Трехмерное УЗИ: более полная картина заболевания сонных артерий и риска инсульта

Оглавление

• Ключевые моменты
• Почему это исследование важно: проблема риска инсульта
• Как исследователи проводили этот обзор
• История измерения объема бляшек в 3D
• Почему 3D-визуализация меняет клинический подход
• Общий объем бляшек и прогнозирование риска
• Объем стенки сосуда: еще один способ измерения заболевания
• Изъязвление и текстура бляшки: опасные характеристики
• Как 3D-УЗИ сравнивается с ангиографией и МРТ
• Что это означает для пациентов
• Ограничения технологии
• Рекомендации для пациентов
• Часто задаваемые вопросы
• Информация об источнике

Ключевые моменты

• Объем и площадь бляшки предсказывают риск инсульта лучше, чем только процент сужения сонной артерии.
• 3D-УЗИ выявляет характеристики бляшек, которые пропускает 2D-визуализация, включая изъязвление и изменения текстуры.
• Терапия статинами может изменить объем бляшки в течение 3 месяцев, что позволяет проводить ранний мониторинг лечения.
• У пациентов с 3 и более язвенными поражениями сонных артерий риск инсульта или смерти за 3 года составлял 18% против 2%.
• Трехмерное ультразвуковое исследование не связано с облучением, является неинвазивным и занимает 10–15 минут для повторного мониторинга.

Почему это исследование важно: проблема риска инсульта

Примерно 20–30% ишемических инсультов (инсультов, вызванных нарушением кровотока, а не кровоизлиянием в мозг) обусловлены разрывом бляшек сонных артерий. Сонные артерии расположены по обеим сторонам шеи и обеспечивают кровоснабжение мозга. Когда бляшка внутри одной из этих артерий разрывается, на поврежденной поверхности могут образовываться тромбы, которые перемещаются в мозг, блокируя сосуды и вызывая инсульт.

В настоящее время основным показателем риска инсульта служит степень сужения просвета сонных артерий. Однако авторы отмечают, что этот подход имеет серьезные недостатки.

Во-первых, факторы риска, приводящие к разрыву бляшек, до конца не изучены. Во-вторых, частота инсультов после каротидной эндартерэктомии (КЭА — хирургическая процедура по удалению бляшки из сонной артерии), проведенной согласно клиническим рекомендациям, для пациентов с симптоматической стенозом сонных артерий высокой степени тяжести (тех, кто уже перенес инсульт или транзиторную ишемическую атаку, или ТИА, часто называемую «мини-инсультом»), значительно ниже, чем при применении только оптимальной медикаментозной терапии. В-третьих, у бессимптомных пациентов (тех, у кого нет предшествующих симптомов) большинство пациентов, получающих медикаментозное лечение, остаются свободными от инсульта в течение периода наблюдения, что означает, что операция может быть не нужна всем.

Возможно, самое важное заключается в том, что у бессимптомных людей увеличение степени стеноза не связано с соответствующим увеличением риска инсульта или ТИА. У пациентов с меньшим сужением могут быть опасные бляшки, а у пациентов с тяжелым сужением инсульт может никогда не произойти. Этот разрыв между степенью сужения и риском инсульта является одной из центральных загадок профилактики инсульта.

Поэтому важно выявить дополнительные маркеры для оценки риска инсульта и определить пациентов, которые получат наибольшую пользу от реваскуляризации (восстановления кровотока с помощью хирургического вмешательства или стентирования).

Как исследователи провели этот обзор

Авторы провели комплексный поиск литературы, охватывающий исследования, опубликованные с 1990-х годов по настоящее время, используя три основные медицинские базы данных: PubMed, MEDLINE и Cochrane Library. Они оценивали статьи на английском языке, включая обзоры, клинические испытания, метаанализы и интервенционные/наблюдательные исследования.

Также проводилось ручное перекрестное реферирование — это означало, что авторы проверяли списки литературы соответствующих статей для поиска дополнительных исследований. Также просматривались релевантные ссылки из отобранных статей. Поиск был ограничен только исследованиями, проведенными на людях.

Поисковые термины, полученные с помощью расширенной функции поиска PubMed с использованием логических операторов AND/OR (в основном встречающихся в заголовках и аннотациях), включали: three-dimensional, echo, stroke/transient ischemic attack, predictors, carotid, imaging и biomarkers.

История измерения бляшек в 3D

Путь к измерению бляшек в 3D начался в 1994 году, когда был введен объемный метод для оценки нагрузки бляшками. Первоначальный подход — называемый методом сегментации дисков — был технически сложным. Он требовал сбора набора 2D поперечных срезов путем перемещения ультразвукового датчика по шее вдоль сонной артерии с помощью механического устройства. Площадь бляшки обводилась с использованием непрерывных поперечных сечений артерии, проходя через бляшку с интервалом примерно 1 мм, и все срезы суммировались для расчета общего объема бляшки.

Ранние исследования установили важные технические детали, такие как расстояние между срезами, надежность и воспроизводимость этого метода. Несколько исследовательских групп протестировали его, и исследования Людвига и соавт. в 2008 году, за которыми последовали статьи в 2014 и 2015 годах, подтвердили хорошую воспроизводимость. Примечательно, что исследователи обнаружили, что воспроизводимость была выше для крупных бляшек, чем для тонких — это означало, что техника была лучше приспособлена для надежного измерения больших, более опасных бляшек.

