頸動脈易損斑塊的多模態超聲評估現狀及展望

畢瀚文 劉真

［摘要］ 超聲作為診斷頸動脈粥樣硬化斑塊的首要手段，在顯示斑塊形態、結構、回聲、血流等方面具有顯著優勢。當斑塊內存在新生血管時，可應用超聲造影、超微血管成像進行補充，對于合并鈣化的斑塊，常規超聲評估困難時，彈性成像對斑塊內部結構的評估更具優勢。多模態超聲能評估頸動脈粥樣硬化斑塊病變特征及易損斑塊破裂的危險性，為臨床早期介入、有效防治提供參考。

［關鍵詞］ 頸動脈疾??；動脈粥樣硬化；易損斑塊；超聲檢查；超聲造影；彈性成像技術；超微血管成像

缺血性腦卒中是我國致死和致殘的首位病因，其發病率、致殘率、致死率一直居高不下［1］。頸動脈粥樣硬化是引起本病的主要病理機制［2-3］。目前多模態超聲已廣泛應用于斑塊易損性風險評估中。本研究通過介紹頸動脈易損斑塊的病理特征與超聲應用現狀，探討評估易損斑塊破裂風險的有效方法，為臨床提供依據，以減少腦血管高危事件的發生風險。

1? 易損斑塊超聲學定義

頸動脈內-中膜厚度（carotid intima-media thickness，CIMT）能反映頸動脈粥樣硬化的過程，是有效評估腦血管事件發生及預測結果的可靠指標［4］。臨床一般在頸總動脈分叉水平以下，動脈中遠段或遠段的內側或后壁測量CIMT［5］。1.0 mm≤CIMT<1.5 mm為增厚［6］。CIMT≥1.5 mm同時局限性突出周邊>50%則為斑塊形成［7］。頭頸部血管最新超聲專家共識指出［8］，頸動脈易損斑塊超聲主要特點為潰瘍型，表現為斑塊內出血、破裂，新生血管形成等。因此，可從斑塊特征、斑塊內出血、破裂及新生血管形成等方面對頸動脈易損斑塊進行評估。

2? 易損斑塊的病理特點

頸動脈粥樣硬化斑塊從內到外依次由脂質巨噬細胞為主的脂質核心、結締組織致密的纖維帽及血管內皮3個部分組成［9］。根據斑塊本身結構是否存在破裂風險，分為非易損性和易損性兩大類。易損斑塊結締組織纖維帽很薄，平滑肌細胞含量少，質地松軟，脂質核心體積大，加之斑塊內新生血管不成熟、結構和功能異常，極易發生斑塊內部出血或引起纖維帽破裂危險［10］。由于頸內動脈或頸動脈分叉處易發生血流動力學及剪切應力分布改變，在所有缺血性腦卒中事件中，由頸內動脈或頸動脈分叉處易損斑塊破裂引起的繼發血栓栓塞占20%～30%［11］。因此，及早診斷頸動脈粥樣斑塊，評估其破裂風險，對減少腦血管事件風險具有重要意義。

3? 常規超聲檢查

常規超聲檢查是診斷斑塊易損性的首要手段，主要有灰階顯像、CDFI、能量多普勒成像和脈沖多普勒成像。

3.1? 灰階顯像? 表面形態和邊界特征是評價斑塊特征的重要指標。超聲醫學將其分為規則型、不規則型和潰瘍型［12］。規則型多是扁平斑塊，結構較穩定；潰瘍型多呈不規則形，表面常不連續，呈火山口征（凹陷≥2.0 mm），內部成分易脫落，穩定性差［13-14］。內部回聲是評價斑塊特征的另一項重要指標，對腦血管疾病的發病風險具有預測意義［15］。由于斑塊內不同組織成分的聲阻抗存在差異，可分為強、高、等、低回聲4類。再根據斑塊內部超聲表現是否均勻分為均質和非均質回聲。卒中患者頸動脈粥樣硬化斑塊回聲主要以低回聲和不均勻回聲為主，臨床上無癥狀患者以等回聲為主［16］。易損斑塊常有破裂趨勢，且有繼發血栓的危險，可迅速發展為腦血管缺血的責任病變。當斑塊內部呈低或無回聲時，可出現斑塊內出血或脂質核心體積增大［17］。易損斑塊會隨病程延長出現表面纖維帽斷裂，以及由于斑塊成分脫落引起繼發血栓等不良后果［18］。此時，斑塊常表現為表面不連續且有低回聲附著、血栓附壁隨血流飄動不穩定等特征表現［19］。

