速度向量成像技術(shù)評(píng)價(jià)短暫性腦缺血發(fā)作患者頸動(dòng)脈管壁運(yùn)動(dòng)及斑塊穩(wěn)定性研究

宋慶華，曹永政，彭格紅，陶文鴻，曾 煒

0 引 言

短暫性腦缺血發(fā)作(transient ischemic attack，TIA)是臨床常見(jiàn)的缺血性腦血管病。反復(fù)發(fā)作的TIA是完全性腦卒中的重要前兆，頸動(dòng)脈粥樣硬化和不穩(wěn)定性斑塊形成則是導(dǎo)致TIA的主要原因［1］。如何及早發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定斑塊存在并采取適當(dāng)處理，是預(yù)防急性腦血管病的重要環(huán)節(jié)。急性腦梗死可通過(guò)磁共振彌散張量成像等新技術(shù)進(jìn)行定量研究及判斷預(yù)后［2］，而TIA相關(guān)研究技術(shù)則較少。文中應(yīng)用超聲速度向量成像(velocity vector imaging，VVI)探討TIA患者頸動(dòng)脈管壁生物力學(xué)特點(diǎn)，評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈斑塊穩(wěn)定性，為臨床早期干預(yù)提供有力依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 選擇2010年10月至2012年2月在我院門診就診及神經(jīng)內(nèi)科住院TIA患者30例。男16例，女14例;年齡43～85歲，平均(63.8±12.5)歲。入選患者均符合第四屆全國(guó)腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議修訂的診斷標(biāo)準(zhǔn)，既往無(wú)腦血管病、心血管病及糖尿病病史，無(wú)肝、腎功能不全。根據(jù)是否檢出頸動(dòng)脈斑塊分為2個(gè)亞組，即TIA-1組(未檢出斑塊，n=12)和TIA-2組(檢出斑塊，n=18)。對(duì)照組為同期門診體檢者30例，男15例，女15例;年齡41～84歲，平均(64.7±11.1)歲。入選對(duì)象既往無(wú)腦血管病、心血管病及糖尿病病史，無(wú)肝、腎功能不全。根據(jù)是否檢出頸動(dòng)脈斑塊分為2個(gè)亞組，即對(duì)照Ⅰ組(未檢出斑塊，n=19)和對(duì)照Ⅱ組(檢出斑塊，n=11)。各組在年齡、性別等方面差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。本研究證得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有被納入對(duì)象均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法

1.2.1 圖像采集與位點(diǎn)設(shè)定 采用Sequoia 512彩色多普勒超聲診斷儀(德國(guó)西門子公司配套VVI工作站)，探頭型號(hào):15L8w高頻探頭。囑患者取仰臥位，充分暴露頸前部，頭偏向檢查對(duì)側(cè)。連接體表同步心電圖，清晰顯示頸動(dòng)脈斑塊處血管切面，以血管內(nèi)膜中層厚度(intima-media thickness，IMT)＞1.5 mm作為斑塊診斷標(biāo)準(zhǔn)。囑患者屏住呼吸，選取3個(gè)連續(xù)心動(dòng)周期斑塊最大厚度短軸切面及長(zhǎng)軸切面血管為分析切面，存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)圖像待分析。

短軸切面位點(diǎn)設(shè)定:在斑塊段短軸切面上按逆時(shí)針?lè)较蚍謩e取1～6點(diǎn)，斑塊肩部(斑塊與正常頸動(dòng)脈血管內(nèi)膜交界處)左側(cè)點(diǎn)定義為1點(diǎn)，右側(cè)點(diǎn)定義為3點(diǎn)，斑塊頂部定義為2點(diǎn)，經(jīng)動(dòng)脈管腔中心點(diǎn)，與1點(diǎn)呈180°對(duì)應(yīng)管壁為4點(diǎn)，與2點(diǎn)呈180°對(duì)應(yīng)管壁為5點(diǎn)，與3點(diǎn)呈180°對(duì)應(yīng)管壁為6點(diǎn)。長(zhǎng)軸切面位點(diǎn)設(shè)定:在斑塊段長(zhǎng)軸切面上，斑塊上游(斑塊近心端與正常內(nèi)膜交界處)、中游(斑塊最大厚度處)及下游(斑塊遠(yuǎn)心端與正常內(nèi)膜交界處)分別設(shè)定為1、2、3點(diǎn)。見(jiàn)圖1。無(wú)斑塊血管觀察位點(diǎn)選取頸總動(dòng)脈分叉水平以下2 cm處取短軸及長(zhǎng)軸切面進(jìn)行分析。

