DSA、常规超声与实时三维超声在颈动脉内膜剥脱术术前的诊断价值

王立娟 勇　强首都医科大学附属北京安贞医院超声科，北京 100029



DSA、常规超声与实时三维超声在颈动脉内膜剥脱术术前的诊断价值

王立娟 勇强*
首都医科大学附属北京安贞医院超声科，北京 100029

摘要：颈动脉粥样硬化性狭窄是发生缺血性脑卒中的常见原因，目前临床外科治疗颈动脉硬化性狭窄的标准术式是颈动脉内膜剥脱术（carotid endarterectomy，CEA），而正确判断颈动脉是否狭窄、狭窄的程度、斑块的性质以及斑块的位置、形态等，对手术适应证及手术时机的选择以及手术效果的评估等均有重要的临床指导价值。数字减影与血管造影（Digital subtraction angiography，DSA）被认为是目前评估颈动脉狭窄与闭塞的金标准，可指导介入的治疗过程以及预后评估；常规超声可以直接显示斑块的位置、形态和评估狭窄程度等，是颈动脉狭窄的首选检查方法；三维超声作为常规超声的重要发展，不仅能够立体显示颈动脉斑块的位置、形态和管腔情况，而且能够对颈动脉斑块进行精确的测量，对斑块性质做出评估，同时还具有无创性、无放射性、操作方便、成像快捷、重复性好等优点，有望成为CEA术前制定更加合理的手术方案的影像学检查手段。

关键词：DSA超声；实时三维超声；CEA

近年随着人们生活水平的提高，颈动脉粥样硬化的发病率逐年增加并且有年轻化趋势。颈动脉粥样硬化可以引起颈动脉狭窄甚至闭塞，导致脑部供血障碍，是脑血管疾病的重要危险因素之一。在缺血性脑梗死的病因中60%为颈动脉狭窄[1]。因此，治疗颈动脉狭窄对预防脑卒中具有重要意义，而颈动脉内膜剥脱术（carotid endarterectomy，CEA）是预防缺血性脑卒中的最常见的手术方式。

1　CEA的指征、禁忌证及补片指征

经历了近60年的临床应用，CEA技术已经日趋成熟，成为治疗颅外段颈动脉狭窄的金标准。CEA手术可以切除增厚的颈动脉内膜及硬化斑块，因而对斑块做出准确的术前评估是手术成功的关键，其中包括颈动脉狭窄的程度、范围，斑块的位置、性质等，做好手术时机的选择，达到既解除了狭窄又消除了脑栓子来源的手术目的，确保手术顺利进行。

CEA手术的绝对指征包括：⑴6个月内1次或者多次短暂性脑缺血发作，并且颈动脉狭窄度≥70%；⑵6个月内1次或者多次轻度非致残性脑卒中发作，症状或者体征持续＞24 h并且颈动脉狭窄度≥70%。相对指征包括：⑴无症状性颈动脉狭窄度≥70%；⑵ 有症状性狭窄度的范围是50%～69%；⑶ 无症状性颈动脉狭窄度＜70%，但是血管造影或者其他检查提示狭窄病变处于不稳定状态。同时要求有症状患者围术期总卒中发生率和死亡率＜6%；无症状患者围术期总卒中发生率和死亡率＜3%；患者预期寿命＞5年。相对禁忌证包括：⑴ 颅内血管畸形；⑵ 亚急性脑梗死；⑶ 血管造影禁忌证（严重的造影剂反应 、慢性肾衰竭）；⑷ 严重钙化性病变，扩张困难者。绝对禁忌证：⑴ 颈动脉内附壁血栓形成；⑵ 腔内方法无法到达的病变（主动脉弓分支严重扭曲，无合适导入动脉，主动脉弓解剖特殊）；⑶ 严重狭窄（＞99%）；⑷ 颈动脉瘤附近的病变。

