Ультразвуковая морфометрия сонных артерий в оценке субклинического атеросклероза: современные подходы и диагностическое значение

Атеросклеротическое поражение сонных артерий представляет собой структурно неоднородный процесс, при котором изменения сосудистой стенки могут формироваться задолго до возникновения гемодинамически значимого стеноза и клинических проявлений. В связи с этим ультразвуковое исследование сонных артерий используется не только для определения степени сужения просвета, но и для количественной и качественной характеристики сосудистой стенки. К числу наиболее изученных ультразвуковых параметров относятся толщина комплекса интима–медиа (КИМ), наличие и локализация атеросклеротической бляшки, её максимальная толщина и морфологические характеристики [1, 2].

В соответствии с Mannheim Carotid Intima-Media Thickness and Plaque Consensus, КИМ и атеросклеротическая бляшка должны рассматриваться как самостоятельные ультразвуковые фенотипы сосудистой стенки. Атеросклеротическая бляшка определяется как фокальная структура, выступающая в просвет артерии не менее чем на 0,5 мм либо на 50% относительно окружающего КИМ, или имеющая толщину более 1,5 мм при измерении от границы медиа–адвентиция до границы интима–просвет [1]. Такое разграничение имеет принципиальное значение для морфометрических исследований, поскольку увеличение КИМ не следует автоматически отождествлять с наличием сформированной атеросклеротической бляшки.

Вместе с тем между этими морфологическими характеристиками существует закономерная связь. Метаанализ индивидуальных данных 20 проспективных исследований, включавший 21 494 участника без исходной каротидной бляшки и сердечно-сосудистых заболеваний, показал, что увеличение КИМ общей сонной артерии связано с последующим формированием атеросклеротических бляшек. За медиану наблюдения 5,9 года впервые возникшие каротидные бляшки были зарегистрированы у 8278 участников [2]. Эти данные позволяют рассматривать количественную оценку КИМ как характеристику состояния сосудистой стенки, связанную с последующим развитием более выраженных структурных атеросклеротических изменений.

Однако современная ультразвуковая оценка каротидного атеросклероза постепенно выходит за пределы измерения только КИМ и степени стеноза. Существенное значение приобретают непосредственная визуализация атеросклеротической бляшки, оценка её размеров, распространённости и структурных особенностей. Морфологическая неоднородность каротидных бляшек стала основанием для разработки стандартизированных систем их визуализационной характеристики. В частности, предложенная система Carotid Plaque-RADS предусматривает комплексную оценку атеросклеротической бляшки с учётом не только выраженности стеноза, но и характеристик самой бляшки, потенциально связанных с её уязвимостью [3].

Особый интерес представляет изучение указанных изменений у лиц среднего возраста. Именно на этом этапе жизни могут выявляться субклинические структурные изменения сосудистой стенки при отсутствии выраженных клинических проявлений сосудистого заболевания. При этом морфометрические характеристики сонных артерий формируются под влиянием совокупности возрастных, антропометрических, гемодинамических и метаболических факторов. Поэтому изолированное определение одного ультразвукового параметра не всегда позволяет полноценно охарактеризовать индивидуальные особенности сосудистого ремоделирования.

Таким образом, актуальным направлением современной морфологии является комплексная ультразвуковая характеристика сонных артерий, предусматривающая совместную оценку их линейных размеров, КИМ, наличия, локализации и морфологических особенностей атеросклеротических бляшек. Систематизация современных данных о возможностях ультразвуковой морфометрии необходима как для унификации исследовательских подходов, так и для определения наиболее информативных структурных показателей субклинического поражения сонных артерий.

Цель обзора — обобщить современные данные об ультразвуковых морфометрических характеристиках сонных артерий, методологических подходах к измерению комплекса интима–медиа и оценке атеросклеротических бляшек, а также определить их значение для характеристики субклинических структурных изменений сосудистой стенки.

Ультразвуковая морфометрия сонных артерий: методологические основы

Ультразвуковая морфометрия сонных артерий требует строгой стандартизации условий получения изображения, поскольку величина измеряемых параметров зависит от исследуемого сегмента сосуда, положения датчика, выбранной стенки и способа определения границ сосудистой стенки. Наиболее стандартизированным параметром является толщина комплекса интима–медиа общей сонной артерии (CCA-IMT). Согласно рекомендациям American Society of Echocardiography (ASE), для количественной оценки КИМ предпочтительно использовать дальнюю стенку общей сонной артерии, одновременно выполняя систематическое сканирование экстракраниальных отделов сонных артерий для выявления атеросклеротических бляшек [4].