圖1 短軸和長(zhǎng)軸切面位點(diǎn)設(shè)定示意圖Figure 1 Observation points of the carotid short and longitudinal axis views

1.2.2 觀察指標(biāo) 定性觀察:在速度向量模式下，觀察對(duì)照各組與TIA各組患者頸動(dòng)脈無(wú)斑塊血管切面及粥樣硬化斑塊切面血管內(nèi)膜二維動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)速度大小、時(shí)相及方向變化，分析評(píng)價(jià)血管內(nèi)膜運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。定量分析:在應(yīng)變模式下，獲取頸動(dòng)脈短軸切面無(wú)斑塊血管切面及粥樣硬化斑塊切面內(nèi)膜各位點(diǎn)Vmax、Smax和SR-max數(shù)值及長(zhǎng)軸切面縱向最大運(yùn)動(dòng)速度、縱向應(yīng)變及縱向應(yīng)變率進(jìn)行分析。每幅圖像均描記3次內(nèi)膜取平均值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。定量檢測(cè)數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示。多組均數(shù)的比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較視方差齊性檢驗(yàn)(以0.1作為檢驗(yàn)水準(zhǔn)進(jìn)行Levene檢驗(yàn))，當(dāng)方差齊時(shí)，選擇LSD檢驗(yàn)，當(dāng)方差不齊時(shí)，選擇Tamhane's T2法。以P≤0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 TIA各組及對(duì)照各組頸動(dòng)脈短軸及長(zhǎng)軸切面速度向量圖像觀察 TIA各組頸動(dòng)脈短軸切面斑塊處血管內(nèi)膜二維動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)速度向量與對(duì)照各組比較方向、時(shí)相、大小紊亂，運(yùn)動(dòng)不同步，見(jiàn)圖2;長(zhǎng)軸切面斑塊上中下游血管內(nèi)膜二維動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)速度向量顯示與對(duì)照各組比較時(shí)相明顯不同步，向量大小不等，方向紊亂，見(jiàn)圖3。

2.2 各組頸動(dòng)脈短軸切面及長(zhǎng)軸切面各位點(diǎn)參數(shù)比較

2.2.1 各組短軸切面參數(shù)比較 短軸切面TIA各組各位點(diǎn)最大運(yùn)動(dòng)速度(maximum velocity，Vmax)均小于對(duì)照各組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);TIA各組1、2、3點(diǎn)最大切向應(yīng)變(maximum tangential strain，Smax)與最大切向應(yīng)變率(maximum tangential strain rate，SR-max)低于對(duì)照各組，TIA-2組4、5、6 點(diǎn) Smax、SRmax低于對(duì)照各組，TIA-1 組Vmax、Smax、SRmax低于對(duì)照Ⅰ組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);與對(duì)照Ⅱ組比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;TIA-2組1、2、3位點(diǎn) Vmax、Smax與SRmax低于TIA-1組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見(jiàn)表1－表3。

2.2.2 各組長(zhǎng)軸切面參數(shù)比較 長(zhǎng)軸切面TIA各組各位點(diǎn)最大運(yùn)動(dòng)速度、最大切向應(yīng)變及最大切向應(yīng)變率均小于對(duì)照各組;TIA各組組內(nèi)比較1點(diǎn)Vmax、Smax及SRmax均小于2、3點(diǎn)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);對(duì)照各組組內(nèi)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見(jiàn)表4－表5。

圖2 2組短軸切面速度向量圖Figuere 2 Velocity vector diagram of the carotid short axis views in control group 1 and TIA group 2

圖3 2組長(zhǎng)軸切面速度向量圖Figure 3 Velocity vector diagram of the carotid longitudinal axis views in control group 1 and TIA group 2

表1 各組短軸切面Vmax比較(，×10－2cm/s)Table 1 Comparison of Vmax of the carotid short axis views among different groups(，×10－2cm/s)

