超声评价颈动脉粥样硬化斑块稳定性的研究进展_杨德斌
超声评价颈动脉粥样硬化斑块稳定性的研究进展
杨德斌 金 琳 王迎春
Doi：10.3969/j.issn.1005-5185.2016.09.022
【关键词】颈动脉疾病；动脉粥样硬化；超声检查；超声检查，介入性；弹性成像技术；造影剂；综述
【中图分类号】R445.1；R541.4
脑血管疾病已成为我国居民第1位死因，病死率高于欧美国家的4~5倍，严重威胁人民的生命健康[1]。动脉粥样硬化斑块与脑血管疾病有着重要的关系，20%~30%的脑卒中患者是由颈动脉斑块所致[2]。斑块除引起管腔狭窄外，其性质在脑卒中的发病机制中也发挥着重要的作用[3]。不稳定斑块容易破溃形成溃疡、继发血栓，在高速血流冲击下血栓或碎片脱落，阻塞颅内血管导致脑梗死发生[4]。一种理想的影像学检查方法不仅应提供管腔狭窄程度，更重要的是早期识别不稳定斑块，及时治疗可预防及减少缺血性脑血管病的发生。本文就超声检测颈动脉粥样硬化斑块稳定性的研究进展做一综述。
1 颈动脉粥样硬化斑块不稳定性斑块的特征
大量研究证实，不稳定性斑块为偏心性斑块，并具有斑块内存在活跃的炎症反应、富含脂质核心、表面溃疡、纤维帽<65 μm、斑块内出血、破裂纤维帽下血栓形成的坏死核心、斑块新生血管生成、表面结节样钙化，尤其是薄的纤维帽覆盖大的脂质坏死核心及活跃的炎症反应易破裂等特征[5]。动脉斑块内新生血管的存在与心血管疾病的发生相关[6]。新生血管易导致斑块内出血，增加破裂的风险。检测斑块溃疡及新生血管生成可作为诊断易损斑块的标志物[7]。
2 颈动脉粥样硬化斑块影像学检查的优势与不足
目前，常用于颈动脉斑块稳定性的影像学检查方法包括超声、数字减影血管造影术（DSA）、磁共振血管成像（MRA）、CT血管造影（CTA）和正电子发射断层扫描/计算机断层扫描（PET/CT）等技术。DSA可准确显示颈动脉狭窄和闭塞的部位及程度，被认为是判断动脉狭窄或闭塞的“金标准”；但其无法显示斑块的完整形态及内部结构，加之有创且价格昂贵，且本身也会诱发缺血性脑血管病等并发症[8]。MRA 具有高分辨率和高灵敏度的优点，是颈动脉斑块成像的“金标准”，能识别斑块溃疡、脂质核心和炎症[9]；但由于扫描所需时间较长而制约了其在临床上的应用，且幽闭恐惧症、体内有金属植入物、起搏器以及重症患者均不适合行MRI检查。CTA对硬化斑块形态学方面的检测大多集中在钙化灶上，是检测斑块钙化的“金标准”，通过测量CT值来评价斑块的稳
定性，有较强的分析斑块溃疡的能力；但其无法准确区分脂质坏死核心与斑块内出血，且射线剂量和碘剂也是CTA的局限性所在[9-10]。PET/CT扫描，CT显示颈动脉硬化斑块轮廓及密度，PET显示斑块对18F-FDG的摄取情况（炎症反应部分呈高代谢），识别斑块内的巨噬细胞和细胞炎症因子，预测斑块内的炎症程度，从而评价斑块的稳定性；然而FDG 可被任何代谢旺盛的组织摄取，FDG摄取较高的区域无法观察到斑块的存在[11-12]。
3 颈动脉粥样硬化斑块超声检查
颈动脉粥样硬化的发生和发展过程中，动脉内膜-中膜（intima media thickness，IMT）是最早被累及的部位。IMT 增厚是动脉硬化的标志，评定标准：IMT<1.0 mm为正常；
1.0 mm≤IMT<1.5 mm为硬化；IMT≥1.5 mm为斑块形成。超声已成为颈动脉粥样硬化斑块筛查的首选影像学检查方法，不仅可准确检测IMT厚度及评价管腔狭窄程度，还可以依据回声类型、均质性、硬度、新生血管等评价斑块的稳定性[13]。目前用于评价斑块稳定性的超声技术有常规超声、血管内超声、弹性成像、超声造影、超微血流成像技术。
3.1 常规超声 颈动脉粥样硬化斑块的形态及内部结构成分是影响斑块稳定性的关键因素。常规超声主要通过斑块的回声类型及均质性判断斑块的稳定性。一般认为低回声或以低回声为主的混合性斑块多为不稳定斑块，强回声或钙化斑块为稳定斑块。但常规超声主要通过目测法判断斑块性质，易受到检查者主观因素影响，且常规超声对颈动脉斑块溃疡的评估作用有限[14]。有学者在二维超声的基础上发展了灰阶中位数（gray-scale median，GSM）对颈动脉斑块进行量化，并与病理组织对照。Sztajzel等[3]研究发现斑块内出血和坏死核心GSM值最低，纤维斑次之，钙化斑最高。然而GSM在使用过程中一直存在争议。Kolkert等[15]认为GSM评价斑块的易损性并无太大价值。