3.2 CDFI及能量多普勒成像

CDFI能直觀觀察頸動脈管腔內血流充盈情況、血流方向及流速等，可有效增強低回聲或無回聲斑塊的聲學特征顯示，并通過血流分布特點對血管責任病變進行準確定位，提高斑塊潰瘍的陽性診斷率。能量多普勒成像可提高低流速血流的檢出率，增強對狹窄率>70%～99%血管病變的敏感度。

3.3? 脈沖多普勒成像

脈沖多普勒成像通過觀察頻譜形態，測量血流參數，如收縮期血流峰值流速、舒張期末血流流速、血管RI等，進一步客觀準確地評估血管狹窄程度［8］。

常規超聲雖可從斑塊的形態、結構、回聲、血流等方面評估頸動脈易損斑塊，但無法對早期新生血管形成、表面鈣化斑塊內組織結構等進行判斷，需聯合其他超聲檢查手段進一步檢查。

4? 其他超聲技術

4.1? 超聲造影

超聲造影對比劑多采用由意大利Bracco公司研發的SonoVue，其是目前使用率最高的血管超聲微泡，主要成分是包裹在磷脂單分子層外殼內的六氟硫化物［20］。磷脂單分子層內部具有疏水性，外殼具有親水性，可將六氟化硫包裹在其內。親水性的外殼會根據機械指數和聲波的頻率、形態的變化，使成像更加清晰。與CT靜脈對比劑不同，該對比劑主要通過呼吸系統和肝臟代謝途徑迅速從血液中排出，可應用于腎功能衰竭患者［21］。

斑塊不穩定與血栓栓塞事件均與新血管在斑塊中的產生有一定關系［22］。因此，能否準確評估斑塊內新血管形成直接關系到頸動脈粥樣硬化斑塊的分期和管理，同時也對預防缺血性腦卒中至關重要［23］。組織學是評估斑塊內新生血管的金標準，但需行頸動脈內膜切除術收集組織樣本。應用CT血管造影技術可分辨出富含脂質和纖維的頸動脈粥樣硬化斑塊中新生血管部分［24］，但CT檢查有輻射性且敏感度較低。超聲微泡造影能夠實時檢測斑塊內新血管形成，對血管和新生血管進行分析，從而間接觀察斑塊內新血管生成［25］。

目前，超聲造影采用視覺分級法對斑塊內新生血管進行評估：1級，斑塊中未出現移動的微氣泡或僅局限于相鄰外膜層的氣泡；2級，鄰近外膜側可見中等移動氣泡；3級，廣泛的新生血管形成，有明顯可見的氣泡移動到斑塊核心［26］。黃雅萍等［27］研究表明，2級及以上的目標斑塊與頸動脈內膜剝脫術后病理結構的符合率為80.6%。李景植等［28］研究表明，通過視覺分級結合斑塊增強回聲特性的方法可有效提高斑塊內新生血管的檢出率和準確性。

存在的局限性：超聲造影時，血管壁搏動、患者配合度等因素會對斑塊內新生血管的評價造成影響。且超聲造影視覺分級法屬于半定量評價，結合時間和空間定量參數及新生血管密度等可提高斑塊內新生血管的評估準確率。但超聲造影檢查復雜、價格高昂使其難以作為大規模篩查不穩定斑塊的方法。

4.2? 超微血管成像技術

超微血管成像是在常規彩色多普勒超聲的基礎上，通過算法去除雜波和運動壁偽影來實現微血管成像的技術。其能檢測微小血管及極低流速血流，且較CDFI空間分辨力更高，受血管壁搏動影響更小。一項薈萃分析顯示，超微血管成像檢測斑塊內血管生成的準確性可與超聲造影相媲美，且無需對比劑，經濟負擔小，更加便捷［29］。因此，超微血管成像為臨床篩查和鑒別易損斑塊提供了新的可能［30］。謝霞等［31］研究表明，在診斷斑塊內新血管形成方面，超微血管成像和超聲造影一致性評分為90分（K=0.75）。超微血管成像可清晰地顯示斑塊的形態、輪廓和新血管生成，進而評價頸動脈易損斑塊。

存在的局限性：在斑塊內鈣化與正常血流中均呈高回聲，無法有效區別；顯示部分細小微血流頻譜時易發生缺失，導致假陰性。此外，目前國內外尚無統一的關于斑塊內新血管形成的分級評價標準。