При В-режиме комплекс интима–медиа дальней стенки визуализируется как структура между границей «просвет–интима» и границей «медиа–адвентиция». Именно расстояние между этими двумя интерфейсами используется для определения КИМ. Предпочтение дальней стенки имеет методологическое обоснование: измерение ближней стенки в большей степени подвержено ультразвуковым артефактам и особенностям формирования эхосигнала, тогда как измерение дальней стенки позволяет более воспроизводимо характеризовать толщину сосудистой стенки [1, 4].

Для исследовательских целей наиболее удобным участком является дистальный сегмент общей сонной артерии перед её бифуркацией. Стандартизация конкретного участка принципиально важна: вариабельность результатов может возникать не только вследствие собственно ошибки измерения, но и вследствие выбора оператором различных сегментов сосудистой стенки. Ранее было показано, что фиксация участка измерения относительно анатомических ориентиров способствует повышению воспроизводимости морфометрической оценки [5].

При этом необходимо различать среднее и максимальное значение КИМ , а также одностороннюю и двустороннюю оценку. В эпидемиологических и морфометрических исследованиях выбор конкретного показателя должен быть определён заранее и одинаково применяться ко всем обследуемым. Изменение участка измерения, включение или исключение участков с фокальным утолщением и использование различных алгоритмов анализа способны существенно затруднить сопоставление результатов между исследованиями. Именно поэтому международные консенсусные документы подчёркивают необходимость унификации протокола получения и анализа ультразвуковых изображений [1, 4].

Воспроизводимость измерений КИМ также зависит от исследуемого сегмента. В исследованиях с повторными измерениями наиболее стабильные показатели получены для общей сонной артерии, особенно при оценке дальней стенки. В одном из исследований коэффициент вариации повторных измерений дальней стенки общей сонной артерии составлял около 2–3% у здоровых обследованных, хотя величина ошибки возрастала в других сегментах и при наличии выраженного утолщения сосудистой стенки [6]. Другие исследования также показали, что стандартизированное измерение примерно за 10–13 мм до каротидного расширения обеспечивает хорошую повторяемость и межоператорную воспроизводимость [7].

Однако КИМ следует рассматривать прежде всего как количественную характеристику стенки артерии , а не как прямое морфологическое доказательство наличия атеросклеротической бляшки. На его величину влияют возраст, артериальное давление и другие биологические и сердечно-сосудистые характеристики [8]. Поэтому увеличение КИМ может отражать сочетание возрастного и гемодинамического ремоделирования сосудистой стенки с атеросклеротическими изменениями и не должно автоматически интерпретироваться как сформированная бляшка.

Это разграничение особенно важно в современных ультразвуковых исследованиях. Mannheim Consensus определяет бляшку по наличию фокального образования, выступающего в просвет сосуда, тогда как современные рекомендации ASE предлагают сначала целенаправленно исследовать каротидное русло на наличие фокальных протрузивных бляшек и только при их отсутствии использовать измерение КИМ для выявления диффузного утолщения стенки. В рекомендациях ASE значение КИМ ≥1,5 мм рассматривается как критерий диффузного типа бляшки [1, 9].

Таким образом, методологически корректная ультразвуковая морфометрия должна основываться не на одном показателе КИМ, а на последовательной оценке геометрических характеристик артерии, толщины её стенки и наличия фокальных структурных изменений . Такой подход позволяет разграничивать диффузное ремоделирование сосудистой стенки и сформированные атеросклеротические поражения и создаёт основу для последующей количественной и качественной характеристики каротидных бляшек.

Атеросклеротическая бляшка как объект ультразвуковой морфометрии

В отличие от диффузного увеличения комплекса интима–медиа, атеросклеротическая бляшка представляет собой локальное структурное изменение артериальной стенки. Согласно Mannheim Consensus, ультразвуковым критерием бляшки является фокальная структура, выступающая в просвет сосуда не менее чем на 0,5 мм либо на 50% по отношению к окружающему КИМ, или имеющая толщину более 1,5 мм от границы медиа– адвентиция до границы интима–просвет [1]. Такое определение позволяет методологически отделить диффузное утолщение сосудистой стенки от локального атеросклеротического поражения и остаётся одной из основных стандартизированных дефиниций в исследованиях каротидного атеросклероза.

Морфометрическая оценка каротидной бляшки не должна ограничиваться регистрацией её наличия или отсутствия. Современный ультразвуковой подход предусматривает определение локализации поражения, максимальной толщины бляшки и её общего бремени. Для количественной характеристики последнего применяются различные показатели, включая максимальную толщину бляшки, суммарную площадь бляшек и при использовании трёхмерной визуализации — объём бляшек [9, 10]. При этом отсутствие полностью унифицированного способа количественной оценки plaque burden остаётся одной из причин различий между результатами отдельных исследований.

