应用超声超微血管显像筛查颈动脉斑块新生血管的可行性

张 辉，张奥华，钟钧琳，黄卓山，赵云跃，张艳玲

（中山大学附属第三医院1.超声科，

2.心血管内科，广东广州510630）

斑块内新生血管在动脉粥样硬化斑块易损性发展中起着重要作用［1］，有无新生血管的斑块结构不同［2］，新生血管壁不完整，血管脆性和渗透性高，促进斑块破裂［3］。斑块破裂常发生在“肩部”，该区域新生血管发生率较高。较大斑块碎片易脱落并导致栓塞。斑块出血和新生血管密度增加是心脑血管事件较为准确的预测因素［4］，早期发现易损斑块可改变治疗策略，改善预后［5］。磁共振成像检查斑块新生血管耗时、成本高［6］，常规超声则由于新生血管细小、血流极为缓慢和伪像干扰［7］基本无能为力。超声造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）可以使用血池造影剂声诺维（SonoVue）完成对比增强的超声检查［8］，能够检测斑块内新生血管［9-10］。然而CEUS依赖操作者技术、耗时、费用高和过敏风险的缺点限制它成为快速批量检查的手段［11］。超微血管显像（superb micro-vascular imaging，SMI）是新的评价组织微血管的方法。无需造影剂即可实时显示微血管低速血流。具有高帧速率（＞50帧/秒）和高分辨率，易于操作［12］。除动脉粥样硬化外，某些治疗也可能影响新生血管形成［13］。在患者中检测斑块内新生血管，通过治疗降低斑块破裂的风险极为必要。在本研究中，我们比较了SMI和CEUS在评价颈动脉斑块内新生血管的有效性，以探讨使用SMI作为大规模斑块内新生血管筛选方法的可行性。

1 材料与方法

1.1 研究对象

入选患者60例（男45女15）。纳入标准：①存在颈动脉斑块；②低回声、等回声或混合回声斑块；③斑块厚度至少1.5 mm。排除标准：①急性冠脉综合征发病后7 d内；②急性心力衰竭，心功能Ⅲ/Ⅳ级；③重度肺动脉高压（肺动脉压＞90 mmHg）；④未得到控制的高血压；⑤成人呼吸窘迫综合征；⑥对造影剂SonoVue过敏。这项研究得到了医院医学伦理委员会的批准及患者知情同意。

1.2 基线颈动脉超声

我们使用了一台配备了SMI成像软件的彩色超声诊断仪（东芝Aplio 400/500，日本东京），带有一个高频线阵探头（11-4L，东芝，日本东京），频率4-11 MHz。患者去枕仰卧，颈部旋转约45度。常规灰阶和彩色多普勒超声检查颈动脉。颈动脉内膜中层厚度（CIMT）是指第1和第2回声线与管腔之间的距离。在颈总动脉分叉处近端颈总动脉（CCA）的后壁进行CIMT测量。在CCA上进行纵向高分辨率超声扫描并记录，CIMT值以毫米表示。选择低回声、等回声或混合回声斑块进行观察，记录斑块位置、厚度和大小。

1.3 SMI检查

使用SMI预置参数，使用2D和SMI同时显示的Twin功能。一位对CEUS的结果不知情的研究人员通过整个颈动脉的长轴和短轴获取图像。记录斑块内发现微血管的位置和数量，并与二维图像进行比较以排除伪像。SMI评价标准：颈动脉斑块新生血管分类标准为0级：斑块内无血流；1级：肩部或斑块底部可见血流；2级：肩部和斑块底部可见血流。

1.4 CEUS检查

SMI检查后进行CEUS检查。这些扫描是由另一位对SMI结果不知情的研究人员进行操作和分析的。应用 SonoVue（BraccoS.p.A.，米兰，意大利）和谐波成像软件进行颈动脉超声检查。在确定斑块后，调整仪器的机械指数（MI）为0.14，频率为10 MHz。其余参数如深度（40 mm），焦点（20～30 mm），增益（75），时间增益补偿（时间增益补偿键不动）和压缩（无压缩）均调节到最佳效果。在检查中，所有这些设置都保持不变。静脉团注造影1.5 mL（SonoVue 59 mg，用5 mL生理盐水稀释），随后用10 mL生理盐水冲管。CEUS评价标准：使用MeVisLab 2.8.1版本（MEVIS医疗解决方案公司，不莱梅，德国）量化颈动脉斑块新生血管［14］。该软件可以开发一个灰度值（GSV）测量小程序。①根据基线超声绘制斑块感兴趣区域（ROI）的轮廓。②测定ROI的最低GSV。③如果某处的GSV高于最低GSV的两倍以上，就认为出现新生血管。④利用SMI软件提供的超声诊断仪提供的Twin功能排除ROI内的伪影和小钙化。通过回声灰度分析找出这些斑块内的微血管［15］，按照Deyama分级标准［16］，0级在斑块中不出现微泡，1级是在斑块内动脉外膜下和/或斑块肩部出现微泡，2级是斑块内弥漫出现微泡，SMI和CEUS结果由两位有经验的超声医生进行评估。

