目录
- 要点
- 背景：为什么颈动脉健康至关重要
- 从“有多狭窄”到“有多易损”的转变
- 斑块回声强度：“亮度”告诉我们的信息
- 灰阶中值（GSM）：量化斑块风险
- 近腔黑区（JBA）：一个新的危险标志
- 纤维帽：斑块的“安全盾牌”
- 微小钙化与“萤火虫征”
- 超声造影（CEUS）：观察斑块的血液供应
- 弹性成像：测量斑块硬度
- 临床意义：这对患者意味着什么
- 当前超声技术的局限性
- 给患者的建议
- 常见问题
- 信息来源
要点
- 决定中风风险的不仅是狭窄程度，更是颈动脉斑块的易损性；现代超声评估斑块成分。
- 低回声斑块和低灰阶中值提示卒中风险较高。
- 近腔黑区（JBA）大小可预测年卒中风险：4-8毫米为1.4%，8-10毫米为3.2%，>10毫米为5%。
- 增强超声（CEUS）可检测斑块内新生血管，这是斑块不稳定的标志。
- 弹性成像测量斑块的硬度，有助于识别柔软的易损斑块；大剂量statin可增加斑块的回声性和稳定性。
背景：为什么颈动脉健康至关重要
您的颈动脉是位于颈部两侧的两条大血管，负责将富含氧气的血液从心脏输送到大脑。当这些动脉因脂肪沉积、胆固醇和其他物质的积聚而变窄或阻塞时——这种情况称为颈动脉动脉粥样硬化——其后果可能是毁灭性的。
颈动脉动脉粥样硬化是短暂性脑缺血发作（TIA，常被称为“小中风”）和完全性卒中的主要原因，在西方社会中与严重的疾病和死亡相关。根据本综述，超声仍是筛查、诊断、分级和随访颈动脉粥样硬化性疾病的首选影像学手段。该技术的价值不仅在于其成本效益高、普及广泛、安全性极佳以及可重复性好，还在于其不断发展的多参数特性。
多参数超声将B型成像（生成动脉的二维灰阶图像）提供的解剖信息与通过脉冲波多普勒技术（测量血流速度和方向）获得的血流可视化技术和生理信息相结合。两项新增技术——增强超声（CEUS）和弹性成像——扩大了评估颈动脉粥样硬化时可获得的诊断信息。
从“狭窄程度”到“易损性”的转变
数十年来，医生几乎完全依赖一项测量来预测卒中风险：管腔狭窄百分比，即斑块阻塞动脉的程度。然而，这种传统方法正受到越来越多的批评。研究和临床观察均表明，某些产生较轻狭窄程度的斑块仍可能导致急性脑梗死（卒中）。
“易损斑块”的概念已成为我们思考卒中风险方式的范式转变。易损斑块是指容易破裂的斑块，会导致血栓形成、动脉急性闭塞和栓塞事件（血栓脱落并流向大脑）。颈动脉斑块的主要易损特征包括：
- 脂质核心坏死（柔软的脂肪中心）
- 斑块内出血（斑块内部出血）
- 浅表溃疡（斑块表面破裂）
- 纤维帽变薄或破裂（保护性覆盖层）
- 斑块内新生血管（长入斑块的脆弱新血管）
这种思维方式的转变对于一种称为来源不明栓塞性卒中（ESUS）的疾病尤为重要。ESUS主要源于心源性（起源于心脏）并可能值得抗凝治疗的概念尚未得到随机临床试验的证实。相反，非狭窄性致栓性动脉粥样斑块（不显著狭窄动脉但易形成血栓的斑块）可能是病因异质性ESUS人群中相当一部分患者的潜在病理基础。
数据令人瞩目：在CT血管造影中，35%的ESUS患者被发现存在与脑缺血同侧（同侧）的大面积非狭窄性颈内动脉斑块；在使用彩色多普勒成像时，这一比例为25%。此外，MRI在同侧颈动脉粥样硬化中识别出五分之一的ESUS患者存在斑块内出血。
这意味着相当一部分有症状颈动脉斑块的卒中幸存者其狭窄程度低于70%——这一水平传统上被认为风险相对较低。用于描述颈动脉粥样硬化斑块的传统参数（狭窄程度和收缩期峰值速度）现在似乎不足以预测栓塞风险。
斑块回声强度：斑块的“亮度”告诉我们什么
斑块形成是慢性、进行性炎症过程的结果，导致颈动脉壁内膜下层出现沉积物。这些沉积物由脂质（脂肪）、结缔组织细胞外基质（胶原、蛋白聚糖、纤连蛋白和弹性纤维）以及巨噬细胞、T淋巴细胞和平滑肌细胞等细胞组成。斑块的声像图特征——即斑块在超声图像上呈现的明暗程度——是该过程的影像可视化表现。
