Ecografia carotidiană cu substanță de contrast. Cum evaluăm plăcile vulnerabile?

Patologia ateromatoasă carotidiană este responsabilă de aproape 1/3 din AVC prin trei mecanisme de bază: aterotromboză, embolie distală de la nivelul plăcilor carotidiene și prin efect hemodinamic în cazul stenozelor semnificative, severe. Ecografia carotidiană rămane tehnica de referință pentru evaluarea axului arterial carotido- veretebral în principal în ceea ce privește prezența plăcilor ateromatoase obstructive, cu aprecierea corespunzătoare a gradului de stenoză cât și caracterizarea lor morfologică prin combinarea celor două modalități de examinare (examinarea Duplex- modul bidimensional împreună cu Doppler color și spectral). O serie de studii au demonstrat rolul benefic al endarterectomiei sau stentării în reducerea ratei AVC la pacienții simptomatici și asimptomatici ce prezintă stenoze semnificative de peste 70%, însă nu există o atitudine clară în ceea ce privește abordarea terapeutică la pacienții asimptomatici cu stenoze de sub 70%. La acești pacienți, la care stenoza nu are răsunet hemodinamic cerebral, datele din literatură aduc în prim plan morfologia plăcilor ateromatoase cu identificarea plăcilor instabile care ar juca un rol important în dezvoltarea simptomatologiei.

Conceptul de placă carotidiană vulnerabilă

Conceptul de placă instabilă sau placă vulnerabilă, similar cu cel întâlnit în patologia coronariană, are ca principiu identificarea plăcilor ateromatoase cu risc imediat de complicații prin AVC cu fundament patogenic inflamația acută și neoangiogeneza de la nivel plăcii ce preced și determină ruptura sau ulcerarea, mecanisme ce nu pot fi detectate prin ecografia clasică Duplex.Totuși, în mâna unui ecografist experimentat, ecografia Duplex poate identifica plăcile moi cu aspect hipoecogen, ulcerațiile și ruptura plăcilor, disecția la nivel carotidian, mecanisme ce determină accidentele vasculare acute.

Ecografia carotidiană rămâne principala explorare non-invazivă al cărei aport informațional în ceea ce privește evaluarea anatomică și funcțională este de neînlocuit, atât pre-operator/ pre-intervențional cât și post-operator/post-intervențional. Studiul eco­grafic carotidian cu substanță de contrast aduce informații suplimentare în ceea ce privește cuantificarea stenozelor carotidiene în situații dificile (plăci calcificate greu de explorat,  tuortozități vasculare, disecția carotidiană, diferențierea între subocluzie și ocluzie), dar mai ales aduce informații anatomo-funcționale privind gradul de vascularizație la nivelul plăcilor de aterom cu identificarea consecutivă a plăcilor instabile cu risc de generare a unui accident vascular cerebral și determină implicit o atitudine terapeutică corespunzatoare.

Dincolo de severitatea stenozei, compoziția plăcii este un factor de risc independent pentru stenoza carotidiană, ale cărei caracteristici identificate ecografic sunt: suprafață neregulată și conținut heterogen, pattern hipoecogen și hemoragii intraplacă (hemoragia este de 1.6-1.7 ori mai frecventă la pacienții simptomatici) – plăcile hiperecogene, omogene, sunt fibroase și au un risc mai mic de accident vascular ischemic. Studiile histologice au evidențiat că plăcile stabile au un infiltrat inflamator cronic ca răspuns la hipoxie, în timp ce formele vulnerabile prezintă o inflamație activă care subțiază stratul fibros, predispozând la ruptură.

Nu de puține ori întâlnim în practica noastră situații în care explorarea axului carotidian devine dificilă datorită prezenței calcificărilor intense la nivelul bulbului și originii arterelor carotide interne, prin prezența unor tortuozități la nivel carotidian sau suntem în imposibilitatea de a diferenția o stenoză preocluzivă (peste 90%) de o ocluzie ceea ce ar schimba abordarea terapeutică. Pentru a depăși aceste limite și a caracteriza mai bine placa instabilă prin evidențierea fenomenului de neoangiogeneză de la nivelul plăcii ateromatoase, în ultimii ani s-a dezvoltat tehnica de evaluare vasculară prin folosirea unei substanțe de contrast ecografice ce are avantajul distribuirii strict la nivel intravascular, atât la nivelul vascularizației din peretele vascular cât si neovascularizației de la nivelul plăcii ateromatoase.

Ce substanță de contrast folosim?

Până în prezent, singurul agent aprobat de Agenția Europeană a Medicamentelor pentru ultrasonografia vasculară este o substanță de generația a doua ce are microbule  de hexaflorură de sulf cu înveliș fosfolipidic. Aceasta se găsește sub forma de pudră de 25 mg peste care se adaugă 5 ml ser fiziologic cu obținerea unei suspensii alb-laptoasă după agitarea corespunzătoare.

