块中的新血管形成[4,5]。此外，六氟化硫微泡造影剂几乎没有肾毒性，并且主要通过呼吸系统排泄，斑块的造影增强成像强度与斑块中新血管的数量和密度密切相关。然而，由于其需要造影剂、成本高和费时，其临床应用受到限制[6]。近年来，超微血流成像技术(superb microvascular imaging，SMI)被临床逐渐引入，SMI以高灵敏度和低伪影为特征，可以通过独特的信号处理技术显示低速血流信息，而无需使用造影剂，从而可以准确地检测出颈动脉斑块中的新血管[7,8]。SMI技术检查方法类似于常规超声检查，没有造影剂、成本低、重现性强。近年来已经对其进行了广泛的研究[9]。

新血管的增殖是引起动脉粥样硬化的早期迹象，颈动脉斑块中的新血管是病理性的新血管，易于破裂，会增加斑块的脆弱性并引起斑块内出血或斑块破裂，导致短暂性脑缺血发作或脑梗死，导致相应的神经功能缺损症状[10]。目前SMI在检查斑块内新生血管形成的临床价值的研究还较少，本研究通过将CEUS检查与SMI技术的检查结果进行对比，探讨SMI技术在检查斑块内新生血管形成中的应用价值。

1 材料与方法

1.1 资料

选取经彩色多普勒颈动脉超声检查确诊的100例颈动脉粥样硬化患者作为研究对象，患者纳入时间范围2019年1月至2020年4月。纳入标准：颈动脉粥样硬化患者的诊断标准参考《中国头颈部动脉粥样硬化诊治共识》[11]中的标准；患者年龄在19～79岁；经彩色多普勒超声检查，患者劲动脉内膜中膜厚度≥1.5 mm；患者愿意接受本研究的相关检查；研究实施前签署知情同意书。排除标准：具有六氟化硫微泡禁忌证(重度的肺动脉高压、原发性高血压未能控制)；贫血、血液系统疾病；近3个月内使用降血脂类药物；伴有呼吸循环系统严重感染性疾病；近3个月内具有心脏、脑血管手术病史。

100例颈动脉粥样硬化患者，患者年龄43～79岁，平均年龄(62.3±6.6)岁；男63例、女37例；患者的体质量指数(BMI)(24.2±2.3)kg/m2；其中伴有高血压的患者有88例、糖尿病患者32例、冠心病病史患者12例、慢性阻塞性肺疾病患者9例；吸烟患者43例、饮酒患者41例。

1.2 SMI技术检测

使用Toshiba Aplio 500超声诊断仪，该仪器配备了SMI技术的成像软件。稳定探头，沿着血管的方向从患者颈部的底部到颈总动脉的近端扫描探头。用探头探及颈总动脉的分支，包括颈内动脉和颈外动脉，定位目标斑块，并确定其大小。稳定探头，启动SMI，启动灰度模式超微血管成像(mSMI)模式，使图像以双帧形式显示，调整并稳定机器的增益和深度，在检查过程中仔细观察斑块中是否有点状和线状强回声，如果有则表示为有新血管形成，保存图像并记录数据。根据在斑块中观察到的新血管形成的位置，将其分为斑块近端的肩部、斑块远端的肩部、斑块的基部和斑块的顶部。

1.3 CEUS检测

选择由SMI确定的带有新生血管形成的斑块作为观察目标，执行CEUS检查。患者仰卧，头部往后倾斜同样稳定探头。将探头焦点定位于斑块的后边缘，选择CEUS模式，然后将造影剂1.2 mL六氟化硫微泡(Bracco公司)用5.0 mL生理盐水稀释后制作成的乳白色悬浮液注射入患者左肘的正中静脉中。注射后，再单独注射5.0 mL生理盐水，以第一次注射造影剂开始记作Time A，按RAW按钮进行数据存储。注射后15 s，观察颈动脉灌注情况，时间为3 min，观察结束以同样的方式再次注射造影剂，将此时间点记作Time B，以同样的方式存储数据，根据颈动脉造影灌注情况以及斑块的特点来记录新生血管的数量、位置和形状。以上过程由两名超声医师完成，两位超声检查师在同一位置重新评估斑块中的新血管。

1.4 判断标准

颈动脉粥样硬化斑块内部新生血管的分级的评价标准，CEUS、SMI技术采用同样的评价标准，经彩色多普勒超声确诊，0级：颈动脉粥样硬化斑块内未检出强回声；1级：颈动脉粥样硬化斑块内发现1～3个点状的强回声；2级：颈动脉粥样硬化斑块内发现3个以上点状的强回声或者发现1～2处呈短线状的强回声；3级：颈动脉粥样硬化斑块内发现2处及以上贯穿或大部贯穿斑块线状连续性强回声，或发现血液流动特征。