4.3? 彈性成像技術

超聲彈性成像是利用自身或外部的激勵作用使內部組織發生移位、應變或剪切波速度改變，并將所得信息以彈性模量反應的成像技術。目前，臨床上主要有以下3種彈性成像技術：實時組織彈性成像、聲輻射力脈沖成像及剪切波成像技術［32］。

4.3.1? 超聲實時組織彈性成像

不同斑塊內組織彈性應變不同，利用組織在受力前后的2次回波特點，經由各種編碼成像，求得組織各深度位移量的變化，并計算變形程度，進而反映出斑塊內不同組織的硬度。因此，可通過分析結果和不同顏色判斷斑塊的易損性，即利用超聲實時組織彈性成像，對斑塊內部不同成分的硬度及其分布變化進行相關的量化分析和彩色編碼［33］。劉鳳菊等［34］研究實時組織彈性成像診斷易損斑塊的準確率為91.67%、敏感度為93.75%、特異度為83.33%，陽性預測值為95.74%、陰性預測值為76.92%，提示實時組織彈性成像是評價頸動脈斑塊易損性的有效手段。

存在的局限性：實時組織彈性成像主要采用人工加壓的方法進行，因而加壓的大小、方向、頻率的差異均會對成像結果產生影響。

4.3.2? 聲輻射力脈沖成像

聲輻射力脈沖成像基本原理是由脈沖聲壓產生的輻射力作用斑塊內部組織，引起組織移位和橫向震動，同時產生橫向剪切波?？蓪Π邏K內部組織彈性特性進行橫向剪切波速率大小的評估［35］。脈沖聲壓產生的輻射力可直接作用于斑塊內部，在不受斑塊表面聲阻抗大小影響的情況下，清晰顯示斑塊內部脂質核心破裂增大情形，這是聲輻射力脈沖成像的最突出優點，其可對以往常規二維灰階超聲無法準確分析的鈣化斑塊的易損性進行有效評估。姚俊東等［36］研究發現，剪切波速度可對斑塊易損性及內部成分、硬度進行初步評價，即橫向剪切波速度越慢，斑塊的穩定性越低。ROC曲線顯示，在AUC為0.69、剪切波速度為2.19 m/s時，預測發生急性缺血性卒中的敏感度和特異度分別為66.04%、76.19%，因此，聲輻射力脈沖成像可為臨床及早干預、有效預防及治療急性缺血性卒中提供參考。

存在的局限性：聲輻射力脈沖成像受到取樣框大小的限制，無法根據斑塊位置大小進行實時調整，易造成測量誤差。

4.3.3? 剪切波彈性成像

剪切波彈性成像是利用其產生的剪切波體現不同斑塊內組織的彈性，剪切波彈性成像與楊氏模量值之間存在著緊密聯系。頸動脈粥樣硬化斑塊內部組織軟硬程度與剪切波速度大小、楊氏模量值成正比［37］。由于脂肪組織的楊氏模量值顯著低于纖維化組織，因此剪切波彈性成像可作為易損斑塊的檢測手段［38］。楊莉紅等［39］通過建立兔腹主動脈粥樣硬化斑塊不同病理模型，利用實時剪切波超聲彈性成像研究易損斑塊楊氏模量值特點，得出兔腹主動脈斑塊最大（76.15 kPa）、最?。?0.60 kPa）、平均（40.90 kPa）楊氏模量值；當各組斑塊楊氏模量值小于臨界值時，較易形成易損性斑塊，為臨床評價斑塊易損性提供理論依據。

存在的局限性：剪切波彈性成像易受到血管壁搏動和患者呼吸運動的影響，而產生運動偽像干擾。斑塊內鈣化會高估剪切波速度和楊氏模量值，從而影響易損性斑塊的評估。

5? 小結

多模態超聲評估頸動脈粥樣硬化斑塊穩定性的研究，在國內外取得了一定進展。作為臨床診斷頸動脈粥樣硬化斑塊易損性的首要手段，常規超聲能客觀評價斑塊的形態、結構、回聲、血流等特點，并可對其進行初步的定性分析；但其不能明確早期新血管形成、斑塊表面鈣化等情況，可結合超聲造影、超微血管成像、彈性成像等，為臨床提供更全面準確的診斷，并及早實施干預，減少腦卒中事件的發生。然而多模態超聲還存在一定的局限性，如血管壁搏動、呼吸運動、壓力與振動頻率無法保持完全一致等，因此在常規超聲的基礎上，合理利用各超聲成像技術優勢，尋找一種重復性高的綜合評價方法將是今后的研究方向。

［參考文獻］

［1］ 中華醫學會，中華醫學會雜志社，中華醫學會全科醫學分會，等. 缺血性卒中基層診療指南（2021年）［J］. 中華全科醫師雜志，2021，20（9）：927-946.