另外，近来越来越多的学者开始关注CEA中是否应该使用补片的问题，国外有学者提出了CEA术中使用补片的指征[2-5]：⑴ 颈内动脉管径过小（＜4～5 mm）；⑵ 颈动脉远端内膜明显增厚，使用补片可以使内膜切除处与远端移行区更加平滑；⑶ 同时修复颈内动脉远端的迂曲或者扭结；⑷ 动脉发生再狭窄需要2次手术；⑸ 动脉切开长度＞3 cm，或者远端超出颈动脉窦部。上述指征几乎均需要在术前做出评价。

2　评价颈动脉硬化的方法

目前评价颈动脉硬化的方法包括：⑴ 数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）；⑵ 常规彩色多普勒超声（color doppler flow imaging，CDFI）；⑶ 三维超声（three-dimensional ultrasound，3DUS）；⑷ 多层螺旋CT成像（multi slice spiral CT，MS-CT）；⑸ 磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）；⑹ 超声造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）等检查。其中，DSA被认为是目前评估颈动脉狭窄与闭塞的金标准，可以指导介入治疗过程以及评估预后；常规超声可以直接显示斑块的位置、形态，评估狭窄程度等，是颈动脉狭窄的首选检查方法；三维超声作为二维超声的一个重要发展，不仅能够立体显示颈动脉斑块的位置、形态和管腔情况，而且能够对颈动脉斑块进行精确的测量，对斑块性质做出评估，同时还具有无创性、无放射性、操作方便、成像快捷和重复性好等优点，有望成为CEA术前制定更加合理的手术方案的重要参考因素。

2.1DSA

目前认为DSA是评估颈动脉狭窄与闭塞的金标准[6]。DSA的原理是将受检部位注入造影剂前后的血管造影X线荧光图像，经计算机处理并且将2幅图像的数字信息相减，获得了去除骨骼、肌肉和其他软组织，只留单纯血管影像的减影图像。DSA能够反映血管形态改变的动态信息，显像清晰、准确，细小血管的分辨率高，同时可以直接进行介入治疗，能够清楚地显示血管狭窄或者闭塞的部位、长度、程度，分支、侧支及末梢血管循环，确定狭窄段有无动脉瘤及溃疡形成，判断是否合并椎动脉、颈外动脉及颅内动脉受累情况，而且能够反映血流动力学变化。有利于临床医师选择合理的治疗方式，指导手术和介入治疗过程以及预后评估。

DSA有许多不足之处，包括：(1)有时不能够显示狭窄的最大角度，对不规则或者偏心性狭窄的狭窄程度的测量，准确性较差；(2)DSA有4%发生短暂性脑缺血发作（transient ischemic attack，TIA），在穿刺及插管操作中有一定创伤并且可能出现穿刺部位血肿、动静脉痉挛、假性动脉瘤、动静脉瘘、局部动脉内膜撕裂及动脉夹层，可能导致斑块脱落，损伤血管内皮诱导斑块形成等风险；(3)术中需要反复给予对比剂，有潜在对比剂不良反应的可能；(4)在各项颈动脉成像中最复杂、昂贵的检查，均需要住院检查；(5)在检查过程中术者及患者均受到一定量辐射；(6)对高龄患者、肝肾功能不全及动脉硬化程度严重者不适用。

随着旋转三维重建成像（three-dimensional DSA，3D DSA）在临床的应用，有作者认为其测量的血管面积狭窄率比直径狭窄率更能精确地反映血管的狭窄程度[7]。3D DSA血管造影能够提供更丰富的影像学信息，可以从任意角度观察血管及其病变的三维立体空间关系和相应的管腔内情况；同时可以精确地测量病变血管的直径、长度、截面积和体积等，为临床治疗提供更有益的资料。但是仍然存在局限性和不足，DSA只能反映血管腔被造影剂充填的轮廓，不能提供血管壁的结构信息，不能了解斑块的性质和是否稳定，而心血管事件风险程度的判定更依赖于病变斑块的组织学和生物活性，因而DSA对判定动脉粥样硬化的预后有一定的局限性。因为DSA旋转采集时间相对较长，患者稍有活动、吞咽等原因，可能使容积再现和仿真内镜的图像造成假象，使观察到的管壁不光滑，有伪影，从而影响病变的诊断。

