1、易损斑块的易损斑块的超声显像超声显像 山东大学山东大学 张张 运运 Pathogenesis of ACSTCFAPlaque ruptureThin fibrous capPlaque erosionThin-Cap FibroAtheromaTCFAThin fibrous capFibroatheromaTCFADeterminants of Plaque RuptureuMorphology of TCFAuActive inflammationuHemodynamic triggersIntravascular ultrasoundu Currently the most usefu
2、l technique in clinical practice for detecting plaque rupture and thrombosis,differentiating between lipids,fibrous tissues and calcium within the plaques as well as measuring plaque size,plaque eccentricity and vascular remodelingIntravascular ultrasoundu A quantitative assessment of plaque compone
3、nts is not available in most instruments u Prospective clinical studies in a large cohort of patients still lacking for validating the predictive value of IVUS parametersVulnerable Plaques by IVUSThrombosis by IVUS 临临 床床 研研 究究心绞痛患者斑块破裂预测因素的研究心绞痛患者斑块破裂预测因素的研究u 60例因胸痛行经冠脉造影的患者分为两组：稳定例因胸痛行经冠脉造影的患者分为两组：
4、稳定型心绞痛型心绞痛30例（例（A组）和不稳定型心绞痛组）和不稳定型心绞痛30例例（B组）组）u 血生化、血清炎症因子、血管内超声、血管内压血生化、血清炎症因子、血管内超声、血管内压力和颈动脉超声、内皮依赖性血管舒张功能检查力和颈动脉超声、内皮依赖性血管舒张功能检查 冠状动脉斑块的冠状动脉斑块的分布分布类型类型SAP组组UAP组组脂质型斑块脂质型斑块纤维型斑块纤维型斑块钙化型斑块钙化型斑块 血管内超声的斑块测值血管内超声的斑块测值P0.01 血管内超声的斑块测值血管内超声的斑块测值P0.01 血管内超声测值比较血管内超声测值比较P0.05P0.01 血管内超声的斑块测值血管内超声的斑块测值P0
5、.01 冠状动脉的血管重构类型冠状动脉的血管重构类型SAP组组UAP组组Predictors ORP 95%CI IMT(mm)9.500 0.0291.25671.861 hs-CRP(mg/L)2.9160.0391.0578.045 RI0.0100.0120.0000.364 Plaque Rupture Predictors in Patients (Logistic Regression)Chen WQ,et al.Am J Cardiol,2007,100:1341-1346 IVUS-Visual HistologyCoronary Elastography易损斑块数学模型的建
6、立易损斑块数学模型的建立2222iMQsQvNpphsstNuQhsst 32333322E IE Ihuvq tRRRtt Su HJ,et al.Sci China Series G.2004,47(7):452-462Su HJ,et al.Sci China Series G.2008,51(7):867-872基基 本本 方方 程程u静力学模型静力学模型：在动脉内压、血流切应力和脂核：在动脉内压、血流切应力和脂核内压力共同作用下纤维帽产生形变而储存应变内压力共同作用下纤维帽产生形变而储存应变能，当纤维帽内外侧压力差超过临界值后将发能，当纤维帽内外侧压力差超过临界值后将发生失稳而破裂生