［2］ SONG P，FANG Z，WANG H，et al. Global and regional prevalence，burden，and risk factors for carotid atherosclerosis：a systematic review，meta-analysis，and modelling study［J］. Lancet Glob Health，2020，8（5）：e721-e729.

［3］ MACH F，BAIGENT C，CATAPANO A L，et al. Corrigendum to “2019 esc/eas guidelines for the management of dyslipidaemias：lipid modification to reduce cardiovascular risk”［atherosclerosis 290（2019）140-205］［J］. Atherosclerosis，2020，294：80-82.

［4］ ZIELINSKI T，DZIELINSKA Z，JANUSZEWICZ A，et al. Carotid intima-media thickness as a marker of cardiovascular risk in hypertensive patients with coronary artery disease［J］. Am J Hypertens，2007，20（10）：1058-1064.

［5］ 國家衛生健康委腦卒中防治工程委員會. 中國腦卒中防治指導規范（2021年版）［S］. 2021.

［6］ BARACCHINI L C C. 神經超聲指南［M］. 邢英琦，譯. 北京：人民衛生出版社，2018：58-59.

［7］ ZWIEBEL W J. 血管超聲學入門［M］. 鄭宇，華揚，譯. 4版. 北京：中國醫藥科技出版社，2005：97-106.

［8］ 國家衛生健康委員會腦卒中防治委員會血管超聲專業委員會，中國超聲醫學工程學會淺表器官及外周血管超聲專業委員會，中國超聲醫學工程學會顱腦及頸部血管超聲專業委員會. 頭頸部血管超聲若干問題的專家共識（頸動脈部分）［J］. 中國腦血管病雜志，2020，17（6）：346-353.

［9］ 李俊清，劉麗君，鮑海龍，等. 頸動脈粥樣硬化與冠心病關系的研究進展［J］. 中國醫藥，2022，17（9）：1418-1422.

［10］ LI Z，WANG Y，WU X，et al. Studying the factors of human carotid atherosclerotic plaque rupture，by calculating stress/strain in the plaque，based on ceus images：a numerical study［J］. Front Neuroinform，2020，14：596340.

［11］ RAJU S，FISH J E，HOWE K L. Micrornas as sentinels and protagonists of carotid artery thromboembolism［J］. Clin Sci （Lond），2020，134（2）：169-192.

［12］ 王純正，徐智章，任衛東，等. 超聲診斷學［M］. 3版. 北京：人民衛生出版社，2022：166-167.

［13］ FISHBEIN G A，FISHBEIN M C. Arteriosclerosis：rethinking the current classification［J］. Arch Pathol Lab Med，2009，133（8）：1309-1316.

［14］ XU X，ZHANG W，WU R A，et al. Multi-feature fusion method for identifying carotid artery vulnerable plaque［J］. Ing Rech Biomed，2022，43（4）：272-278.

［15］ KRAMER C M，TREIMAN G S. Vulnerable plaque in carotid arteries without “significant” stenosis［J］. J Am Coll Cardiol，2020，76（19）：2223-2225.

［16］ 陳紹琦，杜西亞，姚中鏗，等. 超聲造影評估大動脈粥樣硬化型缺血性卒中風險的初步研究［J］. 中國超聲醫學雜志，2021，37（3）：244-247.

［17］ PICANO E，PATERNI M. Ultrasound tissue characterization of vulnerable atherosclerotic plaque［J］. Int J Mol Sci，2015，16（5）：10121-10133.

［18］ SPAGNOLI L G，MAURIELLO A，SANGIORGI G，et al. Extracranial thrombotically active carotid plaque as a risk factor for ischemic stroke［J］. JAMA，2004，292（15）：1845-1852.

［19］ WEINTRAUB H S. Identifying the vulnerable patient with rupture-prone plaque［J］. Am J Cardiol，2008，101（12）：3-10.

［20］ HYVELIN J M，GAUD E，COSTA M，et al. Characteristics and echogenicity of clinical ultrasound contrast agents：an in vitro and in vivo comparison study［J］. J Ultrasound Med，2017，36（5）：941-953.

