支架设计与颈动脉支架置入术后斑块内新生血管形成的关系探讨

Relationship between Stent Design and Intra-Plaque Neovascularization after Carotid Artery Stenting

摘要: 目的：利用超声造影技术(contrast-enhanced ultrasound, CEUS)探讨支架设计与颈动脉支架置入后斑块内新生血管形成(intra-plaque neovascularization, IPN)的关系，进而分析支架设计对颈动脉支架成形术后支架内再狭窄(in-stent restenosis, ISR)的影响。方法：纳入2020年7月至2021年1月在青岛大学附属医院神经介入科行支架治疗颈动脉狭窄的患者58例，于术前1周、术后1个月、3个月、6个月行CEUS随访检查，根据支架设计类型分为开环支架组与闭环支架组，分析支架设计与IPN的相关性，并比较两组术后ISR的发生率。结果：闭环支架组26例，开环支架组32例，随访期间累计5例IPN等级发生改变，均为1级进展至2级，两组术后6个月IPN分级例数比较有统计学意义(P = 0.048)。支架设计与IPN分级存在线性关系(X² = 3.834, P = 0.047)，且呈负相关(r = −0.259, P = 0.021)。闭环支架组发现1例ISR (3.85%, 1/26)，开环支架组未发现明显ISR，两组ISR发生率比较无统计学意义(P > 0.05)。结论：支架设计与颈动脉支架术后IPN存在一定的相关性，而支架设计对ISR的影响则有待进一步的研究。

Abstract: Objective: To investigate the relationship between stent design and intra-plaque neovascularization (IPN) after carotid artery stenting with contrast-enhanced ultrasound (CEUS), in order to analyze the influence of stent design on in-stent restenosis (ISR). Methods: A total of 58 patients who underwent carotid artery stenting from July 2020 to January 2021 in the Department of Neurointervention of the Affiliated Hospital of Qingdao University, were followed up by CEUS at 1 week before surgery, 1 month, 3 months and 6 months after surgery. The stent design was divided into open-cell stents and closed-cell stents. Then the correlation between stent design and IPN was analyzed, and the incidence of ISR between them compared. Results: Closed-cell stents (N = 26), open-cell stents (N = 32). During the period, 5 cases had changed from Grade 1 to Grade 2 in IPN. There was a statistical significance in comparing with IPN grades of two groups at 6 months after operation (P = 0.048). There was a linear relationship between stent design and IPN classification (X² = 3.834, P < 0.05), and that was a negative correlation (r = −0.259, P < 0.05). One ISR was found in the closed-cell stents, and no ISR in the open-cell stents (P < 0.05). Conclusion: There is a certain correlation between stent design and IPN after carotid artery stenting, while the influence of stent design on ISR needs further study.

1. 引言

颈动脉支架成形术是目前治疗颈动脉狭窄的方法之一，然而术后ISR增加缺血性卒中复发的风险，是限制支架应用及患者远期获益的主要原因 [1]。研究发现早期ISR形成(术后2年内)主要归因于新生内膜增生及血管重塑 [2]，IPN作为新生内膜形成及血管重塑的表现之一，已被证实与ISR相关 [3]。CEUS是一种可视化检测IPN的无创成像技术，在临床上作为预测ISR的重要手段 [4]。

目前临床应用的颈动脉自膨支架主要有三种设计类型：开环、闭环以及双层，他们的主要差别在于游离细胞面积，开环 > 闭环 > 双层，然而关于支架设计对颈动脉术后ISR的影响研究尚无统一定论 [5]。本研究利用CEUS探讨不同设计类型的支架与颈动脉IPN的关系，进一步探讨支架设计对术后ISR的影响。

2. 资料与方法

2.1. 研究对象

前瞻性纳入2020年7月至2021年1月在青岛大学附属医院神经介入科接受支架治疗的58例颈动脉狭窄患者。通过超声、计算机断层扫描血管造影以及北美症状性颈动脉内膜切除试验标准 [6] 确定颈动脉狭窄程度：<30%为轻度狭窄，30%~69%为中度狭窄，70%~99%为重度狭窄，>99%为完全闭塞。所有患者术前服用阿司匹林(100 mg/d)联合氯吡格雷(75 mg/d)至少5天。介入医师酌情决定支架的选择(介入医师对本研究不知情)。

