超聲造影QontraXt評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈斑塊新生血管與缺血性腦卒中的關(guān)系

蔡秋瓊，陳 明，江 怡，王 穎，趙云歆，康慧莉，姚廣力，梅將軍

（1.上海市浦東新區(qū)浦南醫(yī)院超聲科，上海 200125；2.同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院醫(yī)學(xué)超聲科，上海 200120）

?頭頸部影像學(xué)?

超聲造影QontraXt評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈斑塊新生血管與缺血性腦卒中的關(guān)系

蔡秋瓊1，陳 明2，江 怡1，王 穎1，趙云歆1，康慧莉1，姚廣力1，梅將軍1

（1.上海市浦東新區(qū)浦南醫(yī)院超聲科，上海 200125；2.同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院醫(yī)學(xué)超聲科，上海 200120）

目的：探討超聲造影QontraXt軟件分析預(yù)測(cè)缺血性腦卒中的可行性，利用QontraXt軟件分析頸動(dòng)脈低回聲斑塊超聲造影增強(qiáng)特點(diǎn)與缺血性腦卒中的關(guān)系。方法：我院2010年1月—2013年1月就診發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈斑塊患者中篩選出114例低回聲斑塊進(jìn)行常規(guī)超聲造影并采用QontraXt軟件進(jìn)行分析，對(duì)患者隨訪時(shí)間平均為（3.1±0.8）年，期間發(fā)生腦卒中患者54例作為腦卒中組，未發(fā)生缺血性卒中患者60例作為對(duì)照組，采用軟件的TIC曲線及彩色增強(qiáng)圖功能對(duì)斑塊造影圖像進(jìn)行脫機(jī)分析。結(jié)果：超聲造影分析發(fā)現(xiàn)腦卒中組斑塊增強(qiáng)峰值強(qiáng)度（Peak）（34.04±4.82 vs 21.63±3.54）明顯高于對(duì)照組（P=0.000）。斑塊增強(qiáng)強(qiáng)度與動(dòng)脈管腔內(nèi)增強(qiáng)強(qiáng)度比值（P/L Ratio）（0.59±0.10 vs 0.46±0.18）腦卒中組顯著大于對(duì)照組（P=0.000、0.000）。利用QontraXt軟件獲得的彩色增強(qiáng)圖所預(yù)測(cè)的低回聲斑塊發(fā)生破裂引發(fā)缺血性腦卒中較常規(guī)超聲造影敏感性及特異性更高，敏感性及特異性分別為（35.18%vs 77.78%，68.33%vs 90.00%）。結(jié)論：利用QontraXt軟件對(duì)頸動(dòng)脈斑塊進(jìn)行定量分析較常規(guī)超聲造影能夠更客觀地評(píng)估斑塊新生血管情況，有助于更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)發(fā)生缺血性卒中的風(fēng)險(xiǎn)。

頸動(dòng)脈；腦血管意外；超聲檢查，多普勒，彩色

缺血性腦卒中是我國(guó)最常見的腦血管病之一，主要發(fā)病機(jī)制是斑塊的破裂，引發(fā)斑塊成分的脫落[1]。其中，頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊是反映動(dòng)脈粥樣硬化的早期征象之一，它易造成頸動(dòng)脈狹窄，引起缺血性腦血管疾病或斑塊脫落，導(dǎo)致顱內(nèi)動(dòng)脈栓塞。目前已證實(shí)[2]，斑塊內(nèi)的新生血管是不穩(wěn)定斑塊的特點(diǎn)之一，斑塊內(nèi)新生血管的密度與斑塊易損性呈現(xiàn)正相關(guān)。國(guó)外學(xué)者Feinstein等[3]在2006年報(bào)道指出超聲造影斑塊增強(qiáng)分級(jí)與斑塊內(nèi)新生血管密度有相關(guān)性，并且經(jīng)手術(shù)中獲取斑塊標(biāo)本組織學(xué)分析驗(yàn)證。國(guó)內(nèi)學(xué)者劉焱等的研究[4]也證實(shí)，缺血性腦血管疾病與斑塊造影增強(qiáng)特征及增強(qiáng)區(qū)域之間存在相關(guān)性，但目前對(duì)缺血性腦血管疾病患者斑塊增強(qiáng)特點(diǎn)的研究主要基于普通超聲造影圖像的肉眼觀察，主觀性較強(qiáng)，判斷容易出現(xiàn)誤差。隨著計(jì)算機(jī)定量分析技術(shù)的進(jìn)步，超聲造影QontraXt分析軟件通過(guò)分析超聲造影時(shí)斑塊強(qiáng)化的過(guò)程，可反映斑塊內(nèi)部增強(qiáng)信息，客觀分析斑塊增強(qiáng)的程度，從而評(píng)價(jià)新生血管密度；可精確判斷增強(qiáng)位置，從而能一定程度上降低對(duì)斑塊增強(qiáng)特點(diǎn)評(píng)價(jià)的主觀性。