2.2CDFI

CDFI是检查颅外段颈动脉最敏感的方法，不仅可以准确地判断病变部位的狭窄程度，更重要的是提供外科手术所需要的重要信息，特别是对颈动脉狭窄程度的判断、斑块性质的诊断、颈动脉内膜剥脱手术适应证以及手术时机的选择、手术效果评判、术后随访均有重要意义。

CDFI除了提供是否存在动脉狭窄及对狭窄位置、程度做出评价外，还能够根据斑块表面的形态和内部回声来初步判断动脉斑块的易损性。易损斑块的特征包括偏心性斑块、薄的纤维帽、大的脂质核心、纤维帽断裂、斑块表面有溃疡及斑块内出血。不稳定斑块的超声表现常为低回声的软斑块，由大的低回声暗区（脂核）伴斑块表面薄高回声界面（纤维帽）组成；稳定性斑块则表现为高回声的硬斑块，由反射性等于或者大于外膜组织的强回声伴（不伴）声影组成。不稳定斑块破裂或者纤维帽不完整，可能导致血栓形成或者血管闭塞。在斑块破裂前识别不稳定斑块，对临床治疗和预防更有价值。低回声、不均质回声斑块较强回声、均质性斑块，发生神经系统症状的危险性更高，等回声斑块更多与无症状的临床状态相关。颈动脉病变动脉粥样硬化斑块的内部回声特征和表面形态可能对患者的预后有意义，特别是颈动脉溃疡斑块可以增加脑动脉栓塞的风险。

传统二维超声和血管造影病理标本相比，对存在于自然的颈动脉斑块溃疡的微小信息诊断能力欠佳[8]。此外，对准确并且可重复性评估斑块形态和表面信息，只采用二维分析是受限的。扫查位置的不同，可能导致斑块与动脉管壁之间无反射区被误认为溃疡。这些困难容易导致有关颈动脉溃疡斑块自然进程方面的信息缺乏。另外，受操作者技术等主观因素影响较大，容易在操作者之间出现较大差异。目前，CDFI仅能够显示很少的斑块内新生血管，难以发现很多低回声斑块及等回声斑块内新生血管。这是由于斑块内新生血管血流速度低，无特定的血管壁，CDFI显示比较困难。与DSA相比，部分颈动脉重度狭窄者容易误诊为闭塞，也难以观察颈内动脉颅内段血管的病变。

2.33DUS

3DUS是在普通二维超声成像的基础上发展起来的一项新的超声影像学技术，由于二维超声检查结果高度依赖操作者并且不能进行图像的后处理，而3DUS在很大程度上克服了此缺陷。3DUS重建图像清晰、直观、立体感强，能够逼真地显示斑块的形态结构及与周围位置的关系，在可视化和量化方面均较常规超声有很大改善，已经成为医学影像的重点发展方向之一。国内3DUS起步较晚，于20世纪80年代末兴起，大多集中在心脏方面，专门对颈动脉进行3DUS重建的研究较少。3DUS检查能够直观地显示颈动脉的空间立体走行，提供准确的解剖关系，图像直观便于理解并且重复性好。与二维超声相比，能够更清晰地显示斑块的位置、表面形态，内部回声，更准确地判定斑块性质，特别是对溃疡型斑块的诊断，而溃疡型斑块的发生是CEA术的绝对适应证[9]。实时3DUS还可以显示动脉血管结构、血流情况及斑块的空间形态，可以对血管及斑块的三维图像进行任意方向切割，获得更多动脉斑块的信息，便于临床医师理解，并且可以在术前模拟术式，确保手术的顺利开展，提高手术的成功率。

