聲脈沖輻射力彈性成像聯(lián)合超聲造影評價頸動脈不穩(wěn)定斑塊及對急性腦缺血性事件的預(yù)測

姚俊東，張周龍，王運(yùn)昌

河南科技大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，河南科技大學(xué)第一附屬醫(yī)院超聲科，河南洛陽 471003；

頸動脈粥樣斑塊是頸動脈粥樣硬化的特征性表現(xiàn)，分為穩(wěn)定性斑塊和不穩(wěn)定性斑塊（vulnerable plaque，VP）[1-2]。丁昱等[3]研究發(fā)現(xiàn)，VP具有薄或不光整的纖維帽、較大的脂質(zhì)核心、多發(fā)病理性滋養(yǎng)血管（pathologic neovascularization，PNV）、斑塊內(nèi)出血等特征。VP易出血、破裂并促使血栓形成，從而導(dǎo)致卒中事件的發(fā)生。我國致死率和致殘率第 1位疾病均為腦血管疾病，其中78%為缺血性腦血管病，這與頸動脈粥樣斑塊所致動脈管腔局部狹窄密切相關(guān)[4]。既往研究證明，VP是急性缺血性腦卒中（cerebral ischemic stroke，CIS）的重要危險因素[5]。本研究應(yīng)用聲脈沖輻射力彈性成像（acoustic radiation force impulse，ARFI）與超聲造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）分別對VP的剪切波速度（shear wave velocity，SWV）和增強(qiáng)強(qiáng)度（enhanced intensity，EI）進(jìn)行定量分析，評價 VP的質(zhì)地及PNV增生情況，分析其與CIS發(fā)病的關(guān)系，為臨床針對急性缺血性腦卒中的靶向防治提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2016年9月－2017年7月河南科技大學(xué)第一附屬醫(yī)院就診的95例伴有VP患者的臨床資料。根據(jù) MRI所證實有、無急性缺血性腦梗死灶將所有患者分為有癥狀組53例和無癥狀組42例。有癥狀組中，男31例，女22例；平均年齡（65.75±12.35）歲。無癥狀組中，男28例，女14例，平均年齡（64.89±11.60）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)常規(guī)頸動脈超聲顯示伴有VP者；②所研究斑塊需符合 VP的二維聲像特征，即極低回聲斑塊、含有大的脂質(zhì)核心的不均質(zhì)回聲斑塊、纖維帽厚薄不均的斑塊和潰瘍斑[6-7]；③斑塊位于頸動脈分叉處；④如有多個頸動脈斑塊，選擇不穩(wěn)定性特征最明顯的斑塊；⑤無明顯超聲造影禁忌證，且自愿簽署知情同意書；⑥均行超聲心動圖檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往有過敏病史；②嚴(yán)重器官功能不全，尤其是肺功能不全者；③心源性腦卒中；④大動脈炎（頸動脈）；⑤腫瘤性疾病；⑥顱內(nèi)出血性疾病等。

1.2 儀器與方法 采用 Siemens Acuson S2000超聲診斷儀，9L4線陣探頭，頻率為8 MHz（內(nèi)置ARFI技術(shù)）；GE Logiq E9超聲診斷儀，9L線陣探頭，頻率為8 MHz（內(nèi)置CEUS技術(shù)）。檢查時患者取仰臥位，頭部偏向?qū)?cè)并適當(dāng)后仰，充分暴露頸部。超聲檢查包括以下項目，①常規(guī)超聲：在常規(guī)頸動脈超聲下篩選出符合標(biāo)準(zhǔn)的VP，觀察其形態(tài)、內(nèi)部回聲，并于最大長軸、短軸切面上分別測量長度、厚度。②ARFI測量：采用Siemens Acuson S2000設(shè)備，選取斑塊長軸切面并予以固定，調(diào)節(jié)并移動取樣框（6 mm×5 mm），使其最大限度地包含整個斑塊，固定取樣框并計算VP的SWV值。③CEUS：采用GE Logiq E9設(shè)備，調(diào)至雙幅頸動脈造影模式下，機(jī)械指數(shù)設(shè)為0.13，聚焦區(qū)調(diào)至頸動脈后壁水平處。將9% NaCl注射液5 ml與聲諾維（SonoVue，Bracco，Italy）干粉配置成混懸液并抽吸2.4 ml，于2～3 s內(nèi)經(jīng)肘部表淺靜脈團(tuán)注完畢后，再以9% NaCl注射液5 ml以相同速度沖管。在注射造影劑的同時啟動計時器，觀察感興趣VP顯影的全過程，并將動態(tài)影像資料分段、全程儲存，以便后期進(jìn)行實時動態(tài)分析。所有患者均在同樣參數(shù)下進(jìn)行檢查。采用定量分析記錄VP內(nèi)部增強(qiáng)情況。啟動時間-強(qiáng)度曲線（time-intensity curve，TIC）分析軟件，沿VP的輪廓人工勾勒感興趣區(qū)（ROI），系統(tǒng)自動動態(tài)追蹤ROI，自動分析生成TIC曲線，得出峰值強(qiáng)度（A）值及組織基礎(chǔ)強(qiáng)度（B）值，A-B值代表ROI的EI。所有患者均在同一條件參數(shù)下進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。見圖1。