Метод сегментации дисков имел серьезный недостаток: он был не только сложным, но и требовал 2–3 месяцев подготовки для правильного выполнения. Это делало его непрактичным для рутинного клинического использования.

В конечном итоге были разработаны полуавтоматические техники. Они сократили количество срезов бляшки, требующих ручного ввода. Вместо обводки каждого среза оператору нужно было обозначить только срезы в середине и на 25% и 75% длины бляшки, а автоматическая интерполяция (математическая оценка) заполняла поверхность остальной части бляшки.

В 2013 году была разработана автоматическая техника с использованием механического перемещения датчика вдоль артерии. Этот метод показал хорошее согласие с ручной сегментацией, выполненной экспертами. Однако механизм, используемый для перемещения ультразвукового датчика, описывался как «большой и неуклюжий», и его было трудно использовать у пациентов с избыточным весом и у пациентов с тонкой шеей.

Лучшее решение пришло в форме механического сканирования — когда датчик остается на одном месте, а угол меняется механически. Этот подход быстрее и более подходит для повседневного использования. Недавние исследования Græbe et al. показали, что механическое сканирование обеспечивает повышенную воспроизводимость определения объема бляшки по сравнению с ручным перемещением датчика вдоль артерии.

Почему 3D-визуализация меняет клинический подход

С клинической точки зрения внедрение 3D-визуализации в область ультразвукового исследования сонных артерий обусловлено как минимум тремя основными концепциями:

1. Пониманием патофизиологии бляшек (как они образуются и ведут себя), морфологии (их формы и структуры) и динамики их прогрессирования во времени
2. Важностью прямой оценки самих артерий (особенно сонных) при тщательном динамическом наблюдении, а не просто оценки традиционных факторов риска — что предполагает переход к «артериально-целевому» подходу вместо подхода, основанного на факторах риска, в стратегиях профилактики сердечно-сосудистых заболеваний
3. Врожденными ограничениями при измерении толщины комплекса интима-медиа (IMT) — толщины двух внутренних слоев стенки артерии — и потенциальными последствиями для пересмотра способов стратификации риска (оценки бремя атеросклероза)

В сочетании с технологическими достижениями в области 3D-реконструкции и валидации (такими как магнитно-резонансная ангиография, или МРА), а также с важным пересмотром допплеровской методологии (которая измеряет кровоток), 3D-ультразвуковое исследование сонных артерий, как ожидается, внесет вклад в переоценку всей концепции атеросклеротического процесса, лежащего в основе инсульта, транзиторной ишемической атаки (ТИА) и стратификации сердечно-сосудистого риска.

Объем бляшки в целом и прогнозирование риска

Атеросклеротическая бляшка представляет собой трехмерное явление неправильной формы. Измерения, выполняемые исключительно в 2D-плоскости, могут не отразить истинный размер бляшки, если она выходит за пределы данной сканирующей плоскости. По сравнению с 2D-визуализацией, 3D-количественная оценка сонных бляшек оказалась более чувствительной для выявления клинически значимой ангиографической стенозы у симптомных пациентов — то есть она выявляет сужения, которые могут быть пропущены при 2D-визуализации.

Одним из наиболее важных выводов, подчеркнутых в этом обзоре, является то, что бляшки прогрессируют вдоль сосуда в 2,4 раза быстрее, чем утолщение самой стенки артерии. Это означает, что методы, фиксирующие как продольный (вдоль), так и циркулярный (вокруг артерии) рост — то есть измерения площади и объема, — по своей природе более чувствительны, чем методы, ограниченные измерениями толщины (например, стеноз, уменьшающий диаметр).

Цифры впечатляющие. 5-летний риск инсульта, инфаркта миокарда (сердечного приступа) и сосудистой смерти составляет 19% для бляшек с площадью продольного сечения 1,2–6,7 см², по сравнению всего лишь с 6% для площадей 0–0,1 см². Это означает, что даже умеренно выглядящая площадь бляшки на 2D-изображении может утроить или учетверить риск серьезного сердечно-сосудистого события.

Следовательно, площадь и объем бляшки (а не только стеноз, уменьшающий диаметр) могут быть более надежными предикторами будущего разрыва бляшки.

Общая площадь бляшки и показатели 5-летнего риска

После поправки на возраст, холестерин, артериальное давление, пол, гомоцистеин (аминокислоту, связанную с сердечным риском), курение, диабет и лечение холестерина и артериального давления, пациенты из верхнего квартиля (наивысшие 25%) по общей площади бляшки (ОАБ) имели в три раза более высокий 5-летний риск смерти, инсульта или инфаркта миокарда.

5-летние риски составили приблизительно:

• 5% в первом (наименьшем) квартиле
• 10% во втором квартиле
• 15% в третьем квартиле
• 20% в четвертом (наивысшем) квартиле

Важно отметить, что ОАБ оказалась лучше профиля риска Фрамингемского исследования (широко используемого инструмента для оценки 10-летнего сердечно-сосудистого риска на основе возраста, пола, холестерина, артериального давления, курения и диабета) в прогнозировании риска. В течение первого года наблюдения почти у половины пациентов наблюдалось прогрессирование бляшек, у четверти — регрессия (уменьшение бляшек), а у четверти состояние оставалось стабильным.

Еще более важно то, что пациенты с развитием бляшек имели в два раза выше риск сердечно-сосудистых событий, даже после поправки на перечисленные выше факторы риска. ОАБ значительно улучшает прогнозирование риска при добавлении к расчету риска на основе шкал, основанных на факторах риска.

