CC BY
55
УДК 616.13.002.2-004.6
м.г. тухбатуллин1, н.и. баязова2, н.р. закиржанов2, г.е. ярошкевич2, и.ф. шарафисламов2
1Казанская государственная медицинская академия - филиал РМАНПО МЗ РФ, 420012, г. Казань, ул. Бутлерова, д. 36
2Городская клиническая больница № 7, 420103, г. Казань, ул. Маршала Чуйкова, д. 54
Применение контрастного усиления при ультразвуковом исследовании атеросклеротической бляшки в сонных артериях у пациентов с нарушением мозгового кровообращения
Тухбатуллин мунир габдулфатович — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой ультразвуковой диагностики, тел. +7-987-275-15-51, e-mail: Munir.Tuhbatullin@tatar.ru
Баязова Наталья Ильнасовна — врач отделения ультразвуковой диагностики, тел. +7-965-588-54-52, e-mail: natalibayzova70@dmail.com Закиржанов Наиль ренатович — врач отделения сосудистой хирургии, тел. +7-965-588-54-52, e-mail: znr85@mail.ru Ярошкевич глеб Евгеньевич — врач патологоанатомического отделения, тел. +7-172-38-82-92, e-mail: kznyaroshkevich@gmail.com Шарафисламов Искандер Фоатович — заведующий отделением ультразвуковой диагностики, тел. +7-917-886-26-26, e-mail: sarusi@rambler.com.ru
В статье представлены результаты ультразвуковых исследований атеросклеротических бляшек в сонных артериях с использованием контрастного препарата у 11 больных с перенесенными нарушениями мозгового кровообращения. Последовательно проводились дуплексное сканирование и исследование сосудов с внутривенным введением контрастного препарата Sono Vue (Bracco Imaging SpA, Италия) на аппаратах Toshiba Aplio 500, Hitachi Noblus. При исследовании сонных артерий оценивалась визуализация перфузированного просвета сосуда, проводилась оценка структуры атеросклеротической бляшки и ее неоваскуляризации. Проведено сопоставление результатов ультразвукового исследования c использованием контрастного препарата с данными патоморфологического исследования. При ультразвуковом исследовании атеросклеротических бляшек в сонных артериях с контрастным усилением было выявлено следующее: отсутствие неоваскуляризации в бляшке, незначительная и выраженная не-оваскуляризация, ассиметричное накопление контрастного препарата в бляшке; по своей структуре бляшки были гетерогенные, преимущественно гипоэхогенные, нарушение целостности покрышки бляшки. Наличие неоваскуля-ризации и нарушение целостности покрышки в нестабильной атеросклеротической бляшке было подтверждено гистологическим исследованием. Применение ультразвукового исследования с контрастным усилением позволило точнее оценить структуру поверхности бляшки, выявить неоваскуляризацию атеросклеротической бляшки, которая является фактором ее дестабилизации. Учитывая простоту проведения, неинвазивность и безопасность, ультразвуковое исследование сосудов с контрастным усилением можно использовать для мониторинга при выборе тактики лечения.
Ключевые слова: ультразвуковое исследование сосудов, контрастный препарат, неоваскуляризация, атеро-склеротическая бляшка в сонных артериях, vasa vasorum.
