第三节 超声造影的临床应用历史和现状
2008年美国超声心动图学会（American society of echocardiography，ASE）发表了关于超声造影剂在超声心动图临床应用中的共识声明，详细述说了有关超声造影剂、造影方法学、临床应用、安全性及超声实验室的建设等，是第一部指导临床实践最全面的指南。在临床应用方面，首先是对心腔结构和功能的评估，包括血管成像和对主动脉夹层的诊断以及用以增强多普勒信号；其次是造影增强在负荷超声心动图的应用、超声造影在急诊科和重症监护病房（intensive care unit，ICU）的应用、造影剂在心脏介入的应用以及造影剂在儿科的应用等。声明中详细描述了造影剂的安全性，提出造影剂自首次上市后的应用监测超过5年，大于百万患者的造影检查表明没有与药物相关的重大风险，除了发生率约万分之一的罕见的和轻微的反应。
对Optison和Definity（在美国临床使用的两种造影剂）初始禁忌证只是已知对造影剂微泡成分过敏和已知心内分流（除卵圆孔未闭外的其他分流）。事实上，某些群体患者，如那些严重心律失常、肺动脉高压、心脏或肝功能衰竭患者，没有被系统地纳入大型临床试验。这些患者使用超声造影剂应谨慎，建议对肺小血管病变、重度肺气肿、肺血管炎、肺栓塞史和肺动脉高压的患者采取特殊监护。
2004年欧洲药物评审局（European Agency for the Evaluation of Medicinal Product，EMEA）审查了超过15万瓶造影剂声诺维上市后应用监测的数据，并因为报道有3例死亡病例而暂时撤回声诺维应用于心脏的批准。后证明3名死亡病例与应用声诺维在时间上没有关联，没有证据表明这些患者对声诺维有过敏性反应，但他们却有不稳定的缺血性心脏疾病。19例严重的非致死性不良事件（0.002%）报道，他们中大多数被认为是过敏反应。在审查了这些致命的和非致命的严重不良事件后，EMEA委员会排除了急性冠脉综合征和不稳定心脏病的患者的应用禁忌。声诺维有好的效益/风险比，因此，委员会恢复声诺维的心脏适应证。美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）于2008年5月12日和2008年6月6日重新修订标注，将扩展的禁忌证以警告的方式代替，反应对此前的限制有了实质性的放松。总之，当时FDA要求Definity和Optison不能用于有右向左或双向心脏分流、对全氟丙烷过敏以及对血液、血液制品或白蛋白过敏（只对于Optison）的患者。
谢峰等最早于2009年将超声造影剂（ultrasound contrast agents，UEAs）用于溶栓治疗，首次证明从诊断用传感器（DUS）间断发送高机械指数（mechanical index，MI）脉冲可溶解犬动静脉移植物血栓模型中的血栓。此后在猪ST段抬高型心肌梗死（ST elevation myocardial infarction，STEMI）模型上证明用半剂量组织型纤溶酶原激活剂加DUS间断发送高MI脉冲和微泡注射使心外冠脉的再通率由单用半量组织型纤溶酶原激活剂的36%增加到83%，同时ST段也回落，说明微血管恢复灌注。在周围血管闭塞的动物模型上也进一步证明高MI脉冲可诱发一氧化氮释放，使微血管血流恢复，即使上游血管仍闭塞。初步的临床研究表明，应用市场的微泡静脉注射和高MI诊断脉冲（3ms脉冲持续时间）已足够使心外冠脉早期再通和恢复微血管血流。Mathias等于2016年首次发表了超声造影用于STEMI溶栓的临床研究，治疗组30例，于经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention，PCI）前用造影剂Difinity进行溶栓，结果溶栓加PCI组，在进行PCI之前有60%的阻塞血管已经开通，对照组仅有23%开通；1个月后治疗组微血管阻塞比例明显减少（p<0.001）。
自从2008年ASE有关超声造影剂临床应用共识公布以来，应用超声增强剂（ultrasound enhancing agents，UEAs）已成为超声心动图实践的组成部分。2018年ASE声明提出在此期间UEAs应用有以下几个方面的重要进展：
1.将超声造影剂（ultrasound contrast agents）名词改为UEAs，以便与碘造影剂或磁共振的钆螯合物相区分。其他描述，如对比剂（contrast agents）或心肌声学造影（myocardial contrast echocardiography，MCE）仍可沿用。因国内专家对于“超声造影增强剂”这一名称尚未达成共识，故本书中为了通俗易懂，仍沿用超声造影剂一词。
