斑块内新生血管检测的研究进展

袁 嘉朱玉萍综述 勇 强审校

（首都医科大学附属北京安贞医院，北京 100029）

•综述•

斑块内新生血管检测的研究进展

袁 嘉*朱玉萍综述 勇 强审校

（首都医科大学附属北京安贞医院，北京 100029）

颈动脉粥样硬化的易损性斑块是诱发缺血性脑卒中的重要危险因素，易损斑块不仅可导致颈动脉管腔狭窄引起脑血管缺血性症状，更重要的是继发血栓形成导致脑梗死等疾病的发生。动脉粥样硬化斑块的产生和发展与斑块内新生血管形成密切相关，研究发现新生血管可促进粥样硬化病变发展，甚至诱发斑块内出血和斑块破裂及其并发症发生，是造成斑块易损性的重要因素之一。目前针对颈动脉斑块的影像学检查方法很多，如常规超声、计算机断层摄影术血管造影（CTA）、磁共振成像（MR）技术、动脉造影、血管内超声（IVUS）、光学相干断层扫描（OCT）等，近年来超声造影（CEUS）技术发展突飞猛进，在检测动脉粥样硬化斑块新生血管方面发挥着越来越大的作用，CEUS对活体颈动脉斑块内新生血管的检测具有很高的敏感性，而且具有定量评价的功能，但由于其费用高、有创性、需用造影剂、操作相对费时等缺陷，应用有一定的局限性。由日本东芝公司研发的超微血管成像技术（SMI），作为一种新型血管成像技术，可以探测到更加微小的血管以及流速更低的血流，而且该技术不使用造影技术的辅助。SMI技术有望成为一种新的颈动脉粥样硬化斑块内新生血管的无创性检测方法，通过评价斑块内新生血管的情况，进一步评估斑块的稳定性。

斑块内新生血管；超声造影；超微血管成像技术

流行病学统计发现，约30%脑卒中患者的发病是由动脉粥样硬化斑块所致[1]，且呈逐年上升趋势，然而研究发现脑卒中的发生中在起决定作用的并非粥样斑块引起的管腔狭窄，而是易损性斑块的破裂[2-3]。动脉粥样硬化斑块的产生和发展与斑块内新生血管的形成密切相关，新生血管可以促进粥样硬化病变发展，甚至诱发斑块内出血和斑块破裂及其并发症发生，是导致斑块易损性的重要因素之一[4-6]。

多种危险因素（如高脂血症、高血压和糖尿病等）可以引起动脉内膜受损，内皮细胞、淋巴细胞、单核细胞等表面特性发生改变，从而引起多种细胞因子，如白细胞介素-1（IL-1）、白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-8（IL-8），肿瘤坏死因子等，表达和释放增加，在这些细胞因子的作用下，单核细胞大量地黏附于内皮细胞上，并移入内膜下分化成为巨噬细胞，通过其表面的清道夫受体吞噬氧化修饰的低密度脂蛋白，形成斑块内的泡沫细胞，从而导致脂质条纹的形成。另外，受损的内膜下暴露的组织还可激活血液中的血小板，形成附壁血栓。随着动脉粥样硬化的形成和发展，动脉粥样硬化部位会缺血、缺氧，而缺血、缺氧机制可以触发动脉内皮细胞释放血管内皮生长因子等，在这些血管形成因素的作用下，原有的微血管内皮细胞经过生芽、迁移、增殖以及基质重塑等，形成新生毛细血管[7-8]。研究证实，斑块内新生血管的形成与斑块的不稳定性有密切相关。研究发现，斑块内的这些新生血管与正常血管的结构不同[9-11]，斑块内新生血管的管腔是由少量内皮细胞围成，其基膜不完整，且周围缺乏结缔组织支撑，因此血管脆性大、通透性高，从而能进一步促进斑块进展和诱发斑块破裂出血。

实验及临床研究发现，破裂性斑块内新生血管为稳定性斑块内新生血管密度的 4倍，易损性斑块内的新生血管密度为稳定性斑块的2倍，也就是说破裂性斑块与易损性斑块内的新生血管密度明显高于稳定性斑块，且研究发现新生血管常位于斑块的纤维帽、脂质富集区、炎性活跃区等部位。斑块的肩部是新生血管密度较高的部位，因此也是斑块破裂的好发部位。因此，斑块内新生血管的检测对于评估斑块易损性具有重要的临床价值。

