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Rosenschein等最早系统地评估了超声能量对血栓病变的破坏作用。在体外，红色血栓块经过20s低频高能超声波干预后，血栓重量明显下降［（1.6±0.2）g vs（0.4±0.1）g，P<0.0001］，随后1h内血栓消融碎片未出现重新聚集现象 ［1］ 。一系列研究随后报道了相似的结果。其中，Stahr等进行的研究表明，超声波能量对急性和陈旧性的血栓都具备破坏作用，血栓的消融碎片中93%直径在10μm以下，30～150μm的碎片不到0.2% ［2］ 。在针对斑块病变的研究中，Siegel等最早对含动脉粥样硬化斑块的血管片段实施超声血管成型术。在26条完全性闭塞的血管片段中，病变长度从0.5～5cm不等，其中24条再通时间小于20s，其中多数为严重钙化的慢性病变 ［3］ 。此后其他学者也有类似报道 ［4，5］ 。其中，有代表意义的是Rosenschein实验小组的研究，不仅论证了Siegel的结果是科学的，而且更详细的将研究斑块分为单纯粥样斑块（n=11）和复杂斑块（n=14）。实验观察了动脉粥样硬化斑块对超声介导的敏感性。结果表明质地坚硬的钙化复杂斑块消融速度平均为（132±45）s/cm 2 ，与单纯粥样斑块（21±8s/cm 2 ）比较有显著差别（P<0.001），说明超声能量去除斑块的能力与病变的成分密切相关 ［6］ 。实验表明，超声能量作用于含有大量胶原和弹性纤维的正常血管壁组织时，基本不会造成损伤;而斑块或血栓病变组织更容易被超声能量所消融，在被破坏的难易程度上两者相差约20倍 ［7］ 。Monteverde首次在体外进行了冠状动脉的超声血管成型术研究 ［8］ 。结果表明，超声介入治疗对冠脉病变具有一定程度的破块作用，其中22根为100%阻塞的冠脉，在超声作用后，有41%血管再通;另外33根95%高度狭窄的血管中有21%恢复通透，这提示超声消融斑块的能力也与血管阻塞程度有关。需要注意的是，温度效应导致的血管壁穿孔是必须考虑的问题，Siegel等早期研究报道治疗斑块病变时穿孔发生率可以达到10%。因此临床应用时都需要经导管向超声头端持续注入生理盐水起到降温的作用。 2 体内研究Siegel和Drobinski等小组最早在临床上对外周动脉完全阻塞的病人实施超声血管成型术。在研究中，三个病变是比较新鲜的红色血栓，其余为慢性白色血栓。术后90%病变的血管成功再通，并随后顺利实施了辅助球囊扩张成型术。在术中和术后没有观察到远端栓塞和血管壁穿孔等并发症发生 ［9］ 。国内最近也报道超声血管成型术使39例完全栓塞动脉中38例成功再通，32例病人的残余血管狭窄在50%以下，但出现1例血管远端栓塞并发症和9例血红蛋白尿被发现 ［10］ 。最近，Goyen等在9个下肢动脉长血栓病变完全阻塞血管的病人中，首先采用超声消融术打开了一个血管通道，随后的血栓吸除术轻松完成，最终再通了其中7条血管。研究同时表明，单独应用超声血管成型术治疗效果目前是不彻底的，因为残留狭窄可能会影响血流，且远期疗效不明确。因此，还需要球囊扩张或取栓等其他手术共同治疗 ［11，12］ 。 Rosenschein等最早建立动物模型系统评价超声血管成型术应用于冠脉的安全性，观察了多项临床指标。动脉血压和心电图的观察没有发现明显异常;血管造影和组织学研究表明动脉直径在手术前后没有明显改变［（2.3±0.7）mm vs（2.4±0.3）mm］，未出现动脉夹层、远端栓塞以及动脉血管壁的损伤，术后心肌酶谱，血红蛋白，凝血酶原时间等生化指标观察无异常变化 ［13］ 。