2.关于UEAs的安全性问题，一系列针对负荷超声、肺动脉高压、室内分流、急诊室、危重患者监护室和儿科患者的倾向性匹配分析表明，UEAs的应用不仅安全，且早期应用可改善患者的预后。通过大型的单中心和多中心临床研究使美国FDA改变了对肺动脉高压，危重患者和可疑右到左分流患者应用UEAs的警告。美国医学会还通过当前诊治专用码（current procedural terminology，CPT）编辑委员会，将用静息及负荷MCE评估心肌缺血或心肌存活列为Ⅲ类编码，增加此服务项目。
2014年以来ASE关于超声造影指南中提到了盐水增强超声心动图（saline contrast optimization）用于检出是否存在肺内或心内右到左的分流，同时，经胸盐水增强显影常用于评估是否存在卵圆孔未闭（patent foramen ovale，PFO）以及心内缺损关闭后的残余分流。PFO常伴有卒中、矛盾性栓塞、减压病和直立低氧血症，经静脉快速注射肉眼可见的无菌生理盐水气泡正常不能通过肺循环，因此可用来筛查PFO。做Valsalva动作可增加右房压力，有利于显示右向左分流的超声造影信号。
2009年以来逐渐认识到应用UEAs进行分子成像的可行性。UEAs由微泡组成，作用如自由的血管内示踪剂，配体可黏附在其表面，使它们贴附到功能不全的内皮，应用对比剂特异的成像方案可达到诊断和治疗的目的。常用的方法是用常规手段配对一个新的靶向成像探针无创性对比成像。虽然分子成像转化到临床较慢，但通过早期诊断和指导治疗选择具有改善预后和治疗效果的能力。
靶向的微泡对比剂是血管内的示踪剂，最适合发现病变血管的分子改变，成像速度约10min，可反复注射完成多靶点成像，灵敏度高。缺点是不能进入血管外的靶病变，显影时间较短，从而限制其追踪细胞迁移或存活的能力。目前应用的有通过微泡与免疫细胞（单核细胞和中性粒细胞）或内皮细胞黏附分子结合在缺血、梗死、移植排斥和动脉粥样硬化时的靶向炎症成像；伴随血管新生免疫反应的血管内皮或组分的内皮标记物成像，可在血流改变前提供内源性或生长因子-刺激血管重塑。Seinl DC等报道，UEAs分子成像可以发现心肌炎，特别是CD4+的自身免疫反应有助于诊断心肌炎。Villanueva FS证明，应用UEAs靶向选择素可发现新近发生的缺血心肌，对主诉不明原因胸痛患者可提供一个及时精确的ACS诊断方法。
UEAs还可用来靶向药物和基因的传送。通过超声破坏静脉输入的载药微泡达到无创地靶向药物和基因传送的目的，通常称为超声-靶向微泡破坏（ultrasound-targeted microbubble destruction，UTMD），即在微泡表面连接上特异的抗体或配体靶向结合到病灶部位细胞所表达的特异性抗原或受体上。虽然超声本身的能量即可通过声穿孔（空化引起的孔的形成或改变了渗透性）和激活细胞的摄取促进基因转染，当基因和核酸和微泡表明直接结合和电耦联后会降低声空化的阈值，明显增加转染的效果。转染的机制可能是空化相关的剪切应力、微射流、冲击波和压力相关的细胞变形。诊断性高MI脉冲所致的UEAs空化还可通过一氧化氮介导使组织血流增加，超声释放后可引起ATP增加40倍并可持续数分钟。到目前为止，UTMD在治疗上的研究限于临床前动物研究，包括心血管、肿瘤、肝脏、肾脏和脑部疾病。用于镰状细胞性贫血（sickle-cell anemia）患者，静脉注射UEA后间断发送高MI诊断超声，可使骨骼肌灌注改善。
近年来，国外超声造影在临床应用逐年增多。2018年，Salame等发表了一项前瞻性研究结果，证明超声造影负荷试验与负荷心肌灌注成像有相同的诊断价值，且价格明显低廉。Larsson等报道心脏超声造影对心血管功能的评估，增加发现左室室壁运动异常的节段数目和心脏结构异常，能精确评估左室射血分数（EF），且重复性强。2019年世界神经学联合会神经声学研究组（neurosonology research group，NSRG）的拉丁美洲一组专家创建了一个工作组，发表了拉丁美洲共识声明，使用生理盐水超声造影行经颅多普勒（transcranial doppler，TCD）检查，作为检测右-左分流的诊断试验。主要目的是建立标准技术和分析结果，当存在心内或肺内左向右的血液分流时，经颅多普勒会显示信号增强。这个技术目前已在临床普遍应用。
（刘伊丽）