圖1 男，65歲，頸動脈易損斑塊（高風(fēng)險）聲像圖。常規(guī)超聲聲像圖中，左側(cè)頸總動脈近分叉處前壁可見一等回聲斑塊，局部可見點片狀低回聲區(qū)，其遠(yuǎn)心端肩部纖維帽厚薄不均（A）；超聲造影圖像中，在造影過程中可見數(shù)條粗大新生血管間斷性顯影（B）；ARFI圖像顯示SWV值為2.26 m/s（C）；CEUS TIC曲線：黃色代表頸動脈斑塊增強(qiáng)情況，藍(lán)色代表頸動脈管腔增強(qiáng)情況（D）；箭示斑塊位置

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 22.0軟件，計量資料以±s表示，兩組間比較采用成組t檢驗。繪制受試者工作特性（ROC）曲線，獲得曲線下最大面積、截點值以及截點值的靈敏度及特異度，計算其約登指數(shù)、陰性預(yù)測值及陽性預(yù)測值。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者一般資料比較 有癥狀組與無癥狀組患者年齡及性別構(gòu)成比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（t=0.183，P＞0.05；χ2=0.671，P＞0.05）。見表 1。

表1 有癥狀組與無癥狀組患者一般情況比較

2.2 兩組患者VP的SWV、EI、長度及厚度比較 有癥狀組EI大于無癥狀組，SWV小于無癥狀組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）；而兩組間VP的長度與厚度比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表2。

2.3 SWV及EI值對CIS發(fā)病風(fēng)險的預(yù)測情況 根據(jù)ROC曲線，當(dāng)AUC為0.688，SWV診斷界值為2.190 m/s，預(yù)測CIS的靈敏度為66.04%，特異度為76.19%，陽性預(yù)測值為 77.78%，陰性預(yù)測值為64.00%，約登指數(shù)為0.42；當(dāng)AUC為0.663，EI診斷界值為3.785 dB，預(yù)測CIS的靈敏度為49.06%，特異度為80.95%，陽性預(yù)測值為76.47%，陰性預(yù)測值為55.74%，約登指數(shù)為0.30。見表3及圖2。

2.4 ARFI聯(lián)合 CEUS對 CIS發(fā)病風(fēng)險的預(yù)測情況 當(dāng) EI≥3.785 dB 或 SWV＜2.19 m/s時，預(yù)測 CIS的靈敏度為84.91%，特異度為71.43%，陽性預(yù)測值為78.95%，陰性預(yù)測值為78.95%，約登指數(shù)為0.56。

表2 有癥狀組與無癥狀組間VP的SWV、EI、長度及厚度比較（ ±s）

表2 有癥狀組與無癥狀組間VP的SWV、EI、長度及厚度比較（ ±s）

分組例數(shù)SWV（m/s）EI（dB）斑塊長（mm）度斑塊厚度（mm）無癥狀組42 2.40±0.59 2.84±1.22 11.92±5.16 3.00±0.84有癥狀組53 1.92±0.57 3.66±1.48 13.64±1.20 2.98±0.99 t值4.017 2.895 1.302 0.111 P值0.001 0.005 0.196 0.912

表3 SWV及EI值對CIS發(fā)病風(fēng)險預(yù)測情況

圖2 SWV及EI值對CIS發(fā)病風(fēng)險預(yù)測情況的ROC曲線

3 討論

我國每年針對腦卒中的診治費(fèi)用超過百億元，給國家及患者家庭均帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[8-9]。腦卒中的主要病理基礎(chǔ)是頸動脈粥樣硬化，動脈硬化的特征性表現(xiàn)是VP的形成[10]。目前國內(nèi)外研究認(rèn)為，VP內(nèi)部PNV以及質(zhì)地情況與自身穩(wěn)定性及腦卒中發(fā)生息息相關(guān)[11]。PNV加速動脈粥樣硬化的病變過程及斑塊形成，并且能夠?qū)е耉P內(nèi)部出血、破裂，從而致使一系列CIS癥狀的出現(xiàn)，是斑塊易損性的重要危險因素[12]。