Надежность и воспроизводимость

АльМуханна и коллеги исследовали вариабельность, надежность и минимально обнаруживаемое изменение при использовании одномерных мер бляшки, а также двумерных и трехмерных мер морфометрии бляшки у пациентов со стенозом сонной артерии. Они обнаружили, что измерения диаметра сонной бляшки по стандартным изображениям в В-режиме ультразвукового исследования отличались высокой вариабельностью, тогда как бремя бляшки можно было легко и надежно измерить с помощью трехмерной ультразвуковой техники с использованием клинического сканера.

В 2011 году Макрис и коллеги провели систематический обзор семи исследований о воспроизводимости объема бляшки. Они сообщили об общей хорошей внутри- и межисследовательской воспроизводимости — то есть один и тот же исследователь и разные исследователи получали согласованные результаты. Кроме того, в десяти дополнительных исследованиях, оценивающих прогрессирование бляшки в 3D, объем показал лучшие результаты, чем толщина комплекса интима-медиа (IMT), при оценке ответа бляшки на терапию.

Одним из самых практичных выводов стало время, затрачиваемое на процедуру: время, необходимое для завершения количественной оценки, не превышало 10–15 минут. Это делает трехмерное ультразвуковое исследование осуществимым в условиях загруженной клинической практики. Технология также надежно выявляет изменения объема бляшки всего в 4%–6% при доверительной вероятности 95%, что делает ее достаточно чувствительной для отслеживания роста или уменьшения бляшек.

Исследование Ваннаронга: 5 лет наблюдения

Ваннаронг и коллеги измерили площадь поверхности бляшки (TPA), общий объем бляшки (TPV) и IMT с помощью трехмерного ультразвукового исследования у 349 пациентов и наблюдали за ними ежегодно в течение 5 лет.

Результаты были однозначными: с использованием регрессионного анализа Кокса (статистический метод, изучающий, как факторы риска влияют на время наступления событий), выживание без каких-либо сердечно-сосудистых событий (инсульт, сосудистая смерть, транзиторная ишемическая атака или инфаркт миокарда) предсказывалось прогрессированием или регрессией TPV — то есть изменения объема бляшки были самым сильным предиктором будущих событий. TPA была предиктором инсульта, смерти и транзиторной ишемической атаки, но не общих сердечно-сосудистых событий.

Критически важно то, что прогрессирование или регрессия толщины IMT не предсказывало ни одного из этих событий. Это важный вывод: традиционный показатель, используемый в тысячах исследований и клинической практике, может быть гораздо менее полезным, чем простое отслеживание объема бляшки.

Почему объем бляшки быстрее реагирует на лечение

В обзоре также объясняется, почему трехмерный объем сонной бляшки более чувствителен к эффектам терапии, чем внутрисосудистое ультразвуковое исследование (IVUS) коронарных артерий (инвазивный метод, использующий ультразвук внутри сердечных артерий). Сонные бляшки являются фокальными (локализованными, дискретными) и могут изменяться в трех измерениях. Напротив, коронарные бляшки присутствуют вдоль всей длины и окружности артерии, поэтому изменение сводится к изменению средней толщины, которое труднее обнаружить.

Это имеет практические последствия для клинических испытаний: эффекты препаратов на бляшку можно обнаруживать быстрее и с меньшими группами пациентов, используя трехмерный объем сонной бляшки в качестве конечной точки.

Исследование эффектов статина (препаратов, снижающих уровень холестерина) на прогрессирование/регрессию бляшки показывает, что изменение TPA или TPV можно наблюдать уже через 3 месяца лечения.

Исследование Силлессена: 6101 пациент

Силлессен и соавторы в 2012 году изучали 6101 бессимптомного пациента без известного сердечно-сосудистого заболевания, используя ультразвуковой подход на основе 3D для измерения бремени бляшки. Они сравнивали бремя сонной бляшки (CPB), толщину комплекса интима-медиа сонных артерий (cIMT), лодыжечно-плечевой индекс (ABI, сравнение артериального давления между лодыжкой и рукой для скрининга заболевание периферических артерий) и диаметр брюшной аорты (AAD) с оценкой кальцификации коронарных артерий (CACS, измерение накопления кальция в сердечных артериях с помощью КТ).

Результаты были впечатляющими:

• В 3D-анализе более половины пациентов имели промежуточный риск по шкале Фрамингема (риск на 10 лет 6%–20%)
• Сонные бляшки были выявлены в 78% случаев
• Аномальный ABI был обнаружен только у 10%
• CPB продемонстрировала более высокую корреляцию с CACS, чем cIMT, AAD и ABI

Это означает, что измерение объема сонной бляшки с помощью трехмерного ультразвукового исследования было лучшим прокси-маркером ишемическая болезнь сердца, чем несколько других устоявшихся неинвазивных тестов.

Исследование Джори: Прогнозирование ишемической болезни сердца

Джори и коллеги провели 2D и 3D ультразвуковые исследования сонных артерий у семидесяти последовательных пациентов, которым в тот же день была назначена коронарная ангиография (инвазивный рентгеновский метод исследования сосудов сердца) для количественной оценки бляшек в луковицах сонных артерий (расширенной части сонной артерии, где она разделяется).