3.2 血管内超声（intravascular ultrasound，IVUS） IVUS显像是近年来用于诊断血管病变的影像学介入新技术，是腔内超声在血管中的运用。通过血管植入导丝，将微型超声探头
【基金项目】上海市嘉定区卫计委科研课题项目（2015-KY-02）；上海市嘉定区科委医学科研课题项目（2013-KW-03）；上海
市嘉定区中心医院中青年骨干人才培养计划。
【作者单位】上海市嘉定区中心医院超声科上海 201800
【通讯作者】王迎春 E-mail: 139********@https://www.360docs.net/doc/0618803315.html,
引导到目标部位，精确地测量血管管径、狭窄程度，清晰地显示颈动脉粥样硬化性质，易于发现早期粥样硬化斑块；并可依据IVUS回声对斑块进行定性评估。万杰清等[16]认为，周围有高回声区或有纤维帽覆盖的极低回声或无回声区的脂质软斑为不稳定性斑块，表面覆盖薄薄一层纤维帽结构的纤维斑块为潜在的不稳定性斑块，钙化斑块为稳定性斑块。但IVUS发现富含脂质斑块的敏感性不高，尚难以严格区分纤维性、脂质性和纤维脂质混合性斑块[17]。为更加准确地获取斑块信息，在IVUS基础上出现了虚拟组织学血管内超声（virtualhistology intravascular ultrasound，VH-IVUS），其基本原理是利用反向散射的超声射频信号，通过功率频谱的处理进行比较分析，用不同颜色模拟斑块的组织学构成。VH-IVUS 可定性、定量评价颈动脉硬化斑块组织成分[18]。Diethrich等[19]将30例颈动脉粥样硬化患者随机平分为两组并均行VH-IVUS 检测，对颈动脉内膜术中切除的内膜及颈动脉支架术中滤过的斑块进行组织学病理对比。VH-IVUS诊断内膜增厚、薄帽纤维斑块、钙化的薄帽纤维斑块、纤维斑块及纤维钙化斑块的准确性分别为83.4%、99.4%、96.1%、85.9%、85.5%。Fuchs等[20]应用VH-IVUS评价斑块分类与病理组织学结果的一致性为86.1%（Kappa=0.72）。IVUS不仅可以评价斑块稳定性，还可以对颈动脉支架术后血栓的行成进行检测，减少术后脑卒中的发生。Shinozaki等[21]对77例支架术后患者应用IVUS和血管造影检测术后血栓，IVUS血栓检测率（7.8%）高于血管造影（2.6%）。然而IVUS为有创检查，较无创性检查也无明显优势，故临床上不作为检查颈动脉斑块形态的常规方法[22]。
3.3 超声弹性成像 超声弹性成像技术是一种无创评估组织弹性的检查新技术，其原理是将受压前后回声信号移动幅度的变化转化为实时彩色图像，利用色彩的不同来反映组织的硬度。超声弹性成像技术可以对颈动脉斑块的软硬度做出判断，对常规超声检查的信息有效补充，进而评估斑块的稳定性。Liu等[23]应用超声弹性成像和常规超声对颈动脉斑块检测，并与病理进行对照，诊断不稳定斑块的特异性、敏感性、准确性，常规超声3项结果分别为25%、100.0%和8
4.2%；弹性成像分别为50%、100% 和89.4%，而2种成像模式联合达到62.5%、100%和94.7%。超声弹性成像可通过剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）测量斑块平均杨氏模量，可识别不稳定性斑块。Ramnarine等[24]应用SWE检测54个狭窄率超过30%的斑块，发现有症状患者斑块的平均杨氏模量明显低于无症状患者，差异有统计学意义。
目前，还有声辐射力脉冲成像技术（acoustic radiation force imaging，ARFI）对斑块稳定性的研究。应用声辐射力对组织产生机械性能位移的特征，通过测量位移信息区分组织硬度[25]。ARFI技术可准确区分软斑、硬斑及观察斑块的均质性[26]；还可以对颈动脉斑块质地进行定量检测，以预测脑梗死的发生。