目前针对颈动脉斑块及斑块内新生血管的影像学检查方法很多，如常规超声、磁共振成像（MR）技术、动脉造影、计算机断层摄影术血管造影（CTA）、血管内超声（IVUS）、光学相干断层扫描（OCT）等。近年来超声造影（CEUS）技术在检测动脉粥样硬化斑块新生血管方面发挥着越来越大的作用。CEUS技术具有较高的时间分辨率及空间分辨率，且造影剂微气泡具有类似红细胞的血流动力学特征，可作为血管内示踪剂[12-15]。超声造影不仅对活体颈动脉斑块内新生血管的检测具有很高的敏感性，而且具有定量评价的功能。现在新兴起的超微血管成像技术（SMI），则是日本东芝公司所研发的一种新型血管成像技术，可以探测到更加微小的血管以及流速更低的血流，而检测过程不使用造影技术的辅助,因此其在临床应用方面具有非常广阔的前景。下面介绍目前常见的新生血管的检测方法：

1.计算机断层摄影术（CT）评价斑块内新生血管

随着CT血管造影术、多层面重建技术、容积再现技术等技术的不断改进，CT图像的时间分辨率及空间分辨率都得到了大幅度提高，多层螺旋CT及双源CT对冠状动脉及大血管的检查具有独特优势。目前CT在肿瘤新生血管及组织微血管的研究中已得到广泛应用，特别是对肿瘤新生血管的研究[16]。但CT对斑块内新生血管的研究报道较少，目前仅能根据斑块的增强强度来推测斑块内新生血管的多少。虽然可根据斑块的增强强度来判断斑块内新生血管的密度及分布[17]，但是目前CT技术主要用于检测斑块形态，性质，管腔的狭窄程度及颈动脉管壁的厚度。

2.磁共振成像（MRI）评价斑块内新生血管

MRI作为一种安全、无创且重复性好的影像学检查方法，以其软组织分辨率高、多参数成像的特点在临床上已得到广泛应用。目前高分辨率MRI技术在评价斑块的负荷、组织成分方面具有独特优势，已成为评价斑块易损性的主要工具。目前MRI对股动脉、颈动脉及主动脉等大血管部位斑块的成像已得到应用，不仅可对血管腔内结构作简单的描述，还可评价组织微血管结构及功能状态。近年来MRI也开始应用于斑块内新生血管的研究，研究发现有症状的颈动脉粥样硬化斑块患者较无症状的患者斑块增强强度高，且其增强部位多在斑块肩部、纤维帽区及斑块中央区；组织学分析发现斑块的增强强度和斑块稳定性、新生血管的密度、巨噬细胞的多少、斑块内疏松结缔组织的多少有关[18]。

动态增强MRI作为一门新技术，除可对组织微循环灌注显像外，亦可评估组织微血管结构及功能状态。但用二亚乙基三胺五乙酸钆（Gd-DPTA）作为动态增强MRI造影剂所测得的血容量分数值比较标本微血管密度普遍增高[19]。另外，由于设备条件的限制、扫描所需时间较长等原因，这些新型技术目前还不能在临床上普及。而且幽闭恐惧症、体内有金属置入物、起搏器以及重症患者均不适合进行此项检查。因此，MRI在斑块新生血管检测方面的应用有一定的局限性。

3.超声评估粥样硬化斑块内新生血管

3.1 常规彩色多普勒超声评估斑块内新生血管

彩色多普勒超声检查以其无创，低廉，方便等优势已是目前血管病变检测的首选常规检查方法。常规彩色多普勒超声对动脉粥样硬化斑块的检出率及敏感度[20]均较高，能相对比较准确地估计斑块血管腔的狭窄率，并且能在较短时间内为临床提供斑块生长情况及斑块所在血管腔血流动力学改变。此外操作者可以根据斑块回声类型初步判断斑块的稳定性，并且还能发现斑块表面溃疡等情况。但由于斑块内新生血管血流速度低，常规彩色多普勒超声显示新生血管较困难，目前，常规彩色多普勒超声仅能显示很少的斑块内新生血管，在新生血管检测方面具有明显的局限性。

3.2 超声造影评估斑块内新生血管

3.2.1.超声造影评估斑块内新生血管的可行性

研究发现常规超声对斑块内出血及新生血管的检测率并不高[21]，且受操作者的主观性依赖较强。如何能早期识别易损斑块一直是临床研究的重点及热点。超声造影利用含气体的微泡作为强烈的反射体和散射体，提高图像的对比度，借此明显提高超声诊断的分辨力、敏感性和特异

性，另外，超声造影剂由于其直径小，可自由通过毛细血管，因此有类似红细胞的血流动力学特征。超声造影剂可作为血流示踪剂 清晰显示斑块的血流灌注清况，从而了解斑块内的新生血管形成[22]。目前国内使用的超声造影剂大多是SonoVue（声诺维）。Adam D等[23]对做颈动脉内膜剥离术的27例患者术前行超声造影发现手术前造影斑块内新生血管的面积和手术切除标本病理所见斑块内新生血管的面积具有一致性，说明超声造影结果具有可靠性。Coli等[24]对一组超声造影后的动脉粥样硬化斑块患者再行内膜切除术，通过CD31/CD34 双重染色后发现超声造影表现为增强回声的斑块在组织学上也可观察到新生血管。Macioch等[25]通过超声造影实时观察了颈动脉粥样硬化斑块的新生血管，并发现斑块内新生血管主要由血管外膜的新生血管组成。国内的学者也对斑块内新生血管的空间分布及斑块的超声造影增强模式进行了研究，多数学者认为超声造影评价斑块内新生血管具有可行性[26-27]。临床上，超声造影和常规彩色多普勒超声检查形成互补，能更好显示粥样硬化斑块及斑块内新生血管。