在一项20世纪80年代末的历史性研究中，Gray-Weale及其同事研究了颈动脉斑块回声强度的重要性，显示动脉粥样硬化性颈动脉斑块的术前超声外观与颈动脉内膜切除术标本（手术中移除的组织）的组织学特征之间存在相关性。他们证明，低回声斑块（外观较暗）与出血频率增加和脂质负荷增加相关。
基于B型超声，Gray-Weale和Nicolaides提出了一种基于回声强度的分级系统，将动脉粥样硬化性斑块分为五类：
- 1型：均匀无回声（完全黑暗，质地柔软）
- 2型：以无回声为主，伴有少量强回声区域（大部分为暗区，夹杂少量亮斑）
- 3型：以强回声为主，伴有少量无回声区域（大部分为亮区，夹杂少量暗斑）
- 4型：均匀强回声（完全明亮，质地坚硬）
- 5型：由于严重钙化和声影（钙质阻挡超声波束）而无法分类的斑块
低回声斑块（1型和2型）与斑块内出血和脂质积聚相关，而高回声均质斑块（3型和4型）主要呈纤维性或钙化性。因此，与前两类相比，这两类斑块似乎与表面破裂或断裂的风险较高相关，并且在与非无回声斑块相比时，产生同侧卒中的后续风险显著更高。
相反，4型和5型斑块主要见于无症状颈动脉疾病患者（尚未出现症状者）。研究发现钙化在稳定斑块方面起着重要作用，富含脂质的斑块似乎比钙化或富含胶原（高回声）的斑块更常处于活跃炎症状态。因此，严重钙化的颈动脉斑块可能代表一种慢性、炎症活性较低的动脉粥样硬化形式。
然而，有一个重要的注意事项：管腔内钙化斑块在钙化物质栓塞至脑部时偶尔会引起缺血。综述展示了一个临床病例，即游离漂浮的钙化斑块导致栓塞性卒中，脑CT扫描可见多个钙化栓子。
无回声斑块的临床意义超出了卒中风险的范围。患有低回声无症状颈动脉斑块的患者更常出现脑室周围和皮质下白质的MRI（T2/FLAIR）T2高信号、静息性腔隙性病变或脑微出血——这些都提示认知功能下降和血管性痴呆的风险增加。此外，无回声斑块与接受颈动脉支架置入术患者的卒中风险增加相关，也与内膜切除术后（手术移除斑块）新发的脑缺血病变相关。
一项针对接受颈动脉内膜切除术的1,061名患者的研究将斑块低回声和溃疡与术后30天扩散加权成像上新发缺血性病变的发生联系起来。
一项涉及7,557名无症状患者且随访超过3年的荟萃分析证明，被描述为无回声、显示斑块内新生血管形成和溃疡的斑块，与稳定强回声斑块相比，缺血症状的风险增加两倍。
灰度中值（GSM）：量化斑块风险
虽然Gray-Weale分类法很有用，但具有一定的主观性。为了解决这一问题，引入了另一个参数——灰度中值（GSM），以更客观和可重复的方式量化斑块回声强度。
斑块的定量评估由计算机系统完成，该系统为血液和外膜（动脉壁的最外层）分配特定的灰度值。使用已知组织成分的灰度值，感兴趣区域的测量结果表示为256级灰阶范围，其中0代表黑色，255代表白色。整个斑块的GSM值是通过软件分析计算的直方图获得的。
含有更多钙质和纤维组织的斑块具有较高的GSM值，而富含脂质核心和出血成分的斑块具有较低的GSM值。GSM较低的动脉粥样硬化病变更容易破裂，较低的GSM值可被视为卒中的独立危险因素。
无症状非腔隙性梗死（无明显症状的小范围脑损伤）患者的颈动脉分叉处斑块通常呈低回声且GSM较低，即使不存在严重的管腔狭窄。这进一步强调了斑块组成的重要性，其独立于狭窄程度发挥作用。
近腔黑区（JBA）：一个新的危险标志
在过去十年中，"管腔旁黑区"（JBA）这一术语被引入到斑块回声性的研究中。JBA 被定义为紧邻管腔（血液流动的开放通道）且 GSM 值低于 25、无可见纤维帽的区域。该区域与中风风险的升高呈线性相关。