表1 各組短軸切面Vmax比較(，×10－2cm/s)Table 1 Comparison of Vmax of the carotid short axis views among different groups(，×10－2cm/s)

與對(duì)照Ⅰ組比較，*P＜0.01;與對(duì)照Ⅱ組比較，#P＜0.05，##P＜0.01;與TIA-1組比較，△P＜0.05，△△P＜0.01

分組 n短軸切面Vmax位點(diǎn)1 位點(diǎn)2 位點(diǎn)3 位點(diǎn)4 位點(diǎn)5 位點(diǎn)6對(duì)照Ⅰ組 19 9.61 ±0.27 8.66 ±1.88 8.69 ±0.93 9.64 ±0.99 8.82 ±0.86 9.51 ±1.26對(duì)照Ⅱ組 11 8.09 ±0.99 7.77 ±0.84 6.93 ±1.17 8.71 ±0.93 7.85 ±0.99 8.95 ±0.68 TIA-1 組 12 6.98 ±1.37*# 6.70 ±0.83*# 5.93 ±1.65*# 7.08 ±0.78*# 6.92 ±0.83*# 8.02 ±1.25*#TIA-2 組 18 4.87 ±0.97*##△△ 5.78 ±0.72*##△ 3.98 ±0.83*##△△ 6.32 ±0.89*## 5.87 ±1.11*##△△ 5.91 ±1.17*##△△

表2 各組短軸切面Smax比較(，%)Table 2 Comparison of Smax of the carotid short axis views among different groups(，%)

表2 各組短軸切面Smax比較(，%)Table 2 Comparison of Smax of the carotid short axis views among different groups(，%)

與對(duì)照Ⅰ組比較，*P＜0.01;與對(duì)照Ⅱ組比較，#P＜0.05，##P＜0.01;與TIA-1組比較，△P＜0.05，△△P＜0.01

分組 n短軸切面Smax位點(diǎn)1 位點(diǎn)2 位點(diǎn)3 位點(diǎn)4 位點(diǎn)5 位點(diǎn)6對(duì)照Ⅰ組 19 6.09 ±1.03 5.53 ±0.94 5.44 ±1.00 5.83 ±0.99 5.61 ±0.77 6.17 ±0.57對(duì)照Ⅱ組 11 5.46 ±1.24 5.50 ±1.29 4.54 ±0.64 5.31 ±0.82 5.06 ±0.62 4.94 ±0.75 TIA-1 組 12 4.61 ±0.92*# 4.44 ±1.08*# 3.65 ±0.99*# 4.73 ±1.05* 4.53 ±0.53* 4.80 ±0.63*TIA-2 組 18 3.42 ±1.01*##△△ 3.59 ±1.23＊△ 2.98 ±0.69*##△ 4.50 ±0.77*# 4.24 ±0.73*# 4.26 ±0.69*#

表3 各組短軸切面SR-max比較(，1/S)Table 3 Comparison of SR-max of the carotid short axis views among different groups(，1/S)

表3 各組短軸切面SR-max比較(，1/S)Table 3 Comparison of SR-max of the carotid short axis views among different groups(，1/S)

與對(duì)照Ⅰ組比較，*P＜0.01;與對(duì)照Ⅱ組比較，#P＜0.05，##P＜0.01;與TIA-1組比較，△P＜0.01

分組 n短軸切面SR-max位點(diǎn)1 位點(diǎn)2 位點(diǎn)3 位點(diǎn)4 位點(diǎn)5 位點(diǎn)6對(duì)照Ⅰ組 19 0.40 ±0.06 0.44 ±0.08 0.39 ±0.06 0.44 ±0.08 0.43 ±0.06 0.45 ±0.05對(duì)照Ⅱ組 11 0.36 ±0.05 0.41 ±0.06 0.35 ±0.08 0.36 ±0.07 0.35 ±0.05 0.35 ±0.03 TIA-1 組 12 0.30 ±0.05*# 0.32 ±0.07*## 0.29 ±0.08*# 0.32 ±0.06* 0.34 ±0.06* 0.31 ±0.06*TIA-2 組 18 0.21 ±0.08*##△ 0.25 ±0.07*##△ 0.21 ±0.08*##△ 0.28 ±0.05*## 0.30 ±0.03*# 0.27 ±0.01*##