m.g. tukhbatullin1, n.i. bayazova2, n.r. zakirzhanov2, g.e. yaroshkevich2, i.f. sharafislamov2
1 Kazan State Medical Academy - Branch Campus of the RMACPE MOH Russia, 36 Butlerov Str., Kazan, Russian Federation, 420012
2Municipal Clinical Hospital No. 7, 54 Chuikov Str., 420103, Kazan, Russian Federation
The use of contrast enhancement in ultrasound study of patients with atherosclerotic plaque in carotid arteries suffering from cerebrovascular accident
Tukhbatullin M.G. — D. Med. Sc., Professor, Head of Department of Ultrasound Diagnostics, tel. +7-987-275-15-51, e-mail: Munir.Tuhbatullin@tatar.ru
Bayazova N.I. — doctor of the Department of Ultrasound Diagnostics, tel. +7-965-588-54-52, e-mail: natalibayzova70@dmail.com Zakirzhanov N.R. — doctor of the Department of Vascular Surgery, tel. +7-965-588-54-52, e-mail: znr85@mail.ru Yaroshkevich G.E. — doctor of Pathology Department, tel. +7-917-238-82-92, e-mail: kznyaroshkevich@gmail.com Sharafislamov I.F. — Head of the Department of Ultrasound Diagnostics, tel. +7-917-886-26-26, e-mail: sarusi@rambler.com.ru
The article provides an overview of ultrasound studies of atherosclerotic plaques in the carotid arteries using a contrast agent in 11 patients after lesions of cerebral circulation. The patients successively underwent duplex scanning and study with intravenous contrast agent Sono Vue (Bracco Imaging SpA, Italy) on Toshiba Aplio 500, Hitachi Noblus devices. The study of the carotid arteries was accompanied with visualization of perfused lumen, evaluation of the structure of atherosclerotic plaque and its neovascularization. The results of ultrasound examination with contrast agent were compared with the results of pathological studies. The contrast-enhanced ultrasound examination of atherosclerotic plaques in the carotid arteries revealed the following: the absence of neovascularization in plaque, small and expressed neovascularization, asymmetrical accumulation of contrast agent in the plaque; structurally heterogeneous plaques were predominantly hypoechoic, with violations of the integrity of the plaque operculum. The presence of neovascularization and the violation of the integrity of the operculum in an unstable atherosclerotic plaque was confirmed by histological examination. The using of contrast-enhanced ultrasound allows to more accurately assess the structure of the plaque's surface, and helps to identify atherosclerotic plaque neovascularization, which is a factor of its destabilization. Considering the ease of implementation, and the safety of non-invasive contrast-enhanced ultrasound examination of vessels, it can be used in monitoring patients with unstable atherosclerotic plaques and choosing tactics of surgical treatment.
Key words: ultrasound examination of vessels, contrast agent, neovascularization, atherosclerotic plaque in the carotid arteries, vasa vasorum.
Атеросклероз, по определению ВОЗ, это вариабельная комбинация изменений внутренней оболочки (интимы) артерий, включающих накопление липидов, сложных углеводов, фиброзной ткани, компонентов крови, кальцификацию и сопутствующие изменения средней оболочки (медии). Согласно современным представлениям, атеросклероз, как следствие повреждения эндотелиальных клеток [1], выстилающих стенки артерий, является прогрессирующим воспалительным заболеванием стенки сосуда [2]. Утолщение комплекса интима-медиа является суррогатным маркером системного атеросклеротического заболевания и доказанным фактором риска развития сердечно-сосудистых осложнений [3]. Дуплексное сканирование является идеальным методом в оценке состояния магистральных артерий. Оно позволяет оценить весь спектр патологических изменений — от начальных изменений, происходящих в комплексе интима-медиа, ранних атеросклеротических изменений стенки сосуда до окклюзирующих поражений. У большинства пациентов стеноз высокой степени, наличие нестабильной атеросклеротической бляшки указывает на высокий риск развития эмболических осложнений в будущем. Но разрыв бляшки может происходить и при малой степени стеноза, от 40 % до 60 %, что в большинстве случаев определяется после первых симптомов заболевания. В зависимости от риска разрыва атеросклеротические бляшки делятся на два основных типа: стабильные и нестабильные. Стабильные бляшки являются полностью или преимущественно обызвествленными. Нестабильные бляшки подвергаются деструкции, возникающей вследствие воспалительно-дегенеративных процессов, приводящих к некрозу, кровоизлияниям в толщу бляшки, кальцификации, истончению или разрыву фиброзной оболочки, разрывам эндотелия и изъязвлению [4]. При ультразвуковом исследовании такие бляшки имеют неоднородность структуры, нарушение целостности покрышки в виде участков изъязвления, наличие гипоэхогенных зон
различных размеров. При патогистологическом исследовании нестабильные атеросклеротические бляшки имеют небольшое фиброзное утолщение и состоят из ядер с высоким содержанием липидов, внутриочагового кровоизлияния, инфильтрации макрофагов и новообразованной сосудистой системы [5-7]. Питание стенки артериальных сосудов происходит как извне, через vasa vasorum, так и посредством диффузии питательных веществ и кислорода со стороны сосуда. Прогрессирующее воспаление стенки сосуда ведет к утолщению интимы и формированию бляшек [8]. Утолщенной интиме для снабжения кислородом и питательными веществами требуются вновь образованные сосуды, которые возникают из vasa vasorum, сети тонких артерий и вен, расположенных в адвентициальной оболочке. Формирование клинически проявляющихся бляшек связано с высокой плотностью неоваскуляризации бляшки. В настоящее время существует мнение, что внутриочаговые vasa vasorum являются независимым прогностическим фактором кровоизлияния и разрыва бляшки как источника эмболии [9].