所有患者于术前1周、术后1个月、3个月、6个月行常规超声及CEUS检查。评估的斑块为主要狭窄部位的责任斑块，术后每次随访观察同一斑块。纳入标准：1) 主要狭窄部位位于颈总动脉分叉处或颈内动脉起始段，且患者存在不同程度的脑缺血症状；2) 符合2017年颈动脉狭窄诊治指南 [6] 支架置入指征：有症状性颈动脉狭窄患者无创影像学检查证实≥70%或血管造影发现狭窄超过50%；排除标准：1) 对造影剂过敏，合并急性心力衰竭、不稳定性心绞痛、肾功能不全；2) 颈动脉解剖结构异常或存在颈动脉夹层；3) 既往置入颈动脉支架。本研究经医院伦理委员会批准，患者及家属均签署知情同意书。

2.2. 仪器与方法

1) 仪器与试剂：使用Philips iU22型彩色多普勒超声诊断仪，9L线阵探头，频率5~10 MHz，对患者进行常规超声及CEUS检查，检查时仪器的参数设置保持不变。选择SonoVue造影剂(意大利Bracco公司)，进行CEUS前以5.0 ml生理盐水振荡均匀配置成混悬液备用。

2) 常规超声检查

患者采取仰卧位，头偏向对侧，平静呼吸，放松肌肉，采用二维灰阶与彩色多普勒血流成像及频谱多普勒，确认颈动脉狭窄程度、最大责任斑块厚度及内部回声性质。斑块回声依据Gray Weale方法 [7]：I均质低/无回声斑块；II不均质低回声斑块，以低回声为主，高回声面积 < 总斑块面积的25%；III不均质高回声斑块，斑块以高回声为主，低回声区域面积 < 总斑块面积的25%；IV均质高回声斑块；V广泛钙化斑块(此类型显著影响CEUS图像评估不纳入统计)。

3) CEUS检测

在常规超声的基础上，以颈动脉纵切面显示管壁最厚处，切换至造影模式，机械指数0.08~0.10，增益设为95%。经肘部正中静脉团注1.5 ml造影剂，随后加注5 ml生理盐水冲管，初始注射造影剂的同时计时，保持探头稳定并连续记录储存相关动态成像 ≥ 60 s，若造影剂浓度减弱影响观察效果时，再次团注造影剂1 ml。为避免因推注时间引起的误差，确保匀速推注首次造影剂及生理盐水且时间控制在3 s内。患者完成检查后，留观30分钟，所有患者的影像资料均传输至医学影像系统分析。

4) 研究方法

ISR定义为支架内或支架边缘3 mm范围内管径狭窄率 > 50% [1]。

CEUS的增强采用分级半定量的方法进行评估，基于斑块内微泡的位置及增强程度进行分级 [8]：斑块内无微泡和/或微泡局限于斑块外膜侧或斑块肩部为1级；微泡到达斑块核心和/或斑块内广泛微泡为2级。影像资料分析由2位超声科医生分别分析(超声科医师对患者临床资料及辅助检查结果不知情)，若两位意见不一致，则由上级医师进行判断，并最终达成统一结果。

2.3. 统计学处理

采用SPSS 22.0统计软件，符合正态分析的计量资料以 $\bar{x}\pm s$ 表示，组间比较行t检验；不符合正态分布的计量资料以四分位间距M (P₂₅, P₇₅)表示，组间比较行Wilcoxon秩和检验；计数资料以频数表示，组间比较行X²检验或Fisher检验；等级资料采用Friedman检验；相关性分析采用Mantel-Haenszel卡方检验、Pearson相关分析，以P < 0.05为差异有统计学意义。2位超声科医师对IPN分级结果判读的一致性检验采用Kappa检验 [9]：Kappa < 0不存在一致性，Kappa < 0.4一致性较差，0.4 £ Kappa < 0.75一致性一般，Kappa ³ 0.75一致性较好。

3. 结果

3.1. 一般资料比较

58例支架置入成功率100%，男性41例，女性17例，年龄44~83岁，平均(65.83 ± 9.32)岁。其中Wallstent (Boston Scientific，美国)支架置入26枚，纳入闭环支架组；Acculink (Abbott，美国)支架置入32枚，纳入开环支架组，本研究未应用到双层支架。平均随访时间(6.10 ± 0.52)月。两组在一般资料、颈动脉斑块特征、支架特点及随访6个月服药情况比较无显著差异(P > 0.05)，见表1。

Table 1. Baseline comparison between the two groups

表1. 两组患者基线比较

注：BMI：体质指数，TG：甘油三酯，LDL：低密度脂蛋白，HbA1c：糖化血红蛋白，Hcy：同型半胱氨酸，^a为t值，^b为X²值，^c为Z值。

3.2. 两组CEUS结果比较

两组主要在I、II类斑块中观察到IPN。随访期间累计5例IPN等级发生改变，均为1级进展至2级，闭环支架组在术后3个月发现1例，术后6个月发现3例；开环支架组在术后6个月发现1例。两组IPN等级比较在术前1周、术后1个月及3个月无统计学差异(P > 0.05)，在术后6个月有统计学意义(P < 0.05)。见表2和图1。