Table 4 Comparison of Vmax of the carotid longitudinal axis views among different groups(，×10－2cm/s)表4 各組長(zhǎng)軸切面最大縱向運(yùn)動(dòng)速度比較(，×10－2cm/s)

Table 4 Comparison of Vmax of the carotid longitudinal axis views among different groups(，×10－2cm/s)表4 各組長(zhǎng)軸切面最大縱向運(yùn)動(dòng)速度比較(，×10－2cm/s)

與對(duì)照Ⅰ組比較，*P＜0.05，＊＊P＜0.01;與對(duì)照Ⅱ組比較，#P＜0.05，##P＜0.01;與TIA-1組比較，△P＜0.01與位點(diǎn)1比較，▲P＜0.05，▲▲P＜0.01;與位點(diǎn)2比較，●P＜0.01

分組 n長(zhǎng)軸切面最大縱向運(yùn)動(dòng)速度位點(diǎn)1 位點(diǎn)2 位點(diǎn)3 19 7.33 ±1.26 7.03 ±1.13 7.01 ±0.93對(duì)照Ⅱ組 11 6.87 ±1.02 7.10 ±1.28 6.58 ±1.28 TIA-1 組 12 4.41 ±1.01＊＊## 6.26 ±1.21*#▲▲ 5.43 ±1.84*#▲TIA-2 組 18 3.14 ±0.92＊＊##△ 5.15 ±1.05＊＊##▲▲ 4.01 ±0.82##＊＊▲●對(duì)照Ⅰ組

表5 各組長(zhǎng)軸切面最大縱向應(yīng)變和應(yīng)變率比較Table 5 Comparison of Smax and SR-max of the carotid longitudinal axis views among different groups

3 討 論

VVI技術(shù)是近年來(lái)超聲檢查的一項(xiàng)新技術(shù)。它以二維斑點(diǎn)追蹤原理為基礎(chǔ)，精確跟蹤斑點(diǎn)信號(hào)時(shí)空軌跡變化，以矢量方式顯示組織運(yùn)動(dòng)變化，能檢測(cè)組織運(yùn)動(dòng)速度、應(yīng)變及應(yīng)變率，具有無(wú)聲束入射角度依賴性和較高的時(shí)間、空間分辨率等特點(diǎn)，可以對(duì)動(dòng)脈管壁不同位點(diǎn)進(jìn)行精確定位，快速直觀地觀察血管壁的形態(tài)及功能狀態(tài)，是評(píng)價(jià)血管彈性的良好指標(biāo)［3］。VVI技術(shù)還能從力學(xué)角度對(duì)動(dòng)脈斑塊穩(wěn)定性進(jìn)行定性、定量分析，通過(guò)對(duì)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定性的檢測(cè)可預(yù)測(cè)腦栓塞發(fā)生［4－5］。對(duì)于 VVI技術(shù)是否能應(yīng)用于TIA預(yù)測(cè)則研究較少，本研究擬通過(guò)應(yīng)用VVI技術(shù)對(duì)TIA患者頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)膜運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定性觀察及力學(xué)參數(shù)定量評(píng)價(jià)，揭示頸動(dòng)脈血管內(nèi)膜運(yùn)動(dòng)及斑塊受力狀態(tài)，為臨床防治TIA提供依據(jù)。

