周靚妹,肖滬生
(上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院超聲科,上海 200032)
在周圍血管疾病的診斷技術(shù)中,超聲由于其操作簡便、無輻射、無創(chuàng)傷、重復(fù)性好等優(yōu)點,在臨床上常作為初步篩查的一種有效檢查手段。它不僅可以清楚顯示血管的二維結(jié)構(gòu)改變,而且能提供豐富的血流動力學(xué)信息,具有重要的臨床意義。以下就近年來推出的檢測周圍血管病變的無創(chuàng)性超聲新技術(shù)進行簡述。
1.1 血管增強技術(shù)(vascular enhancement technology,VET) VET即超聲數(shù)字減影技術(shù),其原理是利用二維和血液流動產(chǎn)生的多普勒能量信號進行超聲血管數(shù)字減影、暗化血管腔、突顯血管壁結(jié)構(gòu)[1]。VET能清晰顯示血管管壁結(jié)構(gòu)、管腔走行及其病變情況,有效彌補CDFI等僅能獲得管腔內(nèi)血流動力學(xué)狀態(tài),而不能直接顯示血管管腔結(jié)構(gòu)的不足[2-3];對小血管的細微結(jié)構(gòu)病變,其顯示率也明顯優(yōu)于CDFI[4]。但是VET對于無血流信號的血管,如血管腔內(nèi)充滿血栓時,由于無血液流動,缺乏紅細胞的反射及散射信號,故不能改善血管壁及血管腔的顯示[5]。
1.2 血管回聲跟蹤技術(shù)(e-tracking,ET) ET技術(shù)是對血管壁運動時所產(chǎn)生的相位偏移信號進行采集、跟蹤、描記,計算血管內(nèi)徑的變化,經(jīng)脫機分析后得出參數(shù)壓力應(yīng)變-彈性系數(shù)(EP)、硬度指數(shù)(β)、增大指數(shù)(AI)、順應(yīng)性(AC)及脈搏波傳導(dǎo)速度(PWVβ),對動脈管壁的功能進行評估,可早期發(fā)現(xiàn)動脈管壁僵硬度及順應(yīng)性的變化[6],可以在動脈壁出現(xiàn)形態(tài)學(xué)損害之前評價血管壁彈性改變、內(nèi)皮功能障礙,早期發(fā)現(xiàn)血管壁功能異常的情況,從而指導(dǎo)預(yù)防和治療等[7-11]。肖滬生等[12]研究發(fā)現(xiàn),在實際臨床應(yīng)用操作過程中,由于取樣線定位、心率、收縮壓、血管的選取、圖像質(zhì)量以及年齡等因素都會影響到檢測結(jié)果,故應(yīng)合理應(yīng)用ET技術(shù),在檢測過程中注意避免這些因素的干擾。
1.3 超聲二維應(yīng)變成像(X-strain) 該技術(shù)是基于二維灰階圖像,采用斑點追蹤運算方法自動跟蹤圖像中所描記的研究對象位置的變化。這是一種矢量應(yīng)變技術(shù),不受聲束方向與血管壁運動方向夾角的影響,無角度依賴性,所以能更準(zhǔn)確地得到研究對象的運動信息[13]。該技術(shù)最早應(yīng)用于心臟方面,用來評價局部心肌功能的應(yīng)變與應(yīng)變率,把這項技術(shù)應(yīng)用于動脈壁的運動情況[14]及用于評價頸動脈斑塊的穩(wěn)定性方面[15]是近幾年一項新的探索。 李秀云等[16]通過二維應(yīng)變技術(shù)測量動脈壁圓周應(yīng)變和應(yīng)變率來分析并判斷大動脈彈性功能,比內(nèi)-中膜厚度(IMT)更早反映血管受累信號。該技術(shù)的局限性在于對二維圖像的質(zhì)量要求較高,因肥胖等因素使二維圖像顯示不清晰的患者,其應(yīng)用受到限制;且仍局限于二維平面的觀察,使斑點追蹤技術(shù)不能完全跟蹤斑點運動的空間位置,因此其測量精確性有待進一步加強。
