作者：侯超凡，王梦欣，王涛，北京大学第三医院
CIS 会产生相应的神经功能障碍，SCI 会影响患者的认知功能及远期预后。颈动脉斑块( carotid plaque，CP) 中有一部分斑块容易破裂而产生栓子，普遍被称为易损斑块。CEA 术后颈动脉易损斑块较非易损斑块更容易引起CIS ( OR = 0.18，95% CI: 0.04 ～0.80，P = 0.02)。此外，斑块成分构成会影响手术难度。故对CP 性质的识别，尤其是易损斑块的识别特别重要。
超声作为一种无创、简便的检查方式，在临床工作中被广泛使用，可以用来检测CP 的负荷特征( 如狭窄率) 与成分特征。随着医学技术的不断发展，越来越多的新技术被引入到超声领域。这些新技术在CP 成分的评估方面，较传统超声技术有更高的精度和准确性。本文对超声新技术在CEA 术前评估颈动脉易损性斑块进行文献总结，旨在为临床实践提供更多参考和启示。
1.多参数超声
多参数超声是一种基于传统超声的组合技术，将超声转变为一种多参数成像工具，提高超声成像的敏感性和特异性。德国超声医学会提出一种新型的多参数超声方法，用于评估颅外颈内动脉( internal carotid artery， ICA) 狭窄闭塞性疾病。这种方法主要包含B 型超声及彩色多普勒超声( colorDoppler ultrasound，CDUS) ，主要指标包括狭窄处收缩期峰值流速( peak systolic velocity，PSV) 、狭窄处远端PSV 和眶周侧支血流( 大脑前动脉) ，附加征象包括舒张期血流减少( 颈总动脉) 、狭窄远端血流紊乱、狭窄处舒张末期速度、彩色血流呈五彩镶嵌样表现( 血管周围组织振动在超声图像上的表现) 及颈动脉比率( ICA/颈总动脉) ，并根据以上所有参数类型以10%的增量对ICA 狭窄进行分级，并且可以用于区分严重狭窄和完全闭塞。
von Reutern 等提出一套类似的多参数超声评估方案。Pelz 等沿用德国超声医学会的方案对15 例中～ 重度颅外ICA 狭窄进行研究，将传统超声和多参数三维超声与
由此可见，多参数超声能够更详细地检查CAS程度与CP 性质，有助于在术前对CAS 病情进行更加充分地评估，有助于临床医师对CAS 病情进行更加全面地把握，以提高手术的安全性，但其也有一定的局限性: 相关研究较少，准确性有待多中心、大样本的临床研究证实；使用的数据量大，对操作者的技能要求较高，分析和解释结果也可能较为复杂。因此，需要根据临床实际的应用情况来调整参数的使用场景，或者通过制作与之相匹配的系统使之更加容易应用。
2.超声微纯化( MicroPure) 成像技术
超声MicroPure 成像技术包含在三维图像数据中对多个超声图像进行后处理，使用其垂直方向( 深度方向) 上的信息来去除斑点图案，通过抑制周围组织，将可疑钙化标记为蓝色叠加图像中的白点。Yang 等通过超声MicroPure 成像技术评估斑块的微钙化情况，在背景为蓝色的叠加图像中将疑似钙化标记为白点，微钙化可以表现为蓝色背景中的闪烁，类似于黑夜中飞舞的萤火虫，因此被称为“萤火虫征”。
萤火虫征广泛存在于颈
他们提出一个斑块评分方式，即“萤火虫评分法”。这个评分法基于斑块内有无萤火虫征，萤火虫征的个数和萤火虫征在斑块的部位，以术后组织病理学结果为金标准，受试者工作特征( receiver operating characteristic，ROC) 曲线下面积为0.750 ( P ＜ 0.001) ，其中得分为2 分的易损斑块的预测值最高，敏感性和特异性分别为71.9%( 17 /23) 和73.6%( 88 /119) 。这表明位于斑块纤维帽中的萤火虫征可能与斑块易损性有关。
Ruan等同样使用超声MicroPure 成像技术对37 个CP进行研究，结果显示超声MicroPure 成像技术与18F －