张毅等[27]应用ARFI测量脑梗死组（31例）与非脑梗死组（40例）斑块的剪切波速度（shear wave velocities，SWV），结果显示脑梗死组软斑的SWV慢于非脑梗死组，差异有统计学意义（P<0.05）。绘制ROC曲线，以斑块组织SWV=1.262 m/s 为截点预测脑梗死的敏感性和特异性分别为0.68和0.70。3.4 超声造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS） 近年来发展的实时CEUS技术具有较高的时间及空间分辨率。该技术应用造影剂所产生的高强度谐波信号获得斑块内血流灌注特征。斑块内出现造影剂可证实新生血管存在，可实时动态观察斑块内新生血管生成及密度评价斑块的稳定性[28]。斑块造影增强与组织学营养血管的存在和程度有关[29]。Lin等[28]对78个斑块行CEUS，发现低回声和混合回声造影增强强度高于等回声和强回声，差异有统计学意义（P<0.05）；CEUS 显示斑块内新生血管与病理分级呈正相关（r=0.886，P<0.05）。Vavuranakis等[30]对颈动脉切除术患者行斑块CEUS与病理组织学CD34对照，发现造影增强强度与组织学微血管密度具有较好的相关性（r=0.800，P=0.031）。Faggioli等[31]通过测量斑块内新生血管造影增强强度与斑块微血管密度、纤维帽厚度、炎性浸润以及脂质核心等组织学易损性评分（评分越高越不稳定）对比，发现各评分间增强强度差异有统计学意义。杨晓燕等[32]应用CTA及CEUS对37例颈动脉狭窄患者进行检查，CTA与CEUS评价颈动脉斑块狭窄（Kappa= 0.71，P<0.05）及斑块稳定性（Kappa=0.69，P<0.05）一致性较好。有学者将CEUS检测斑块新生血管作为诊断易损斑块的证据[28-29,31]。CEUS较常规超声提高检测斑块溃疡的能力。多普勒超声检测溃疡的敏感性、特异性、准确性、阳性预测值、阴性预测值分别为29%、73%、54%、46%、57%；而CEUS 分别为88%、59%、72%、63%、87%[14]。
CEUS也具有一定的局限性，斑块内超声造影增强可能并不总是反映存在新生血管[30]；且费用昂贵，造影剂也存在一定的临床风险，有严重心血管疾病基础的病例在检查过程中发生死亡的个案报道[33]。因此，CEUS还无法在临床上作为斑块稳定性筛查的首选方法。
3.5 超微血流成像技术（superb micro-vascular imaging，SMI）SMI技术是在彩色多普勒原理基础上发展起来的一种高灵敏度、高分辨率的血流显示新技术。通过自适应算法识别和消除组织运动伪像提高捕捉低速血流的敏感性，且具有无创伤性、简便易行、可重复检查、花费小等优点。SMI检测微血流的能力明显高于彩色多普勒及能量多普勒超声[34]。勇强等[35]用SMI及CEUS对100个颈动脉硬化斑块进行观察，结果显示39个斑块SMI检测出新生血管，且斑块内新生血管部位、形态与超声造影呈良好的一致性（Kappa=0.72）。程令刚等[36]随机选取颈动脉粥样硬化斑块患者57例行SMI检测，其中33例接受CEUS检查，13例接受颈动脉斑块内膜剥脱术获得病理结果。结果显示斑块内新生血管评分SMI与CEUS评
分有较好的一致性（Kappa=0.607，P<0.001），病理检查显示斑块内新生血管评分与SMI有较好的相关性（r=0.75）。SMI提供了一种新型、无创检测斑块内是否存在新生血管的方法；但目前的研究缺乏大样本的数据支持，且缺少与颈动脉内膜剥脱术后斑块标本进行系统的组织学验证。
4 展望
超声具有操作简单方便、价格低廉等优点，目前广泛应用于颈动脉粥样硬化病变的检查。随着超声新技术的应用，对斑块进行定性及定量分析，为评价颈动脉斑块稳定性提供了新的方向，从而有助于临床早期筛选出不稳定性斑块，并可为临床提供疗效的评价。然而这些新技术自身都存在一些客观局限性。随着研究的不断深入以及新技术的开展，多种超声成像技术联合，可进一步实现功能的取长补短。相信超声评价斑块的稳定性可为临床提供更多、更有价值的信息。
参考文献
[1]
陈竺. 全国第三次死因回顾抽样调查报告. 北京: 中国协和医
科大学出版社, 2008: 14-17.