Результаты показали, что 3D ультразвуковое исследование сонных артерий обеспечивает более высокую отрицательную прогностическую ценность и чувствительность по сравнению с 2D ультразвуковым исследованием и точно прогнозирует отсутствие значимой ишемической болезни сердца (ИБС). Простыми словами, 3D УЗИ лучше помогало успокоить пациентов, подтвердив, что у них нет значимых закупорок сердечных артерий, чем 2D УЗИ.

Исследование BioImage: Прогнозирование событий в течение 3 лет

В исследовании BioImage (Клиническое исследование бремени атеросклеротического заболевания у группы риска) авторы подтвердили эффективность этого подхода для выявления визуализационных биомаркеров, способных прогнозировать близкие по времени (в течение 3 лет) атеротромботические события. Площади бляшек на обеих сонных артериях суммировались для получения показателя бремени бляшек в сонных артериях (CPB).

В течение медианы наблюдения 2,70 года, после поправки на факторы риска и сопоставления с лицами без какого-либо бремени бляшек в сонных артериях, коэффициенты опасности для основных неблагоприятных сердечно-сосудистых событий (MACE) составили:

• 0,780 (95% доверительный интервал: 0,31–1,91) в первой трети с наименьшим бременем бляшек в сонных артериях (треть пациентов)
• 1,45 (95% ДИ: 0,670–3,140) во второй трети с промежуточным бременем бляшек в сонных артериях
• 2,36 (95% ДИ: 1,13–4,92) в третьей трети с наибольшим бременем бляшек в сонных артериях

Схожие результаты были получены и для коронарного кальциевого индекса (CACS). Показатель чистого улучшения переклассификации (статистическая мера того, насколько новый тест улучшает классификацию риска по сравнению со стандартными методами) значительно улучшился как при использовании бремени бляшек в сонных артериях (0,23), так и коронарного кальциевого индекса (0,25). Частота MACE возрастала параллельно с повышением уровня как бремени бляшек в сонных артериях, так и коронарного кальциевого индекса.

Этот вывод демонстрирует, что бессимптомный атеросклероз сонных или коронарных артерий (заболевание, которое присутствует, но еще не вызвало симптомов) фактически повышает прогностическую ценность и улучшает переклассификацию риска по сравнению с использованием только традиционных факторов риска, при этом результаты схожи для обоих методов визуализации.

Объем стенки сосуда: Еще один способ измерения заболевания

У пациентов без бляшек — таких как дети и здоровые добровольцы — обычной практикой было измерение толщины комплекса интима-медиа (IMT). Однако жизнеспособной альтернативой является измерение объема стенки сосуда (VWV), который рассчитывается как объем самой стенки артерии (объем всей артерии минус объем просвета, через который течет кровь).

Это измерение, концептуально эквивалентное «3D IMT», имеет значительные преимущества перед IMT. Во-первых, как и общий объем бляшек (TPV), VWV обладает гораздо большим динамическим диапазоном — то есть он может значительно меняться по мере прогрессирования заболевания, что облегчает выявление изменений. Это также потенциально снижает размер выборки и продолжительность терапии, необходимые в клинических испытаниях, по сравнению с IMT и внутрисосудистым УЗИ (IVUS).

Клинические данные о VWV уже являются многообещающими:

• Аторвастатин значительно снижал объем стенки сосуда всего за 3 месяца у тех же пациентов, у которых в ранее обсуждаемом исследовании измерялся общий объем бляшек (TPV)
• Потеря веса за счет диеты, вероятно, за счет снижения артериального давления, значительно снижала объем стенки сосуда в течение 2 лет

Эти результаты показывают, что 3D визуализация может обнаруживать преимущества как медикаментозного лечения, так и изменений образа жизни на стенке артерии раньше и более чувствительно, чем традиционные 2D измерения.

Изъязвление и текстура бляшки: Опасные особенности

Помимо простого измерения количества существующих бляшек, 3D визуализация предлагает улучшенную возможность оценки поверхности бляшки. Это важно, потому что именно на поверхности бляшки происходят опасные события.

Язвенный дефект: ключевой маркер нестабильности

Язвенный дефект (углубление в виде кратера или неровность на поверхности бляшки, выявляемая как поверхностная неровность) является важным индикатором нестабильности бляшки. Язвенная бляшка тесно связана со следующим:

• Наличием разрыва
• Кровоизлиянием в бляшку (внутренним кровотечением)
• Большим липидным ядром (крупным скоплением холестерина и жира)
• Сниженным содержанием фиброзной ткани (структурной «капсулы», стабилизирующей бляшку)
• Общей нестабильностью бляшки

Ангиографические исследования сонных артерий показали, что у пациентов с язвенным дефектом и высокой степенью стеноза (сужение на 85%) риск инсульта в два раза выше, чем у пациентов с высокой степенью стеноза, но без язв. Аналогично, у пациентов с неровностями поверхности сонной бляшки чаще наблюдается история инфаркта миокарда и выше риск развития фатального острого инфаркта, несвязанных с инсультом сосудистых нарушений и внезапной сердечной смерти по сравнению с пациентами, имеющими гладкую поверхность бляшки.

Однако точность выявления язвенного дефекта при ангиографии относительно низка, с высоким уровнем как ложноположительных, так и ложноотрицательных результатов. Исследования показали, что В-режим ультразвукового исследования является более точным методом обнаружения язв.

Исследование Кука: количественная оценка объема язвенного дефекта

Ку и коллеги количественно оценили общий объем язвенного дефекта сонных артерий с помощью 3D-ультразвука для анализа связи между общим объемом язв и сосудистыми событиями (инфаркт миокарда, смерть от сердечно-сосудистых причин, инсульты, транзиторная ишемическая атака, процедуры реваскуляризации или сердечно-сосудистая смерть).