3DUS不但能够提供详细的颈动脉空间立体解剖结构信息，提供充分的关于斑块空间立体定向分布信息，而且能够进行精确的颈动脉斑块的量化测量，可以监测斑块体积改变，避免了单方向的衡量，可以提高对斑块进展或者消减信息的获取，有利于手术时机的选择。

随着计算机分析技术的进展，单纯依靠肉眼对超声图像上颈动脉斑块进行成分分析，缺乏规范性和重复性。在定量诊断方面，3DUS图像的优势在于可以作出动脉斑块形态学和结构学的量化评估，为进一步推测其发生缺血性脑血管疾病的可能性提供了可靠的量化指标。形态学检测指标包括：动脉管腔面积、管壁面积、管壁标准化指数（normalized wall index，NWI）、斑块的体积、斑块的最大面积及管腔狭窄率。结构学指标的测量结果包括：动脉斑块回声均值、斑块回声标准差、斑块回声中位数、灰阶中位数（gray-scale median，GSM）及超声背向散射积分（integrated backscatter ultrasound，IBS）。灰阶中位数和背向散射技术可以实时、定量区分颈动脉粥样硬化斑块的不同回声，并且判断不同的组织学构成，评价斑块的特征，为临床提供有价值的信息。灰阶中位数因斑块成分不同而变化，其数值由高到低分别为：钙化斑块＞纤维斑块＞内有出血或者坏死的斑块。研究表明：灰阶中位数越低，斑块稳定性越差，临床风险越大[10]。借助GSM值判断颈动脉斑块回声性质，可以用于评估颈动脉硬化斑块CEA及颈动脉支架置入术（carotid artery stenting，CAS）围手术期发生栓塞的风险[11]。颈动脉斑块按病理成分可分为4类：低回声的脂质型斑块、高回声的纤维型斑块、强回声的钙化斑块及等回声或者回声不均的复合斑块。不同类型颈动脉斑块，因成分不同IBS值之间存在显著性差异。脂质斑块IBS最低，这种斑块容易破裂出血或者形成梗死；纤维型斑块和钙化斑块IBS值较高，这种斑块比较稳定，不容易发生梗死[12]。

二维图像是三维重建的基础，故二维图像的质量关系到三维重建的质量，例如：颈动脉钙化斑块后方声影明显，局部管腔显示不清者；颈动脉分叉位置较高者；动脉走行严重迂曲者，均不适宜进行三维扫查。图像采集过程中应该注意以下方面：(1)避免呼吸与体位移动对超声图像造成影响，血管搏动明显者的三维重建效果欠佳，对于患者呼吸幅度较大者扫查时可以嘱其屏气；(2)根据采样部位大小和体表特征，确定扫查采样方式；(3)在采集图像时应该去掉无关信息，减少体元素空间的体元数目，缩短图像储存、处理和重建的时间。另外，容积探头较普通探头体积稍大，对患者颈部较短者声窗受限。对颈动脉斑块累计范围较广，超出三维探头自动扫查范围者，单次扫查不能对病变全貌进行重建。

尽管存在上述不足之处，彩色多普勒超声作为一种无创性检查，其安全性高、操作简便、敏感性高、可反复检查、实时动态及价格低廉，而且可以提供血管腔内病变的性质。彩色多普勒超声不仅作为颈动脉狭窄的初筛手段，更为重要的是，在CEA术前诊断、手术适应证的选择、术后效果的评判、并发症的诊断及随访中起着不可替代的作用[13]。与高分辨率MRI和多层螺旋CT等先进的成像技术相比，超声检查仍然是颈动脉硬化相关疾病筛查的首选检查方法，而3DUS作为常规超声的一个重要发展，必然在临床应用中发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1]MAYBERG MR. Carotid artery stenosis [J]. J Neurosurg, 2003, 99: 225-227.

