超声技术在缺血性脑血管病颈动脉粥样硬化检测中的应用

伏 焱，张宇虹

（1.大连市第七人民医院，辽宁 大连 116023；2.大连医科大学附属第二医院，辽宁 大连 116027）

缺 血 性 脑 血 管 病 （Ischemic cerebrovascular disease，ICVD）是中老年人最常见的神经系统疾病，其致残率和死亡率较高，而颈动脉硬化、狭窄及栓子脱落是导致ICVD的重要原因。彩色多普勒超声诊断颈动脉硬化、狭窄具有无创伤、敏感性高、能提供血流动力学信息、可反复动态观察的特点，具有重要的临床价值[1]。

1 ICVD的病理改变及发病机制

ICVD约占全部脑血管病人的70%～80%。脑的重量仅为体重的2%，其耗氧量约占总耗氧量的20%。脑的能量的主要来源是葡萄糖的有氧代谢，几乎没有能量储备，因而脑组织对缺血缺氧性损害非常敏感。缺血缺氧4min后即可导致神经元死亡。病理改变包括神经细胞肿胀、变性、坏死、凋亡以及胶质细胞肿胀、增生等，以神经元死亡和进行性受损为明显特征。ICVD发病机制主要包括：①能量耗竭、酸中毒；②兴奋性氨基酸毒性作用；③细胞内钙离子超载；④氧自由基损伤；⑤炎症细胞因子损害；⑥凋亡调控基因的激活；⑦一氧化氮和一氧化氮合成酶的作用。

2 颈动脉狭窄的病理学改变及导致ICVD的机制

颈动脉狭窄的3个主要危险因素是高胆固醇、吸烟和高血压，危险因素越多颈动脉狭窄发生的时间越早、越明显。颈动脉狭窄的病理变化与ICVD的关系主要包括以下几个方面：①粥样硬化斑块的形成及其大小；②斑块的表面性状及内部特征（光滑、粗糙、溃疡及血栓形成等）；③斑块的组织学性质（脂质性、纤维增生、钙化、斑块内出血及有无炎症反应等）；④斑块的稳定性；⑤斑块所致管腔的狭窄程度等。从组织形态学角度看，粥样斑块包括较大的脂质核心、炎性细胞浸润的纤维帽及外膜和斑块内的新生血管。稳定性斑块一般具备脂核小、纤维帽厚、炎症轻、不偏心、呈同心性分布、已钙化不破裂特点，不易发生ICVD。而不稳定斑块是以脂质为主的软斑块，或斑块表面有溃疡，或有斑块内出血，或有炎症反应，易造成ICVD的发生。

一般认为，颈动脉狭窄<50%基本不会导致狭窄段血流速度和频谱的明显改变和颅内低灌注。Grossman等[2]认为，当血管狭窄达80%～90%时，脑卒中发生率即跳跃式地增加。Ohm等[3]研究发现，运用超声造影剂结合组织谐波成像技术可提高颈内动脉是否完全性闭塞的诊断准确率。

3 超声技术诊断颈动脉粥样硬化的方法及相关标准

常规颈动脉超声检查方法：采用高频探头，取样容积1～3mm，角度矫正60°之内，要求相对固定。取平卧位，头部转向对侧。二维检测先作纵向扫查，依次观察颈总动脉、颈动脉分叉处、颈内动脉、颈外动脉，然后将探头转动90°作横向扫查，由下而上逐段进行，再进行椎动脉各段扫查，然后再检测对侧。

颈动脉内径是指颈动脉前、后壁内膜间的垂直距离。颈动脉内膜厚度（Intima media thickness，IMT）是指颈动脉后壁的内膜内表面至中膜外表面之间的垂直距离。颈总动脉内径和内膜厚度的测定位置在颈总动脉远端、颈内动脉、颈外动脉分叉部水平下方1.0～1.5cm处，颈内、外动脉内径和内膜厚度的测定应在颈动脉分叉、颈内动脉、颈外动脉的起始部远端1.0cm以上部位。正常IMT一般认为<1.0mm，当IMT>1.2mm，局部增厚隆起向血管腔内突出为斑块形成。根据斑块的超声回声特点，将动脉粥样硬化斑块分成3型[4]：①软斑：斑块呈中等或弱回声，向管腔突出；②硬斑：斑块呈强回声，边界清楚，后方伴声影；③混合斑：高低回声杂乱，光点不均匀，形态多样，不规则。