因此，本研究擬通過(guò)斑塊超聲造影QontraXt軟件分析評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)新生血管的情況，了解其臨床應(yīng)用價(jià)值及可行性；為臨床提供一種能夠客觀的觀察斑塊內(nèi)微血管分布的技術(shù)手段，并用以估測(cè)頸動(dòng)脈低回聲斑塊患者發(fā)生缺血性腦卒中的風(fēng)險(xiǎn)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

回顧性分析我院2010年1月—2013年1月行頸動(dòng)脈彩超檢查發(fā)現(xiàn)低回聲斑塊（篩選條件：超聲顯示低回聲斑塊，厚度＞2.5mm）患者114例，其中男61例，女53例，平均年齡（62.58±6.61）歲，每位患者均篩選出體積最大的斑塊1例，作為研究對(duì)象。本研究入選標(biāo)準(zhǔn)：排除腦出血、心源性腦梗死、急性心肌梗死及全身免疫系統(tǒng)等疾病。隨訪時(shí)間最少2年，平均（3.1±0.8）年，隨訪期間54例患者由顱腦MRI確診為缺血性腦卒中，將此卒中患者斑塊的超聲造影及QontraXt軟件分析資料作為腦卒中組，另將剩余60例無(wú)缺血性腦卒中患者的超聲造影及QontraXt軟件分析資料作為對(duì)照組。兩組患者在年齡、身高、體質(zhì)量指數(shù)等一般臨床資料方面比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。本研究已通過(guò)上海市浦南醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有參與者均簽署有關(guān)知情同意書。

1.2 儀器與方法

采用百勝公司Mylab 90型彩色多普勒超聲診斷儀，具有脈沖諧波造影功能。探頭頻率3～9 MHz線陣探頭。選定目標(biāo)斑塊后靜脈注入信誼的Sono Vue造影劑，采集頸動(dòng)脈造影增強(qiáng)圖像，連續(xù)記錄150 s，動(dòng)態(tài)觀察指定斑塊內(nèi)造影增強(qiáng)情況，儲(chǔ)存造影全過(guò)程。使用由AMID公司研發(fā)的QontraXt軟件（V3.06版）將儲(chǔ)存的常規(guī)超聲造影信息進(jìn)行脫機(jī)分析，其中軟件的TIC曲線功能可分析的指標(biāo)有：感興趣區(qū)（ROI）內(nèi)達(dá)到最高濃度時(shí)間即達(dá)峰時(shí)間（TP），造影劑達(dá)到峰值的強(qiáng)度即峰值強(qiáng)度（Peak），斑塊增強(qiáng)強(qiáng)度與動(dòng)脈管腔內(nèi)增強(qiáng)的強(qiáng)度比值（Plaque/lumin ratio，P/L Ratio）。使用該軟件中的彩色增強(qiáng)圖，根據(jù)增強(qiáng)的分布情況，將斑塊分為5種增強(qiáng)類型，分別為肩部明顯增強(qiáng)、基底部明顯增強(qiáng)、頂部明顯增強(qiáng)、彌漫性增強(qiáng)、無(wú)明顯增強(qiáng)。計(jì)算腦卒中組及對(duì)照組TIC曲線參數(shù)之間的差異，明確斑塊增強(qiáng)類型與缺血性腦卒中發(fā)生的相關(guān)性。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，腦卒中組及對(duì)照組TP，Peak，P/L Ratio等計(jì)量資料用±s表示，兩組間的比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。將兩組中不同增強(qiáng)分布類型的斑塊數(shù)量用計(jì)數(shù)資料表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖1a 缺血性腦卒中患者（男，71歲）的頸動(dòng)脈超聲造影斑塊圖像，患者常規(guī)造影僅顯示斑塊內(nèi)部呈斑片狀增強(qiáng) （白色箭頭處），超聲造影增強(qiáng)圖則明確提示斑塊造影劑增強(qiáng)以肩部增強(qiáng)為主（紅色區(qū)域），TIC曲線定量分析，發(fā)現(xiàn)有一明顯的波峰區(qū)段，Peak高、TP較短。Figure 1a. The carotid artery ultrasound angiography of a patient with ischemic stroke(male, age of 71), conventional angiography merely showed patches of patchy enhancement (white arrow), whereas,contrast enhanced ultrasound chart clearly hinted that enhancement of contrast agent in the patch is mainly shoulder enhancement (red zone).Quantitative analysis of TIC curve showed that there was an obvious wave crest section, with high Peak and short TP.