7、失稳而破裂 u动力学模型动力学模型：纤维帽运动符合：纤维帽运动符合Mathieu-Hill方程，方程，存在参数共振现象存在参数共振现象 Su HJ,et al.Sci China Series G.2004,47(7):452-462 Su HJ,et al.Sci China Series G.2008,51(7):867-872易损斑块数学模型的建立易损斑块数学模型的建立三维血管应变计算的方法学三维血管应变计算的方法学yua2xxxyxzyxyyyzzxzyzzP0B0A0baPBAxxyyxyxxyz正应变正应变,xyuvxy剪应变剪应变xyuvyxabvxyza1b1a3b2b3IVU
8、S径向弹性图的研究径向弹性图的研究Zhang PF,et al.Ultrasound Med Biol.2006,32(5s):158IVUS径向弹性图的研究径向弹性图的研究斑块肩部应变渐变斑块肩部应变渐变斑块肩部应变剧变斑块肩部应变剧变动脉弹性图的研究动脉弹性图的研究判断纤维脂质斑块的特异性和敏感性判断纤维脂质斑块的特异性和敏感性与斑块内巨噬细胞含量的相关性与斑块内巨噬细胞含量的相关性三维血管内超声弹性图技术的建立三维血管内超声弹性图技术的建立颈动脉斑块三维应变颈动脉斑块三维应变斑块三维显像斑块三维显像斑块收缩和舒张期体积斑块收缩和舒张期体积Zhang PF,et al.J Hypert,2
9、008,in press颈动脉斑块三维应变与脑卒中颈动脉斑块三维应变与脑卒中Zhang PF,et al.J Hypert,2008,in press颈动脉斑块三维应变与脑卒中颈动脉斑块三维应变与脑卒中Zhang PF,et al.J Hypert,2008,in press速度向量显像检测易损速度向量显像检测易损斑块的方法学研究斑块的方法学研究 山东大学山东大学 张张 运运 科科 学学 问问 题题u斑点跟踪新技术评价血管三维应变和预测斑斑点跟踪新技术评价血管三维应变和预测斑块破裂的准确性如何？块破裂的准确性如何？u在在AS斑块由稳定到易损的过程中，血管纵斑块由稳定到易损的过程中，血管纵向、径
10、向和周向三维应变的变化如何？向、径向和周向三维应变的变化如何？研研 究究 目目 的的u 应用速度向量显像技术检测斑块三维应变，以组织应用速度向量显像技术检测斑块三维应变，以组织学作为对比标准，探讨预测斑块破裂的新指标学作为对比标准，探讨预测斑块破裂的新指标 u 观察观察AS斑块从稳定到易损过程中斑块三维应变的时斑块从稳定到易损过程中斑块三维应变的时空变化空变化u 阐明斑块内炎症胶原代谢调节网络与斑块三维应变阐明斑块内炎症胶原代谢调节网络与斑块三维应变的关系，阐明斑块破裂的分子生物学和生物力学机的关系，阐明斑块破裂的分子生物学和生物力学机制制研研 究究 方方 法法AS斑块动物模型的建立斑块动物模
11、型的建立 u 纯种新西兰雄性大白兔纯种新西兰雄性大白兔60只，给予球囊损伤腹主动脉只，给予球囊损伤腹主动脉+高高脂饲料（脂饲料（1%胆固醇）喂养胆固醇）喂养10周周u 分三组：分三组：Ad5-CMV.p53 组（组（20只），只），Ad5-CMV.lac Z 组（组（20 只），空白对照组（只），空白对照组（20只，未转染）只，未转染）u 血管内超声引导下，将血管内超声引导下，将 50l包含包含 p53 或或 lac Z腺病毒悬浮腺病毒悬浮液由腹主动脉外膜分别注入液由腹主动脉外膜分别注入A和和B组的最大斑块中组的最大斑块中u 两周后，两周后，A、B两组应用蝰蛇毒和组胺进行药物触发两组应用蝰蛇毒
12、和组胺进行药物触发 研研 究究 方方 法法血管内超声引导的斑块内注射血管内超声引导的斑块内注射研研 究究 方方 法法血生化检查血生化检查u 18周末留取空腹血清，检测血清周末留取空腹血清，检测血清TC、TG、LDL-C及及 HDL-CELISA检查检查u 18周末留取空腹血清，检测血清周末留取空腹血清，检测血清hs-CRP，MCP-1，sVCAM-1，sICAM-1，ox-LDL浓度浓度研研 究究 方方 法法血管内超声检查血管内超声检查u Galaxy血管内超声显像仪，机械旋转式探头频率为血管内超声显像仪，机械旋转式探头频率为40MHzu 检测检测LA,EEMA,PA,PB%,EI 及及RI等
13、指标等指标体表超声检查体表超声检查u SONOS7500型超声诊断仪，线阵探头频率为型超声诊断仪，线阵探头频率为410MHz u 检测检测IMT,D,Vp,AIIc%等指标等指标研研 究究 方方 法法研研 究究 方方 法法纵向应变纵向应变LSp径向径向应变应变RSp周向周向应变应变CSp研研 究究 方方 法法速度向量成像（速度向量成像（VVI）应变输出形式应变输出形式研研 究究 方方 法法免疫组织化学染色检查：免疫组织化学染色检查：-actin 1:200 RAM11 1:800 型胶原型胶原 1:400 型型 胶原胶原 1:2000 MMP1 1:3000 MMP2 1:100 MMP3 1