Следовательно, оценка степени стеноза не учитывает первопричинное патологическое состояние и не может в достаточной мере использоваться при прогнозировании риска возникновения эмболических осложнений. Одним из методов оценки нестабильности атеросклеротической бляшки является ультразвуковое исследование с контрастным усилением. В нашей стране одобрен к использованию контрастный препарат второго поколения Sono Vue. Это гексафторид серы в фосфолипидной оболочке. Диаметр микропузырьков сопоставим с диаметром эритроцитов, они движутся единым потоком с ними и не распределяются за пределы сосудистого русла [10]. При болюсной инъекции данный препарат усиливает ультразвуковой сигнал внутри сосудов, что позволяет обнаружить более слабые потоки, чем это возможно при обычном ультразвуковом исследовании, точнее определить геометрию стенозированного участка и оценить состояние по-
со
ременные вопросы диагностики
Рисунок 1.
Ультразвуковое изображение атеросклеротической бляшки каротидной бифуркации с переходом в устье наружной сонной артерии и проксимального отдела внутренней сонной артерии: а) ультразвуковое изображение в В-режиме; б) ультразвуковое изображение в импульсном доп-плерографическом режиме; в) ультразвуковое изображение с контрастным усилением, 33-я сек. после введения контрастного препарата; г) макропрепарат; д) и е) гистологические препараты бляшки проксимального сегмента внутренней сонной артерии
верхности бляшки. Для проведения ультразвукового исследования с контрастным усилением применяется режим с низким механическим индексом. Действие контрастной гармоники базируется на основном свойстве микропузырьков — они являются сильными отражателями основных посылаемых частот и источниками дополнительных гармонических частот, что приводит к кратному изменению частоты отраженного сигнала. Таким образом, находясь в просвете сосуда, контрастный препарат взаимодействует с ультразвуковым лучом и усиливает его отражательную способность на несколько порядков. Так как микропузырьки контрастного вещества генерируют больше гармоники, чем ткань исследуемого органа, то возникает сигнал, перекрывающий гармонический сигнал от ткани органа. Этот сигнал представляет сумму всех отраженных сигналов. Гармоническое изображение основано на нелинейном ответе ткани исследуемого органа (импульсная инверсионная гармоника). Одновременно посылаются два ультразвуковых импульса: первый — обычный, второй — его перевернутая копия. В результате суммарный отраженный сигнал от тканей будет практически нулевой, а от микропузырьков — значительный.
Материалы и методы. Обследованы 11 пациентов в возрасте 45-75 лет с перенесенными нарушениями мозгового кровообращения. Последовательно проведены ультразвуковое исследование сонных артерий и исследование с контрастным усилением, с внутривенным введением контрастного препарата в дозе 1.0-1.5 мл (растворенного в 5 мл физиологического раствора) 8 пациентам с выявленными при РКТ очагами ишемии в головном мозге (у 1 из пациентов — повторный ишемический инсульт) и 3 пациентам с ишемическими атаками в анамнезе.
Для оценки эхогенных свойств бляшек была использована классификация С.М. Geroulacos и соавт. (1993), в которой выделено 5 типов бляшек [11].
1-й тип — гомогенная, гипоэхогенная бляшка;
2-й тип — гомогенная, гиперэхогенная бляшка;
3-й тип — гетерогенная, преимущественно гипо-эхогенная бляшка (с содержанием гипоэхогенных зон более 50 %);
4-й тип — гетерогенная, преимущественно гипе-рэхогенная бляшка (с содержанием гиперэхоген-ных зон более 50 %);
5-й тип — кальцинированная бляшка.