Максимальная толщина бляшки представляет особый интерес как относительно простой линейный морфометрический показатель. В проспективном исследовании 6102 бессимптомных лиц увеличение как максимальной толщины каротидной бляшки, так и общего бремени бляшек сопровождалось повышением риска последующих сердечнососудистых событий [10]. Значение максимальной высоты бляшки ≥1,5 мм также использовалось в последующей валидации классификации ASE, где этот показатель продемонстрировал связь с неблагоприятными сердечно-сосудистыми исходами [11]. Эти данные подтверждают целесообразность включения толщины бляшки в стандартизированный протокол ультразвуковой морфометрии.

Более интегральной характеристикой атеросклеротического поражения является суммарная площадь бляшек (total plaque area, TPA) . В отличие от единичного линейного измерения, TPA характеризует совокупное атеросклеротическое бремя в исследуемых сосудистых сегментах. В Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis у 2205 участников TPA была связана с сердечно-сосудистыми факторами риска и независимо прогнозировала коронарные события в течение среднего периода наблюдения 13,3 года. В то же время исследованные ультразвуковые grayscale-характеристики бляшек в этой работе не продемонстрировали аналогичной независимой прогностической способности [12]. Следовательно, количественные размеры атеросклеротического поражения и его качественные эхографические характеристики отражают различные стороны патологического процесса и не являются взаимозаменяемыми показателями.

Отдельного внимания заслуживает морфологическая характеристика бляшки . При стандартном В-режиме могут оцениваться эхогенность, однородность эхоструктуры, состояние поверхности и наличие кальцификации. Эхогенность косвенно отражает особенности состава бляшки: в клинических исследованиях эхолюцентные бляшки чаще ассоциировались с неблагоприятными цереброваскулярными событиями. Метаанализ показал, что эхолюцентность бляшки была связана с повышенным риском будущих цереброваскулярных событий как у бессимптомных, так и у симптомных пациентов [13].

Однако визуальная классификация эхогенности имеет существенное ограничение — зависимость от настроек ультразвукового аппарата и субъективной оценки исследователя. Поэтому для объективизации изображения применяются компьютеризированные показатели, в частности grayscale median (GSM) . Кроме того, воспроизводимость количественных характеристик зависит от размера и эхогенности самой бляшки: для небольших и эхолюцентных образований вариабельность измерений может быть выше [14]. Это подчёркивает необходимость одинаковых настроек изображения и стандартизированной методики при динамических и сравнительных морфометрических исследованиях.

Важным морфологическим признаком является также состояние поверхности бляшки . Неровность поверхности и особенно изъязвление рассматриваются как потенциальные признаки осложнённого атеросклеротического поражения. В систематическом обзоре и метаанализе 23 исследований, включивших 6706 каротидных бляшек, эхолюцентность, изъязвление и неоваскуляризация значительно чаще выявлялись при симптомных поражениях. В частности, наличие ультразвуковых признаков изъязвления было связано с симптомностью бляшки, хотя возможности обычного ультразвукового исследования в характеристике отдельных компонентов поражения остаются ограниченными [15].

Кальцификация представляет ещё один компонент морфологической неоднородности каротидных бляшек. При ультразвуковом исследовании кальцифицированные участки обычно характеризуются высокой эхогенностью и могут сопровождаться акустической тенью, затрудняющей визуализацию глубже расположенных структур. Поэтому наличие кальцификации целесообразно фиксировать как отдельный качественный морфологический признак, но её интерпретация должна учитывать ограничения метода. Современный систематический обзор исследований с гистологической верификацией показал достаточно высокую специфичность ультразвукового выявления кальцификации при более умеренной чувствительности [16].

Таким образом, ультразвуковой фенотип каротидной атеросклеротической бляшки является многокомпонентным. Для морфометрического исследования целесообразно отдельно регистрировать наличие бляшки, её локализацию, максимальную толщину и количество, а для морфологической характеристики — эхогенность, структуру поверхности и кальцификацию. При наличии соответствующего программного обеспечения дополнительную количественную информацию могут предоставить площадь и объём бляшек. Такой подход позволяет перейти от бинарной регистрации «бляшка есть/нет» к комплексной характеристике выраженности и структурной неоднородности субклинического каротидного атеросклероза.