常用颈动脉狭窄测量的方法有两种。长轴管径测量法，狭窄率=（血管管径-最狭窄处管径）蛐血管管径×100%。面积测量法，狭窄率=（狭窄处原血管腔面积-狭窄处残留管腔面积）蛐狭窄处原血管腔面积×100%。对偏心性非均匀狭窄血管进行测量时，两种方法可能会出现不相符情况。但对于≤50%的狭窄，临床价值不高。

颈内动脉狭窄的超声分级：2003年美国超声放射学学会制定了颈内动脉狭窄的超声诊断标准[5]：①正常：颈内动脉收缩期峰值流速<125cm/s，无斑块或内膜增厚，附加标准为颈内动脉与颈总动脉峰值流速比值<2.0，舒张末期流速<40cm蛐s；②轻度狭窄：可见斑块和内膜增厚，附加标准为颈内动脉与颈总动脉峰值流速比值<2.0，舒张末期流速<40cm蛐s；③中度狭窄，狭窄度50%～69%，收缩期峰值流速达230cm/s，可见斑块和内膜增厚，附加标准为颈内动脉与颈总动脉峰值流速比值为 2.0～4.0，舒张末期流速为 40～100cm蛐s；④重度狭窄，狭窄度>70%，收缩期峰值流速>230cm/s，可见斑块和管腔狭窄，附加标准为颈内动脉与颈总动脉峰值流速比值>4.0，舒张末期流速>100cm蛐s；⑤基本闭塞，可见管腔重度狭窄，此时峰值流速可以很高、很低或探测不到；⑥完全闭塞，未见管腔和血流。

4 ICVD颈动脉硬化的超声表现及临床意义

1986年Pignoli等[6]首次采用高分辨率超声测量动脉壁的内膜和中层的厚度，探讨IMT与动脉粥样硬化的关系。许多研究表明，IMT增厚程度与ICVD具有相关性[7]。Kitamura等[8]对1289例年龄60～74岁且无卒中或冠心病史的男性进行颈动脉超声检查并随访，结果表明颈总动脉IMT增厚可使ICVD风险增高3倍。另有研究提示，IMT对ICVD的预测作用强于颈动脉狭窄程度[9]。

当IMT>1.2mm时，局部增厚隆起向血管腔内突出为斑块形成。颈动脉粥样硬化斑块最易发生在颈动脉分叉膨大处，这是动脉分叉处血流方向和性质改变形成低切应力所导致的。动物试验证实长期低血流剪切力状态有促动脉粥样硬化的作用[10]。研究证实，持续低血流剪切力状态可导致动脉管壁内皮功能损害，粥样硬化斑块的形成与低血流剪切力呈正相关[11]。斑块质地松软、富含脂质、回声不均，其内出血及溃疡性斑块是引起ICVD的主要原因。有研究认为，斑块钙化是极强的卒中预警信号，尽管高回声斑块可能不是近期卒中的形成原因，但可反映动脉粥样硬化损伤程度和发生栓塞的概率[12]。有学者[13]认为对于颈动脉超声检查发现斑块表面存在溃疡的患者，无论梗死灶位于溃疡侧还是对侧，都视为有症状，应及时进行颈动脉疾病的相关治疗。易兴阳等[14]运用彩色多普勒超声对564例缺血性脑卒中患者颈动脉进行评估，发现颈动脉硬化斑块与进展性缺血性脑卒中的发生密切相关，颈动脉粥样硬化的严重程度可作为进展性缺血性脑卒中的预测指标，然而目前的超声分辨率尚不足以对富含脂质的斑块和斑块内出血进行准确的鉴别。

华扬等[15]利用颈动脉彩色多普勒血流显像（CDFI）对416例颈总或颈内动脉狭窄患者血流参数进行检测，并与金标准DSA的结果比较，评价CDFI对颈动脉狭窄50%～69%和70%～99%诊断的可靠性。结果显示CDFI的诊断与DSA诊断符合率相近，达95.5%和92.9%，说明颈动脉CDFI技术对诊断颈动脉狭窄具有较高的临床应用价值。