[2] W einberger J. Diagnosis and prevention of atherosclerotic cerebral
infarction. CNS Spectr, 2005, 10(7): 553-564.
[3] S ztajzel R, Momjian S, Momjian-Mayor I, et al. Stratified gray-
scale median analysis and color mapping of the carotid plaque: correlation with endarterectomy specimen histology of 28 patients.
Stroke, 2005, 36(4): 741-745.
[4] L i GW, Zheng GY, Li JG, et al. Relationship between carotid
atherosclerosis and cerebral infarction. Chin Med Sci J, 2010, 25(1): 32-37.
[5] S ong ZZ, Zhang YM. Contrast-enhanced ultrasound imaging of the
vasa vasorum of carotid artery plaque. World J Radiol, 2015, 7(6): 131-133.
[6] S taub D, Patel MB, Tibrewala A, et al. Vasa vasorum and plaque
neovascularization on contrast-enhanced carotid ultrasound imaging correlates with cardiovascular disease and past cardiovascular events. Stroke, 2010, 41(1): 41-47.
[7] V an den Oord SC, Akkus Z, Renaud G, et al. Assessment of
carotid atherosclerosis, intraplaque neovascularization, and plaque ulceration using quantitative contrast-enhanced ultrasound in asymptomatic patients with diabetes mellitus. Eur Heart J Cardiovasc Imaging, 2014, 15(11): 1213-1218.
[8] K eenan NG, Pennell DJ, Mohiaddin RH. Glagov remodelling
in the atherosclerotic carotid artery by cardiovascular magnetic resonance. Heart, 2008, 94(2): 228.
[9] B rinjikji W, Huston J 3rd, Rabinstein AA, et al. Contemporary
carotid imaging: from degree of stenosis to plaque vulnerability. J Neurosurg, 2016, 124(1): 27-42.[10] H ingwala D, Kesavadas C, Sylaja PN, et al. Multimodality imaging
of carotid atherosclerotic plaque: Going beyond stenosis. Indian J Radiol Imaging, 2013, 23(1): 26-34.
[11] S aito H, Kuroda S, Hirata K, et al. Validity of dual MRI and F-FDG
PET imaging in predicting vulnerable and in?amed carotid plaque.
Cerebrovasc Dis, 2013, 35(4): 370-377.
[12] N oh SM, Choi WJ, Kang BT, et al. Complementarity between (18)
F-FDG PET/CT and Ultrasonography or Angiography in Carotid Plaque Characterization. J Clin Neurol, 2013, 9(3): 176-185. [13] N ederkoorn PJ, Van der Graaf Y, Hunink MG. Duplex ultrasound
and magnetic resonance angiography compared with digital subtraction angiography in carotid artery stenosis: a systematic review. Stroke, 2003, 34(5): 1324-1332.
[14] t en 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. Am J Cardiol, 2013, 112(2): 292-298.
[15] K olkert JL, Meerwaldt R, Loonstra J, et al. Relation between
B-mode gray-scale median and clinical features of carotid stenosis vulnerability. Ann Vasc Surg, 2014, 28(2): 404-410.
[16] 万杰清, 李善泉, 江基尧. 血管内超声在颈动脉粥样硬化研究
中的应用——与血管造影和组织病理学的比较研究. 中国卒中杂志, 2008, 3(12): 901-906.
[17] N air A, Margolis MP, Kuban BD, et al. Automated coronary plaque
characterisation with intravascular ultrasound backscatter: ex vivo validation. EuroIntervention, 2007, 3(1): 113-120.
[18] S angiorgi G, Bedogni F, Sganzerla PA, et al. The virtual histology
in CaroTids observational RegistrY (VICTORY) study: a European prospective registry to assess the feasibility and safety of intravascular ultrasound and virtual histology during carotid interventions. Int J Cardiol, 2013, 168(3): 2089-2093.
[19] D iethrich EB, Pauliina Margolis M, Reid DB, et al. Virtual
histology intravascular ultrasound assessment of carotid artery disease: the Carotid Artery Plaque Virtual Histology Evaluation (CAPITAL) study. J Endovasc Ther, 2007, 14(5): 676-686.
[20] F uchs M, Heider P, Pelisek J, et al. Ex vivo characterization of
carotid plaques by intravascular ultrasonography and virtual histology: concordance with real plaque pathomorphology. J Cardiovasc Surg (Torino), 2013.