Возрастные, антропометрические и клинические факторы вариабельности ультразвуковой морфометрии сонных артерий

Морфометрические параметры сонных артерий характеризуются значительной межиндивидуальной вариабельностью и зависят не только от выраженности атеросклеротического процесса, но и от возраста, пола, антропометрических характеристик и традиционных сердечно-сосудистых факторов риска. Это необходимо учитывать при интерпретации комплекса интима–медиа и других ультразвуковых показателей, особенно в популяционных исследованиях лиц среднего возраста. Систематический обзор и метаанализ 46 исследований, включивший 49 381 человека, показал выраженные различия КИМ в зависимости от возраста, пола и наличия ишемической болезни сердца; у мужчин средний КИМ был приблизительно на 0,06 мм больше, чем у женщин без ИБС [17].

Возраст является одним из наиболее устойчивых факторов, связанных с увеличением КИМ. Возрастное утолщение сосудистой стенки отражает совокупность структурных изменений интимы и медии, длительного гемодинамического воздействия и накопления факторов сердечно-сосудистого риска. Вместе с тем выраженная вариабельность КИМ между различными популяциями не позволяет использовать единое универсальное «нормальное» значение для всех возрастных групп. Метаанализ индивидуальных данных 22 популяционных когорт показал, что распределение значений КИМ и темпы его изменения существенно варьируют между исследованиями, вследствие чего формирование универсальных референсных значений оказалось методологически затруднительным [18]. Это обстоятельство особенно важно для морфологических исследований, поскольку оценка КИМ должна учитывать возраст обследуемого и особенности использованного протокола измерения, а не основываться только на одном фиксированном пороговом значении.

Среди модифицируемых факторов существенное значение имеют избыточная масса тела и абдоминальное ожирение. Индекс массы тела отражает общую относительную массу тела, тогда как окружность талии и производные антропометрические индексы более непосредственно характеризуют центральное распределение жировой ткани. В исследовании лиц с так называемым метаболически здоровым ожирением КИМ положительно коррелировал с возрастом, ИМТ, окружностью талии, систолическим артериальным давлением, инсулинорезистентностью, триглицеридами и холестерином липопротеинов низкой плотности [19]. При этом уже у мужчин среднего возраста с ожирением значения КИМ были выше, чем у сопоставимых по возрасту мужчин без ожирения.

Связь антропометрических характеристик с состоянием сосудистой стенки имеет также динамический характер. Метаанализ интервенционных исследований показал, что снижение массы тела у лиц с ожирением сопровождалось небольшим, но статистически значимым уменьшением КИМ сонных артерий; среднее объединённое изменение составляло около -0,03 мм [20]. Хотя такие данные не позволяют сводить сосудистое ремоделирование исключительно к ожирению, они подтверждают связь морфометрических характеристик каротидной стенки с изменяемыми соматическими и метаболическими факторами.

Артериальное давление является ещё одним важным фактором вариабельности КИМ. Длительная гемодинамическая нагрузка может сопровождаться структурной адаптацией медии и изменением геометрии артериальной стенки. Поэтому увеличение КИМ у лиц с артериальной гипертензией не следует интерпретировать исключительно как эквивалент липидного атеросклеротического поражения. Это ещё раз подчёркивает необходимость раздельного анализа диффузного утолщения КИМ и фокальных атеросклеротических бляшек. В крупных многоцентровых анализах взаимосвязь КИМ с традиционными факторами риска, включая систолическое артериальное давление, липидные показатели, курение, диабет и ИМТ, сохранялась в различных этнических и популяционных группах [21].

Особое значение имеет то, что традиционные факторы риска не полностью объясняют формирование каротидных бляшек. В метаанализе индивидуальных данных 20 проспективных исследований исходный CCA-IMT был связан с последующим появлением первой каротидной бляшки даже после корректировки по возрасту, полу, этнической принадлежности, курению, диабету, ИМТ, систолическому артериальному давлению, LDLC, HDL-C и применению гиполипидемических и антигипертензивных препаратов [2]. Скорректированное отношение шансов на появление бляшки на одно стандартное отклонение более высокого исходного КИМ составляло 1,34 (95% ДИ 1,24–1,45) [2].

Заключение. Таким образом, ультразвуковая морфометрия может отражать интегральный структурный фенотип сосудистой стенки, который не полностью определяется отдельными клиническими факторами.

Отдельным и значительно менее изученным направлением является взаимосвязь структурных характеристик сонных артерий с функциональным состоянием организма . В популяционном исследовании Three-City Study с участием 2572 лиц старшего возраста увеличение CCA-IMT и количества каротидных бляшек было связано с более низкой скоростью ходьбы и худшими показателями равновесия, хотя после учёта сосудистых факторов риска часть ассоциаций ослабевала [22].