超声MicroPure 成像技术判断斑块中钙化成分的能力较强，尤其是在判断微钙化方面，使用其判断钙化成分也有助于判断斑块的易损性。故术前使用超声MicroPure 成像技术进行CP 性质的评估，有助于进一步精确把握手术风险。然而，该技术也存在缺点: 需要有专用的设备及软件，设备成本较高；在使用过程当中有时需要手动标记图像，使用流程略为繁琐；使用其探测斑块成分后，并没有与斑块分型对应起来的研究，故临床实用性有待进一步加强。此外，还需要进一步研究来明确使用其判断出的微钙化成分的临床意义。
3.弹性成像
弹性成像可以评估组织弹性特性并定量评估组织硬度，包括应变弹性成像( strain elastography，SE)和剪切波弹性成像( shear-wave elastography，SWE)。SE 是一种先进的超声波成像技术，能够通过计算位移图的空间梯度评估组织的应变，从而提供有关组织弹性特性的重要信息。
Cloutier 等纳入26 例有症状和40 例无症状CAS，相较于无症状狭窄患者，有症状狭窄患者的患侧轴向应变( 包括最大轴向应变和累积轴向应变) 以及剪切应变( 最大轴向剪切应变幅度) 显著降低( P 值分别为＜0.001、0.03) 。此外，症状性狭窄患者的患侧与对侧的轴向应变指数也表现出明显差异( 最大轴向应变，P = 0.019；累计轴向应变，P = 0.014) ，这一结果表明SE 技术可以有效评估斑块性质，进而评估斑块的易损性。SWE 技术通过超声探头产生向下的脉冲波，结合彩色多普勒测量剪切波的传播速度，对斑块硬度进行评估，并以此辅助判断斑块的易损性。
SWE将测量的感兴趣区域( region of interest，ROI) 定于斑块内部后，系统能够实时显示弹性和速度，最终以kPa 为单位测量出ROI 内的硬度。Di Leo 等报道SWE 技术可以对斑块硬度进行检测并以此预测斑块的易损性，硬度在26 ～ 65 kPa 的混合斑块可被定义为易损斑块。接受这些超声检查的患者随后接受CEA，切除的颈动脉斑块送检病理，病理结果评估4 个方面: 脂质核心的延伸、纤维帽的厚度、炎症浸润( CD68 + 或CD3 + 标志物) 和斑块内微血管。与术后病理结果( 31 /43 ) 比较，SWE 敏感性为87.1%( 27 /31) ，特异性为66.7%( 8 /12) ，阳性预测值为87.1% ( 27 /31 )，阴性预测值为66.7%( 8 /12) ，曲线下面积为76.9% ( 95% CI: 0.617 ～0.920) 。
Zhang 等将SWE 测定结果与术后病理结果中斑块硬度进行相关性研究，纳入94 例共98 个CP，结果显示SWE 测出的横波速度与术后病理显示的Ⅰ/Ⅲ型胶原比值( Ⅰ/Ⅲ型胶原比值越高，组织硬度就越高) 呈正相关( r = 0.805，P ＜ 0.001) 。这表明使用SWE 测定横波速度可以较好地评估含有斑块的颈动脉血管硬度。
Li 等研究SWE 测定的斑块硬度与斑块是否产生症状的相关性，纳入123 例，其中65 例有症状，58 例无症状，结果显示SWE 测定的斑块硬度与引起临床症状的斑块独立相关( OR = 0.95，95% CI: 0.919 ～ 0.974) 。从以上研究我们可以看出，SE 与SWE 可以针对性地评估斑块的硬度及弹性，对于评估手术难度有很大的意义。但它们对操作者技能要求高，且对手术操作及患者预后的具体影响需要更进一步研究。此外，其结果受多种因素影响，故结果的一致性及标准化程度有待提高。
4.脉搏波成像( pulse wave imaging，PWI)
PWI 是一种基于超声弹性成像的技术，用于绘制由脉搏波引起的动脉壁运动的图像，以测量局部