近年，彈性成像技術(shù)成為臨床研究領(lǐng)域一項新的檢測技術(shù)，其中ARFI技術(shù)為評估VP內(nèi)部成分、質(zhì)地開拓了新的方向，其通過向感興趣組織施加壓力輻射，檢測組織在不同時間點相應(yīng)的應(yīng)變情況，從而分析組織的黏彈特性[13]。感興趣組織的硬度與SWV呈正相關(guān)。

超聲造影是目前能夠可靠、客觀、無創(chuàng)地分析VP內(nèi)部新生血管的新型檢測方法[14]。目前所使用的六氟化硫-微氣泡造影劑內(nèi)部成分為氟化合物氣體，直徑小于紅細(xì)胞，隨血液可以自由通過組織、器官的微循環(huán)，在短時間內(nèi)可以通過呼吸快速代謝，是一種較為理想、安全的血管追蹤劑[15]。目前超聲造影對于VP內(nèi)部新生血管的評估主要有半定量分析法和定量分析法。既往研究證明，與半定量分析法相比，定量分析VP的EI值能夠更加客觀地反映VP內(nèi)部PNV增生情況[16]。

本研究結(jié)果顯示，無癥狀組SWV顯著高于有癥狀組，表明有癥狀組VP質(zhì)地較無癥狀組軟，與Osaki等[17]的研究結(jié)果一致，推測與有癥狀組VP的纖維帽較薄、脂質(zhì)核心較大、內(nèi)部炎癥細(xì)胞浸潤等不穩(wěn)定成分較多有關(guān)。有癥狀組EI顯著高于無癥狀組，與李超倫等[18]的研究結(jié)果一致，說明有癥狀組VP內(nèi)部PNV增生程度較高，斑塊內(nèi)部更容易出血并破裂，導(dǎo)致CIS發(fā)生的風(fēng)險程度更高。有癥狀組VP的長度、厚度均值與無癥狀組比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，與薛紅元等[19]的研究結(jié)果不相符。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)在研究過程中，ARFI技術(shù)容易受到呼吸、頸動脈搏動以及取相框大小不可調(diào)節(jié)的影響，致使體積較小的斑塊因無法測量 SWV值而不能納入本研究，在一定程度上干擾了組間長度與厚度的統(tǒng)計學(xué)分析結(jié)果。ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)SWV截點值為2.190 m/s（AUC=0.688）時，預(yù)測CIS發(fā)病的靈敏度、特異度、約登指數(shù)分別為 66.04%、76.19%、0.42；當(dāng)EI截點值為3.785 dB（AUC=0.663）時，預(yù)測CIS發(fā)病的靈敏度、特異度、約登指數(shù)分別為49.06%、80.95%、0.30。本研究將ARFI、CEUS技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用時，預(yù)測CIS發(fā)病的靈敏度、特異度、約登指數(shù)分別為84.91%、71.43%、0.56，這3項指標(biāo)明顯優(yōu)于單獨應(yīng)用ARFI、CEUS時，并且聯(lián)合應(yīng)用時陰性預(yù)測值及陽性預(yù)測值也較高，對CIS發(fā)病風(fēng)險具有較高的預(yù)測價值，使高危人群能夠及時被識別并得到靶向治療，從而降低CIS的發(fā)病風(fēng)險，提高生活質(zhì)量，減少醫(yī)療費(fèi)用的支出。

ARFI技術(shù)容易受到呼吸及動脈搏動、取樣框不可調(diào)節(jié)的影響，SWV值測量誤差比較明顯，當(dāng)一部分斑塊內(nèi)部PNV增生程度較高，但局部有鈣化強(qiáng)回聲時，僅應(yīng)用ARFI量化其SWV值會誤認(rèn)為其穩(wěn)定性較高。當(dāng)斑塊內(nèi)部出現(xiàn)大的脂質(zhì)核心、明顯出血以及低增生程度的PNV時，其穩(wěn)定性較低，此時單獨應(yīng)用CEUS量化其EI值亦會誤認(rèn)為穩(wěn)定性較高。故利用聯(lián)合方法評估可有效提高預(yù)測效能。

本研究聯(lián)合應(yīng)用CEUS及ARFI技術(shù)分別對VP的質(zhì)地及新生血管進(jìn)行評估，發(fā)現(xiàn)CIS與無癥狀人群之間VP的易損性差異，并對VP與CIS的相關(guān)性進(jìn)行初步研究，但尚有待進(jìn)一步完善之處：①納入樣本例數(shù)相對較少，研究結(jié)果仍需大樣本量進(jìn)一步證明；②應(yīng)用 CEUS、ARFI時大多在斑塊最大切面進(jìn)行觀察分析，無法客觀地反映斑塊的整體情況。