2 結(jié)果

腦卒中組共選出54個(gè)病變的造影及軟件分析資料作為研究對(duì)象，其中典型超聲造影及QontraXt軟件定量分析資料見圖1a，該患者頸動(dòng)脈斑塊常規(guī)造影見斑塊內(nèi)部呈斑片狀增強(qiáng)，QontraXt軟件分析提示增強(qiáng)以肩部為主，TIC曲線有明顯的波峰區(qū)段，Peak高，TP短。對(duì)照組患者典型分析資料見圖1b，該患者頸動(dòng)脈斑塊常規(guī)造影見斑塊基底部線狀增強(qiáng)，QontraXt軟件分析提示基底部增強(qiáng)為主，TIC曲線無(wú)波峰區(qū)段，Peak低，TP略長(zhǎng)。

2.1 超聲造影后斑塊及管腔強(qiáng)化等參數(shù)的對(duì)比

采用QontraXt分析軟件對(duì)存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行脫機(jī)分析，發(fā)現(xiàn)ROI內(nèi)腦卒中組TP明顯小于對(duì)照組，其P/L Ratio與Peak明顯大于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

2.2 斑塊強(qiáng)化類型的組間比較

在QontraXt分析軟件中描記ROI，為避免患者呼吸運(yùn)動(dòng)而造成ROI偏離，我們手動(dòng)逐幀校正并記錄斑塊強(qiáng)化程度，將每一幀圖像疊加得到增強(qiáng)圖，其中紅色代表增強(qiáng)最大的區(qū)域。根據(jù)增強(qiáng)的分布情況，腦卒中組斑塊肩部明顯增強(qiáng)的比例明顯高于對(duì)照組，對(duì)照組中增強(qiáng)不明顯的斑塊比例明顯大于腦卒中組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。

圖1b 對(duì)照組患者（男，56歲）的頸動(dòng)脈超聲造影斑塊圖像，患者常規(guī)造影顯示斑塊內(nèi)部呈線狀增強(qiáng)（白色箭頭），超聲造影增強(qiáng)圖提示斑塊造影劑增強(qiáng)以基底部點(diǎn)片狀增強(qiáng)為主 （紅色區(qū)域），TIC曲線定量分析，發(fā)現(xiàn)Peak低、TP略長(zhǎng)。Figure 1b. The carotid artery ultrasound angiography of a patient in the control group (male age of 56).Conventional angiography showed a linear enhancement plaque inside (white arrow). Contrast enhanced ultrasound chart showed that the enhancement of contrast agent in the patch was mainly based on the enhancement of the basal plate (red zone). Quantitative analysis of TIC curve showed lower peak and longer TP.

表1 兩組病灶的Peak、TP及P/L Ratio的對(duì)比

表2 各組之間斑塊強(qiáng)化部位的對(duì)比

表3 常規(guī)超聲造影預(yù)測(cè)缺血性腦卒中的敏感性及特異性

表4 QontraXt軟件分析預(yù)測(cè)缺血性腦卒中的敏感性及特異性

2.3 傳統(tǒng)超聲造影及QontraXt軟件彩色增強(qiáng)圖預(yù)

測(cè)腦卒中發(fā)生的比較

以造影過(guò)程中出現(xiàn)肉眼可見的肩部片狀增強(qiáng)作為常規(guī)超聲造影方法預(yù)測(cè)缺血性卒中的指標(biāo)，將造影增強(qiáng)圖出現(xiàn)肩部紅色增強(qiáng)作為QontraXt軟件分析方法預(yù)測(cè)缺血性卒中的指標(biāo)，比較兩種方法預(yù)測(cè)卒中發(fā)生的敏感性及特異性，發(fā)現(xiàn)QontraXt軟件分析預(yù)測(cè)缺血性腦卒中發(fā)生的敏感性及特異性明顯高于常規(guī)超聲造影（敏感性77.78%vs 35.18%，特異性90.00%vs 68.33%）。

3 討論

缺血性腦卒中在我國(guó)發(fā)生率高，給社會(huì)及家庭帶來(lái)極大的負(fù)面影響，頸動(dòng)脈的粥樣硬化是造成臨床短暫性腦缺血發(fā)作甚至腦梗死的主要病因之一。對(duì)已有動(dòng)脈粥樣硬化的患者積極評(píng)估斑塊穩(wěn)定性，有助于預(yù)測(cè)腦卒中的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，是重要的預(yù)防手段之一。