Karageorgos 等使用PWV 提供的有关动脉壁硬度的信息将动脉分割为一些硬度相对均匀的节段，与9 例年轻无颈动脉粥样硬化者( 3.25 ± 0.86vs.1.00 ± 0.00，P ＜ 0.0001) 和9 例老年非动脉粥样硬化者( 3.25 ± 0.86 vs.1.44 ± 0.51，P ＜ 0.0001) 相比，12 例动脉粥样硬化的颈动脉内有更多的动脉节段，即患者动脉壁硬度的不均匀性大大增加。
PWI 也是一种测量动脉壁硬度的技术，与弹性成像有一定的重合之处，但PWI 侧重于评估患者颈动脉的早期改变，通过对颈动脉壁不均匀程度的测定，提供一种独特的评估颈动脉的方式。PWI 对于手术的帮助价值有待进一步更大样本的研究确定，且其在非规律脉搏情况下的成像可能不够准确。
5.超分辨超声成像
超分辨超声成像通过剪切波弹性成像和超快多普勒( 相当于精确度更高的CDUS) 相结合实现高帧率实时成像，提供有助于描述CP 特征的参数，且可以实现对颈动脉的动态观察，有助于评估患者预后。Goudot 等提出3 种不同的超声指标，包括斑块硬度不均匀性、血管壁剪切应力( wall shear stress，WSS) 和斑块内微血流，有助于描述CP 的特征并评估斑块的易损性。WSS 是相对使用更多的指标，值得更多关注。
WSS 是循环血流施加在动脉内膜表面上的摩擦力( WSS =
血流与超声探头垂直时，可以精确测定血流的速度矢量，即血流的大小和方向，以此得到矢量血流图。内膜中层厚度( intima-media thickness， IMT) 是一种常用的评估CP 的指标，指颈动脉内膜管腔面与外膜分界面之间的距离，可以反映是否有动脉粥样硬化斑块形成。Saito 等对49 例使用为血管特殊开发的矢量血流图测量WSS，WSS 最大值和均值分别与年龄( 最大值WSS: r = 0.53，P ＜ 0.0001；均值WSS : r = － 0.50，P ＜ 0.0001) 和IMT ( 最大值WSS: r = － 0.26，P = 0.0178；均值WSS: r = － 0.30，P = 0.0070) 呈负相关。这表明WSS 可以用来测量CP 的负荷特征，同样有助于帮助判断患者是否需要进行手术。WSS 也有助于评估CEA 的术中风险。
Oshida等对100 例CIA 狭窄的研究显示，通过颈动脉磁共振T1 像测出较高的斑块图像对比度( P =0.0107) 和使用流体动力学分析计算出较高的WSS( P = 0.0029) 与术中微栓子的发生显著相关。此外，将斑块对比度和WSS 的ROC 曲线结合起来预测术中微栓子，特异性( 93%vs.63%) 和阳性预测值( 90%vs.66%) 均高于单独使用斑块对比度进行预测，表明结合WSS 提供的信息可以更精确地评估CEA 术中风险。从以上研究我们可以得出，超分辨超声成像在传统超声的基础上提供更多的参数，有助于更全面地评估斑块特性。此外，神经外科医师也可以结合这些参数把握手术时机，但这些参数的具体作用有待进一步研究。
6.颈动脉超微血管成像( superb microvascularimaging，SMI)
SMI 超声可以用来辅助判定斑块性质，尤其是对于斑块内新生血管的显示较有优势。它使用算法去除图像杂乱和运动壁伪影，同时保留低速血流信号，从而实现斑块内新生血管( intraplaqueneovascularization， IPN) 的可视化。Meng 等对78 例的研究显示SMI 能够可靠地检测出颈动脉粥样硬化斑块内的IPN，并与组织学( r = 0.660，P ＜0.001) 和超声造影( contrast-enhanced ultrasound，CEUS) ( 斑块水平κ = 0.825，患者水平κ = 0.820) 表现出很好的一致性。