[21] S hinozaki N, Ogata N, Ikari Y. Plaque protrusion detected by
intravascular ultrasound during carotid artery stenting. J Stroke Cerebrovasc Dis, 2014, 23(10): 2622-2625.
[22] Y amada K, Yoshimura S, Kawasaki M, et al. Prediction of silent
ischemic lesions after carotid artery stenting using virtual histology intravascular ultrasound. Cerebrovasc Dis, 2011, 32(2): 106-113. [23] L iu F, Yong Q, Zhang Q, et al. Real-time tissue elastography for
the detection of vulnerable carotid plaques in patients undergoing endarterectomy: a pilot study. Ultrasound Med Biol, 2015, 41(3): 705-712.
[24] R amnarine KV, Garrard JW, Kanber B, et al. Shear wave
elastography imaging of carotid plaques: feasible, reproducible and of clinical potential. Cardiovasc Ultrasound, 2014, 12(1): 49. [25] D oherty JR, Dumont DM, Trahey G, et al. Acoustic radiation force
impulse imaging of vulnerable plaques: a finite element method parametric analysis. J Biomech, 2013, 46(1): 83-90.
[26] D ahl JJ, Dumont DM, Allen JD, et al. Acoustic radiation force
impulse imaging for noninvasive characterization of carotid artery atherosclerotic plaques: a feasibility study. Ultrasound Med Biol, 2009, 35(5): 707-716.
[27] 张毅, 詹坤高, 张超, 等. 声辐射力脉冲成像技术对脑梗死患
者颈动脉粥样软斑块质地的检测. 中华超声影像学杂志, 2011, 20(12): 1033-1035.
[28] L in L, Zhang M, Qiu L, et al. Characteristics of carotid
atherosclerotic plaques in contrast-enhanced ultrasonography of neovascularization. Sichuan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban, 2014, 45(6): 992-996.
[29] G iannoni MF, Vicenzini E, Citone M, et al. Contrast carotid
ultrasound for the detection of unstable plaques with neoangiogenesis: a pilot study. Eur J Vasc Endovasc Surg, 2009, 37(6): 722-727.
[30] V avuranakis M, Sigala F, Vrachatis DA, et al. Quantitative analysis
of carotid plaque vasa vasorum by CEUS and correlation with histology after endarterectomy. Vasa, 2013, 42(3): 184-195.
[31] F aggioli GL, Pini R, Mauro R, et al. Identification of carotid
'vulnerable plaque' by contrast-enhanced ultrasonography: correlation with plaque histology, symptoms and cerebral computed tomography. Eur J Vasc Endovasc Surg, 2011, 41(2): 238-248. [32] 杨晓燕, 胡元明, 魏玮, 等. 64层螺旋CT血管造影及超声造影
评价颈动脉斑块. 中国医学影像学杂志, 2012, 20(6): 472-474, 480.
[33] 黄朝旭, 施仲伟. 超声微泡造影剂的安全性研究. 国际心血管
病杂志, 2010, 37(3): 155-157.
[34] M achado P, Segal S, Lyshchik A, et al. A novel microvascular ?ow
technique: initial results in thyroids. Ultrasound Q, 2016, 32(1): 67-74.
[35] 勇强, 张蕾, 袁嘉, 等. 超微血流成像技术诊断颈动脉斑块新生
血管的价值. 中国超声医学杂志, 2014, 30(12): 1060-1063. [36] 程令刚, 何文, 张红霞, 等. 超微血管成像评价颈动脉斑块内新
生血管. 中国医学影像技术, 2015, 31(5): 647-650.
【收稿日期】2016-03-21 【修回日期】2016-05-20
（本文编辑 闻 浩）
[26] M aton B, Londono A, Sawrie S, et al. Reproducibility of
proton magnetic resonance spectroscopy imaging measure-ments of normal human hippocampus at 1.5 T: clinical implications. J Neuroimaging, 2001, 11(2): 194-201.
[27] 车春晖, 白亮, 黄华品, 等. 颞叶癫痫海马硬化定侧的质子磁
共振波谱研究. 福建医科大学学报, 2013, 47(6): 358-361. [28] P an JW, Duckrow RB, Gerrard J, et al. 7T MR spectroscopic
imaging in the localization of surgical epilepsy. Epilepsia, 2013, 54(9): 1668-1678.[29] S imister RJ, McLean MA, Barker GJ, et al. Proton MR
spectroscopy of metabolite concentrations in temporal lobe epilepsy and effect of temporal lobe resection. Epilepsy Res, 2009, 83(2-3): 168-176.
【收稿日期】2016-03-08 【修回日期】2016-06-12
（本文编辑 闻 浩）
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