超声技术对颈动脉斑块的评价

   动脉粥样硬化是一种常见的慢性全身性疾病,可影响多处血管床,引起退行性和增生性病变。颈动脉是动脉粥样硬化较常累及的部位,有研究表明,颈动脉粥样硬化与冠状动脉粥样硬化性心脏病及脑梗死等心血管事件之间存在密切联系[1]。超声技术具有安全、无创、操作简便等特点,近年来被广泛应用于颈动脉粥样硬化的检测。从超声角度进行考虑,颈动脉粥样硬化主要表现为内-中膜厚度的增加和颈动脉斑块形成,但颈动脉内-中膜厚度的测量受操作者影响较大,近年来大量研究关注于对颈动脉斑块的成分及性质进行评估,并总结出多种分级及评分系统,以求对患者心脑血管病变情况及事件进行预测。笔者试对近年来应用于临床的颈动脉斑块评价手段及部分新兴技术做一综述,以求为临床应用提供依据。
一、 传统评价方法
   超声检测是目前公认的评价颈动脉粥样硬化的一线手段之一,具有分辨率高、无创、成像快速简便、价格低廉等特点,目前被广泛应用于动脉粥样硬化患者的高危斑块筛查。目前,对颈动脉斑块常规检测主要分为定性评价和定量评价,定性评价主要针对各型斑块的影像学特点,对其组分及尺寸进行大致描述,而定量评价则对上述特点进行量化,以达到评估斑块成分及稳定性的目的。以下将分别进行阐述。
1. 颈动脉斑块的定性评价
   常规超声以其图像灰阶的变化来显示所观察结构的不同,据此产生出多种斑块的分类方法,如按图像明暗可分为低回声和强回声斑块、按图像的声学表现分为同质性和异质性斑块等。早在1984年,Hennerich[2]就根据病理改变及声学特点,将颈动脉斑块分为4型。随后,Geroulakos[3]在Gray-Weale分级的基础上做出改良,将斑块分为5型,此分型一直沿用至今,是目前较为经典的分型之一。在改良G-W分级中:I型斑块指无回声斑块,但具有可反声的纤维帽;II型斑块指斑块内部低、无回声区域占优势,强回声区域面积小于斑块总面积的25%;III型斑块指强回声区域在斑块内占优势,低、无回声区域面积小于斑块总面积的25%;IV型斑块指均一的强回声斑块;V型为未分类斑块,指钙化斑形成并伴有后方声影者。  
   Bluth[4]又在前人的基础上,进一步从斑块成分的角度进行考虑,提出了“同质性”和“异质性”斑块的概念,并认为同质性斑块具有表面光滑,回声强度均匀,与管壁等软组织密度接近等特点,在病理学上,此类斑块的主要成分为分层致密的纤维结缔组织;相应的,异质性斑块则多表现为斑块内出血,其表面常不规则,通常对应改良G-W分型中的I型和II型,而同质性斑块则多对应III型和IV型。
   按斑块的声学特点对其进行分类,对于指导临床诊治具有相当重要的意义。Reiter[5]等对572例表现低回声或无回声斑块的高危患者进行了平均3.2年的随访观察,结果表明其主要不良心血管事件(MACEs)的风险比为1.71(1.09-2.66)。Casadei[6]等的研究也指出,对于改良G-W分型为I型和II型的斑块(异质性斑块),即使目前患者可能没有明显的血管狭窄,也应引起我们的高度重视,尤其是具有心血管病高危因素的患者,对于此类人群更应该注意随访,警惕不良事件发生。
2. 颈动脉斑块的定量评价
   按斑块的形态学特征对其进行分型,一定程度上预测了患者远期心脑血管事件的发病率,但是此分型方式受操作者主观影响较大,不同操作者间缺乏可比性,且不能定量反映颈动脉粥样硬化与冠状动脉病变严重程度的相关性。受到美国心脏病学会(AHA)对冠脉病变严重程度评价方法的启发,Crouse等[7]于1986年提出了一种颈动脉斑块评估方法,即将内-中膜厚度≥1.3mm定义为颈动脉斑块形成,从长轴、短轴各个切面进行扫查,独立测量每个斑块的最大厚度(mm),以双侧所有斑块最大厚度的总和作为颈动脉斑块评分(Plaque Score,PS),并发现冠心病患者的PS是健康对照人群的1.4-2.3倍(p<0.01)。随后此评分方法被广泛应用于临床评价颈动脉粥样硬化程度,并据此对冠状动脉病变程度进行预测。Natasumi[8]等对116例患者的研究表明,冠心病患者较非冠心病患者PS明显升高,较高的PS对于冠心病具有预测作用,其优势比为1.36(1.18-1.62),PS诊断冠心病的临界值为1.9mm,且随冠脉病变支数增加,PS呈升高趋势。Sakaguchi[9]的研究也得出类似结果,认为PS与内-中膜厚度相比,能更精确的反应颈动脉粥样硬化程度,并对冠脉病变的严重程度做出预测。