1.5 统计学处理

2 结果

2.1 颈动脉彩色多普勒超声检查发现的斑块位置、大小情况

本研究的100例颈动脉粥样硬化患者，通过颈动脉彩色多普勒超声检出斑块134个包含低回声斑块61个、低回声为主的混合回声斑块73个。斑块所在位置的情况：颈内动脉27个、颈总动脉分叉处72个、颈总动脉中段35个。低回声斑块的平均厚度为(3.22±1.07)mm，平均斑块长度为(11.60±3.31)mm；混合回声斑块的平均厚度为(3.50±1.21)mm，平均斑块长度为(17.32±4.16)mm，详见表1。

表1 颈动脉彩色多普勒超声检查发现的斑块位置、大小情况

2.2 不同斑块厚度的CEUS检出分级情况

134个颈动脉粥样硬化斑块：CEUS检出0级斑块13个(9.70%)、1级斑块33个(24.63%)、2级斑块40个(29.85%)、3级斑块48个(35.82%)。各种级别斑块的斑块厚度分布情况见表2。

表2 不同斑块厚度的CEUS检出分级情况

2.3 不同斑块厚度的SMI技术检出分级情况

134个颈动脉粥样硬化斑块：SIM检出0级斑块18个(13.43%)、1级斑块35个(26.12%)、2级斑块43个(32.09%)、3级斑块38个(28.36%)。各种级别斑块的斑块厚度分布情况见表3。

表3 不同斑块厚度的SMI技术检出分级情况

2.4 颈动脉粥样硬化斑块SMI技术检出分级与CEUS分级的一致性

以CEUS检出颈动脉粥样硬化斑块内部血管信号分级作为标准，绘制SMI技术检测结果与CEUS结果的相关性见表4，经统计分析：SMI技术检出分级与CEUS分级的一致性kappa值为0.516，P=0.000；SpearmanR=0.704，P=0.000；SMI技术检出分级与CEUS分级具有较高的一致性和相关性。

表4 颈动脉粥样硬化斑块SMI技术检出分级与CEUS分级的一致性

3 讨论

动脉粥样硬化是一种系统性的、脂质驱动的动脉壁炎性疾病，它是心血管和脑血管疾病以及进一步急性并发症的主要原因[12]。颈动脉斑块的存在破坏了内皮细胞提供的正常保护机制，这与缺血性脑卒中的病理生理学有关[13]。研究表明[14]，斑块中新血管形成可能是未来脑血管事件的重要标志。

CEUS被认为能有效地检测动脉粥样硬化斑块[15]，人体软组织在超声图像中具有不同的回声特性，选择与人体软组织超声回声明显不同或声阻抗显著差别的物质为造影剂，在体腔、导管或血管中，增强器官或病变和血液灌注信息的显示是从形态成像到功能成像的高级步骤[16]。

在本研究中，SMI技术检测分类和CEUS分类具有高度的一致性和相关性，CEUS通过注射特殊的静脉造影剂来治疗患者，一旦发现病变，可以立即进行超声造影。斑块中的新微血管是斑块易损性的关键指标，由于新血管的直径小和血流速度低，检测难度增加。SMI技术可以显示微小的血管，包括其分支[17]。在SMI技术出现之前，只有CEUS技术才能实现此功能。CEUS可反映斑块表面的规则性、是否有出血和纤维帽破裂的情况等，此外，还能实时显示和评估斑块中的血管和血管供应管[18]。CEUS具有一定侵入性，要求操作者具有很高的技能。SMI是一种新的血管成像模式，可以专门可视化低流速的小血管，它不需要造影剂，并使用独特的算法以显著提高图像质量，显示微血管血流。

SMI通过抑制背景信号可对血流信号进行突出加强，获得的图像更具高帧频和高分辨率。SMI技术可检测低速血流信号，它具有高灵敏度和高分辨率[19]。剪裁信息使血流信息突出。因为它减去背景信号仅显示低速血管，所以它可以清楚地观察到在颈动脉易损斑块中微小新血管的形成，SMI技术相对于CUES能更加快速、清晰地对新生血管的生成进行显示，并能清晰定位到低速新血管，且mSMI模式更好地对新生分支血管细节进行描述。

SMI是评估颈动脉斑块新血管形成的一种简单方法，SMI可通过图像上的强回声数来反映颈动脉斑块中的新血管形成的数目及分类，与CUES具有良好的一致性。由于其高分辨率、高灵敏度且无需借用造影剂，因此它在颈动脉斑块的检测中具有重要的研究价值，可作为颈动脉斑块新血管形成的重要检测方法。该实验有一定的局限性：对新生血管的判定存在主观性，需要制定客观的定量指标；且本研究受限于样本数量，在今后的研究中还需要进一步研究。

综上所述，SMI技术检测颈动脉粥样硬化斑块内新生血管形成与CEUS结果具有较高的一致性和相关性，可以作为一种无创、快速、方便的检测手段应用于临床。