超声微血流成像技术检测颈动脉斑块内新生血管的价值

郭玉平，张春梅，吴向菊，董 丹，陈伟男

（哈尔滨医科大学附属第一医院超声诊断科，黑龙江 哈尔滨 150001）

超声微血流成像技术检测颈动脉斑块内新生血管的价值

郭玉平，张春梅，吴向菊，董 丹，陈伟男

（哈尔滨医科大学附属第一医院超声诊断科，黑龙江 哈尔滨 150001）

目的：探讨超声微血流成像（Superb-microvascular imaging，SMI）技术检测颈动脉斑块内新生血管的价值。方法：选取预行颈动脉内膜剥脱术患者30例，颈动脉低回声、低回声为主混合回声及等回声斑块33个，术前行常规超声、SMI及超声造影（Contrast enhanced ultrasound，CEUS）检查，术后采用CD31免疫组化染色检测斑块内新生血管。结果：30例患者中，SMI检出新生血管24例，CEUS检出新生血管27例，病理检测33个斑块内均存在新生血管；SMI技术及CEUS检测低回声及低回声为主混合回声斑块内新生血管位置及密度与病理结果有较好一致性，其灵敏度分别为86.3%、90.9%；等回声斑块内新生血管显示较少，病理结果显示等回声斑块内虽均存在新生血管，但新生血管较前两者明显减少。结论：新生血管主要存在于低回声及低回声为主混合回声斑块中，SMI技术可检测斑块内新生血管，并同样可反映斑块内血流动力学特征，初步评估斑块稳定性。

颈动脉硬化；超声检查，多普勒，彩色

颈动脉粥样硬化斑块在脑卒中发生、发展中起着重要的作用，尤其是易损斑块破裂、继发形成血栓导致的急性事件致残率和致死率高，危害大。有研究证实，易损斑块与斑块内增加的新生血管密度密切相关[1]，新生血管是评价斑块易损性的重要标志[2]。由于新生血管细小，血流速度极低，使其检出难度加大。超声微血流成像技术 （Superb-microvascular imaging，SMI）是一种高分辨率、高灵敏度的彩色血流成像技术。由于超声造影对斑块内血流动力学具有独特显示效果，是目前检测斑块内新生血管的主要方法。本研究拟采用SMI技术结合超声造影（CEUS）观察颈动脉粥样硬化斑块内新生血管灌注情况，对照病理结果，对斑块稳定性进行评价。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2014年10月—2015年10月在我院预行颈动脉内膜剥脱术患者30例，其中男24例，女6例，年龄61～79岁，平均（65.7±10.2）岁。临床表现为不同程度的缺血性卒中、短暂性脑缺血发作（Transient ischemic attack，TIA）、头晕等，并除外椎基底动脉系统病变。

1.2 仪器与方法

1.2.1 仪器

采用东芝Apilo500彩色多普勒超声诊断仪，探头频率4～9 MHz，内置SMI软件。

1.2.2 常规超声检查

受检者取低枕仰卧位，颈部放松，略偏向检查的对侧。扫查患者双侧颈动脉，观察有无动脉粥样硬化斑块。选取低回声、低回声为主混合回声、等回声斑块，且斑块厚度＞3 mm、长度＞15 mm。记录斑块的位置、大小、形态、内部回声情况，彩色多普勒血流成像（CDFI）观察斑块有无溃疡。

1.2.3 SMI检查斑块内新生血管

启动SMI模式，对目的斑块进行扫查，横断面自无斑块连续扫查直至斑块消失，结合纵断面连续扫查，观察斑块肩部（近心端、远心端）、基底部及顶部有无血流信号。斑块内新生血管的SMI分级标准：0级：斑块内未见血流信号；1级：斑块肩部、基底部或顶部可见点状血流信号；2级：介于1分和3分之间，斑块肩部、基底部或顶部可见点状、短线状血流信号；3级：斑块肩部、基底部或顶部可见丰富血流信号。采用单盲法由2名有经验的超声医师分别对同一斑块评分。

1.2.4 颈动脉CEUS检查斑块内新生血管

经肘正中静脉建立静脉通道，取充分震荡声诺维1.6 mL注入，启动造影模式并同步记时和图像动态存储。15～20 s后，出现造影剂微气泡灌注，随即观察颈动脉斑块肩部（近心端、远心端）、基底部、顶部有无微气泡灌注，并观察病人生命体征，有无异常反应，1.5 min左右再次重复进行。造影完毕后留置静脉通道，继续观察15 min，待患者无异常后返回病房。超声造影评分标准[3]：0分，斑块无增强；1分，斑块内有点状增强；2分，介于1分和3分之间，可见点状及1～2条短线样增强；3分，斑块内可见线状增强，并贯穿或大部贯穿斑块，或有血液流动征。采用单盲法由2名有经验的超声医师分别对同一斑块评分。