对内膜剥脱术标本进行的组织学研究显示，超声图像中的 JBA 与脂质核心靠近血管管腔有关。与更稳定的无症状斑块相比，引起血栓栓塞现象的症状性斑块中，富含脂质的坏死核心更接近管腔。
一项研究表明，无症状颈动脉粥样硬化斑块中 JBA 的大小与未来缺血事件的可能性相关，可用于中风风险分层模型。这些风险数值具体且重要：
- JBA 为4–8 mm：年中风风险为1.4%
- JBA 为8–10 mm：年中风风险为3.2%
- JBA 为大于 10 mm：年中风风险为5%
JBA 大于 4 mm 被视为颈动脉疾病的显著指标。这些数字为医生和患者提供了更精确的个体风险评估和治疗决策方法。
纤维帽：斑块的“安全盾牌”
纤维帽是一层含有巨噬细胞和平滑肌细胞的纤维结缔组织层，位于胶原-蛋白聚糖基质中并与 T 淋巴细胞相关。它覆盖在坏死脂质核心之上，构成将血管管腔与斑块内致血栓（促进凝血）的粥样硬化内容物分隔开的屏障。
可以将纤维帽视为安全盾牌：只要它保持完整，斑块内的危险内容物就会与血流隔离。不同的纤维帽在厚度、成分和胶原含量方面存在差异，因此稳定性也不同。破裂通常发生在纤维帽最薄且通常被巨噬细胞泡沫细胞浸润最严重的区域。
使用超声测量颈动脉粥样硬化斑块的纤维帽厚度是可行的，尽管技术难度较大。此外，基于超声测量的平均帽厚度值区分症状性和无症状性斑块的效果良好，值得进一步开发。
然而，存在局限性。某些纤维帽可能非常薄，在经典超声上通常不可见；而在重度钙化的斑块中，纤维帽的可视化可能不可能实现。配备剪切波弹性成像的新型高分辨率超声设备能够可视化较厚的纤维帽，尤其是在低回声斑块中。
微小钙化与“萤火虫征”
最近推出的一种名为 MicroPure™（东芝医疗系统公司，日本东京）的成像技术可能改善超声对微小钙化的可视化。这些是太小而无法通过常规成像看到的微小钙沉积物，但可能是斑块易损性的重要标志。
这种成像技术允许识别“萤火虫征”：微小钙化显示为蓝色背景上的白色斑点，类似于黑暗中闪烁的萤火虫。这些征象位于颈动脉粥样硬化斑块的纤维帽内，可能与斑块易损性相关。
已开发出 4 分制 Firefly SCORE系统，最近的研究表明，Firefly 阳性的动脉粥样硬化病变破裂和栓塞性脑梗死（由血栓流向大脑引起的中风）的风险增加。
增强超声（CEUS）：观察斑块的血液供应
增强超声（CEUS）代表了颈动脉壁成像领域最近最重要的进展之一。该技术涉及将微泡（充满气体的微小微球）注入血流，随后它们会在血管中循环并可在超声上可视化。
CEUS 对于评估斑块内新生血管化——即新的脆弱血管长入斑块本身——特别有价值。这些新血管通常不成熟且渗漏，允许炎症细胞和红细胞进入斑块，这可能导致斑块生长和不稳定。CEUS 上看到的斑块内新生血管化的存在和程度与以下因素相关：
- 内膜剥脱术标本中新生血管化的组织学证据
- 斑块易损性增加
- 脑血管事件风险升高
- 存在症状（有症状的斑块显示更多增强）
该综述强调，CEUS可以检测并分级斑块内新生血管化的程度，提供与B型超声成像的解剖信息相补充的功能性评估。这尤其有价值，因为斑块内新生血管化是易损斑块的关键特征之一，仅靠传统超声无法可靠评估。
弹性成像：测量斑块硬度
弹性成像是超声工具箱中另一项近期新增技术，用于测量组织的机械特性——具体而言是其硬度或弹性。其原理很简单：不同组织具有不同的硬度，这可以通过它们对机械应力的响应来测量。
在颈动脉斑块评估中，剪切波弹性成像（SWE）是最常用的技术。它通过利用声辐射力脉冲在组织中产生剪切波，然后测量这些波的速度来实现。更快的剪切波速度表明组织更硬。
弹性成像的临床价值在于其能够区分不同的斑块成分：
- 富含脂质的坏死核心通常较软（硬度低，剪切波速度低）
- 纤维组织中等硬度
- 钙化组织非常硬（高剪切波速度）