過(guò)去研究發(fā)現(xiàn)斑塊內(nèi)新生血管與其穩(wěn)定性顯著相關(guān)[4]，其主要原因主要是斑塊形成對(duì)血管滋養(yǎng)動(dòng)脈的改造，滋養(yǎng)血管呈縱向及圓周狀環(huán)繞動(dòng)脈，對(duì)動(dòng)脈內(nèi)皮及內(nèi)皮下成分進(jìn)行灌注，其數(shù)量在沒有發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化的情況下一般是不變的[5-6]，但血管形成粥樣斑塊時(shí)內(nèi)皮下成分與管腔的距離增加，氧與其他營(yíng)養(yǎng)成分的供給減少，內(nèi)皮下成分處于缺氧狀態(tài)，加之動(dòng)脈粥樣硬化引起的巨噬細(xì)胞聚集等炎癥反應(yīng)使得耗氧及供氧量進(jìn)一步失衡，在缺氧及炎癥反正刺激下生長(zhǎng)因子的表達(dá)增多[7]，如內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子、血小板衍生生長(zhǎng)因子等，促進(jìn)了新生血管的產(chǎn)生[8-9]。而新生血管提供更多血液內(nèi)成分尤其是血液中脂蛋白與內(nèi)皮下基質(zhì)接觸的機(jī)會(huì)，從而進(jìn)一步促進(jìn)斑塊內(nèi)脂質(zhì)成分的增加，脂質(zhì)核心體積增大不穩(wěn)定型增加[10]，另外還有學(xué)者[11]對(duì)不穩(wěn)定斑塊進(jìn)行切片觀察發(fā)現(xiàn)斑塊內(nèi)的新生血管在動(dòng)脈管腔面的分支通常不具備完整的內(nèi)皮結(jié)構(gòu)，而且缺乏平滑肌細(xì)胞的支撐，通透性及脆性明顯高于正常的毛細(xì)血管。因此新生血管比較容易發(fā)生破裂及出血，使得斑塊內(nèi)壓力增加促進(jìn)斑塊的破潰[12-13]。

目前，對(duì)斑塊內(nèi)新生血管的定量分析尚缺乏有效的分析手段，使之很難準(zhǔn)確預(yù)測(cè)不穩(wěn)定斑塊的破裂。常規(guī)超聲造影對(duì)斑塊增強(qiáng)的判斷主要通過(guò)肉眼觀察，所以對(duì)于斑塊的增強(qiáng)表現(xiàn)僅限于主觀感受，比如“快進(jìn)快出”，很難區(qū)分不同斑塊誰(shuí)的增強(qiáng)時(shí)間更短，或者誰(shuí)的增強(qiáng)更明顯。而超聲造影定量分析的出現(xiàn)，利用計(jì)算機(jī)分析圖像使我們對(duì)斑塊內(nèi)新生血管的評(píng)價(jià)趨于客觀[14-15]，對(duì)于增強(qiáng)時(shí)間和增強(qiáng)強(qiáng)度的判斷軟件主要通過(guò)TP及Peak進(jìn)行量化，能夠客觀反映不同斑塊的增強(qiáng)特點(diǎn)。本研究結(jié)果也表明，隨訪期間發(fā)生缺血性腦卒中的患者（腦卒中組），其卒中前的頸動(dòng)脈斑塊圖像有明顯的波峰區(qū)段，而較對(duì)照組的超聲造影劑TP顯著縮短、Peak則更高、斑塊增強(qiáng)強(qiáng)度與動(dòng)脈管腔內(nèi)增強(qiáng)強(qiáng)度比值更大。說(shuō)明腦卒中組患者斑塊增強(qiáng)明顯，斑塊內(nèi)新生血管豐富所以更不穩(wěn)定，而QontraXt軟件客觀地顯示出了兩組斑塊的數(shù)據(jù)差異，使之能夠方便地給臨床提供參考依據(jù)。

