动脉粥样硬化斑块无创性超声检查研究进展

　　动脉粥样硬化是一种全身性疾病，早期诊断和治疗对于防治心血管病事件具有重要的意义。无创高频超声检查和分析动脉粥样硬化斑块的方法显示出其诊断的优越性。

　　1　动脉粥样硬化形态测定

　　1.1　内中膜厚度（intima-mediathickness，IMT）

　　正常的内膜-中层厚度表现为“双线征”，即两条平行的强回声线被一低回声或无回声带所分离。就动脉后壁而言，“双线征”的近侧回声线由血液与内膜面形成，远侧回声线由中膜与外膜之间的界面形成，两条回声线之间的距离即为IMT。正常内膜中层厚度＜0.9mm，内膜中层增厚指IMT介于0.9～1.2mm之间，动脉粥硬化斑块形成指IMT局部凸向管腔50％以上并且至少＞1.2mm。

　　在动脉粥样硬化发生和发展过程中，最早累积的部位为颈动脉内膜，颈动脉内膜中层厚度是早期反应动脉粥样硬化程度的主要指标之一。内膜中层厚度的增加预示着动脉粥样硬化的加重，其与多种危险因素有关，包括血脂异常、高血压、糖尿病、吸烟、遗传因素、体力活动减少、年龄和性别以及其他等因素。研究证实IMT与心肌梗死和缺血性脑卒中直接相关，IMT可作为缺血性脑卒中、冠心病的独立预测因子，且与脑卒中的相关风险性较心肌梗死更高。传统的危险因素与颈动脉IMT呈明显的正相关。IMT的增加是多种危险因素对动脉壁长时间作用而引起病变的综合表现。颈动脉超声可用于识别亚临床性血管病及心血管病风险。测量IMT并识别粥样硬化斑块对于中度心血管病风险患者（FRS6％～20％且无明确冠心病、外周血管性疾病、脑血管病、糖尿病及腹主动脉瘤）的患病风险性评估尤为重要。对于有以下临床情况的患者也应考虑测量IMT及筛查斑块：①一级亲属有早发心血管病家族史（男＜55岁，女＜65岁）；②年龄在60岁以下且伴有单项危险因素严重异常（如遗传性血脂异常）的患者；③年龄在60岁以下且伴有至少两项危险因素的女性患者。IMT的测量也具有其局限性，高血压等血管重构可导致动脉中膜增厚，测量的IMT增厚，诊断动脉粥样硬化时注意血管壁增厚的部位。

　　1.2　斑块面积（plaquearea）及斑块体积（plaquevolume）

　　即双侧颈总动脉长轴和短轴切面的最大斑块面积。根据二维超声测量双侧总动脉长轴切面的最大斑块面积。短轴切面的斑块面积为血管外弹性膜面积减去血管腔面积。斑块面积是动脉粥样硬化进展的一项敏感标志，优于斑块厚度。利用三维超声技术可以获取斑块的立体图像，从而测量斑块的体积，与斑块面积比较能更为准确、全面地反映斑块大小及进展情况，结合斑块位置可较好地反映动脉粥样硬化的严重程度，是最有发展前途的颈动脉超声指标，目前已逐渐成为研究热门，有取代IMT的趋势。

　　1.3　重构指数及偏心指数　

　　血管重构是指由于高血压等因素对管壁的长期作用，血管壁发生一系列适应性的结构和功能变化，包括管壁增厚、管壁和管腔比值增加、管壁弹性减低、功能改变等。伴随着动脉粥样硬化出现的动脉血管重构是一种普遍现象，血管重构可分为正性重构（即动脉扩张）和负性重构（即动脉缩窄）两种。正性重构：斑块处血管外弹性膜直径与参照血管近、远端血管外弹性膜直径（平均值）比值＞1.05。负性重构：斑块处血管外弹性膜直径与参照血管直径比值＜0.95。血管正性重构与动脉粥样硬化进展和易损性有关，其机制尚未明确，一般认为与局部血管炎性反应基质金属蛋白酶（MMP）增加、外弹力膜降解有关，并且与糖尿病、年龄、高血压等多种危险因素有关。

　　根据血管壁结构的变化，动脉粥样硬化斑块可分为向心性斑块和偏心性斑块。偏心指数是斑块最薄处和斑块最厚处的比值，当偏心指数＞0.5，为向心性斑块；偏心指数＜0.5，为偏心性斑块。偏心性斑块可促进血管的正性重构的形成。