1.5 统计分析

样本量评估，对11例患者进行了SMI和CEUS发现的斑块新生血管的初步研究。根据文献［17］，我们使用公式 n=（μα/δ）2（1-P）P，n 为样本量大小，α=0.05，μα=1.96，δ为允许误差，δ=0.10，P为预试验得出的CEUS敏感度，P=0.75。根据以上参数计算斑块样本量至少为72个。本研究采用 SPSS 20.0统计软件（IBM Corp.，Armonk，NY，USA）。t检验用于检验斑块新生血管患者与无斑块新生血管患者基线结果的差异。用Fisher精确检验比较SMI和CEUS发现的斑块新生血管能力的差异，P＜0.05，则认为两者检出能力的差异有统计学意义。采用卡方检验，找出SMI与CEUS两种方法的敏感性和特异性参数，P＜0.05，差异有统计学意义。用Kappa检验SMI与CEUS评分的一致性。Kappa值＞0表示两者有一致性，而Kappa值越大，一致性越好。

2 结果

2.1 一般情况

60例患者一般资料平均年龄（68±10）岁，身高（163±7）cm，体质量（60±12）kg，BMI（22±4）kg/m2。患者中有高血压病39例，糖尿病24例，血脂异常27例，接受过经皮心脏介入治疗9例，脑梗死15例，高同型半胱氨酸血症2例，吸烟者30例。11例患者定期服用他汀类药物＞6个月，其余49例患者未定期服用他汀类药物（表1），共109个斑块，86个斑块位于颈总动脉，21个斑块位于颈动脉分叉处，2个斑块位于颈内动脉。低回声斑块80个，混合回声斑块29个。CEUS发现新生血管的斑块共72个，位于颈总动脉有58个，颈动脉分叉处有12个，颈内动脉有2个。72个斑块中，56个斑块为低回声，16个斑块为混合回声。未发现新生血管的斑块共37个，28个位于颈总动脉，9个位于颈动脉分叉处。37个斑块中，24个为低回声，13个为混合回声。斑块内发现新生血管的患者与无斑块新生血管的患者颈动脉内中膜厚度（carotid intimamedia thickness，CIMT）和斑块长度、厚度均为正态分布，方差齐性一致，差异无统计学意义（表2）。

表1 患者一般资料Table 1 General characteristic of patients (n±s)

表1 患者一般资料Table 1 General characteristic of patients (n±s)

BMI：Body mass index

Items Gender，male Gender，female Age/year Height/cm Weight/kg BMI/（kg/m2）Hypertension Diabetes Dyslipidaemia Familial history of CVD Stroke Smoker Taking statin regularly＞6 months Without taking statin regularly Amount 45 15 68±10 163±7 60±12 22±4 39 24 27 31 15 30 11 49

表2 基线超声检查情况Table 2 Ultrasound findings in basal carotid examination（±s）

表2 基线超声检查情况Table 2 Ultrasound findings in basal carotid examination（±s）

CIMT：carotid intimamedia thickness

Item CIMT/mm Plaque Length/mm Plaque Thickness/mm Neovascularization（+）0.74±0.17 18.38±7.08 2.84±0.42 Neovascularization（-）0.76±0.14 17.34±8.03 2.62±0.49 P 0.905 0.869 0.473

2.2 评分

SMI新生血管检出率为71.6%（78/109），CEUS为63.3%（72/109）。SMI与CEUS比较，SMI的结果与CEUS的结果基本一致。SMI检查发现，31个斑块为0级，32个斑块为1级，46个斑块为2级。CEUS检出0级斑块37个，1级斑块25个，2级斑块47个（P=0.506；表3，图1）。表4显示SMI与CEUS在斑块新生血管检测中具有良好的一致性（Kappa=0.888）。选择CEUS作为参考方法，计算SMI的敏感性（91.0%）、特异性（96.8%）、阳性预测值（98.6%）和阴性预测值（81.1%；表5），在11例（27个斑块）的SMI患者中，用两种方法分别检测他汀药物治疗后斑块新生血管的发生率：SMI阳性率29.6%（8/27），CEUS阳性率18.5%（5/27）。

表3 CEUS和SMI发现斑块内新生血管分级比较Table 3 Differences in neovascularization characteristicsdetermined by CEUS and SMI （n）