Guo 等报道SMI 检测45 例CP 分级和厚度与CEUS 具有一致性( 2 位超声医师的κ 值分别为0.735 和0.772 与0.805 和0.798) 。Zamani 等报道SMI 超声检测31 例CP，斑块内微血流( intraplaque microvascular flow， IMVF) 等级越高，组织学评估观察到的新生血管数量越多( r =0.460，95% CI: － 0.007 ～ 0.817，P = 0.041) ；SMI计数的新生血管数量增加也与炎症面积增加( r =0.457，95% CI: 0.009 ～ 0.829，P = 0.043) ，炎症面积中添加的肉芽组织面积( r = 0.467，95% CI:0.026 ～ 0.767，P = 0.038) ，以及组织学评估的总斑块等级评分( 肉芽组织、炎症和脂质的综合等级评分，r = 0.494，95% CI: 0.058 ～ 0.795，P = 0.02) 呈正相关。
这些研究表明SMI 在评估CP 新生血管方面有望成为CEUS 的一种无创替代方法。SMI 也有助于判定术中风险。Chiba 等的研究表明，术前SMI 能够预测在CEA 暴露颈动脉期间，经颅多普勒超声上微栓子信号( microembolic signals，MES) 的发展情况。该研究特别关注斑块内平均微血流信号( 在SMI 超声图像上表现为斑块内颈动脉斑块表面附近的增强信号；若斑块内无IMVF信号，选择任意ROI 信号) 以及管腔时间强度曲线( 通过型号为MATLAB R2015b 的超声机器内部软件生成) 。
他们的研究纳入70 例，其中17 例CEA术中检测到MES，有MES 患者CP 中IMVF 信号的识别率明显高于无MES 患者( 94% vs.57%，P =0.0067) ，MES 患者IMVF 强度与管腔时间强度的比值( 0.108 ± 0.120) 明显高于无MES 患者( 0.017 ±0.042，P ＜ 0.0001) 。此外，两者的比值与MES 存在显著的相关性( 95% CI: 101.1 ～3628.9，P = 0.0048) ，但此研究没有提供相关系数，故两者的相关性有待进一步研究。
SMI 还有助于判断CAS 患者的远期预后( 是否发生病情进展和临床症状) 。Yang 等评估125例SMI 水平和超声造影增强强度( 在超声
利用SMI 判断易损性斑块的最佳诊断点为≥Ⅱ级( 发现点状血管和1 ～ 2 条线性血管) ，敏感性和特异性分别为86.05%( 37 /43) 和79.27% ( 65 /82) 。随着SMI 水平的升高，CIS 发生率增加( P = 0.0001) 。这表明SMI 作为筛查不稳定斑块的一种无创检查方法，可能有助于预防CIS。由此可见，SMI 的优点在于能提供比传统超声更高分辨率的图像，能够观察到微小血管的详细结构，进而有助于对CAS 病情的早期判断，但其数据解释复杂，且对技术要求较高。
7. 背向散射( integrated backscatter，IB)
当超声波在人体中传播时，会与人体组织中的不同界面相互作用。超声波在遇到界面时产生多个方向的传播，这种物理学现象称为散射。IB 是指散射后朝向原始探头方向传播的超声波。当探头接收到这些背向散射的回波时，可以从中获取有关界面位置和特性的信息。
IB 积分为来自少量组织的超声反向散射信号的平均功率，以分贝( decibel，dB)为单位，使用特定公式计算得出。IB 和IB 积分可以帮助识别斑块性质及是否为高危斑块。Bando 等对17 例CEA 研究显示，基于IB 开发的分析软件iPlaque 和组织病理学结果的一致性较好( 钙化r = 0.98，致密纤维化r = 0.82，纤维化r = 0.62，脂质r = 0.61，P ＜ 0.001 ) 。