TIA發(fā)病機(jī)制存在多種學(xué)說(shuō)，其中微栓子學(xué)說(shuō)與血管痙攣學(xué)說(shuō)已得到廣泛認(rèn)可。本研究發(fā)現(xiàn)，TIA-1組短軸切面及長(zhǎng)軸切面血管內(nèi)膜二維動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)速度向量與對(duì)照Ⅰ組比較，時(shí)相不同步，向量大小及方向均不規(guī)則，提示這部分TIA患者頸動(dòng)脈雖未出現(xiàn)斑塊，但可能出現(xiàn)不同程度內(nèi)中膜增厚［6］，增厚的血管壁導(dǎo)致血液流變學(xué)改變，進(jìn)而刺激血管痙攣誘發(fā)TIA。TIA-2組患者頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊段血管切面速度向量圖顯示，在心動(dòng)周期中出現(xiàn)比對(duì)照Ⅱ組更明顯的運(yùn)動(dòng)速度向量不同步，大小和方向紊亂。表明TIA患者頸動(dòng)脈粥樣斑塊可能由于形態(tài)不規(guī)則、組成成分與對(duì)照組存在較大差異，斑塊各部受力面不平衡，使斑塊產(chǎn)生扭矩，隨斑塊產(chǎn)生扭矩不斷增大引起內(nèi)膜撕裂，斑塊出現(xiàn)不同程度破裂［5］，產(chǎn)生微栓子引發(fā)TIA，微栓塞形成后再反射性引起周圍小動(dòng)脈痙攣使TIA癥狀體征進(jìn)一步加重。

本研究中短軸切面研究發(fā)現(xiàn)，TIA各組1、2、3點(diǎn)Vmax、Smax及 SR-max均低于對(duì)照Ⅰ組及對(duì)照Ⅱ組，TIA-2組低于TIA-1組。提示TIA患者頸動(dòng)脈斑塊處血管彈性可能降低，而動(dòng)脈彈性降低則是早期血管損害的標(biāo)志之一［7］。VVI技術(shù)檢測(cè)頸動(dòng)脈血管壁的上述參數(shù)反映了彈性動(dòng)脈的生物力學(xué)特性，與血管壁的彈性直接相關(guān)，提示通過(guò)VVI觀察頸動(dòng)脈管壁的形變能力可作為TIA患者血管彈性變化的指標(biāo)之一。汪奇等［8］研究結(jié)果也表明VVI技術(shù)可用于缺血性腦血管病患者頸動(dòng)脈管壁運(yùn)動(dòng)研究，認(rèn)為VVI技術(shù)可以作為預(yù)測(cè)腦梗死發(fā)病的相關(guān)新指標(biāo)。

動(dòng)脈粥樣硬化斑塊局部力學(xué)特征對(duì)斑塊發(fā)生、演變至關(guān)重要，并與腦梗死發(fā)生密切相關(guān)［9］。目前VVI技術(shù)對(duì)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊力學(xué)特征的研究多用于血管短軸切面，長(zhǎng)軸切面方面研究較少。本研究通過(guò)對(duì)TIA患者頸動(dòng)脈長(zhǎng)軸切面相關(guān)位點(diǎn)觀察發(fā)現(xiàn)，TIA各組1、2、3點(diǎn)縱向最大運(yùn)動(dòng)速度、縱向應(yīng)變及縱向應(yīng)變率均低于對(duì)照各組。這與相關(guān)研究結(jié)果相符［10］，提示TIA患者頸動(dòng)脈斑塊的破裂可能與斑塊長(zhǎng)軸形變能力減弱有關(guān)。本研究還表明TIA各組1點(diǎn)縱向最大運(yùn)動(dòng)速度、縱向應(yīng)變及縱向應(yīng)變率均小于2、3點(diǎn)，但對(duì)照組各點(diǎn)之間比較則無(wú)明顯差異。出現(xiàn)上述變化的原因可能為血管長(zhǎng)軸斑塊近心端肩部由于血流剪切作用成為高應(yīng)力分布區(qū)，而遠(yuǎn)心端肩部則因血流剪切作用減弱成為低應(yīng)力分布區(qū)，從而使斑塊近心端易損性增加。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，動(dòng)脈粥硬化斑塊沿血管長(zhǎng)軸方向上的長(zhǎng)期拉伸與彎曲與易損斑塊破裂有關(guān)［11］。因此可以認(rèn)為，VVI技術(shù)可用于檢測(cè)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的力學(xué)特征，評(píng)價(jià)斑塊穩(wěn)定性。

VVI技術(shù)通過(guò)綜合分析評(píng)價(jià)TIA患者頸動(dòng)脈管壁運(yùn)動(dòng)及斑塊穩(wěn)定性，可為臨床防治TIA提供較為可靠的檢測(cè)方法。但目前尚沒(méi)有VVI檢測(cè)頸動(dòng)脈的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)參考，有待于進(jìn)一步研究后在臨床推廣應(yīng)用。

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