这些信息与回声特性互补。在B型超声上呈现低回声（暗色）的斑块可能是柔软的富含脂质的斑块（高风险），也可能是相对良性的纤维斑块。弹性成像通过测量组织的实际机械特性，有助于区分这些可能性。
该综述展示了一个临床病例，其中剪切波弹性成像显示斑块核心区域的剪切波速度值较低，因此硬度较低（在弹性图中呈深蓝色），而纤维帽的值和硬度略高。这种发现组合——柔软的核与相对较硬的帽——是易损斑块的典型特征。
临床意义：这对患者意味着什么
本综述中描述的进展对中风风险患者具有几项重要影响：
首先，狭窄程度不再是风险的唯一决定因素。 即使颈动脉狭窄不显著的患者，如果其斑块具有易损特征，仍可能面临重大风险。这对于大量ESUS（隐源性卒中）患者尤其相关，其中非狭窄性动脉粥样硬化可能是相当一部分病例的根本原因。
其次，现代超声可以提供全面的“斑块易损性图谱”。 如今，最先进的颈动脉超声扫描应评估并报告不仅包括狭窄程度，还包括斑块回声特性（使用Gray-Weale分类法和GSM）、表面形态（寻找溃疡）、斑块内新生血管化的存在（使用CEUS）、斑块硬度（使用弹性成像）以及微小钙化的存在（使用MicroPure™技术）。
第三，治疗决策可以得到更好的指导。 易损斑块特征的识别可能会影响以下方面的决策：
- 他汀类药物治疗的强度（高剂量他汀类药物已被证明可增加斑块回声特性，使斑块更不易破裂）
- 医学管理与血运重建（颈动脉内膜切除术或支架植入术）之间的选择
- 无症状患者的干预时机
- 需要更积极地改变危险因素
第四，可以监测治疗反应。 随时间推移逐渐变得高回声的斑块可能表明其组织学组成正在发生变化，且稳定性在增加。早期使用大剂量他汀类药物进行积极治疗似乎可以增加颈动脉斑块的声强，使其不易破裂。这意味着超声不仅可以用于诊断，还可以用于监测药物治疗的有效性。
第五，该领域正朝着人工智能方向发展。 近年来，在影像组学和机器学习应用方面进行了大量研究。由于颈动脉超声高度依赖操作者，预计将从人工智能的应用中受益。可以通过从灰阶图像中提取特征来构建基于超声的影像组学模型，并识别和量化目标特征（如斑块总体积和组成成分：钙化、斑块内出血、脂质），从而预测脑血管缺血风险。最新研究表明，影像组学可以揭示先进超声成像中不可见的信息。
当前超声技术的局限性
尽管本综述中描述的进展显著，但承认当前超声技术的局限性非常重要：
- 操作者依赖性： 超声高度依赖操作者。检查的质量和测量的准确性在很大程度上取决于超声医师的技能和经验。这也是为什么预计人工智能和影像组学将发挥越来越重要作用的主要原因之一。
- 钙化斑块的局限性： 重度钙化会产生声影，遮挡其下方的组织，使得无法评估某些斑块特征。由于这一限制，Gray-Weale分类中的5型斑块无法进行分类。
- 难以显示薄的纤维帽： 有些纤维帽可能非常薄，在常规超声中不可见；而在重度钙化的斑块中，可能根本无法显示纤维帽。
- 穿透深度有限： 超声的穿透深度有限，对于颈部较厚或颈动脉分叉位置较深的患者来说，这可能是一个问题。
- CEUS需要静脉通路： 超声造影需要静脉注射，这增加了时间、成本以及发生不良反应的小风险（尽管超声造影剂的安全性极佳）。
- 弹性成像技术要求高： 剪切波弹性成像需要专门的设备和专业知识，且测量结果可能受到患者运动、呼吸以及颈动脉自身搏动的影响。
- 并非所有特征都能在单次检查中评估： 全面的多参数评估可能需要多次采集和专用探头，而这些设备并非在所有中心都可用。
给患者的建议
基于本综述的发现，以下是给患者的可操作建议：
- 了解您的斑块特征，而不仅仅是狭窄百分比。 如果您被告知患有颈动脉动脉粥样硬化，请咨询医生关于您斑块的特征——而不仅仅是狭窄的程度。询问声强、表面特征，以及是否提供超声造影（CEUS）或弹性成像等先进影像技术。