在CEUS模式下，2名超声医师间的一致性分析结果示：术前1周Kappa系数0.826 (95% CI: 0.636~1.016)，术后1个月Kappa系数0.888 (95% CI: 0.737~1.039)，术后3个月Kappa系数0.759 (95% CI: 0.577~0.982)，术后6个月Kappa系数0.826 (95% CI为0.636~1.016)，Kappa系数均 ≥ 0.75，说明2名超声医师对IPN等级的一致性评价较好。

Table 2. CEUS observation before and after operation in both groups

表2. 两组手术前后CEUS观察结果[例，(%)]

注：IPN：斑块内新生血管形成，^*有统计学意义。

Figure 1. IPN observed by CEUS after carotid stenting. A. IPN Grade 1 after closed-cell stent; B. IPN Grade 2 after closed-cell stent; C. IPN Grade 1 after open-cell stent; D. IPN Grade 2 after closed-cell stent (arrows show enhancement)

图1. 颈动脉支架术后CEUS观察IPN。A为闭环支架术后IPN 1级；B为闭环支架术后IPN2级；C为开环支架术后IPN 1级；D为开环支架术后IPN 2级(箭头示增强)

3.3. 相关性分析

对支架设计与IPN等级进行相关性分析，结果示支架设计与IPN等级类存在线性关系(X² = 3.834, P = 0.047)，且呈负相关(r = −0.259, P = 0.021)。即游离细胞面积越大，IPN等级越低，提示闭环支架可能更易出现IPN。

3.4. 两组术后ISR结果比较

随访期间闭环支架组出现1例ISR (3.85%, 1/26)，开环支架组未发现ISR。两组ISR比较差异无统计学意义(P = 0.448)。

4. 讨论

作为血管对损伤及置入物的病理生理反应，ISR主要在新生内膜增生及血管重塑的基础上形成，而血管重构继发于新生内膜增生，因此ISR主要由新生内膜增生引起 [2]。既往的研究发现新生内膜增生面积与新生血管密度、巨噬细胞浸润程度呈正相关，ISR与新生内膜中新生血管形成有关 [3]。IPN被认为是斑块易损性的标志，支架置入后内膜受损，炎性反应持续存在，在炎性细胞因子、血管内皮生长因子等刺激下促使IPN，一方面为红细胞、巨噬细胞及营养物质提供直接进入通道，促进动脉粥样硬化性斑块生长；另一方面新生血管内皮细胞间连接不紧密，渗漏性高，容易诱发斑块内出血，甚至斑块破裂，导致局部血栓形成，引起血管狭窄或闭塞 [10]。CEUS通过检测IPN识别易损斑块，为临床评估斑块性质、指导预后提供可靠的影像学资料 [4]。本研究主要在I、II类斑块中观察到IPN，这与既往Sun等人的研究结果相似 [11]。

ISR受多种因素的影响，年龄、性别、糖尿病已被证实是ISR的危险因素 [1] [12]，然而关于支架设计是否影响ISR目前尚无定论。开环支架径向支撑力及柔韧性好，能更好贴壁，但由于网孔面积大，易造成斑块碎片脱出；闭环支架网孔更紧密，可限制斑块的突出，但其柔韧性及径向支撑力不及开环支架，易损伤血管内膜 [5]。基于这两类支架特点，Alparslan等 [13] 研究发现开环支架更容易出现ISR；而Megaly等 [12] 多因素分析ISR的危险因素得出闭环支架发生ISR的风险更大。本研究结果显示闭环支架组ISR > 开环支架组，原因可能在于闭环支架游离细胞面积小，贴壁面积大，更容易损伤刺激血管内膜，促使炎性反应及新生内膜增生，新生血管形成概率增加。本研究结果也验证了这一点，支架设计与IPN存在线性关系，且呈负相关，即支架游离细胞越大，IPN等级越低，提示闭环支架可能更易出现丰富的新生血管。但两组术后ISR差异无统计学意义，这可能与样本量较小有关。

本研究存在一定的局限性：1) 本研究属于单中心前瞻性研究，样本量较小，随访时间仅6个月，ISR的监测可能需要更长时间的随访；2) 纳入的支架设计类型并未包括双层支架，有待后期进一步研究。

综上所述，支架设计与颈动脉支架术后IPN存在一定的相关性，CEUS可以提供IPN情况，但是不同设计的支架术后ISR的比较尚需进一步开展研究。