3.2.2 超声造影评价斑块内新生血管存在的局限性

其局限性包括：①斑块纳入标准的问题。目前各研究设定的斑块纳入标准缺乏一致性，虽然目前大都采用Widder等[28]确立的标准[斑块的定义为内膜中层厚度（IMT)≥1.5 mm为斑块形成]，但对斑块回声特征的具体分类缺乏一致性，不同的纳入标准对各研究结果间的可比性必然会产生一定影响。②切面选择的问题。由于斑块内新生血管是不均匀空间分布的，而操作者造影过程中大多选择斑块的最大切面进行观察，这样对斑块新生血管的评估也会产生影响。③肉眼观察的问题。对于斑块增强特征的描述目前只能靠观察者的主观判断。虽然在对增强程度的判断上，有些学者采用了半定量的方式，但是这两种方法依赖于操作者的肉眼观察，故难免使结果缺乏客观性、准确性。④机器使用的问题。研究发现使用机器类型、造影模式、参数设置及造影剂的差异，可能对各研究结果会产生一定的影响[29-30]。

3.2.3 靶向造影剂在斑块内新生血管评估中的应用

超声靶向造影主要是运用影像学的手段，在细胞水平上对疾病的发展做出早期诊断。靶向造影剂是携带特异性抗体或配体的造影剂，其通过抗原—抗体作用，从而实现斑块表面的特异性成像。新生血管的内皮细胞分泌大量的细胞因子，如血管内皮细胞生长因子受体-2、细胞黏附因子-1等，通过和靶向造影剂的特异性结合，可提高诊断斑块内新生血管的敏感度[31-32]。靶向造影剂的应用为动脉粥样硬化斑块的靶向治疗提供了基础和条件。

3.3 SMI技术评估斑块内新生血管

近年来，东芝公司研发的SMI是一种最新的血流成像技术，在不使用造影剂辅助的情况下，具有更高的空间分辨率，更少的运动伪像，更高帧频成像，显示低速率血流的微小血管的特点。

SMI技术是基于彩色多普勒超声原理基础上发展起来的一种高灵敏度、高分辨率彩色血流显示新技术，它可更灵敏地捕捉低速血流。SMI能够智能地分析杂乱运动信号，应用新的自适应性算法来鉴别并移除组织运动并且显示出真正的血流，所以SMI能够探测到常规多普勒超声技术探测不到的更加低速的血流。血管探测低速血流最主要的问题就在于附近组织所产生的外来多普勒超声信号（运动伪像）的存在，常规超声多普勒超声技术不能从运动伪像中分辨出真正的血流信号。SMI技术能分析出这些运动伪像的特征，成功的提取出仅对临床有意义的血流信息。

SMI技术测量的最大优势是显示低速血流，在操作过程中需注意：①操作者尽量保持探头稳定及运动平稳，当探头相对于血管移动速度过大时，可能会引起运动伪像。②SMI检查过程中，探头移动速度尽量缓慢，动作轻柔。③SMI标尺要降低，一般选择设置在1.3～1.5 cm/s，标尺设置过低，会增加运动伪像，标尺设置过高会使部分低速血流不能显示。同时需要注意的是斑块内钙化及纤维组织等在SMI条件下表现为强回声，与新生血管相似，因此可以和灰阶超声结合使用。SMI成像技术在显示低速微血流方面的卓越性，为其能够敏感地探测到斑块内新生血管内的血流提供了可能。另外，研究发现，SMI在血管外的其他领域也有重要的应用价值，如SMI能够发现乳腺钼靶X线摄影检查（BI—RADS）4类乳腺肿块内的其他血流显像技术不能发现的低速穿支血管，提高了乳腺肿块良恶性鉴别诊断的准确度。

综上所述，超声、CT 及 MRI 的综合应用有助于粥样硬化斑块的诊断、治疗疗效的评价，超声检查在可重

复性、简单方便、价格低廉等方面具有一定的优势，超声造影对斑块内新生血管的研究有助于对斑块的易损性进行判定，并为斑块的靶向治疗开辟了新的研究途径。SMI技术费用低、无创伤、无辐射，可显示低速血流的微小血管，因此SMI有望成为判别斑块内新生血管以及药物疗效评估的一种新的检测手段。

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*通信作者：袁嘉，E-mail：yuanjia558@163.com