颈动脉易损斑块的多模态超声评估现状及展望

毕瀚文 刘真

［摘要］ 超声作为诊断颈动脉粥样硬化斑块的首要手段，在显示斑块形态、结构、回声、血流等方面具有显著优势。当斑块内存在新生血管时，可应用超声造影、超微血管成像进行补充，对于合并钙化的斑块，常规超声评估困难时，弹性成像对斑块内部结构的评估更具优势。多模态超声能评估颈动脉粥样硬化斑块病变特征及易损斑块破裂的危险性，为临床早期介入、有效防治提供参考。

［关键词］ 颈动脉疾病；动脉粥样硬化；易损斑块；超声检查；超声造影；弹性成像技术；超微血管成像

缺血性脑卒中是我国致死和致残的首位病因，其发病率、致残率、致死率一直居高不下［1］。颈动脉粥样硬化是引起本病的主要病理机制［2-3］。目前多模态超声已广泛应用于斑块易损性风险评估中。本研究通过介绍颈动脉易损斑块的病理特征与超声应用现状，探讨评估易损斑块破裂风险的有效方法，为临床提供依据，以减少脑血管高危事件的发生风险。

1  易损斑块超声学定义

颈动脉内-中膜厚度（carotid intima-media thickness，CIMT）能反映颈动脉粥样硬化的过程，是有效评估脑血管事件发生及预测结果的可靠指标［4］。临床一般在颈总动脉分叉水平以下，动脉中远段或远段的内侧或后壁测量CIMT［5］。1.0 mm≤CIMT<1.5 mm为增厚［6］。CIMT≥1.5 mm同时局限性突出周边>50%则为斑块形成［7］。头颈部血管最新超声专家共识指出［8］，颈动脉易损斑块超声主要特点为溃疡型，表现为斑块内出血、破裂，新生血管形成等。因此，可从斑块特征、斑块内出血、破裂及新生血管形成等方面对颈动脉易损斑块进行评估。

2  易损斑块的病理特点

颈动脉粥样硬化斑块从内到外依次由脂质巨噬细胞为主的脂质核心、结缔组织致密的纤维帽及血管内皮3个部分组成［9］。根据斑块本身结构是否存在破裂风险，分为非易损性和易损性两大类。易损斑块结缔组织纤维帽很薄，平滑肌细胞含量少，质地松软，脂质核心体积大，加之斑块内新生血管不成熟、结构和功能异常，极易发生斑块内部出血或引起纤维帽破裂危险［10］。由于颈内动脉或颈动脉分叉处易发生血流动力学及剪切应力分布改变，在所有缺血性脑卒中事件中，由颈内动脉或颈动脉分叉处易损斑块破裂引起的继发血栓栓塞占20%～30%［11］。因此，及早诊断颈动脉粥样斑块，评估其破裂风险，对减少脑血管事件风险具有重要意义。

3  常规超声检查

常规超声检查是诊断斑块易损性的首要手段，主要有灰阶显像、CDFI、能量多普勒成像和脉冲多普勒成像。

3.1  灰阶显像  表面形态和边界特征是评价斑块特征的重要指标。超声医学将其分为规则型、不规则型和溃疡型［12］。规则型多是扁平斑块，结构较稳定；溃疡型多呈不规则形，表面常不连续，呈火山口征（凹陷≥2.0 mm），內部成分易脱落，稳定性差［13-14］。内部回声是评价斑块特征的另一项重要指标，对脑血管疾病的发病风险具有预测意义［15］。由于斑块内不同组织成分的声阻抗存在差异，可分为强、高、等、低回声4类。再根据斑块内部超声表现是否均匀分为均质和非均质回声。卒中患者颈动脉粥样硬化斑块回声主要以低回声和不均匀回声为主，临床上无症状患者以等回声为主［16］。易损斑块常有破裂趋势，且有继发血栓的危险，可迅速发展为脑血管缺血的责任病变。当斑块内部呈低或无回声时，可出现斑块内出血或脂质核心体积增大［17］。易损斑块会随病程延长出现表面纤维帽断裂，以及由于斑块成分脱落引起继发血栓等不良后果［18］。此时，斑块常表现为表面不连续且有低回声附着、血栓附壁随血流飘动不稳定等特征表现［19］。