- 如果您发生过原因不明的卒中或短暂性脑缺血发作（TIA），请咨询关于颈动脉斑块评估。 鉴于非狭窄性粥样硬化可能是相当一部分栓塞性卒中不明来源（ESUS）患者的潜在病因，进行详细的颈动脉超声评估以寻找易损斑块特征是必要的。
- 重视他汀类药物治疗。 研究表明，大剂量他汀类药物可以增加斑块声强，使斑块不易破裂。即使您的胆固醇水平没有显著升高，他汀类药物治疗也可能对稳定斑块有益。
- 控制所有心血管风险因素。 这包括血压控制、糖尿病管理、戒烟和生活方式改变。这些措施可以减缓动脉粥样硬化的进展，并可能促进斑块稳定。
- 咨询随访影像检查。 如果您具有易损斑块特征，请咨询医生合适的随访间隔。系列超声检查可以监测斑块特征随时间的变化。
- 警惕无症状的脑部改变。无回声斑块与无症状腔隙性病变、脑微出血和白质病变相关，这些会增加认知功能下降和血管性痴呆的风险。如果您有无回声斑块，请与医生讨论认知健康监测事宜。
- 寻求具备先进能力的中心。如果您处于高风险状态或具有复杂的斑块特征，请考虑在提供多参数颈动脉超声（包括造影增强超声和弹性成像）的中心进行评估。
总之，颈动脉壁成像领域已发生巨大演变。传统上对狭窄程度的关注已被对斑块易损性的更细致理解所取代。现代超声凭借其多参数能力，非常适合准确评估颈动脉斑块的易损性。对患者而言，这意味着更精确的风险分层、基于充分信息的治疗决策，以及通过早期干预预防毁灭性卒中的潜力。
常见问题
什么是颈动脉粥样硬化，为什么它很危险？
颈动脉粥样硬化是颈动脉（颈部两侧向大脑供血的大血管）中脂肪沉积物、胆固醇和其他物质的积聚。这种积聚会狭窄或阻塞动脉，是短暂性脑缺血发作（TIA 或小中风）和完全性卒中的主要原因。
为什么狭窄程度不是卒中风险的唯一因素？
传统风险评估仅关注斑块阻塞动脉的程度。然而，研究表明，一些导致较轻狭窄的斑块仍可能引发卒中。“易损斑块”的概念强调，斑块特征——如柔软的脂质核心、变薄或破裂的纤维帽，或新生血管——是卒中风险的关键预测因素，即使狭窄程度低于 70%。
什么是斑块回声强度，它对卒中风险意味着什么？
斑块回声强度指斑块在超声上呈现的明亮或暗淡程度。较暗（低回声）的斑块与出血和脂质积聚相关，更容易破裂，导致更高的卒中风险。较亮（高回声）的斑块纤维化或钙化程度更高，通常更稳定。这使用 Gray-Weale 分级系统进行分级。
什么是灰阶中值（GSM），如何使用它？
灰阶中值（GSM）是一种基于计算机的方法，为超声上斑块的整体亮度分配一个数值（0 到 255）。较低的 GSM 值表示较软、富含脂质的斑块，更容易破裂，而较高的值表示钙化或纤维化程度更高的斑块。较低的 GSM 被认为是卒中的独立危险因素。
什么是近腔黑区（JBA），它对风险意味着什么？
近腔黑区（JBA）是紧邻动脉管腔的暗区（GSM 小于 25），表明脂质核心靠近表面。JBA 的大小与卒中风险相关：4-8 mm 的年卒中风险为 1.4%，8-10 mm 为 3.2%，大于 10 mm 为 5%。JBA 大于 4 mm 被认为具有临床意义。
什么是造影增强超声（CEUS），为什么使用它？
造影增强超声（CEUS）涉及将微小的微气泡注入血液中以可视化血流。它在检测斑块内新生血管化——长入斑块的新脆弱血管——方面特别有价值。这些血管渗漏性强，可能导致斑块不稳定。CEUS 可以对新生血管化的程度进行分级，这是易损斑块的关键特征。
什么是弹性成像，它如何帮助评估颈动脉斑块？
弹性成像使用剪切波超声测量组织的硬度。在颈动脉斑块中，它可以区分柔软的富含脂质核心（低硬度）和较硬的纤维化或钙化组织（高硬度）。这补充了回声强度，有助于识别具有软核心和较硬纤维帽的易损斑块，这类斑块更容易破裂。