1.4 速度向量成像(velocity vector imaging,VVI)技術(shù) 此技術(shù)由西門子公司開發(fā),早年多用于對心肌運動和形變的研究,近年來對于血管壁運動力學(xué)以及管壁形變與運動之間關(guān)系的研究引起了學(xué)者們的關(guān)注。VVI技術(shù)利用斑點追蹤原理,對比連續(xù)兩幀圖像的變化,以矢量方式顯示組織真實的運動速度及位移,并運用曲線的形式表示出來,可對研究對象在多個平面及各個時相運動的結(jié)構(gòu)力學(xué)進行量化分析[17]。其優(yōu)越性在于無角度依賴性、不受動脈搏動的影響,能直觀、準(zhǔn)確地顯示心肌和大血管的運動力學(xué)特征[18]。 白冰等[19]研究表明,VVI技術(shù)能準(zhǔn)確地評價動脈管壁運動力學(xué)特征,靈敏地反映頸動脈粥樣硬化早期血管壁彈性及運動特征的改變。在實際操作中,VVI技術(shù)對圖像的顯示要求盡量清晰,內(nèi)膜邊界勾畫的清晰與否將直接影響分析結(jié)果;其次,對幀頻要求高,較低幀頻可導(dǎo)致跟蹤失相關(guān)及遺漏峰值觀察。
1.5 動脈僵硬度定量分析技術(shù)(quantitative arterial stiffness,QAS) 該技術(shù)是基于射頻信號原理,自動追蹤管壁運動,分析獲得相應(yīng)動脈的彈性成像參數(shù),通過功能成像來反映管壁的機械特性和運動狀態(tài)[20]。研究表明[21],在一定范圍內(nèi),IMT、β、PWV 值越高,動脈硬化程度越大,依照其數(shù)值的動態(tài)變化,可準(zhǔn)確反映有無早期動脈硬化,為臨床提供可靠的診斷依據(jù)。侯利芳等[22]研究提示,在血管壁未出現(xiàn)形態(tài)改變之前QAS技術(shù)即可定性及定量評估血管彈性功能的變化。
2.1 超聲血流向量成像技術(shù)(vector flow mapping,VFM) VFM技術(shù)以彩色多普勒圖像為基礎(chǔ),通過多普勒頻移信息對渦流場上各個質(zhì)點的不同方向運動速度矢量進行分解和微積分處理,結(jié)合渦流符合流函數(shù)的特點,在心腔內(nèi)標(biāo)記出瞬時的許多條空間幾何曲線(流線),在二維超聲上顯示心腔內(nèi)紅細胞運動的方向、速度及向量的大小。2006年,由Ohtsuki等[23]首次提出,并將VFM圖像初步應(yīng)用于臨床患者。在大動脈瘤和頸動脈粥樣硬化斑塊等情況下,VFM可用于其血流動力學(xué)實時的評價,顯示血流動力學(xué)對心臟結(jié)構(gòu)和功能的影響[24-25]。由于該技術(shù)對紅細胞運動速度估計值不受聲束方向的影響,故能更準(zhǔn)確地反映血流運動的特點。但是由于VFM技術(shù)要求高質(zhì)量的彩色多普勒圖像,彩色溢出或者血流稀少等都影響其質(zhì)量。
2.2 血流剖面圖(Flow Profile) 血流剖面圖技術(shù)是阿洛卡公司開發(fā)的血流定量分析技術(shù)。超聲常規(guī)測血流量是取得脈沖多普勒頻譜以后,利用管腔的內(nèi)徑計算出來的,由于用多普勒方式測量血流速度只能測量某一點的速度,因此,測量血流量具有一定的局限性。血流剖面圖技術(shù)則通過計算管腔界面上每一點的速度積分得出血流量,其誤差小,更加接近實際血流量,并可測量截面上任一點的速度,用以評估血流動力學(xué)變化,更真實地反映血流的層流規(guī)律,還同樣適用于彎曲的血管,間接用于心排量的計算。由于血流剖面圖技術(shù)是在彩色多普勒血流圖的基礎(chǔ)上監(jiān)測血管腔內(nèi)血流動力學(xué)參數(shù),因此目前彩色多普勒技術(shù)固有的不足之處,如對低速血流敏感性低、出現(xiàn)偽像和溢出混疊等,在此技術(shù)中也同樣存在,故還有待于進一步改進[26]。