二、 新兴超声技术对颈动脉斑块的评价
   随着研究的不断深入,人们开始认识到,多数心脑血管事件与不稳定动脉粥样斑块的破裂密切相关,因此,斑块的稳定性越来越为众多学者所关注,“易损性斑块”这一概念的提出更催生了多种新技术的出现,以明确斑块的具体成分,并指导临床诊治。以下将具体介绍若干用于评价颈动脉斑块成分的新兴超声技术,以供读者在临床工作中选用。
1. 超声造影(Contrast-enhanced ultrasound,CEUS)
   超声造影是指通过静脉注射声学造影剂(通常为微泡),通过微泡在管腔内的填充,增加不同组织间的对比度,以便研究者更好的对病变进行观察。目前,超声造影主要应用于研究组织灌注、显示心内膜以及评价颈动脉斑块内新生血管。已有研究表明,斑块内新生血管形成是易损性斑块的一个重要特征。2004年,Rajaram[10]发现颈动脉斑块内部可因造影剂填充而显影增强,随后的研究[11]证实,斑块内造影增强显示的新生血管与病理标本所见密切相关。从此,超声造影被用于检测软斑或低回声斑块中的新生血管,进而判断斑块的稳定程度。朱英[12]等对106个颈动脉斑块进行CEUS检查,结果发现软斑的增强比例显著高于其他类型斑块。Staub[13]等人的研究也表明,斑块内新生血管与心血管事件明显相关(OR 4.0, 95%CI 1.3-12.6),这在某种程度上支持了斑块内新生血管和不稳定斑块的相关性。Owen[14]等学者则提出,造影剂(微泡)在斑块内停留的时间与炎症细胞粘附于血管壁并造成内皮损伤有关,因此将微泡持续存在6分钟以上作为一项指标,可以初步对斑块内炎症反应和血管内皮损伤进行评价。随后的研究[15]也证实,微泡的持续存在与炎症和动脉粥样硬化过程中的某些病理学特征存在一定的相关性。除了上述定性评价之外,国外也有学者提出了一些运用超声造影对颈动脉斑块进行定量评价的方法。Hoogi[16]等通过计算斑块内新生血管与斑块总面积的比值来对斑块的不稳定性进行评价,结果发现其与组织学指标之间存在良好的相关性(R2=0.79, P<0.01)。但这些方法目前研究较少,还需要更大规模的研究对其重复性进行评价,其具体临床应用价值尚待证实。
2. 背向散射积分(Integrated backscatter,IBS)
   超声背向散射积分技术是一种定量的超声检测手段,通过检测组织的声学参数来描述其特性,并通过不同的射频信号变化分析组织结构的差异,确定有无病理改变。理论上讲,IBS可以更敏感的反应组织成分和结构的细微变化,将由视觉判断的二维超声转变为定量的数字化分析,较为精确和客观。前人[的研究结果显示,低回声斑块的成分多为脂质和纤维成分,脂质含量越高,IBS值越低。但在具体的IBS值上,不同学者间得出的结论存在差异。这种差异的存在主要与增益条件和所选取的对照组织不同有关,因此,目前多采用矫正IBS作为评估的标准,即矫正IBS(cIBS)值=内-中膜IBS值-对应的外膜IBS值,将cIBS<-14.5dB定义为无回声斑块。Keisuke[17]等的研究表明,IBS可定量评价粥样斑块的稳定性,进而监测动脉粥样硬化的病变程度。Mitsumasa[18]等对413例有颈动脉斑块的冠心病患者进行为期54个月的随访,结果表明,cIBS提高1dB,其发生心血管事件的矫正风险度为0.85(95%CI 0.79-0.92),证明颈动脉斑块的cIBS值对于心血管事件有一定的预测作用。
3. 灰阶中位数技术(Gray-scale Mediam,GSM)
   灰阶中位数技术是一种利用计算机影像处理系统,采用像素分布分析技术对二维超声采集的灰阶图像进行分析,以血液和血管外膜作为参照,对所研究斑块给出定量的GSM值,从而对斑块的回声强度进行定量分析,提高了评估的精确性和可重复性。目前,GSM主要用于评估斑块成分,尤其是对改良G-W分级中II型和III型斑块的鉴别。Isabelle[19]等对47例患者60个斑块的研究显示,II型斑块GSM平均值为58,而III型斑块则为100,二者之间存在显著性差异,提示GSM技术对鉴定斑块的成分具有一定的临床价值。
4. 血管内超声(Intra-vascular ultrasound,IVUS)