Substanța are un timp de injumătățire de 6 minute, iar 80% este eliminat pulmonar în 11 minute. Avantajele acestui agent de contrast față de microbulele umplute cu aer sunt stabilitatea în sângele periferic cât și uniformitatea microbulelor care îmbunătățesc contrastul și comportamentul armonic la folosirea unui index mecanic scăzut. Astfel, aceste bule cu gaz inert datorită învelişului ce reduce vîscozitatea și tensiunea superficială traversează și rămân stabile la un prim pasaj vascular pulmonar și ajung în țesutul țintă permițând examinarea. Atât hexaflorura de sulf cât și perfluorocarbonați sunt gaze inerte care nu au un metabolism în organism, ci sunt eliminate pulmonar precum aerul după câteva minute (40-50% în primele 2 minute și 80-90% în următoarele 11 minute).

Agenții de contrast vasculari sunt considerați în general siguri, fără toxicitate specifică renală, hepatică sau cerebrală, deoarece microbulele spre deosebire de substanțele de contrast folosite în CT/RMN au o distribuție strict intravasculară. Au fost raportate dispnee, durere toracică, hipo sau hipertensiune, greață, vărsături, cefalee, vertij, înroșirea tegumentelor sau erupție cutanată. Totuși, există și efecte adverse severe dar cu o incidență extrem de redusă (<1/10000) ce constau în șoc anafilactic sau reacție anafilactoidă.

În practică, principalele contrain­dicații ale folosirii substanțelor de contrast ecografice sunt reprezentate de către infarctul miocardic recent, angina instabilă, insuficiența cardiacă severă, șuntul intracardiac dreapta-stânga, insuficiența respiratorie acută.

Protocolul de examinare a arterelor carotide cu substanță de contrast

După pregătirea soluției, se efectuează injectarea printr-o canulă de calibru mare 18 Gauge (preferăm administrarea în bolus de 2 mL), apoi 5-10 ml de soluție salină pentru spălarea microbulelor rămase în canulă și în tractul venos proximal (vezi figura 1). La injectarea în bolus curba timp-intensitate are un prim pasaj rapid urmat de o spălare mai lentă, iar captarea contrastului are relație lineară cu doza, principalul neajuns al acestei metode constând în prezența artefactelor în timpul concentraţiei celei mai mari ale microbulelor. În infuzia lentă, prin folosirea unei pompe de injectare dedicate, captarea este stabilă cu un aspect de platou la 1-2 minute dupa injectare.

Figura 1. Administrarea contrastului (injectarea microbulelor apoi flush-ul de soluție salină; se folosesc branule mai largi și se evită acele datorită riscului de distrugere al microbulelor prin efect Venturi)

Scanarea ecografică începe practic imediat după injectarea substanței și soluției saline folosind un soft dedicat examinării cu index mecanic scăzut. În laboratorul nostru folosim tehnologia CPS (Cadence Contrast Pulse Sequence) ce analizează semnalul, combină semnalele non-lineare cu semnalele cu armonică înaltă și afișează conform caracteristicelor acustice specifice unui agent de contrast sau unui anumit țesut, astfel putând fi utilizată în detecția neoangiogenezei la nivelul plăcilor de aterom. Se urmărește pătrunderea substanței de contrast la nivelul plăcii cu numărarea bulelor intraplacă, cu identificarea și aprecierea calitativă a patternului de vascularizare al plăcii de aterom (vezi figura 2).

Figura 2. Evaluarea ACI drepte cu substanță de contrast- ax longitudinal. Se obervă pătrunderea progresivă a substanței de contrast preponderent dinspre exterior spre interiorul plăcii ateromatoase (hipoecogenă); fără subtanță în imaginea A și creșterea consecutivă a numărului de bule începând cu figura B (săgețile arată patternul de apariție a contrastului);

Figura 3. Evaluarea ACI dr cu substanță de contrast- ax transversal. Se identifică apariția în primul minut de scanare a bulelor de contrast la nivelul unei plăci concentrice hipoecogene cu pattern dinspre exterior spre interiorul plăcii.
Figura 4. (a) ă bifurcația ACC stg la 30 sec după administrarea substanței de contrast. Se observă lipsa de opacifiere a ACI stg datorită prezenței unei plăci ateromatoase hipoecogene ce realizează o stenoză de 60-70%.
(b) Secțiune longitudinală la 40 sec cu vizualizarea plăcii la originea ACI stg cu ușoară captare de substanță de contrast la baza ei.
Figura 4. (c) Secțiune transversală la nivelul aceleași plăci la 60 secunde de la administrarea substanței de contrast.
(d) Captare a substanței de contrast după 70 secunde la nivelul aceleași plăci ateromatoase cu pattern dinspre exterior spre interior.