總之，ARFI和CEUS技術(shù)均可量化分析CIS與無癥狀人群之間VP的差異。識別高危人群，及早進(jìn)行靶向防治，并能夠初步預(yù)測CIS的發(fā)病風(fēng)險，尤其是兩者聯(lián)合應(yīng)用時對 CIS發(fā)病風(fēng)險的預(yù)測有更高的效能。

[1] 張敏郁, 王建華. 超聲新技術(shù)評價頸動脈易損斑塊的研究進(jìn)展. 中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2014, 22(3): 229-232.

[2] 楊毓雯, 李沿江, 謝天. 高頻超聲評價頸動脈管壁形態(tài)對冠心病的預(yù)測價值. 中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2012, 20(8):607-610.

[3] 丁昱, 馮蕾, 張海鐘, 等. 超聲造影觀察頸動脈斑塊易損性的研究. 中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2015, 23(4): 298-301.

[4] 楊德斌, 金琳, 王迎春. 超聲評價頸動脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定性的研究進(jìn)展. 中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2016, 24(9): 717-720.

[5] 吳國斌, 嚴(yán)臻泉, 史萬英, 等. 頸動脈斑塊形成相關(guān)危險因素的臨床研究. 河北醫(yī)藥, 2014, 36(10): 1501-1503.

[6] 勇強(qiáng), 張蕾, 王麗娟, 等. 頸動脈斑塊風(fēng)險等級的超聲評價. 血管與腔內(nèi)血管外科雜志, 2016, 2(4): 278-281.

[7] 董亞賢, 堯慧燕, 石紅婷, 等. 缺血性腦卒中患者頸動脈斑塊穩(wěn)定性的影響因素分析. 中國動脈硬化雜志, 2015,23(7): 717-721.

[8] 樓敏. 我國卒中管理進(jìn)入新時代2015年我國卒中中心建設(shè)指南發(fā)布. 浙江醫(yī)學(xué), 2015, 37(14): 1185-1186.

[9] 吳兆蘇, 姚崇華, 趙冬. 我國人群腦卒中發(fā)病率、死亡率的流行病學(xué)研究. 中華流行病學(xué)雜志, 2009, 24(3): 236-239.

[10] 劉亞, 劉婭妮, 鄧又斌. 超聲造影在動脈粥樣硬化病變中的應(yīng)用. 中華超聲影像學(xué)雜志, 2014, 23(1): 76-78.

[11] 吳秀娟, 沈東輝, 邢英琦, 等.18F-FDG-PET在頸動脈粥樣硬化炎性易損斑塊識別中的臨床價值. 臨床神經(jīng)病學(xué)雜志, 2015, 28(4): 308-309.

[12] Gujral DM, Shah BN, Bhattacharyya SA, et al. Contrastenhanced ultrasound to assess plaque neovascularization in irradiated carotid arteries. Int J Cardiol, 2016, 202(11): 3-4.

[13] Zhu Y, Deng Y, Liu Y, et al. Use of carotid plaque neovascularization at contrast-enhanced US to predict coronary events in patients with coronary artery disease.Radiology, 2013, 268(1): 54-60.

[14] 王彬. 聲輻射力彈性成像:彈性成像的新發(fā)展. 中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù), 2011, 27(4): 852-856.

[15] 劉璐, 趙萍, 陳慧貞, 等. 超聲造影評價股動脈斑塊新生血管與腦梗死的相關(guān)性. 中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2017,25(4): 287-290, 294.

[16] 熊莉, 孫偉軍, 黎鵬, 等. 頸動脈粥樣斑塊超聲造影與其組織病理學(xué)的對比研究. 臨床超聲醫(yī)學(xué)雜志, 2016, 18(2): 89-91.

[17] Osaki A, Kubota T, Suda T, et al. Shear wave velocity is a useful marker for managing nonalcoholic steatohepatitis.World J Gastroenterol, 2010, 16(23): 2918-2925.

[18] 李超倫, 王文平, 何婉媛, 等. 超聲造影定量分析頸動脈斑塊內(nèi)增強(qiáng)強(qiáng)度對照研究. 中華醫(yī)學(xué)超聲雜志: 電子版,2013, 10(2): 139-142.

[19] 薛紅元, 葉玉泉, 高麗, 等. 應(yīng)用超聲造影技術(shù)對不同厚度頸動脈斑塊內(nèi)新生血管的評價. 中國超聲醫(yī)學(xué)雜志,2016, 32(6): 491-493.