2.3 增強型血流成像技術(shù) (Enhance-flow,E-flow)E-flow成像技術(shù)是近年來發(fā)展的一種新的血流顯示技術(shù),它采用復(fù)合脈沖發(fā)射技術(shù),改善了血流的空間分辨力和時間分辨力,能更加真實地反映微細血管血流灌注和血流連續(xù)性,更好地區(qū)分血流與組織的界面,更敏感地捕捉低速血流,實現(xiàn)了對微血管血流狀態(tài)的準(zhǔn)確描述[27]。與彩色多普勒相比,該技術(shù)對極低速度血流的敏感性增高,“外溢”偽像減少,清晰度增加,可提供較傳統(tǒng)彩色多普勒和能量多普勒技術(shù)更敏感的血流信息[28]。應(yīng)用E-flow技術(shù)檢測腫瘤血管生成情況,可以為腫瘤術(shù)前評估提供可靠信息,在指導(dǎo)臨床治療方面具有廣泛的應(yīng)用前景[29]。但是,當(dāng)血流速度改變時,E-flow的顯示色彩沒有明顯改變,例如顯示狹窄血管中的湍流時,E-flow的色彩仍是柔和的而不出現(xiàn)雜亂血流,不易直觀地顯示高速血流,在這方面有待進一步改進[30]。
2.4 瞬時波強技術(shù)(wave intensity,WI) WI技術(shù)是基于血管回聲跟蹤技術(shù)發(fā)展起來的,通過無創(chuàng)方法獲得動脈血管內(nèi)任意點管徑變化轉(zhuǎn)換為壓力變化,不僅提供了動脈管壁波動的參數(shù),且能提供管腔內(nèi)血流動力學(xué)變化的參數(shù)以及兩者在時間上的相關(guān)參數(shù),為臨床提供了心臟收縮與舒張功能、外周阻力及血管彈性等方面的信息[31]。WI曲線的3個重要參數(shù),包括心臟收縮早期的瞬時加速度波強(W1)、收縮晚期瞬時減速度波強(W2)、收縮中期的負向波(NA)。Ohte等[32]的研究提示,W1可以反映左室收縮功能的高低;高宇等[33]對糖尿病患者行WI檢測,結(jié)果提示左室舒張功能與W2值呈正相關(guān);肖滬生等[34]通過比較加壓前后股總動脈NA面積,表明NA與動脈彈性及外周阻力有關(guān),與國外學(xué)者[35]的研究結(jié)果相符。由于WI的報告界面還同時整合了ET技術(shù)的各項參數(shù),可以同時反映心臟功能和動脈硬化程度,能夠使檢查者將心臟及外周血管作為整體進行評價,更好地體現(xiàn)二者之間的相互關(guān)系和影響。但是,由于WI技術(shù)是基于彩色多普勒超聲及ET技術(shù)對動脈管徑變化及血流速度變化進行采樣的,其受到多普勒取樣門大小、多普勒流速曲線的奈奎斯特現(xiàn)象、時間分辨力、呼吸、血壓、心律不齊等多個因素的影響[36],且WI的正常值目前尚無定論,故影響該技術(shù)的廣泛使用。
隨著超聲高頻探頭技術(shù)的不斷改進,各種新型技術(shù)的涌現(xiàn)以及應(yīng)用,超聲在預(yù)測與診斷外周血管疾病方面將有更高的臨床實用價值和應(yīng)用前景。
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