Объем язвы определялся как четкое прерывание (разрыв) атеросклеротического поражения объемом ≥1 мм³, измеренное с помощью традиционной ручной сегментации. Сумма объемов всех выявленных язв в обеих сонных артериях записывалась как общий объем язвенного дефекта. Наблюдение за участниками проводилось в течение 5 лет.

Ключевой вывод: у участников с общим объемом язвенного дефекта ≥5 мм³ риск перенесения инсульта, транзиторной ишемической атаки или смерти, а также достижения комбинированной конечной точки (включающей смерть от инфаркта миокарда и реваскуляризацию), был значительно выше. Меньшие объемы язв не предсказывали ни события, ни глубину язвы.

Исследование Мадани: подсчет язв и микроэмболов

Мадани и коллеги выявили язвенные дефекты сонных артерий с помощью 3D-ультразвука у бессимптомных пациентов со стенозом сонных артерий более 60%. Эти же авторы провели транскраниальную допплерографию (ТКДГ) — ультразвуковое исследование, измеряющее кровоток в артериях головного мозга, — для обнаружения микроэмболизации (мелких тромбов, движущихся к средней мозговой артерии, крупной артерии головного мозга).

Результаты были впечатляющими:

• У пациентов с 3 и более язвами вероятность инсульта или смерти в течение 3-летнего периода наблюдения была значительно выше: 18% против всего 2% у пациентов с меньшим количеством язв
• У пациентов, у которых ТКДГ выявила микроэмболы, также был повышенный риск инсульта или смерти: 20% против 2%

Эти данные показывают, что как количество язв на поверхности бляшки, так и наличие циркулирующих микроэмболов являются мощными предикторами будущего инсульта.

Отличие язвенного дефекта от промежутков между бляшками

Трехмерное ультразвуковое исследование превосходит двухмерное, позволяя врачам дифференцировать истинную изъязвленность от нормальных зазоров, существующих между последовательными бляшками, расположенными рядом друг с другом. Это важное диагностическое различие: зазор между двумя отдельными бляшками может выглядеть как язва на двухмерном изображении, что потенциально может привести к ненужному лечению или тревоге.

Трехмерное ультразвуковое исследование также использовалось для выявления изменений морфологии (формы и структуры) язв путем сравнения трехмерных поверхностных характеристик изъязвленной бляшки. Выявление и количественная оценка язв с помощью трехмерного ультразвукового исследования в сочетании со стенозом сонной артерии 60% или более продемонстрировали корреляцию между количеством язв (три или более) и риском инсульта или смерти.

Компьютерное обнаружение язв

Компьютерные методы анализа ультразвуковых изображений постоянно совершенствуются для повышения точности количественного анализа бляшек. Чиу и коллеги продемонстрировали, что средняя и гауссова кривизна (математические меры того, насколько изогнута поверхность) могут быть использованы для выявления язв на in-vivo трехмерных ультразвуковых изображениях. Алгоритм был проверен с использованием синтетических поверхностей и сосудистых фантомов (искусственных моделей кровеносных сосудов), содержащих «язвы», которые имели диаметр 2–4 мм.

У 124 пациентов было обнаружено, что общий объем язвы предсказывает более высокий риск сердечно-сосудистых событий.

Стоит отметить, что количественная оценка объема бляшки и изъязвленности может проводиться с помощью большинства коммерчески доступных программ, но на данный момент не существует стандартной процедуры для измерения изъязвленности ни с помощью двухмерного, ни с помощью трехмерного ультразвукового исследования. Как предложили Мураки и коллеги, текущие критерии классификации могут быть на самом деле слишком консервативными для точного обнаружения язв.

Эхогенность и текстура бляшки

Долгое время считалось, что эхолюцентная бляшка — бляшка, которая выглядит темной на ультразвуке из-за меньшего содержания фиброзной ткани и большего количества жирового материала, — представляет собой «мягкую бляшку», которая с большей вероятностью может разорваться и эмболизироваться (отделять debris, блокирующие кровоток). Несколько исследований показали, что эхолюцентность предсказывает более высокий риск сердечно-сосудистых событий.

В последнее время радиочастотный анализ (в отличие от традиционного анализа в градациях серого) используется для изучения «текстуры» бляшки — способа оценки состава бляшки, который рассматривает ультразвуковой сигнал на гораздо более детальном уровне. Неоднородность текстуры бляшки (неровные паттерны внутри бляшки) и некоторые другие особенности текстуры бляшки были показаны как идентифицирующие пациентов с более высоким риском событий.

Неинвазивная характеристика внутрибляшечного кровоизлияния (кровоизлияние внутри бляшки) и увеличивающихся липидных ядер может выявить лиц, находящихся в риске инсульта. Хотя для предсказания гистологии бляшки (микроскопической структуры бляшки) использовались двухмерные продольные сечения В-режима, один срез предоставляет ограниченную информацию. Характеризация тканей с помощью трехмерного ультразвукового исследования может предложить более полную информацию о бляшке в целом.

Этот подход может улучшить стратификацию риска, мониторинг эффективности фармакологического лечения (работают ли лекарства) и отбор пациентов для процедур реваскуляризации сонной артерии.