更重要的一點(diǎn)，QontraXt軟件采集的圖像利用彩色增強(qiáng)圖功能將每幀都進(jìn)行疊加，密度值轉(zhuǎn)化為相應(yīng)顏色后展示為最終圖像，可以判斷在斑塊內(nèi)哪一部位血運(yùn)最為豐富，而常規(guī)超聲造影肉眼觀察由于不可能將“每一幀圖片都疊加”，所以幾乎不可能準(zhǔn)確判斷斑塊的增強(qiáng)位置。本研究中將軟件出現(xiàn)肩部片狀增強(qiáng)作為預(yù)測(cè)卒中發(fā)生的指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)其預(yù)測(cè)腦卒中發(fā)生的特異性及敏感性均高于常規(guī)超聲造影。說(shuō)明QontraXt軟件通過(guò)將超聲增強(qiáng)造影的密度值轉(zhuǎn)化為相應(yīng)顏色后展示為最終圖像，相較于傳統(tǒng)超聲肉眼觀察，對(duì)于斑塊增強(qiáng)位置的判斷更精確，所以預(yù)測(cè)卒中發(fā)生的準(zhǔn)確性也更高。

而超聲造影QontraXt軟件分析也存在不足，其結(jié)果均來(lái)自某個(gè)特定切面的斑塊，無(wú)法評(píng)估斑塊整體的微血管密度，本研究在選擇病例數(shù)量上數(shù)目較少，且我們選擇的患者也不能完全認(rèn)為是頸動(dòng)脈斑塊破裂導(dǎo)致的腦卒中，如果患者是多發(fā)斑塊的情況，那我們觀察的斑塊也不一定是造成發(fā)病的責(zé)任斑塊。故筆者認(rèn)為目前快速發(fā)展的三維超聲技術(shù)可作為該技術(shù)的進(jìn)一步延伸，在此技術(shù)上有可能完整呈現(xiàn)斑塊的微血管分布，此研究可進(jìn)行更有針對(duì)性的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，以排除其它原因的缺血性腦卒中影響因素，從而進(jìn)一步驗(yàn)證我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，增加此項(xiàng)技術(shù)的臨床價(jià)值。

綜上所述，根據(jù)本研究結(jié)果，我們認(rèn)為：腦卒中患者頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)新生血管密度更大，血流更加豐富，穩(wěn)定性差，而新生血管的分布區(qū)域與斑塊破裂存在密切聯(lián)系。QontraXt軟件定量分析有助于更客觀地預(yù)測(cè)不穩(wěn)定斑塊破裂的可能性。

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Relations of carotid plaque neovascularization and ischemic stroke evaluated by CEUS QontraXt

CAI Qiu-qiong1,CHEN Ming2,JIANG Yi1,WANG Ying1,ZHAO Yun-xin1,KANG Hui-li1,YAO Guang-li1,MEI Jiang-jun1
(1.Department of Ultrasound,Pudong New Area,Shanghai Punan Hospital,Shanghai 200125,China; 2.Department of Ultrasound,Tongji University Affiliated East Hospital,Shanghai 200120,China)

Objective:To explore the feasibility of QontraXt software in carotid plaques by contrast-enhanced ultrasound (CEUS)on predicting ischemic stroke,and to analyze the relation between ischemic stroke and the characteristics of hypoechoic carotid plaque.Methods:Totally 114 patients with hypoechoic carotid plaque were filtrated from January 2010 to January 2013 in our hospital.The regular CEUS were performed and the data were analyzed by QontraXt software.The patients were followed-up for 3.1±0.8 years.Fifty-four patients with stroke were defined as the stroke group.Meanwhile,sixty patients without stroke were defined as the control group.The TIC curve and color enhanced image in the software were analyzed offline.Results:Compared with the control group,the enhanced peak were significantly higher in the stroke group(34.04±4.82 vs 21.63±3.54;P=0.000).Plaques/arterial lumen enhanced intensity ratios(0.59±0.10 vs 0.46±0.18;P=0.000)in the stroke group were significantly larger.The sensitivity and specificity of enhancement figure prediction of ischemic stroke performed by QontraXt software was higher than the CEUS(35.18%vs 77.78%;68.33%vs 90.00%).Conclusions:The quantitative analysis of carotid plaques by QontraXt software based on CEUS may help to predict the risk of ischemic stroke more precisely through the evaluation of plaque neovascularization.

Carotid arteries;Cerebrovascular accident;Ultrasonography,Doppler,color

R743.3；R543.5；R445.1

A

1008－1062（2016）11－0770－04

2016－03－01；

2016－04－27

蔡秋瓊（1981-），女，江蘇常熟人，主治醫(yī)師。E-mail：caiqiuqiong015@sina.com

陳明，同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院醫(yī)學(xué)超聲科，200120。E-mail：mingchen1283@vip.163.com

上海市浦東新區(qū)衛(wèi)生系統(tǒng)優(yōu)秀青年醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)計(jì)劃（No:PWRq2014-18）。