3.2 CDFI及能量多普勒成像

CDFI能直观观察颈动脉管腔内血流充盈情况、血流方向及流速等，可有效增强低回声或无回声斑块的声学特征显示，并通过血流分布特点对血管责任病变进行准确定位，提高斑块溃疡的阳性诊断率。能量多普勒成像可提高低流速血流的检出率，增强对狭窄率>70%～99%血管病变的敏感度。

3.3  脉冲多普勒成像

脉冲多普勒成像通过观察频谱形态，测量血流参数，如收缩期血流峰值流速、舒张期末血流流速、血管RI等，进一步客观准确地评估血管狭窄程度［8］。

常规超声虽可从斑块的形态、结构、回声、血流等方面评估颈动脉易损斑块，但无法对早期新生血管形成、表面钙化斑块内组织结构等进行判断，需联合其他超声检查手段进一步检查。

4  其他超声技术

4.1  超声造影

超声造影对比剂多采用由意大利Bracco公司研发的SonoVue，其是目前使用率最高的血管超声微泡，主要成分是包裹在磷脂单分子层外壳内的六氟硫化物［20］。磷脂单分子层内部具有疏水性，外壳具有亲水性，可将六氟化硫包裹在其内。亲水性的外壳会根据机械指数和声波的频率、形态的变化，使成像更加清晰。与CT静脉对比剂不同，该对比剂主要通过呼吸系统和肝脏代谢途径迅速从血液中排出，可应用于肾功能衰竭患者［21］。

斑块不稳定与血栓栓塞事件均与新血管在斑块中的产生有一定关系［22］。因此，能否准确评估斑块内新血管形成直接关系到颈动脉粥样硬化斑块的分期和管理，同时也对预防缺血性脑卒中至关重要［23］。组织学是评估斑块内新生血管的金标准，但需行颈动脉内膜切除术收集组织样本。应用CT血管造影技术可分辨出富含脂质和纤维的颈动脉粥样硬化斑块中新生血管部分［24］，但CT检查有辐射性且敏感度较低。超声微泡造影能够实时检测斑块内新血管形成，对血管和新生血管进行分析，从而间接观察斑块内新血管生成［25］。

目前，超声造影采用视觉分级法对斑块内新生血管进行评估：1级，斑块中未出现移动的微气泡或仅局限于相邻外膜层的气泡；2级，邻近外膜侧可见中等移动气泡；3级，广泛的新生血管形成，有明显可见的气泡移动到斑块核心［26］。黄雅萍等［27］研究表明，2级及以上的目标斑块与颈动脉内膜剥脱术后病理结构的符合率为80.6%。李景植等［28］研究表明，通过视觉分级结合斑块增强回声特性的方法可有效提高斑块内新生血管的检出率和准确性。

存在的局限性：超声造影时，血管壁搏动、患者配合度等因素会对斑块内新生血管的评价造成影响。且超声造影视觉分级法属于半定量评价，结合时间和空间定量参数及新生血管密度等可提高斑块内新生血管的评估准确率。但超声造影检查复杂、价格高昂使其难以作为大规模筛查不稳定斑块的方法。

4.2  超微血管成像技术

超微血管成像是在常规彩色多普勒超声的基础上，通过算法去除杂波和运动壁伪影来实现微血管成像的技术。其能检测微小血管及极低流速血流，且较CDFI空间分辨力更高，受血管壁搏动影响更小。一项荟萃分析显示，超微血管成像检测斑块内血管生成的准确性可与超声造影相媲美，且无需对比剂，经济负担小，更加便捷［29］。因此，超微血管成像为临床筛查和鉴别易损斑块提供了新的可能［30］。谢霞等［31］研究表明，在诊断斑块内新血管形成方面，超微血管成像和超声造影一致性评分为90分（K=0.75）。超微血管成像可清晰地显示斑块的形态、轮廓和新血管生成，进而评价颈动脉易损斑块。

存在的局限性：在斑块内钙化与正常血流中均呈高回声，无法有效区别；显示部分细小微血流频谱时易发生缺失，导致假阴性。此外，目前国内外尚无统一的关于斑块内新血管形成的分级评价标准。