Identificarea plăcilor carotidiene instabile

După identificarea plăcii cu risc vulnerabil prin ecografia carotidiană nativă (hipoecogenă, pereți neregulați, anfractuoși etc) se administrează substanța de contrast care permite detectarea vasei vasorum și angiogenezei, a ulcerațiilor de sub placă cu o direcție exterior-interior, responsabile probabil de ruperea plăcii. Noile vase formate prin angiogeneză reprezintă locul de minimă rezistență, fiind punctele predispuse la ruptură, hemoragia intraplacă determinând creș­terea acesteia în volum și instabilitatea.  Majoritatea autorilor consideră că noile vase iau naștere în principal de la nivelul vasei vasorum.

În practica noastră, la majoritatea pacienților cu plăci hipoecogene, moi,  fără stenoză semnificativă (sub 70%) s-a obiectivat prezența unei minime vascularizații la nivelul plăcilor ateromatoase cu umplere dinspre exterior spre interior (vezi figurile 3 și 4). Existența acestor vase de neovascu­larizație dispuse preponderent la baza plăcilor de aterom pot constitui o zonă de risc, de fragilizare și ruptură a placii cu producerea accidentelor vasculare majore. Identificarea neovascu­larizației la nivelul plăcilor ateromatoase la pacienții care nu prezintă stenoze semnificative la nivel carotidian poate constitui un argument în plus, demn de luat în considerare, atunci când se judecă un procedeu intervențional (stent sau endarterectomie) în scop de prevenție al unui eventual accident vascular cerebral.

Într-un studiu efectuat pe 77 de pacienți (64 ulterior au suferit endarterectomie electivă pentru boală cerebro-vasculară asimptomatică și 9 interventie chirurgicală de urgență pentru deficit neurologic acut) Giannoni și colaboratorii au folosit ultrasonografia de contrast carotidiană pentru identificarea neoangiogenezei și pentru diferențierea pacienților simptomatici de cei asimptomatici. Toți pacienții simptomatici au avut un scor GSM (Gray scale Median) scăzut ­(5-12), față de cei asimptomatici (23.48 față de 9.13). Examinarea histologică a celor nouă plăci a confirmat vascu­larizația bogată la bază, evidențiată prin ultrasonografia de contrast, cu vase imature, de dimensiuni mici (20-30 microni), neoangiogeneză mai puțin evidentă la cei asimptomatici, cu vase mai puține și cu dimensiuni mai mari (peste 50 microni).

În alt studiu, Huang și ­colaboratorii au examinat 62 de plăci carotidiene (43 moi, 19 mixte) cu substanță de contrast. Timpul de captare a contrastului a fost mai scurt și timpul de atingere a intensității maxime a contrastului mai lung la nivelul plăcilor față de lumen; în plăcile moi se constată un timp de maximă intensitate mai scurt și cu o captare mai intensă decât în cele mixte. Autorii au folosit pentru caracterizarea plăcilor următorii parametri: arrival time (timpul până la pătrunderea contrastului în placă după injectare), time to peak (timpul până la obținerea intensității maxime a contrastului în placă), enhanced intensity=peak-baseline intensity (intensitatea de captare a contrastului), parametri calculați folosind curba timp intensitate la nivelul unui eșantion de la nivelul plăcii.

Într-o serie de endarterectomii, Mc Carthy și colaboratorii au găsit semnificativ mai multe neovase la pacienții cu placă carotidiană simptomatică decât la pacienții asimptomatici, iar într-un studiu postmortem Fleiner și echipa au observat o rețea mai densă vasculară la nivelul vasei vasorum.

Concluzii

Marele aport al ecografiei la nivel carotidian cu substanță de contrast este adus în zona de identificare și caracterizare a plăcilor ateromatoase instabile, vulnerabile, prin obiectivarea fenomenului de neoangiogeneză intraplacă. Trebuie menționat că studiul cu substanță de contrast aduce în practică un aport informațional complementar în cuantificarea stenozelor carotidiene acolo unde ecografia clasică are anumite limite (plăci intens calcificate, tuortozitatea accentuată, diferențierea între subocluzie și ocluzie, vizualizarea disecției carotidiene).
Având în vedere caracteristicele histologice ale plăcilor ar putea fi propusă o nouă stratificare a riscului pentru stenozele carotidiene, cu extinderea indicațiilor de endarterectomie și la pacienții  cu stenoză <70% cu placă ateromatoasă vulnerabilă, instabilă, ce prezintă neovascularizație documentată prin ecografie carotidiană cu substanță de contrast.