在一个有代表性的研究中（ACUTE test，analysis of coronary ultrasound thrombolysis end-points），研究人员在对15个急性心梗病人采取超声血管成型治疗后，冠脉左前降支血流从术前的TIMI0-1级恢复到正常3级，辅助实施球囊扩张成型术使最终的血管狭窄下降到（20±12）%。术中、术后12h和24h分别血管造影，没有动脉壁损伤、远端血管栓塞等主要并发症出现 ［14］ 。因而，作为球囊扩张术的良好补充，超声血管成型术是可行和安全的。最近，Brosh等对急性冠脉综合征病人采用了超声血管成型治疗，89%的病人血管狭窄从原来的100%到术后的（69±20）%，实施支架植入术后的残余狭窄进一步降至（6±10）%。病人住院期间未观察到心肌梗死、死亡或需要再行血管搭桥术等不量事件发生 ［15］ 。近来认为，对于支架内富含血小板的血栓形成，在球囊等常规治疗效果不佳时，超声血管成型术也可以作为一种备选方法，有时能达到良好疗效 ［15，16］ 。同时，在预先进行超声介入治疗后，扩张球囊和支架所需的压力明显减低，因此会减轻由于压力对内膜的损伤，可能有助于降低再狭窄的发生率。总之，超声血管成型治疗证实是有效和安全的，在长血栓病变、支架内血栓等治疗中有应用潜力，不过现有的治疗系统效果不够彻底，仍需要改进技术以使残余狭窄更小 ［17］ 。
3 作用机理及研究展望
目前的研究发现至少有四个机理在血管内超声介入治疗时发挥作用:（1）机械振动;（2）空化效应;（3）热效应;（4）细胞内微流。其中最主要的是机械振动和空化效应。对于顽固无顺应的动脉粥样硬化斑块，尤其是钙化严重的慢性斑块，超声导管头端20000周/s以上速度纵向和横向振动所产生的机械效应在消融机制中可能占主要成分。超声波作用于液相物质后产生大量小气泡，随声压作强烈的膨胀和闭合运动，导致内爆炸可以达到3个大气压，即超声波的空化作用。针对超声介入治疗血栓病变，更重要的可能是空化效应在发挥作用。血管完全阻塞病变常由斑块和血栓成分复合存在，超声消融时机械与空化效应将共同发挥重要作用 ［18～21］ 。目前在超声介入治疗后，一般仍需要辅助实施球囊扩张或支架植入术，才能保证血管最终狭窄在20%以下达到满意的治疗效果。这种治疗的选择性和不彻底性主要是由于几个技术障碍:（1）导管的柔韧性顺应性还不满足要求，这主要是针对冠脉分支血管;（2）达到病变处的超声波能量不足。因为体内导管长达140cm左右，能量在传递中逐步衰减。当遇到弯曲处，超声能量则进一步衰减明显;（3）超声介入导管材料的强度不够。不能完全避免提高能量和遇到抵抗时出现导管断裂。可以看出，目前还没有一种导管能同时满足几个条件并保证足够能量到达远端的病变处。然而，尽管尚存在一些技术上的难题，超声血管成型术仍具有相当大的发展前景，在治疗慢性阻塞病变、血管长病变以及反复难治性血栓等方面具有发展潜力 ［22］ 。它不同于球囊扩张等手术，它不是将血栓或斑块挤压向血管壁，而是清除病变组织。同时，其疏松血管的作用还有利于减少血管痉挛。另外，与其他介入手术比较，它还有易操作性以及价格低廉，患者易接受的优点。所以，当很好解决能量传递等技术问题后，血管超声成型治疗的应用将更多于临床实践中。目前除相关的研究论文可寻外，每年有不少专利发表，致力于改善超声导管材料或应用方法，这预示血管超声成型治疗具备了持续发展的动力，将丰富动脉粥样硬化现代治疗的手段，更好地为临床医疗服务。
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作者单位:210009南京东南大学心血管病研究中心