1.2.5 病理检测

获取与行SMI、CEUS技术观察部位一致的行剥脱术的动脉粥样硬化斑块，石蜡包埋后连续切成5 μm切片，行HE染色及抗CD31抗体免疫组化以标记新生血管，以200倍显微镜视野下每个视野内CD31染色阳性血管密度及分布情况。

1.3 数据分析

以病理检查结果为准，计算SMI、CEUS检测斑块内新生血管的灵敏度与特异度，其中灵敏度=（真阳性例数/（真阳性例数+假阴性例数））×100%；特异度=（真阴性例数/（真阴性例数+假阳性例数））× 100%。

2 结果

30例患者中共发现目的斑块33个，其中低回声斑块9个，低回声为主混合回声斑块13个，等回声斑块11个，其中SMI显示斑块内有新生血管24个，CEUS显示斑块内有新生血管27个，病理显示所检斑块内均存在新生血管（图1）。其中SMI技术对低回声及低回声为主混合回声斑块检测灵敏度86.3%，与CEUS、病理结果较一致，等回声斑块SMI技术及CEUS新生血管检出率较低（表1）。

图1a～1c 分别为SMI（图1a）、CEUS（图1b）、病理（图1c）显示斑块内新生血管（斑块内可见细线样血流灌注）。Figure 1a～1c. SMI(Figure 1a),CEUS(Figure 1b),pathology(Figure 1c)showed the new blood vessels within plaques(thin lines can be seen in the plaque sample).

表1 SMI、CEUS、病理显示具有血流信号的斑块类型

3 讨论

研究证实，斑块破裂所致临床事件起决定作用的是斑块的稳定性,而并非斑块所致的血管腔狭窄程度[4]。大部分易损斑块并不导致明显的血管狭窄，患者临床症状亦不明显，但斑块容易破裂，继发血栓形成，可迅速进展为致命性临床事件，目前研究集中于早期发现稳定患者存在的易损斑块，从而预防、延缓疾病的发生。近年来多项研究证实，斑块内新生血管可诱发斑块内出血、斑块破裂及其并发症的发生，是斑块破裂的有力预测因子[5-6]。新生血管对于颈动脉粥样硬化斑块稳定性的影响已经得到重视。传统影像学方法的局限性使得新生血管的早期检测受到了极大的限制，随着相关成像技术的进一步发展，新的成像技术必将提供更加准确的信息，更多、更可靠地用于新生血管的检测。

病理是检测斑块内新生血管的金标准，但该方法仅适用于内膜剥脱术的患者，使其应用受到了极大的限制。国内外学者进行了多方面尝试，随着CT和MRI技术的不断发展，其时间及空间分辨率已明显提高，已被用于区分和定量分析动脉粥样硬化斑块组成。CT技术用于动脉粥样硬化斑块内新生血管的研究较少，有学者发现早期组织增强幅度可较准确反映组织内微血管情况,其可靠性有待于进一步证实。Kerwin等[7]对小鼠体外颈动脉粥样硬化斑块病理切片发现，斑块内新生血管与DCE-MRI参数血浆容积Vp呈正相关，可见DCE-MRI能够反映颈动脉粥样硬化斑块内新生血管水平。但其价格昂贵、耗时、体内有金属异物者无法进行检查，使其难以广泛推广。光学相干断层扫描技术 （Optical coherence tomography，OCT）技术，被称为活体内的“光学活检”，Kitabata等[8]用OCT观察冠状动脉粥样硬化内新生血管，发现新生血管多的斑块其纤维帽厚度薄、正性重构多、超敏C反应蛋白（hs-CGP）水平高，从而可对易损斑块进行鉴别。但对组织穿透力较差和衰减及光散射等，检查有创且价格昂贵，使得广泛应用于临床受到极大限制。人们又将分子生物学技术和现代医学影像学相结合形成分子影像学，借助影像学手段反映活体状态下分子水平变化，对于动脉粥样硬化斑块内新生血管的研究无疑提供了新的方法。

超声造影可用于功能显像，近年来将其用于斑块内新生血管的研究中，结果新生血管的检出率与病理结果、患者临床症状具有明显相关性[10]。当前一些新的相关技术方法，已发展到更精确的显示斑块内新生血管的特点，如三维超声造影、靶向超声造影，目前研究多用于动物实验，成熟应用于临床还有许多挑战，需进一步研究。我们在临床研究中遇到的主要问题：超声造影剂相对成本较高，加重患者经济负担；少数患者出现不同程度过敏反应；超声造影检测斑块内新生血管的观念尚不能为广大患者所接受，使得超声造影检查受到了一定限制。SMI技术是极具创新性的血流成像技术，具有成像帧频高、实时性佳、空间分辨率和血流敏感性高、运动伪像少，在不使用造影剂的情况下，提取出传统多普勒当做噪声滤去的低速血流信号，做到了对微细且更低流速的血流信息进行清晰显示。SMI技术及超声造影检查低回声及低回声为主混合回声斑块内新生血管位置及密度与病理结果有较好一致性，但对等回声斑块内新生血管显示较少，病理结果显示等回声斑块病理成分以纤维成分为主，虽存在新生血管，但新生血管较前两者明显减少，初步评估等回声斑块内新生血管较少导致检出率降低。以往研究显示强回声斑块病理成分主要以钙盐成分为主，相对稳定，本研究未予以考虑。勇强等[9]研究证实新生血管主要存在于低回声斑块及低回声为主混合回声斑块，本研究结果与其相近。本研究证实SMI技术可检测斑块内新生血管，在不使用超声造影剂条件下可媲美超声造影检查，与病理结果较为一致，可行性较高，为斑块内新生血管检测提供了新的方法，可用于评估斑块稳定性。