14、:800 MMP9 1:1200 TIMP1 1:50 TIMP2 1:1600 NF-B 1:100研研 究究 方方 法法病理学定量分析：病理学定量分析：u测量病变部位斑块的纤维帽厚度、血管内测量病变部位斑块的纤维帽厚度、血管内-中膜厚度并计算纤维帽厚度中膜厚度并计算纤维帽厚度/内内-中膜厚度的中膜厚度的比值比值 u易损指数易损指数=（RAM-11+油红油红O）染色阳性百）染色阳性百分比分比/（-atin+天狼猩红）染色阳性百分比天狼猩红）染色阳性百分比的比例的比例研研 究究 方方 法法RT-PCR检测：检测：u检测斑块内检测斑块内ICAM-1、MCP-1、MMP-1、MMP-2、MMP-3
15、、MMP-9、TIMP-1和和TIMP-2mRNA的表达的表达uGAPDH为内参照为内参照u采用采用“2-CT方法方法”分析基因的表达量分析基因的表达量 结结 果果u各组实验兔腹主动脉斑块破裂率分析各组实验兔腹主动脉斑块破裂率分析p53组组 75%(15/20)lacZ组组 35%(7/20)对照组对照组 15%(3/20)斑块破裂组斑块破裂组 25只只斑块未破裂组斑块未破裂组 35只只 p53组组HE染色显示斑块肩部纤维帽断裂，染色显示斑块肩部纤维帽断裂，血栓形成并突出管腔（血栓形成并突出管腔（Bars=20m）结结 果果u三组实验兔三组实验兔18周末血脂测值比较周末血脂测值比较 组别组别
16、TC TG LDL-c HDL-c p53 group 9.032.40 7.270.15 7.972.14 0.940.16lacZ group 10.222.61 0.760.14 8.142.66 0.940.18Con group 9.753.13 0.750.11 7.911.94 0.960.14p值值 0.632 0.231 0.466 0.510结结 果果u 斑块破裂组和斑块未破裂组血清炎性因子的比较斑块破裂组和斑块未破裂组血清炎性因子的比较 组别组别 rupture group nonrupture grouphs-CRP(ng/ml)73.3817.25 39.5111.6
17、8*MCP-1(pg/ml)462.17150.43 238.6799.19*sVCAM-1(ng/ml)4.061.04 2.290.78*sICAM-1(pg/ml)659.12239.89 366.65115.79*ox-LDL(ug/dl)18.286.07 9.503.58*与与rupture group比较，比较，*p0.01 结结 果果u斑块破裂组和斑块未破裂组斑块破裂组和斑块未破裂组IVUS测值的比较测值的比较 组别组别 rupture group nonrupture groupLA(mm2)6.350.39 6.240.38EEMA(mm2)10.841.22 9.360.
18、92*PA(mm2)4.410.92 3.080.60*PB(%)0.420.06 0.320.05*EI 0.600.06 0.540.04*RI 1.130.08 1.030.06*与与rupture group比较，比较，*p0.01 结结 果果u 斑块破裂组和斑块未破裂组体表超声测值的比较斑块破裂组和斑块未破裂组体表超声测值的比较 组别组别 rupture group nonrupture groupIMT(mm)1.050.24 0.730.17*D(mm)3.290.51 2.500.59*Vp(cm/s)117.9935.97 113.0824.77Ac%65.503.86 69
19、.643.03*与与rupture group比较，比较，*p0.01 结结 果果u 斑块破裂组和斑块未破裂组三维应变测值的比较斑块破裂组和斑块未破裂组三维应变测值的比较组别组别 rupture group nonrupture groupLSp(%)0.240.13 0.390.20*CSp(%)0.480.18 0.190.08*RSp(%)0.470.18 0.160.08*与与rupture group比较，比较，*p0.01 结结 果果u Logistic 回归分析三维应变预测斑块破裂的价值回归分析三维应变预测斑块破裂的价值 组别组别 OR 95%CI p值值 LSp(%)1.116