颈动脉斑块患者何时应就其超声结果寻求第二诊疗意见？
如果您的颈动脉超声显示易损斑块特征——如较低的灰阶中值、大于 4 mm 的近腔黑区，或造影增强超声显示的斑块内新生血管化——即使动脉狭窄程度低于 70%，寻求第二诊疗意见也是有益的。这些发现表明卒中风险较高，可能会改变治疗决策，例如他汀类药物的强度或是否考虑血运重建。Diagnostic Detectives Network 提供独立的专家第二诊疗意见。
信息来源
Original Article Title: Greece Noninvasive Carotid Wall Imaging with Ultrasound- A Narrative Review
Authors: Maria Alexandratou, Angeliki Papachristodoulou, Xin Li, Sasan Partovi, Andjoli Davidhi, Vasileios Rafailidis, Panos Prassopoulos, Vasileios Kamperidis, Ioanna Koutroulou, Georgios Tsivgoulis, Nikolaos Grigoriadis, Christos Krogias, and Theodore Karapanayiotides
Journal: Journal of Clinical Medicine, 2022, Volume 11, Issue 20, Article 6196
Publication Date: October 20, 2022
Affiliations: Department of Clinical Radiology, AHEPA University Hospital of Thessaloniki, Aristotle University of Thessaloniki, Greece; Department of Radiology, Hospital of the University of Pennsylvania, Philadelphia, PA, USA; Section of Interventional Radiology, Imaging Institute, Cleveland Clinic Main Campus, Cleveland, OH, USA; 1st Cardiology Department, School of Medicine, AHEPA University Hospital, Aristotle University of Thessaloniki, Greece; 2nd Department of Neurology, School of Medicine, AHEPA University Hospital, Aristotle University of Thessaloniki, Greece; Second Department of Neurology, School of Medicine, 'Attikon' University Hospital, National and Kapodistrian University of Athens, Greece; Department of Neurology, St. Josef-Hospital Bochum, Ruhr University Bochum, Germany.
这篇面向患者的文章基于发表在开放获取期刊上的同行评审研究，遵循知识共享署名（CC BY）许可协议。本文旨在让普通大众能够理解研究发现，同时保留原始科学出版物中的所有关键数据、统计数据和结论。