Оценивалась также и поверхность бляшек (ровная, неровная, нарушение целостности покрышки).
Для оценки степени неоваскуляризации атеро-склеротической бляшки были использованы критерии, разработанные F. Shah: градация 0 — васку-ляризация в бляшке не определяется, градация 1 — незначительная васкуляризация, градация 2 — значительная васкуляризация, градация 3 — наличие пульсирующего сосуда [12].
Результаты. По данным ультразвуковых исследований был выявлен стеноз каротидной бифуркации 50-60 %, с распространением на внутреннюю сонную артерию у 1 пациента с повторным ишеми-ческим инсультом, стеноз каротидной бифуркации 60-70 % у 8 пациентов (из них 3 пациента с тран-зиторной ишемической атакой), стеноз каротидной бифуркации 70-80 % у 2 пациентов (рис. 1). Атеро-склеротические бляшки 1-го типа выявлены у 4 пациентов, 3-го типа — у 7 пациентов. По результатам ультразвукового исследования с контрастным усилением были выявлены 9 бляшек со значительной васкуляризацией, в 3 из которых было ассиметрич-ное накопление контрастного вещества, 2 бляшки с незначительной васкуляризацией (рис. 2). При патоморфологическом исследовании в структуре бляшек со значительной неоваскуляризацией обнаружены сосуды разного калибра, крупные и мелкие (картина неоангиогенеза), множество макрофагов, заполненных гранулами гемосидерина, атероматоз-ные массы с включением кристаллов холестерина, очаги кальциноза; при незначительной неоваскуляризации: мелкие сосуды, атероматозные массы с включением кристаллов холестерина, очаги каль-циноза. Нарушение целостности покрышки в виде локальных зон изъязвления было выявлено во всех бляшках [13].
Обсуждение. При проведении стандартного дуплексного сканирования были выявлены атероскле-ротические бляшки по своей структуре гетерогенные, преимущественно гипоэхогенные с неровной поверхностью (участками изъязвлений). При исследовании с контрастным усилением в бляшках было выявлено наличие неоваскуляризации различной степени интенсивности, что было подтверждено при проведении гистологического исследования. Данные изменения, происходящие в структуре бляшки, коррелируются с произошедшими неврологическими событиями у данных пациентов. По данным исследований, разрастание незрелых, неплотных, вновь образованных сосудов в бляшке приводит к выпотеванию альбумина, эритроцитов и макрофагов. Эпизоды местного кровотечения провоцируют развитие внутриочагового кровоизлияния и ишемии, а это в свою очередь провоцирует разрастание вновь образованных сосудов. Отмечено, что рост атеросклеротических бляшек и их разрыв находятся в соотношении с плотностью сосудов в бляшке. Следовательно, рост неоваскуляризации дестабилизирует бляшку, приводит к возникновению местного кровотечения и разрыву бляшки, источника артериальной эмболии [14-15]. Новые возможности, которые дает ультразвуковое исследование с контрастным усилением препаратом Sono Vue, позволяют с большей вероятностью оценить риски развития неврологических событий и выбрать оптимальную тактику дальнейшего лечения.
Заключение. Использование контрастного препарата Sono Vue при ультразвуковом исследовании значительно улучшает визуализацию сосудисто-
со
ременные вопросы диагностики
е
Рисунок 2.
Ультразвуковое изображение бляшки внутренней сонной артерии с контрастным усилением. На представленных последовательных изображениях отмечается прогрессирующее накопление контрастного препарата: а) контрастное усиление бляшки на 1:08 сек.; б) контрастное усиление бляшки на 1:12 сек.; в) контрастное усиление бляшки на 1:17 сек.; г) макропрепарат; д) и е) гистологические препараты бляшки внутренней сонной артерии
а
го просвета вне зависимости от угла и плоскости сканирования, состояние стенки сосуда, позволяет увидеть локальные изъязвления, точнее оценить степень стеноза и его геометрию в пределах сте-нозированного участка. Степень васкуляризации бляшки при проведении исследования с контрастным усилением коррелируется с данными гистологического исследования. Оценка неоваскуля-
ризации атеросклеротической бляшки дает новые возможности в прогнозировании риска возникновения эмболических осложнений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Gibbons G.H. The emerging concept of vascular remodeling / G.H. Gibbons, V.J. Dzau // N Engl J Med. - 1994. - № 330. -P. 1431-1438.