4.3  弹性成像技术

超声弹性成像是利用自身或外部的激励作用使内部组织发生移位、应变或剪切波速度改变，并将所得信息以弹性模量反应的成像技术。目前，临床上主要有以下3种弹性成像技术：实时组织弹性成像、声辐射力脉冲成像及剪切波成像技术［32］。

4.3.1  超声实时组织弹性成像

不同斑块内组织弹性应变不同，利用组织在受力前后的2次回波特点，经由各种编码成像，求得组织各深度位移量的变化，并计算变形程度，进而反映出斑块内不同组织的硬度。因此，可通过分析结果和不同颜色判断斑块的易损性，即利用超声实时组织弹性成像，对斑块内部不同成分的硬度及其分布变化进行相关的量化分析和彩色编码［33］。刘凤菊等［34］研究实时组织弹性成像诊断易损斑块的准确率为91.67%、敏感度为93.75%、特异度为83.33%，阳性预测值为95.74%、阴性预测值为76.92%，提示实时组织弹性成像是评价颈动脉斑块易损性的有效手段。

存在的局限性：实时组织弹性成像主要采用人工加压的方法进行，因而加压的大小、方向、频率的差异均会对成像结果产生影响。

4.3.2  声辐射力脉冲成像

声辐射力脉冲成像基本原理是由脉冲声压产生的辐射力作用斑块内部组织，引起组织移位和横向震动，同时产生横向剪切波。可对斑块内部组织弹性特性进行横向剪切波速率大小的评估［35］。脉冲声压产生的辐射力可直接作用于斑块内部，在不受斑塊表面声阻抗大小影响的情况下，清晰显示斑块内部脂质核心破裂增大情形，这是声辐射力脉冲成像的最突出优点，其可对以往常规二维灰阶超声无法准确分析的钙化斑块的易损性进行有效评估。姚俊东等［36］研究发现，剪切波速度可对斑块易损性及内部成分、硬度进行初步评价，即横向剪切波速度越慢，斑块的稳定性越低。ROC曲线显示，在AUC为0.69、剪切波速度为2.19 m/s时，预测发生急性缺血性卒中的敏感度和特异度分别为66.04%、76.19%，因此，声辐射力脉冲成像可为临床及早干预、有效预防及治疗急性缺血性卒中提供参考。

存在的局限性：声辐射力脉冲成像受到取样框大小的限制，无法根据斑块位置大小进行实时调整，易造成测量误差。

4.3.3  剪切波弹性成像

剪切波弹性成像是利用其产生的剪切波体现不同斑块内组织的弹性，剪切波弹性成像与杨氏模量值之间存在着紧密联系。颈动脉粥样硬化斑块内部组织软硬程度与剪切波速度大小、杨氏模量值成正比［37］。由于脂肪组织的杨氏模量值显著低于纤维化组织，因此剪切波弹性成像可作为易损斑块的检测手段［38］。杨莉红等［39］通过建立兔腹主动脉粥样硬化斑块不同病理模型，利用实时剪切波超声弹性成像研究易损斑块杨氏模量值特点，得出兔腹主动脉斑块最大（76.15 kPa）、最小（20.60 kPa）、平均（40.90 kPa）杨氏模量值；当各组斑块杨氏模量值小于临界值时，较易形成易损性斑块，为临床评价斑块易损性提供理论依据。

存在的局限性：剪切波弹性成像易受到血管壁搏动和患者呼吸运动的影响，而产生运动伪像干扰。斑块内钙化会高估剪切波速度和杨氏模量值，从而影响易损性斑块的评估。

5  小结

多模态超声评估颈动脉粥样硬化斑块稳定性的研究，在国内外取得了一定进展。作为临床诊断颈动脉粥样硬化斑块易损性的首要手段，常规超声能客观评价斑块的形态、结构、回声、血流等特点，并可对其进行初步的定性分析；但其不能明确早期新血管形成、斑块表面钙化等情况，可结合超声造影、超微血管成像、弹性成像等，为临床提供更全面准确的诊断，并及早实施干预，减少脑卒中事件的发生。然而多模态超声还存在一定的局限性，如血管壁搏动、呼吸运动、压力与振动频率无法保持完全一致等，因此在常规超声的基础上，合理利用各超声成像技术优势，寻找一种重复性高的综合评价方法将是今后的研究方向。

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