20、 0.9911.256 0.069 CSp(%)1.285 1.0111.634 0.040 RSp(%)1.252 1.0141.5479 0.037与与rupture group比较，比较，*p0.01 结结 果果u 应用应用ROC分析发现分析发现CSp和和RSp值分别为值分别为0.268%和和0.296%时，其预测斑块破时，其预测斑块破裂的敏感性分别为裂的敏感性分别为88.6%和和88.0%，特 异 性 分 别 为，特 异 性 分 别 为92.0%和和88.6%，曲线下面，曲线下面积分别为积分别为0.965和和0.963u CSp和和RSp可作为评价斑块可作为评价斑块稳定性的指标稳定性的
21、指标 1.00.80.60.40.20.01-Specificity1-Specificity1.00.80.60.40.20.0S ensi ti vi tyS ensi ti vi tyCSpRSp R O C C urveR O C C urve结结 果果u三组斑块三组斑块MOVAT染色染色：结结 果果u三组斑块三组斑块Wergent染色染色：结结 果果u 斑块破裂组与斑块未破裂组斑块厚度测值的比较斑块破裂组与斑块未破裂组斑块厚度测值的比较 组别组别 rupture group nonrupture group纤维帽厚度纤维帽厚度(m)81.6613.92 97.3014.77*内中膜厚
22、度内中膜厚度(m)498.1131.18 451.9243.01*纤维帽纤维帽/内中膜厚度比内中膜厚度比 0.170.05 0.210.04*与与rupture group比较，比较，*p0.01 结结 果果u 斑块破裂组与斑块未破裂组易损指数测值的比较斑块破裂组与斑块未破裂组易损指数测值的比较 组别组别 rupture group nonrupture group巨噬细胞巨噬细胞 18.437.07 12.434.64*脂质含量脂质含量 36.033.73 36.154.06胶原含量胶原含量 11.312.34 14.702.43*-actin 15.273.32 18.643.61*易损指
23、数易损指数 2.070.58 1.520.45*与与rupture group比较，比较，*p0.01 结结 果果u 轴向应变与斑块成分的相关性分析轴向应变与斑块成分的相关性分析 结结 果果u 周向应变与斑块成分的相关性分析周向应变与斑块成分的相关性分析 结结 果果u 纵向应变与斑块成分的相关性分析纵向应变与斑块成分的相关性分析 结结 果果u 三组斑块三组斑块I型胶原染色型胶原染色u 三组斑块三组斑块III型胶原染色型胶原染色结结 果果u 三组斑块三组斑块MMP1染色染色u 三组斑块三组斑块MMP2染色染色结结 果果u 三组斑块三组斑块MMP3染色染色u 三组斑块三组斑块MMP9染色染色结结
24、果果uRT-PCR结结 果果u 三组斑块三组斑块TIMP1染色染色u 三组斑块三组斑块TIMP2染色染色结结 果果uRT-PCR结结 果果u三组斑块三组斑块NF-B染色染色 结结 论论 u 速度向量成像是一种新的可用于血管弹性无创性速度向量成像是一种新的可用于血管弹性无创性检测的技术；斑块由稳定到易损的过程中，血管检测的技术；斑块由稳定到易损的过程中，血管的三维应变表现出不同的特点，即：周向应变和的三维应变表现出不同的特点，即：周向应变和轴向应变峰值增大，而纵向应变峰值减少轴向应变峰值增大，而纵向应变峰值减少u 周向应变峰值和轴向应变峰值可做为新的预测斑周向应变峰值和轴向应变峰值可做为新的预测
25、斑块破裂的指标，其预测斑块破裂的敏感性分别为块破裂的指标，其预测斑块破裂的敏感性分别为88.6%和和88.0%，特异性分别为，特异性分别为92.0%和和88.6%总总 结结 u血管内超声显像、血管内虚拟组织学显像、血管内超声显像、血管内虚拟组织学显像、血管内二维和三维弹性显像、斑块速度向血管内二维和三维弹性显像、斑块速度向量显像是目前可供临床应用的易损斑块的量显像是目前可供临床应用的易损斑块的超声检测技术超声检测技术u斑块和管壁的二维结构、声学密度和弹性斑块和管壁的二维结构、声学密度和弹性变形，从不同角度可反映斑块的易损程度变形，从不同角度可反映斑块的易损程度u这些技术预测斑块破裂的准确性，有待于这些技术预测斑块破裂的准确性，有待于大样本、前瞻性临床试验的结果（十一五）大样本、前瞻性临床试验的结果（十一五）教育部、卫生部心血管重构和功能研究重点实验室教育部、卫生部心血管重构和功能研究重点实验室