   血管内超声最先被应用于评估冠状动脉斑块及狭窄,由于其探头位于血管腔内,可最大限度的接近所观察的斑块,精确评价血管壁的结构及腔内血流情况。在冠脉斑块中,IVUS提供的频谱可以区分纤维组织、坏死核心、纤维脂质以及致密钙化组织四种成分。目前,IVUS技术主要用于确定斑块性质并指导治疗、精确定量测定、辅助支架植入等领域。CAPITAL研究[20]利用IVUS技术分析了15例接受颈动脉内膜剥脱术的患者,并将其IVUS结果与病理切片进行对比,结果显示IVUS诊断薄纤维帽纤维斑块的准确率可达99%,而钙化斑块则为72%。除了常规的灰阶IVUS之外,目前国际上还出现了虚拟组织血管内超声(Virtual Histology Intra-vascular ultrasound, VH IVUS),可以更精确的评价斑块成分。但其对斑块边缘的界定目前多由软件自动分析完成,这在一定程度上影响了其对斑块负荷的评价[21]。有研究称,通过人工方法测量[22]可能提高其评估的准确性。
5. 弹性成像技术(Elastic imaging technique)
   超声实时组织弹性成像的基本原理是利用组织对施加的刺激产生响应,引起如位移、应变、速度等变量分布的改变,利用超声成像方法,结合数字信号处理或数字图像处理的技术,可对组织内部不同成分的力学属性进行评价,从而判定其具体成分。为更直观的表达力学参数,可以在灰阶图像的基础上按不同组织弹性模量的不同再进行彩色编码,弹性系数小的组织,位移变化越大,显示为红色;弹性系数大的组织,位移变化越小,显示为蓝色;弹性系数中等的组织则显示为绿色。软斑中脂质含量较多,其受压后应变较大,故斑块显示为黄绿色或者以绿色为主;反之钙化斑内脂质成份少,受压后应变较小,显示为蓝色;混合性斑块则显示为蓝绿相间。目前弹性成像技术多用于对血管壁弹性的检测,评价斑块成分的应用甚少。方占军[23]等人利用二维超声和弹性成像技术分别对脑梗死患者的颈动脉斑块进行研究,发现低回声斑块呈黄绿色或绿色为主、混合回声斑块为蓝绿相间及强回声斑块完全呈蓝色,二者之间具有良好的相关性。可以预见,弹性成像技术用于评价颈动脉斑块的软硬度,将是未来研究的方向之一。
三、 三维超声在颈动脉斑块评价中的应用
   传统的二维超声技术扫查切面有限,难以全面观察斑块结构及测定斑块面积,而实时三维超声显像技术可以立体显示整个斑块的空间形状、血管腔内结构及血流情况,并可对三维图像进行各个角度的旋转、切割。对于强回声伴声影的钙化斑块,三维超声仍可清晰显示其后方结构。现已有研究证明[24],实时三维超声在测定斑块容积方面较二维超声更加准确。Gregory[25]等人的meta分析称,三维超声对颈动脉斑块容积的测定和其形状成分的评价具有良好的组间和组内重复性。相对于颈内动脉内-中膜厚度,用斑块容积的变化评价药物治疗效果更为敏感[26]。Yamada[27]等的一项40例的随机对照试验显示,服用他汀类药物组的斑块容积较饮食控制组明显下降,而两组间颈动脉内-中膜厚度无明显差异。值得关注的是,三维超声图像的质量必须依赖于二维超声,因此必须保证二维超声图像的最佳水平,这在一定程度上限制了三维超声的发展,但并不影响其在某些领域的应用,如可以利用三维重建在术前提供完整的图像信息供术者参考,甚至开展模拟手术等。相信随着研究的不断深入,三维超声的价值将会被进一步开发。
   目前,通过超声技术对颈动脉斑块的性质及成分进行检测,从而诊断或预测心脑血管病变已成为临床关注的热点。超声技术简便易行,安全无创,但易受操作者主观因素的影响,此外,某些新技术开展时间尚短,仍需大量数据及更深入的研究。总之,上述介绍的众多技术及评分中,读者应按需选用,适当结合,以取长补短,更准确的评估患者病情,并指导治疗。
参考文献 (略)
    2013/5/13 16:49:45     访问数:5052
    转载请注明:内容转载自365医学网

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2013/5/24 17:06:08
张永华:很好,学习了。
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