　　1.4　斑块内成分　

　　以血管外膜为参照，颈动脉斑块回声分为：①低回声斑块：斑块回声强度低于外膜定义为低回声；②中等回声斑块：回声强度与外膜近似定义为中等回声；③高回声斑块：回声强度高于外膜定义为高回声；④混合回声斑块：斑块表面或内部回声不均定义为混合回声。低回声斑块含有相对较多的脂质成分，炎性物质较多，斑块容易破裂，更加趋于不稳定；回声较高的斑块，纤维组织含量较多，脂质成分较少，不容易破裂，斑块稳定。钙化成分，其超声显像特点为高回声反射，伴远端声影；脂质成分，超声显示为低回声区域；纤维成分，超声上亦呈中低回声区。研究发现，低回声斑块与ACS和缺血性脑血管病的发生相关。钙化不增加稳定与破裂斑块的纤维帽的应力，也不影响其稳定性，而脂质池则使斑块应力明显增加进而增大斑块易损性。

　　1.5斑块内声学造影显像

　　斑块内滋养血管与斑块稳定性有关，滋养血管可输送血液中的炎性细胞和炎症因子、氧化物质等，滋养血管破裂红细胞外溢至斑块内，巨噬细胞吞噬红细胞后，促进ox-LDL诱导的噬红巨噬细胞氧化应激、炎性反应和凋亡作用，上述机制均可促进斑块的发生和发展发生，增加斑块的易损性。超声造影显像可观察到斑块内滋养血管，但是如何评价显示的滋养血管与斑块易损的关系是需要进一步研究的内容。

　　2　动脉粥样硬化斑块组织定征和生物力学特性

　　2.1　斑块声学密度

　　声学密度定量技术可根据超声波在组织内传播过程中的背向散射信号，真实反映组织的结构信息和声学特征。

　　斑块声学密度测量反映了斑块内部脂质的含量及纤维化的程度，从而间接反映了斑块的易损性，即斑块破裂的可能性大小。富含脂质斑块表面只有一层很薄的纤维帽，含有大量的巨噬细胞及T2淋巴细胞，平滑肌细胞少，容易破裂，斑块破裂，暴露脂质与胶原，可启动凝血系统，形成血栓，导致梗死危险性大；而钙化斑块因表面有钙盐沉积，受血流冲击不易破裂，较稳定。背向散射积分（integratedbackscatter，IBS）值的大小可在病理上区分组织的血栓、血管内膜增生、有纤维帽的脂肪池、纤维化和钙化不同成分。不同斑块AIIc％值之间有显著差异，脂质斑块AIIc％最低。病理结果提示以脂质成分为主，这种斑块易破裂出血或形成梗死，如果脂质核占斑块40％，斑块破裂危险性很高。高回声斑块病理成分以纤维成分为主，强回声斑块AIIc％值最高，病理成分以钙化为主，这种斑块相对比较稳定。

　　2.2　应变与应变率　

　　应变，又称应变力，是指物体的相对形变。应变率（stainrate，SR）是组织运动在超声束方向上的速度梯度，即局部两点之间的速度差除以两点之间的距离。研究发现，孤立性颈动脉粥样硬化斑块长轴切面上中下游不同位点间应变峰值存在不一致，不同位点间存在明显的径向不均衡力状态；短轴切面上斑块处内膜在收缩和舒张期分别发生了与正常颈动脉内膜不同的旋转运动，其中颈动脉斑块和正常内膜在握力试验前后收缩和舒张期发生的旋转运动差异可能提示颈动脉斑块内膜的不稳定力学状态。我们研究发现，正常对照组颈动脉收缩期径向最大运动速度高于冠心病颈动脉无斑块部位，提示存在斑块的血管即使影像学结构正常，但是血管的硬度增加。软斑块收缩期最大运动速度、最大应变率高于硬斑块组，斑块肩部收缩期最大运动速度、最大应变率高于斑块纤维帽顶部，提示了斑块部位内膜运动的机械不一致性。动物模型对腹主动脉斑块研究发现，与非破裂斑块相比，破裂斑块长轴应变峰值更小，短轴应变峰值更大。斑块体积压缩率（VCR）提示斑块在心动周期中随血流运动的可压缩能力，可能提示斑块的易损特征。

　　数学模型证实，静力学模型下纤维帽在动脉内压、血流切应力和脂核内压力共同作用下产生形变而储存应变能，当纤维帽内外侧压力差超过临界值后将发生失稳而破裂。动力学模型下纤维帽的运动符合Mathieu-Hill方程，存在参数共振现象。通过弹性显像可评价斑块的组织力学特性。最新的实时剪切波弹性成像技术可使图像采集速度提高到20，帧/秒，可定量检测剪切波的速度，精确计算组织杨氏模量值。已在乳腺、肝脏、甲状腺、淋巴结等病变中应用，并可更准确测定血管IMT、脉搏波传导速度PWV。由于斑块体积小、组织不均质性以及血管的脉动等特点，有关这一技术在活体斑块弹性特征的应用尚需要进一步的研究。

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