总之，SMI可简便、准确、无创的成像方法对新生血管进行检测，评估斑块的稳定性并早期干预，对疾病的防治有着重要意义。

[1]Staub D,Partovi S,Schinkel AF,et al.Correlation of carotid artery atherosclerotic lesion echogenicity and severity at standard US with intraplaque neovascularization detected at contrast-enhanced US[J].Radiology,2011,258(2):618-626.

[2]Staub D,Schinkel AF,Coll B,et al.Contrast-enhanced ultrasound imaging of the vasa vasorum:from early atherosclersis to the identification of unstable plaques[J].JACC Cardiovasc Imaging,2010,3(7):761-771.

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[4]Stou G,Jander S,Sitzer M,et al.Unstable carotid stenosis:Aninflammatory disease[J].Nervenarzt,2010,71（12）:955-9621.

[5]Purushothaman KR,Purushothamann M,Muntner P,et al.Inflammation,neovascularization and intra-plaque hemorrhage are associated with increased reparative collagen content:implication for plaque progression in diabetic atherosclerosis[J].Vasc Med, 2011,16(2):103-108.

[6]Partovi S,Loebe M,Noon GP,et al.Detection of adventitial vasa vasorum and intraplaque neovascularization in carotid atherosclerotic lesions with contrast-enhanced ultrasound and their role in atherosclerosis[J].Methodist Debakey Cardiovasc J,2011,7(4): 37-40.

[7]Kerwin WS.Carotid artery disease and stroke:assessing risk with vessel wall MRI[J].ISRN Cardiol,2012,2012:180710.

[8]Kitabata H,Tanaka T,Kubo T,et al.Relation of microchannel structure identified by optical coherence tomography to plaque vulnerability in patients with coronary artery disease[J].Am J Cardiol,2010,105(12):1673-1678.

[9]勇强，张蕾，袁嘉，等.超声微血流成像技术诊断颈动脉斑块新生血管的价值[J].中国超声医学杂志，2014，30（12）：1061-1063.

[10]Coli S,Magnoni M,Sangiorgi G,et al.Contrast enhanced ultrasound imaging of intraplaque neovascularization incarotid arteries [J].J Am Coll Cardiol,2008,52(3):223-230.

The value of SMI in detection of carotid artery plaque neovascularization

GUO Yu-ping,ZHANG Chun-mei,WU Xiang-ju,DONG Dan,CHEN Wei-nan
(Department of Ultrasound Diagnostics,the First Affiliated Hospital of Harbin Medical University,Harbin 150001,China)

Objective:To investigate the value of ultrasound microflow imaging superb-microvascular imaging(SMI)in carotid plaques neovascularization.Methods:Thirty patients with carotid endarterectomy were enrolled.The hypoechoic,hybrid echo mainly hypoechoic plaques and other isoechoic plaque in total 33,preoperative routine ultrasound,SMI and contrast enhanced ultrasound(CEUS)examination,after operation immunohistochemical staining plaque neovascularization within CD31 were performed.Results:Of 30 patients,SMI detected 24 cases,CEUS detected 27 cases,the presence of pathological neovascularization were detected within 33 plaques;SMI technology and CEUS in the low echo and hybrid echo mainly hypoechoic plaques based location and density of vascular pathology in neonatal echo plaques have better consistency,the sensitivity was 86.3%and 90.9%.The other echo plaque neovascularization show less,pathology results showed that although neovascularization existed within all isoechoic plaque,but decreased significantly compared with two former.Conclusions:Neovascularization mainly exist in the low echo and hybrid echo mainly hypoechoic plaques,SMI technology can detect plaque neovascularization,and may reflect plaque hemodynamic characteristics.

Carotid artery diseases;Ultrasonography,Doppler,color

R743；R543.5；R445.1

A

1008-1062（2016）06-0400-03

2015-11-09

郭玉平（1988-），女，黑龙江七台河人，在读硕士研究生。E-mail：317883411@qq.com

张春梅，哈尔滨医科大学附属第一医院超声诊断科，150001。E-mail：zhangcm888@sina.com

黑龙江省教育厅科学技术研究项目（No.11551288）；哈尔滨医科大学附属第一医院科研基金（No.2009B26）。