[2]Muto A, Nishibe T, Dardik H, et al. Patches for carotid artery endarterectomy: current materials and prospects [J]. J Vasc Surg, 2009, 50(1): 206-213．

[3]Rerkasem K, Rothwell PM. Systematic review of randomized controlled trials of patch angioplasty versus primary closure and different types of patch materials during carotid endarterectomy [J]. Asian J Surg, 2011, 34(1): 32-40．

[4]Archie JJ．A fifteen-year experience with carotid endarterectomy after a formal operative protocol requiring highly frequent patch angioplasty [J]. J Vasc Surg, 2000, 31( 4): 724-735．

[5]Aburahma AF．Processes of care for carotid endarterectomy: surgical and anesthesia considerations [J]. J Vasc Surg, 2009, 50(4): 921-933．

[6]Nemoto S. Diagnostic imaging of carotid stenosis: ultrasound, magnetic resonance imaging, and computed tomography angiography. Nihon Geka Gakkai Zasshi, 2011, 112(6): 371-376.

[7]周石，余雷，陈绪光，等.旋转DSA三维重建成像与常规DSA在颈动脉狭窄诊治中的比较研究.中华放射学杂志，2005，39（1）：92-96.

[8]肖飞，李长清. 颈动脉硬化斑块稳定性的超声研究[J].中国医学影像学杂志，2011，10：776-778.

[9]王晓君，王忠. 颈动脉内膜剥脱术在经动脉狭窄患者中的应用[J]. 中国医药科学杂志，2013，3（21）：101-102.

[10]Falkowski A, Parafiniuk M, Poncyljusz W, et al. Ultrasonographic and histological analysis of atheromatous plaques in carotid arteries and apoplectic complications. Med Sci Monit, 2007, 13(Suppl 1): 78-82.

[11]刘凤菊，勇强. 颈动脉斑块超声图像低-无回声区预测脑卒中风险的研究[J]. 中国超声医学杂志，2014，30 （6）：486-489.

[12]朱宇，卓忠雄. 超声无创技术评价颈动脉粥样硬化斑块的研究进展[J]，临床超声医学杂志，2012，14（9）：616-618.

[13]周晗，吴庆华，陈忠，等. 彩色多普勒超声在颈动脉内膜剥脱手术治疗前后的应用价值[J]. 心肺血管病杂志，2010，29（6）：461-464.

The value of DSA, conventional ultrasound and real time three dimensional ultrasound in the preoperative diagnosis of carotid artery intima

WANG Li-juanYONG Qiang*
Department of General Ultrasound, Beijing Anzhen Hospital Affiliated to the Capital Medical University, Beijing Institute of Heart Lung and Blood Vessel Diseases, Beijing 10029, China

Abstract:Carotid artery atherosclerotic stenosis is a common cause of ischemic cerebral apoplexy, the clinical surgical treatment of carotid atherosclerotic stenosis is the standard operation of carotid endarterectomy (CEA), and correctly judge whether the carotid artery stenosis, the degree of stenosis, the nature of the plaques, and the position of the plaques, forms, etc. For the surgical indications and surgical timing, and the effect of the operation evaluation has important clinical value. Digital subtraction angiography(DSA) is considered the gold standard for evaluation of carotid stenosis and occlusion, can guide the interventional treatment and evaluating prognosis; Conventional ultrasound can directlybook=37,ebook=41show the location of the plaques, shape, assess the degree of stenosis, is the first choice for the carotid stenosis ; Threedimensional ultrasound as an important development of conventional ultrasound, not only can the three-dimensional display of the carotid plaques and lumen, and can carry on the precise measurement of carotid plaques, the plaque property assessment, at the same time also has a noninvasive, no radiation, convenient operation, fast imaging, as well as good repeatability, it is expected to become the imaging examination method that can establish more reasonable operation scheme of CEA preoperatively.

Key words:DSA ultrasound; ultrasound real-time 3D; CEA

*通信作者：勇强，E-mail：doctor-yong@163.com

文章编号：2096-0646.2016.02.01.07