ременные вопросы диагностики
2. Libby P. The fire within / P. Libby //Scientific American. — 2002. — № 286. — Р. 46-55.
3. Leary O DH. Carotid-artery intima and media thickness as a risk factor for myocardial infarction and stroke in olden adults. Cardiovascular Health Study Collaborative Research Grop / O Leary D.H., J.F. Polak, R.A. Kronmal, T.A. Manolio, G.L. Burke, S.K. Jr. Wolfson // N Engl J Med. — 1999. — № 340(1). — Р.14-22.
4. Цвибель В. Ультразвуковое исследование сосудов / В. Цви-бель, Дж. Пеллерито. — М.: Медицина, 2008. 163 с.
5. Groncholdt M.L. Ultrasonic echolucent carotid plaques predict future strokes / M.L. Groncholdt, B.G. Nordestdraad, T.V. Schroeder, S. Vorstrup, H. Sillesen // Circulation. — 2001. — № 104(1). — Р.68-73.
6. Naghavi M, Libby P, Falk E, et al. From vulnerable plaque to vulnerable patient: a call for new definition and risk assessment strategies: part I //Circulation. — 2003. — №108. — Р.1664-72.
7. Тимина И.Е. Сопоставление структуры атеросклеротической бляшки в сонной артерии по данным комплексного ультразвукового и гистологического исследований / И.Е. Тимина, Е.А. Бурцева, Н.Д. Скуба, А.В. Покровский, Г.И. Кунцевич // Ультразвуковая и функциональная диагностика. — 2004. — № 3. — С. 81-87.
8. Contrast sonography / H.-P. Weskott, S. Canestrini, L. Chami et al. — Uni-med, 2014. — Р. 245-246.
9. Kolodgie F.D. Elimination of neoangiogenesis for plaque stabilization: is there a role for local drug therapy?/ F.D. Kolodgie, J. Narula, C. Yuan, A.P. Burke, A.V. Finn, R. Virmani // J Am Coll Cardiol. — 2007. — № 49(21). — Р. 2093-101.
10. Libby P. The fire within / P. Libby // Scentific American. — 2002. — № 286. — Р. 46-55.
11. Куликов В.П. Ультразвуковая диагностика сосудистых заболеваний. Руководство для врачей / В.П. Куликов. — М.: Стром, 2007. — 218 с.
12. Shah F. Contrast-enhanced ultrasound imaging of atherosclerotic carotid plaque neovascularization: a new surrogate marker of atherosclerosis? / F. Shah, P. Balan, M. Weinberg, V. Reddy, R. Neems, M. Feinstein, J. Dainauskas, P. Meyer, M. Goldin, Steven B. Feinstein // Vascular Medicine. — 2007. — № 12. — Р. 291-297.
13. Баязова Н.И. Применение контрастного усиления при ультразвуковом исследовании сосудов каротидного бассейна у пациентов с перенесенным ишемическим инсультом и транзиторны-ми ишемическими атаками / Н.И. Баязова, И.Ф. Шарафисламов, М.Г. Тухбатуллин // Сборник тезисов X Юбилейного Всероссийского национального конгресса лучевых диагностов и терапевтов «Радиология — 2016». — 2016. — Т. 6. — С. 66-67.
14. Moreno P.R. Plaque neovascularization is increased i n ruptured atherosclerotic lesions of human aorta: implications for plaque vulnerability / P.R. Moreno, K.R. Purushothaman, V. Fuster, D. Echeverri, H. Truszczynska, S.K. Sharma, J.J. Badimon, W.N. O'Connor // Circulation. — 2004. — № 110(14). — Р. 2032-8.
15. Kolodgie F.D. Elemination of neoangiogenesis for plaque stabilization: is there a role for local drug therapy? / F.D. Kolodgie, J. Narula, C. Yuan, A.P. Burke, A.V. Finn, R. Virmani // J Am Coll Cardiol. — 2007. — № 49(21). — Р. 2093-101.