Исследование Ван Энгелена: изменения текстуры предсказывают события

Ван Энгелен и коллеги изучили текстуру бляшки сонной артерии на ультразвуке и ее изменения у 298 пациентов, находящихся в риске сердечно-сосудистых событий, сравнивая измерения текстуры с объемом бляшки и другими факторами риска как предикторы сосудистых событий. Пациенты наблюдались в течение 1 года для первичной оценки и до 5 лет для выявления инфаркта, транзиторной ишемической атаки (ТИА) и инсульта.

Результаты были примечательными: в многомерном анализе Кокса (который учитывает несколько факторов риска одновременно) изменения текстуры бляшки и общего объема бляшки (TPV) были значимыми предикторами будущих событий — в то время как шкала риска Фрамингема, один из наиболее широко используемых клинических инструментов в кардиологии, не был значимым предиктором в этой модели.

Как трехмерное ультразвуковое исследование сравнивается с ангиографией и МРТ

Обзор также изучил исследования, напрямую сравнивающие трехмерное ультразвуковое исследование с другими методами визуализации.

Сравнение с ангиографией сонной артерии

Яо и коллеги изучили 14 пациентов как с помощью трехмерного ультразвукового исследования, так и с помощью ангиографии сонной артерии (CA, рентгенологическое исследование с использованием контрастного красителя для визуализации сонных артерий). После операции также было выполнено исследование трехмерным ультразвуком. Объем и длина двадцати случайно выбранных поражений были измерены из трехмерных наборов данных.

Степень стеноза измерялась трехмерным ультразвуковым исследованием как по площади, так и по диаметру нескольких поперечных сечений в наиболее узком месте. Результаты были сравнены с ангиографией, показав хорошую корреляцию между трехмерным ультразвуковым исследованием и ангиографией при количественном анализе стеноза сонной артерии.

В другом исследовании степень сужения просвета, измеренная как процентное уменьшение площади в трехмерном наборе данных, хорошо коррелировала со степенью стеноза, оцененной ангиографией. В частности, трехмерное ультразвуковое исследование показало хорошую чувствительность и диагностическую точность для выявления значимого стеноза экстракраниальной сонной артерии (части сонной артерии вне черепа). Для стеноза между 40% и 70% трехмерное ультразвуковое исследование фактически показало более высокую степень обнаружения, чем ангиография — важное открытие, поскольку это диапазон, в котором решения о лечении наиболее неопределенны.

Сравнение с магнитно-резонансной томографией

В 2014 году Пельц и коллеги выполнили трехмерное ультразвуковое исследование сосудов сонной артерии, включая количественную оценку стеноза внутренней сонной артерии (ВСА) с помощью 3D-УЗИ, а также контрастную магнитно-резонансную ангиографию (КМРА) сосудов шеи. Результаты показали хорошее согласование между исследователями и методами между трехмерным УЗИ и КМРА.

Чиу и коллеги разработали точный поверхностный метод 3D-итеративной регистрации ближайшей точки — компьютерный алгоритм, используемый для совмещения поверхностей, реконструированных по границам внешней стенки артерии, выделенным как на трехмерном УЗИ, так и на МРТ. Изображение 3D-УЗИ было преобразовано в соответствии с результатом регистрации и пересечено для соответствия соответствующим двумерным поперечным МР-снимкам, что продемонстрировало возможность точного совмещения этих методов визуализации для сравнительных исследований. Это технически важно, поскольку позволяет проверять данные 3D-УЗИ с помощью «золотого стандарта» — МРТ.

За пределами стеноза сонной артерии: другие применения

Виченцини и коллеги описали использование 3D-УЗИ при состояниях, отличных от стеноза сонной артерии, таких как оценка бифуркаций (места разветвления артерий) и изменений калибра (ширины) или хода (пути) сосудов шеи.

Их исследование включало:

• Сорок здоровых контрольных субъектов (людей без заболеваний артерий)
• Семь пациентов с изменениями калибра (четверо с эктазией луковицы сонной артерии — аномальным расширением луковицы сонной артерии, и трое со сужением просвета внутренней сонной артерии)
• 45 пациентов с вариациями хода (извитость и перегибы — скрученные и изогнутые артерии)
• 35 пациентов со стенозом внутренней сонной артерии различной степени

Они продемонстрировали возможность применения 3D-УЗИ и показали улучшение визуализации оси сонной артерии за счет лучшего представления изменений калибра и хода сосудов — то есть 3D-УЗИ помогает врачам более четко видеть анатомию сосудов.

Что это означает для пациентов

Исследования, рассмотренные в этой статье, указывают на несколько важных последствий для всех, кто обеспокоен риском инсульта:

Во-первых, степень «заблокированности» вашей сонной артерии может быть менее важной, чем «объем бляшки» и «тип бляшки», которые у вас есть. Традиционная оценка риска фокусировалась на проценте снижения диаметра сонной артерии. Этот обзор представляет убедительные доказательства того, что площадь и объем бляшки являются более надежными предикторами будущего разрыва и событий. Два пациента с одинаковым процентом стеноза могут иметь совершенно разные объемы бляшек и, следовательно, разные риски.

Во-вторых, 3D-УЗИ может обнаруживать изменения в бляшке гораздо раньше, чем традиционные измерения. Терапия статинами может вызывать измеримые изменения объема бляшки всего за 3 месяца. Это означает, что врачи потенциально могут быстрее сообщить пациентам, работает ли их лечение, вместо того чтобы ждать годы, чтобы увидеть, произойдет ли событие.