既往颈动脉临床研究热点多集中在颈动脉硬化斑块上，对ICVD时颈内动脉、眼动脉血流动力学报道较少。穆玉明等[16]对97名ICVD患者彩色多普勒超声研究表明，ICVD侧颈总和颈内动脉舒张末期流速、平均流速均降低；阻力指数、搏动指数增高，提示ICVD时颅内血管床阻力增高，血供减少。赵军等[17]利用彩色多普勒超声、DSA对62例颈动脉狭窄患者进行检查，显示颈动脉狭窄造成眼部供血下降可导致多种眼部缺血性疾病。Mead等[18]研究发现颈动脉硬化狭窄很容易导致眼部的症状，无论是一过性还是持续性出现眼征的颈内动脉狭窄患者，70.3%发生了轻度（50%）以上的颈内动脉狭窄。这表明一旦发生了眼征，颈内动脉狭窄可能已经比较严重。

近年来发展起来的经颅彩色多普勒超声是在传统经颅多普勒超声的基础上增加了二维灰阶实时和彩色多普勒显像，克服了经颅多普勒超声的不足，能较清晰显示颅内血管的形态、走行和血流，同时有彩色血流作为引导可调节取样容积位置并可进行角度校正，提高了取样准确性。

5 超声新技术的应用

颈动脉粥样硬化斑块的检测以往多局限在二维或彩色多普勒上，随着技术的发展，目前已有多种技术可对其进行检测。张忱等[19]研究发现，自然组织谐波成像可明显改善颈动脉硬化斑块边缘和内部结构显示能力，提高了不稳定硬化斑块的检出率。杨丽型等[20]对82例ICVD患者研究表明，声学密度定量技术能够检测和评价颈动脉斑块的稳定性及危险性，各斑块声学密度值从高到低为钙化斑块、纤维斑块、脂质斑块、斑块内出血，斑块的稳定性随声学密度值减低而降低。有研究表明，颈动脉斑块的轴向发展速度是厚度的2.4倍[21]，因此斑块面积可能是比斑块厚度和数量更为精确的衡量指标。三维超声的出现，为颈动脉病变的检查提供了立体的、直观的显像。Zhang等[22]在实验中证实了应用三维超声检查并测量颈动脉斑块体积的可行性和准确性。这与Landry等[23]采用L12-5线阵探头进行三维重建继而测量斑块体积的方法所报道的结论相近。临床应用也表明，实时三维超声可用于颈动脉粥样斑块的检测，尤其是空间几何形态的显示[24]。吴明晓等[25]对55例颈总动脉狭窄患者进行三维能量多普勒超声成像，并与二维彩色多普勒超声及DSA结果比较。

血管回声跟踪技术是近年应用于临床的超声新技术，能够动态跟踪和描记动脉壁的运动轨迹，自动计算和显示血管内径的变化幅度，分辨率高达10μm，为临床准确评价血管弹性提供了新的手段。王建华等[26]利用血管回声跟踪技术对143例健康志愿者颈总动脉弹性参数进行定量评价，发现颈总动脉弹性系数、僵硬度与年龄显著相关。Dijk等[27]对125例患者通过观察在一个心动周期内收缩期和舒张期颈总动脉管径的相应变化来衡量管壁的僵硬度。结果发现，颈总动脉僵硬度越高，颈内动脉狭窄>50%的患者发生ICVD和短暂性脑缺血的风险越高。

超声造影检查可以发现更多颈部硬化动脉造影前未能发现的斑块，更加清晰地显示颈动脉IMT，勾勒出动脉内斑块的大小及形态。超声造影技术对活体颈动脉斑块内新生血管进行检测国内已有报道，具有很高的敏感性，而且具有定量评价的功能[28]。近年来的研究发现斑块内新生血管可以促进粥样硬化病变的发展[29]，甚至诱发斑块内出血和斑块破裂及其并发症的发生，是斑块不稳定的一个重要因素[30]，斑块内新生血管已经逐渐引起人们的高度重视。目前已有研究证实斑块内部新生血管的分布状况是不同的，造影发现斑块的肩部增强最明显[31]，这与既往文献报道斑块肩部炎症因子最活跃、最易破裂相吻合[32-33]。Moreno等[34]报道动脉粥样斑块内新生血管的多少与斑块总的面积大小密切相关，且同一斑块的基底部、纤维帽层及内中膜处新生血管的数量也不同。

综上所述，IMT增厚是早期动脉粥样硬化改变的表现，斑块形成则是动脉粥样硬化的典型标志，而管腔狭窄是动脉粥样硬化进展的一个晚期表现。超声对颈动脉系统的研究，已经从简单的二维平面发展到三维立体，从灰度显像发展到超声造影显像，从定性诊断发展到定量诊断，为临床提供了IMT、斑块大小和性质、动脉弹性、血流动力学改变等诸多信息，对ICVD的诊断、疗效评价具有重要意义。

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