Mesajul StetoscopCardio: 
  • Orice studiu ecografic carotidian cu substanță de contrast începe cu examinarea nativă a arterelor carotide în urma căreia se identifică practic indicațiile sau înrebările la care va trebui să răspundă examinarea consecutivă cu agentul de contrast.
  • Ecografia cu substață de contrast aduce informații complementare acolo unde ecografia Duplex are limitele ei (plăci calcificate, tuortozitate carotidiană, disecție carotidiană, diferențierea între subocluzie și ocluzie).
  • Marele aport al studiului ecografic carotidian cu substanță de contrast cu un posibil impact la nivel de atitudine terapeutică îl constituie identificarea plăcilor instabile, vulnerabile, cu risc imediat de evenimente vasculare cerebrale, prin obiectivarea fenomenului de neoangiogeneză intraplacă.
  • Aprecierea fenomenului de neoangiogeneză la nivelul plăcii ateromatoase se face în practică prin numărarea bulelor și a pattern-ului de apariție a lor, necesitând un ochi antrenat și o atenție sporită contratimp în momentul explorării.
Bibliografie: 

Cu mulţumiri Prof. Dirk Clevert – Spitalul Universitar din München

  1. A. L. Baert, K. Sartor Contrast Media in Ultrasonogrphy, Basic Principles and Clinical Applications, Medical Radiology-Diagnostic Imaging, Springer, 2005
  2. Goldstein LB, Bushnell CD, Adams RJ, et al. Guidelines for the primary prevention of stroke: a guideline for healthcare professionals from the American Heart Association/American Stroke Association. Stroke 2011; 42:517;
  3. Staub D, Schinkel AF, Coll B, et al. Contrast-enhanced ultrasound imaging of the vasa vasorum: from early atherosclerosis to the identification of unstable plaques. JACC Cardiovasc Imaging. 2010 Jul;3(7):761-71. doi: 10.1016/j.jcmg.2010.02.007;
  4. DA Clevert, WH Sommel, et al. Imaging of carotid arterial diseses with contrast-enhanced ultrasound (CEUS). European Journal of Radiology 2011, doi;10.1016/j.ejrad.2010.12.103;
  5. Grant EG, Benson CB, Moneta GL et al (2003) Carotid artery stenosis: gray-scale and Doppler US diagnosis - Society of Radiologists in Ultrasound Consensus Conference. Radiology 229:340-346;
  6. Kono Y, Pinnell SP, Sirlin CB et al (2004) Carotid arteries: contrast-enhanced US angiography - preliminary clinicalexperience. Radiology 230:561-568
  7. Cusati B, Catalano O, Nunziata A (2004) Contrast medium extravasation as an indicator of active bleeding: demonstration with contrast-enhanced sonography (abstract)RSNA 2004
  8. Giannoni MF, Vicenzini E. Detection of Intraplaque Angiogenesis with Contrast Ultrasound. Present state and Future Perspectives. Current Vascular Pharmacology, 2009, 180-184.
  9. Merritt C, Bluth E Ultrasound identification of plaque composition In Labs K, Fitzgerald D, Woodcock J, (Eds). Diagnostic vascular ultrasound London: Edward Arnold, 1992; p:213.
  10. Nissen SE, Yock P Intravascular Ultrasound: novel pathophysiological insights and current clinical applications. Circulation 2001; 103:604-16.
  11. Spagnoli LG, Bonanno E, Sangiorgi G, Mauriello A Role of inflamation in atherosclerosis J Nucl Med 2007; 48: 1800-15.
  12. Giannoni MF, Vicenzini E, Citone M et all Contrast Carotid Ultrasound for the detection of Unstable Plaques with Neoangiogenesis: A Pilot Study. Eur J Vasc Endovasc Surg 2009; 722-727.
  13. Huang P, Huang F, Zou C et all Contrast-Enhanced Sonographic Characteristics of Neovascularisation in Carotid Atherosclerotic Plaques. Journal of Clinical Ultrasound, 2008; 346-351.
  14. Staub D, Partovi S, Imfeld S Novel aplications of contrast-enhanced ultrasound imaging in vascular medicine  Vaso 2013 42:17-31.
  15. Mc Carthy MJ,Loftus IM, Thompson IM et all Angiogenesis and the atherosclerotic carotid plaque: an association between symptomatology and plaque morphology J Vasc Surg 2007; 45:155-159.
  16. Fleiner M, Kummer M, Mirlacher M et all Arterial neovascularisation and inflamation in vulnerable patients: early and late signs of symptomatic atherosclerosis. Circulation 2004; 110: 2843-2850.
Autori

Dr. Silviu Stanciu

Spitalul Universitar de Urgenţă Militar Central „Dr. Carol Davila“

Dr. Cristina Enciu

Spitalul Universitar de Urgenţă Militar Central „Dr. Carol Davila“