В-третьих, особенности поверхности бляшки имеют огромное значение. Язвенные бляшки и бляшки с высоким объемом язвы (≥5 мм³) несут значительно более высокий риск. У пациентов с тремя или более язвами риск инсульта или смерти за 3 года составил 18%, по сравнению всего лишь с 2% у пациентов с меньшим количеством язв. Это цифры, которые могут направлять решения о лечении.

В-четвертых, 3D-измерения бляшки практически применимы. Процедура занимает всего 10–15 минут, не требует облучения, контрастного вещества, инъекций и госпитализации. Она может надежно обнаруживать изменения объема бляшки размером всего 4–6%. Эти особенности делают ее подходящей для повторного мониторинга с течением времени.

В-пятых, измерения бляшки с помощью 3D-УЗИ могут превосходить традиционные шкалы риска. В исследовании Ван Энгелена изменения текстуры бляшки и общего объема бляшки (TPV) были значимыми предикторами событий, в то время как шкала риска Фрамингемского исследования — нет. Общий объем бляшки (TPA) оказался лучше профиля риска Фрамингемского исследования в прогнозировании риска. Это предполагает, что оценка на основе визуализации может дополнять — или когда-нибудь даже заменять — калькуляторы риска, основанные исключительно на анализах крови и медицинской истории.

Ограничения технологии

Несмотря на убедительность доказательств, авторы честно указывают на ограничения трехмерного ультразвукового исследования сонной артерии:

• Стоимость: Стоимость специализированных 3D-датчиков ультразвукового исследования остается препятствием. Это одна из главных причин, по которым методика остается «узкоспециализированной», а не рутинной клинической практикой.
• Необходимость специализированных лабораторий: 3D-УЗИ требует специального оборудования и обученных операторов, что ограничивает его доступность только специализированными центрами.
• Отсутствие стандартной процедуры измерения изъязвлений: В настоящее время не существует стандартизованного протокола для измерения язв ни с помощью 2D, ни с помощью 3D-УЗИ. Существующие критерии классификации могут быть слишком консервативными, что потенциально приводит к недообнаружению опасных язв.
• Технические ограничения при использовании старого оборудования: Некоторые ранние методы 3D-УЗИ требовали громоздких механизмов перемещения датчика, которыми было трудно пользоваться у пациентов с избыточной массой тела и людей с тонкой шеей. Хотя механическая технология сканирования улучшила эту ситуацию, старое оборудование и методики могут все еще иметь эти проблемы.
• Неинвазивные морфологические признаки нестабильных бляшек перед эмболизацией (бляшек, которые вот-вот начнут выделять debris) и их корреляция с инсультом остаются «неопределенными». Это частично связано с низкой частотой инсультов у бессимптомных пациентов с сонными бляшками, что затрудняет изучение того, какие именно признаки действительно предсказывают события.
• Большинство рассмотренных исследований являются наблюдательными. Хотя данные убедительны и последовательны, авторы отмечают постоянную необходимость разработки и валидации признаков бляшек, которые позволят выявлять пациентов с риском будущего разрушения бляшки и атеротромбоэмболического инфаркта головного мозга.

Рекомендации для пациентов

Основываясь на этом обзоре, вот что пациентам следует понимать и обсуждать со своими медицинскими работниками:

1. Если у вас есть сонная бляшка, спросите своего врача о 3D-УЗИ. Стандартное 2D-УЗИ может не выявить истиннуюextent бляшки, которая выходит за пределы плоскости сканирования. Оценка с помощью 3D дает более полную картину объема бляшки и ее поверхностных особенностей.
2. Не полагайтесь исключительно на показатель «процента сужения». У двух людей с одинаковым процентом стеноза могут быть совершенно разные объемы бляшек и риски. Спросите о нагрузке бляшки, объеме бляшки и статусе изъязвления, если доступно 3D-изображение.
3. Если вы принимаете статины или другие препараты, снижающие уровень холестерина, спросите, целесообразно ли проводить контрольное 3D-УЗИ. Исследования показывают, что изменения объема бляшки можно обнаружить уже через 3 месяца, что дает ранние доказательства эффективности лечения.
4. Относитесь к регрессии бляшек как к серьезной цели. Изменения образа жизни — включая снижение веса за счет диеты — показали способность уменьшать объем сосудистой стенки в течение 2 лет. Регрессия бляшки связана со снижением риска сердечно-сосудистых событий.
5. Если на ваших сонных бляшках имеется несколько язв (3 или более), это представляет собой зону существенно повышенного риска (18% против 2% в течение 3 лет). Пациентам с таким диагнозом следует тщательно обсудить со своим специалистом риски и преимущества более агрессивного лечения, включая возможную реваскуляризацию.
6. Имейте в виду, что 3D-УЗИ не использует излучение и является неинвазивным. В отличие от КТ-ангиографии (которая использует рентгеновские лучи) и традиционной ангиографии (которая требует введения катетера в артерию), 3D-УЗИ не подвергает пациента радиационному облучению и не требует инъекции контрастных веществ. Это делает его безопасным для многократных исследований с течением времени.

Авторы этого обзора надеются, что демонстрация клинической значимости и практической осуществимости 3D-УЗИ сонных артерий будет способствовать более широкому внедрению метода. В их видении будущее профилактики инсультов заключается не только в измерении факторов риска, таких как холестерин и артериальное давление, но и в прямой визуализации и отслеживании самого процесса заболевания — бляшки в стенке артерии. Для пациентов это может означать более точное прогнозирование рисков, более раннюю обратную связь о том, работает ли лечение, и лучшее целевое направление вмешательств тем, кто действительно в них нуждается.