Ogata等使用该技术在术前将49 例斑块分为Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ 3 种，结果显示3 种斑块的IB 值有显著差异( P = 0.001) ，表明通过IB 可以在术前可以对颈动脉斑块进行分类。Kawasaki 等通过IB 对52 例无冠状动脉危险因素的受试者和12 例CAS 的颈动脉组织学进行研究。于颈动脉后壁连续的ROI 上测量10 个位点，取IB 值的平均值作为最终的IB值，结果显示IB 值和CP 中弹性纤维的碎片化程度( r = 0.63，P = 0.029) 和胶原纤维指数相关( r =0.59，P = 0.046) 。
可见， IB 可以有效地将CP 分类，且可以得出斑块的不均匀程度，有助于提示CP 的危险程度，进而帮助神经外科医师决定手术时机。IB 评估CP 也有助于判断患者预后。Uematsu等对393 例CP 进行随访，采用IB 对斑块性质进行评估，根据IB 值和血液中低密度脂蛋白胆固醇进行分层，以随访达到96 个月或患者发生心源性死亡、非致死性
按IB 值分层后将低密度脂蛋白胆固醇( low density lipoprotein cholesterol，LDL-C) 水平纳入模型后，在IBS 低于－ 16.3 dB 的病人中( n =198) ，增加LDL-C 到基线模型中显著改善NRI 和IDI指数( NRI =0.44，P = 0.04；IDI ＜ 0.01，P ＜ 0.01) 。有较低IB 值( ≤ －16.3 dB，n = 198) 和较高LDL-C 水平( 70 ～ 99 mg /dL，n = 286) 的患者，与较高IB 值( ＞ － 16.3 dB) 且LDL-C 水平＜ 70 mg /dL 的患者相比，冠状动脉事件的发生概率显著更高，调整基线风险因素后也是如此( 危险比= 5.15，95% CI: 1.21 ～22.0，P = 0.03) 。
由此可见， IB 可以提供CP 内钙化、纤维化、脂质等组织成分更精细的信息，且使用IB 对斑块不均质程度进行判断，有助于识别高危斑块，帮助神经外科医师作出临床决策，辅助判断患者手术风险和预后。其缺点在于检查结果解释复杂。此外，受组织特性影响，其成像质量可能不稳定。
8. 小结
在神经外科领域，准确评估和管理易损性斑块至关重要，尤其在CEA 术前，关系到术后发生CIS或SCI 的风险。传统超声作为一种无创、安全、经济、简便、可重复的检查方式，无需进行特殊准备便可对CAS 患者进行检查，有助于定期复查以监测CAS 患者的病情变化，但其标准化程度较低，在不同操作者之间检查结果可能存在一定差异。在斑块特征评估方面，对于详细分析斑块成分( 如钙化程度、脂质含量) 的能力有限。
超声新技术为CP 的评估提供许多新的参数，并以此带来一些新的视角。某些新技术可以为神经外科医师的临床决策提供重要信息，如超声MicroPure 成像技术可以更加详细地提供钙化成分的特征；弹性成像可以提供斑块的弹性、硬度等成分特征；WSS 等提供斑块进一步发展可能性的参数，有助于在术前更加详细地分析斑块的成分和结构，帮助神经外科医生识别高风险斑块并制定精确的手术策略；IB 对斑块内钙化、纤维化、脂质等组织成分的检测和对斑块不均质程度的判断，有助于识别高危斑块，进一步辅助临床医师决策。
一些超声新技术因成本高、数据解释较复杂、临床标准化不完善等问题，目前并未实际推广应用，这些技术的临床可用性有待进一步研究验证。未来研究需要致力于这些技术的优化，使其更加易用和经济，同时通过临床研究验证其在神经外科中的应用价值和安全性。这些进步将极大改善CEA 患者的预后，降低术后脑梗死的风险，从而提升临床决策和患者的生活质量。
来源：侯超凡,王梦欣,王涛.超声新技术在颈动脉内膜切除术前评估颈动脉易损性斑块中的应用进展[J].中国微创外科杂志,2024,24(10):693-699.
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