［21］ PISCAGLIA F，NOLS?E C，DIETRICH C F，et al. The efsumb guidelines and recommendations on the clinical practice of contrast enhanced ultrasound （CEUS）：update 2011 on non-hepatic applications［J］. Ultraschall Med，2012，33（1）：33-59.

［22］ CAMARE C，PUCELLE M，NEGRE-SALVAYRE A，et al. Angiogenesis in the atherosclerotic plaque［J］. Redox Biol，2017，12：18-34.

［23］ PORCU M，ANZIDEI M，SURI J S，et al. Carotid artery imaging：the study of intra-plaque vascularization and hemorrhage in the era of the “vulnerable” plaque［J］. J Neuroradiol，2020，47（6）：464-472.

［24］ SABA L，LANZINO G，LUCATELLI P，et al. Carotid plaque CTA analysis in symptomatic subjects with bilateral intraparenchymal hemorrhage：a preliminary analysis［J］. AJNR Am J Neuroradiol，2019，40（9）：1538-1545.

［25］ SCHMIDT C，FISCHER T，RUCKERT R I，et al. Identification of neovascularization by contrast-enhanced ultrasound to detect unstable carotid stenosis［J］. PLoS One，2017，12（4）：e0175331.

［26］ M?LLER H F，VIACCOZ A，KUZMANOVIC I，et al. Contrast-enhanced ultrasound imaging of carotid plaque neo-vascularization：accuracy of visual analysis［J］. Ultrasound Med Biol，2014，40（1）：18-24.

［27］ 黃雅萍，侯放，文晟，等. 超聲造影診斷頸動脈不穩定斑塊破裂風險的效能［J］. 中國超聲醫學雜志，2023，39（1）：5-8.

［28］ 李景植，華揚，劉然，等. 超聲造影檢測頸動脈斑塊內新生血管與癥狀性缺血性腦血管病的相關性研究［J］. 中國腦血管病雜志，2023，20（2）：90-95.

［29］ ZHOU Y，WANG C. Superb microvascular imaging for detecting neovascularization of carotid plaque compared with contrast-enhanced ultrasound：a protocol for systematic review and meta analysis［J］. Medicine （Baltimore），2020，99（35）：e21907.

［30］ 孫李灣，張盛敏. 超微血管成像評估頸動脈斑塊穩定性的應用研究進展［J］. 浙江醫學，2022，44（22）：2466-2470.

［31］ 謝霞，白志勇，劉悅，等. 超微血流成像技術在頸動脈易損斑塊診斷中的應用價值［J］. 中國醫學科學院報，2018，40（4）：444-449.

［32］ BAMBER J，COSGROVE D，DIETRICH C F，et al. Efsumb guidelines and recommendations on the clinical use of ultrasound elastography. Part 1：basic principles and technology［J］. Ultraschall Med，2013，34（2）：169-184.

［33］ 胡六妹，曾瑤琪. 超聲彈性成像聯合超微血流成像對頸動脈斑塊的易損性評估分析［J］. 醫學影像學雜志，2023，33（4）：688-691.

［34］ 劉鳳菊，勇強，張勤奕，等. 超聲實時組織彈性成像診斷頸動脈易損斑塊［J］. 中國介入影像與治療學，2014，11（1）：23-26.

［35］ 鄭寧，劉志聰，程贛萍，等. Arfi技術定量評價頸動脈粥樣軟斑塊質地與腦卒中的相關性研究［J］. 中國超聲醫學雜志，2018，34（1）：7-9.

［36］ 姚俊東，張周龍，王運昌. 聲脈沖輻射力彈性成像聯合超聲造影評價頸動脈不穩定斑塊及對急性腦缺血性事件的預測［J］. 中國醫學影像學雜志，2018，26（5）：365-368.

［37］ CHAI C K，AKYILDIZ A C，SPEELMAN L，et al. Local axial compressive mechanical properties of human carotid atherosclerotic plaques-characterisation by indentation test and inverse finite element analysis［J］. J Biomech，2013，46（10）：1759-1766.

［38］ HANSEN H H，DE BORST G J，BOTS M L，et al. Validation of noninvasive in vivo compound ultrasound strain imaging using histologic plaque vulnerability features［J］. Stroke，2016，47（11）：2770-2775.

［39］ 楊莉紅，成英，孫月，等. 實時剪切波超聲彈性成像技術評價兔腹主動脈粥樣硬化斑塊易損性的實驗研究［J］. 中國超聲醫學雜志，2018，34（5）：460-462.