Часто задаваемые вопросы

Почему процент сужения сонной артерии недостаточен для прогнозирования моего риска инсульта?

Традиционная оценка риска опирается на процент снижения диаметра, но это может вводить в заблуждение. Исследования показывают, что площадь и объем бляшки являются более надежными предикторами будущего разрыва и событий. У пациентов с меньшим сужением могут быть опасные бляшки, тогда как у тех, у кого сужение выражено сильно, инульт может никогда не произойти.

Что такое 3D-УЗИ и чем оно отличается от стандартного УЗИ сонных артерий?

3D-УЗИ измеряет фактический объем, поверхностные особенности и текстуру сонных бляшек, а не просто их 2D-срез. Оно фиксирует продольный и циркулярный рост, выявляя опасные признаки бляшек, которые пропускает 2D-изображение. Сканирование занимает 10–15 минут, не использует излучение и надежно обнаруживает небольшие изменения объема бляшки.

Может ли 3D-ультразвуковое исследование предсказать мой риск будущего инфаркта или инсульта?

Да. В течение 5-летнего исследования 349 пациентов изменения объема бляшки предсказывали инсульт, сосудистую смерть, транзиторную ишемическую атаку (ТИА) или инфаркт. Общая площадь бляшки также предсказывала инсульт, смерть и ТИА. Другое исследование показало, что у пациентов с тремя или более язвами риск инсульта или смерти в течение 3 лет составлял 18%, по сравнению с 2% у пациентов с меньшим количеством язв.

Как быстро 3D-ультразвуковое исследование покажет, работает ли моя терапия для снижения холестерина?

Изменения общей площади или объема бляшки можно увидеть уже через 3 месяца лечения статинами. Например, аторвастатин значительно уменьшал объем стенки сосуда в течение 3 месяцев. Это быстрее, чем ждать годами наступления события, и это помогает врачам раньше определить эффективность терапии.

Что означает изъязвление моей сонной бляшки?

Изъязвление представляет собой кратероподобный дефект на поверхности бляшки и является маркером нестабильности. У пациентов с изъязвлением и высокой степенью стеноза вероятность инсульта в два раза выше, чем у пациентов с высокой степенью стеноза, но без язв. Общий объем язвы 5 мм³ или более несет значительно больший риск инсульта, ТИА или смерти.

Безопасно ли 3D-ультразвуковое исследование и причиняет ли оно боль?

Да, оно безопасно и безболезненно. В отличие от КТ-ангиографии или традиционной ангиографии, 3D-ультразвуковое исследование не требует облучения, контрастного вещества, инъекций и госпитализации. Оно является неинвазивным и безопасным для многократных исследований с течением времени, что делает его практичным для мониторинга изменений бляшек.

Мой врач говорит, что моя сонная артерия закупорена только на 50% и операция мне не нужна, но я беспокоюсь об инсульте. Стоит ли получить второе мнение с помощью 3D-ультразвукового исследования для проверки моей бляшки?

Если ваш риск инсульта оценивался в основном по степени сужения сонной артерии, стоит рассмотреть возможность получения второго мнения. Процент стеноза не всегда однозначно связан с риском инсульта у бессимптомных пациентов. У пациентов с меньшим сужением могут быть опасные бляшки, тогда как некоторые пациенты с тяжелым сужением никогда не переносят инсульт. Объем бляшки, площадь бляшки и наличие изъязвлений являются более сильными предикторами будущего инфаркта или инсульта. 3D-ультразвуковое исследование измеряет эти характеристики за 10–15 минут без облучения или контраста. Diagnostic Detectives Network предоставляет независимые экспертные вторые мнения.

Информация об источнике

Эта статья для пациентов основана на рецензируемых исследованиях, опубликованных в Journal of Cardiovascular Echography (J Cardiovasc Echogr. 2018 Oct-Dec; 28(4): 218–227).

Original article title: Pisa Italy Three-Dimensional Echographic Evaluation of Carotid Artery Disease - PMC

Authors: Enrico Calogero, Iacopo Fabiani, Nicola Riccardo Pugliese, Veronica Santini, Lorenzo Ghiadoni, Rossella Di Stefano, Fabio Galetta, Ferdinando Sartucci, Giuseppe Penno, Raffaella Berchiolli, Mauro Ferrari, Dania Cioni, Vinicio Napoli, Raffaele De Caterina, Vitantonio Di Bello, and Davide Caramella

Affiliations: Department of Medical, Surgical, Molecular and Critical Area Pathology and Department of Cardiac, Thoracic and Vascular, Pisa University, Pisa, Italy; Department of Clinical and Experimental Medicine, Pisa University, Pisa, Italy; Department of Translational Research and New Technologies in Medicine and Surgery, Pisa University, Pisa, Italy.

Publication details: Published in the Journal of Cardiovascular Echography, 2018 Oct-Dec, Volume 28, Issue 4, pages 218–227. PMCID: PMC6341847. DOI: 10.4103/jcecho.jcecho_57_18. PMID: 30746325.

Copyright: © 2018 Journal of Cardiovascular Echography. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 License.

Эта статья для пациентов адаптирована из оригинального рецензируемого исследования и предназначена исключительно для образовательных целей. Она не предоставляет медицинских рекомендаций. Пациентам следует проконсультироваться со своими лечащими врачами по вопросам их индивидуального состояния и вариантов лечения.