图1 CEUS和SMI检查结果Fig.1 Results of contrast-enhanced ultrasound and superb micro-vascular imaging

表4 CEUS和SMI诊断一致性分析Table 4 Consistency analysis between CEUS and SMI

表5 SMI诊断新生血管的敏感性和特异性分析Table 5 Sensitivity and specificity parameters of SMI

2.3 人力、时间与金钱的耗费

一名医生可完成SMI检查，但CEUS至少需要一名医生和一名护士。SMI的检查费用约为130元人民币，CEUS的成本约为900元人民币。SMI检查的平均时间为（5.0±1.4）min（不包括基线超声检查），CEUS的平均时间为（18.5±2.2）min（包括风险和利益说明、检查前签署同意书和静脉注射；不包括基线超声检查和CEUS后15 min观察延迟性造影剂过敏的时间；P＜0.05）。

3 讨论

斑块破裂和随后的临床事件中起关键作用的是斑块的易损性而不是斑块大小和/或狭窄程度。易损斑块具有以下特征：大的脂质核、细纤维帽、炎性细胞浸润、新生血管形成和斑块内出血或表面溃烂。斑块新生血管的壁不完整，缺少结缔组织和基底膜支架［18］。使管壁脆性和渗透性增加，导致斑块出血和斑块破裂［19］。这些新生微血管的形成与多种因素有关，包括：缺血缺氧导致细胞因子和生长因子表达；炎症和压力；药物因素；高血压；高胆固醇；吸烟［20］。新生血管形成经常位于纤维帽、富脂区域和斑块的炎症的活性区域中。斑块肩部是新生血管中最重要的发生部位［21］。目前国内唯一经批准的超声造影剂是六氟化硫微泡SonoVue（BRACCO）。六氟化硫微泡在注射后存在于血管内。造影剂的使用可以提高对多普勒超声对于血流的敏感性和分辨率。CEUS可以检测斑块的易损性，并允许分级风险评估，帮助临床制定治疗策略［1-2］。然而，人力、时间、金钱和并发症限制了CEUS的应用。随着多普勒超声技术的改进，SMI技术可以在不注射造影剂的情况下显示微血管。虽然CEUS和SMI都需要先进的超声设备，并且依赖于操作医生的技术水平。但是，在人力和金钱上，SMI的成本低于CEUS的成本，而且SMI检查只是在传统的颈动脉检查基础上增加了约4 min。SMI目前已用于检测肝损害中的微血管；胃癌；颈部淋巴结（淋巴瘤）；皮肤损伤，包括恶性黑色素瘤；炎症（类风湿性关节炎、化脓性结肠炎、克隆病）［22］。我们研究的初步结果显示，CEUS和SMI在检测斑块新血管形成方面具有良好的一致性。虽然SMI技术可以在斑块中显示细微的流动信号，但是对于一些具有极缓慢的血流或与超声波声束垂直的血流的斑块来说，CEUS对于微血管的显示可能会更好一些。但是SMI不需要额外使用造影剂。与CEUS相比，需要更少的人手、时间、金钱和更低的风险。在本研究中，我们发现SMI具有较高的灵敏度和特异性，因此SMI可以作为筛选的有效手段。使用SMI来识别具有新生血管的高风险斑块。超声医生每天需要完成数十名颈动脉超声检查，因此需要一种快速有效的方法来检出高危患者中的易损斑块。

先前的研究表明他汀类药物可以以剂量依赖性方式刺激新生血管平滑肌细胞的凋亡并引起斑块钙化［23］。同时，他汀药物降低血管壁应力也有助于提高斑块的稳定性。在我们的研究中，SMI和CEUS发现规律服用他汀药物＞6个月的患者斑块中的微血管似乎有比不服用、不规律服用或服用他汀药物时间较短的患者减少的趋势，但样本量尚不足够，需要进一步积累样本量。我们的研究还发现，部分厚度较小的斑块（厚度1.5～2.0 mm），可通过SMI和CEUS检查发现新生血管形成，这表明新生血管形成可能非常早，并不与斑块大小完全成比例。但这个结论与以往研究不同［24］，是否成立也需要观察更多的样本。

本研究的局限性在于：本研究是初步研究，病例数不够多；研究对象是人，大多数患者没有接受颈动脉内膜切除术，无法获得足够的病理标本；本研究未包括在人体外对SMI和CEUS之间的差异进行准确的比较。SMI和CEUS两种方法检出斑块内新生血管具有较好的一致性。SMI还具有简单、省人力、省时、廉价和低风险的优点，提示SMI是一种有效的斑块新生血管快速批量筛查方法。