血管回声跟踪技术评价颈动脉斑块危险度分层

李汇文刘志跃杨敬英王金锐张 婷徐 霞.内蒙古超声影像研究所 鄂尔多斯市中心医院超声科，内蒙古鄂尔多斯 07000；2.内蒙古医科大学病理生理教研室，内蒙古呼和浩特 00059

血管回声跟踪技术评价颈动脉斑块危险度分层

李汇文1刘志跃2▲杨敬英1王金锐1张 婷1徐 霞1
1.内蒙古超声影像研究所 鄂尔多斯市中心医院超声科，内蒙古鄂尔多斯 017000；2.内蒙古医科大学病理生理教研室，内蒙古呼和浩特 010059

[摘要]目的 应用回声跟踪技术（ET）研究中老年患者颈动脉斑块弹性及应力改变与脑梗死的关系。 方法研究对象分为脑梗死组和非脑梗死组。应用ET技术检测2008年3月～2015年6月，在鄂尔多斯市中心医院诊断为脑梗死的43例住院患者颈动脉斑块74个，及同期体检的44例非脑梗死者的颈动脉斑块74个。在脑梗死组与非脑梗死组的稳定斑块之间和非稳定斑块之间分别比较弹性指标，发现斑块弹性和应力改变与脑梗死的关系。 结果 稳定斑块组间比较，脑梗死组患者的Eρ、β均较非脑梗死组增高，差异有统计学意义（P＜0.05）；AC、δ差异无统计学意义（P＞0.05）。不稳定斑块组间比较，脑梗死组患者的Eρ、β均较非脑梗死组增高，差异有统计学意义（P＜0.05）；AC、δ差异无统计学意义（P＞0.05）。 结论 脑梗死组的稳定和不稳定斑块的Eρ、β均较非脑梗死组的高，两项指标结合斑块回声特征，可作为评价颈动脉斑块的危险度指标，为斑块危险度分层。

[关键词]超声诊断；颈动脉斑块；脑梗死；回声跟踪技术；斑块危险度

▲通讯作者

脑卒中以其高死亡率和高致残率，目前已经成为威胁国人健康的首位疾病，2011年卫生部发布的《脑卒中宣言》称之为国民的“头号杀手”。用超声观察斑块的形态，用回声跟踪技术（echo tracking，ET）检测动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）患者颈动脉弹性和应力指标，两者相结合对颈动脉斑块的危险度进行分层。为临床预测和及早干预，避免发生脑血管意外提供可靠的评价指标。

1 资料与方法

1.1 一般资料

脑梗死组为2008年3月～2015年6月在我院神经内科住院的脑梗死患者43例，并经超声检查发现颈动脉斑块。年龄50～80岁，平均（65.5±6.6）岁，其中男33例，女10例。共测量斑块74个。非脑梗死组为同期在我院体检发现颈动脉斑块的患者44例。年龄50～78岁，平均（64.3±6.1）岁，其中男31例，女13例，共测量斑块74个。所有患者均经头部CT或MRI检查，脑梗死的诊断符合第四届全国脑血管病会议所修订的标准[1]。

排除标准：患者无明显肝、肾、心功能不全，无心脏瓣膜疾病、恶性肿瘤，无自身免疫疾病及甲状腺功能异常。正常对照组血脂、血糖、血压均正常。

1.2 颈动脉斑块的判定及分类

颈动脉斑块的判断标准：颈动脉内-中膜厚度≥1.0mm为内膜增厚，局限性内-中膜厚度≥1.5mm定义为斑块。根据斑块的超声表现和形态学特征分为均匀斑块（图1），不均匀斑块（图2），钙化斑块（图3），表面不规则/溃疡形成斑块（图4）。（1）均匀斑块：内膜面局部隆起或弥漫增厚，呈均匀的中等或低回声，内膜线光滑；（2）不均匀斑块：斑块形态不规则，呈不均匀的强、中等或低回声，部分长轴面呈“沙丘状”，表面有连续的回声轮廓及光滑的纤维帽；（3）钙化斑块：内膜厚度不限，内膜面呈局限性强回声斑可伴有后方声影；（4）表面不规则/溃疡形成斑块：斑块较大，基底宽，呈混合性回声，表面纤维帽不完整，有“壁龛”样影像，彩超显示血流超出斑块表面[2]。根据超声表现的形态学特征来判断斑块的稳定性，均匀斑块与钙化斑块为稳定斑块，归为稳定斑块组，而不均匀斑块与表面不规则/溃疡形成斑块为不稳定斑块[3-4]，归为不稳定斑块组。

图1　均匀斑块

图2　不均匀斑块

图3　钙化斑块

图4　表面不规则/溃疡形成斑块

1.3 仪器

日本Aloka Prosound α-10彩色多普勒超声诊断仪，7.5～13MHz高频线阵探头，配有ET技术和内置数字化图像管理系统（e-DMS）。

1.4 检查方法

（1）患者要求：要求患者在检查前12h内不吸烟，未饮酒或咖啡等饮料。高血压患者检查当天未服用降压药。

（2）患者休息15min后测量血压，测量血压3次并取其平均值，每次测量间隔3～5min。

（3）图像采集：受试者取平卧位，颈后垫薄枕。连接心电图。头偏向对侧，先对颈动脉进行横切面扫查，观察颈动脉整体情况。纵切面选择颈总动脉或颈动脉膨大部或颈内动脉近端斑块最厚处取样，调节M型取样线角度使之与斑块表面垂直，以获取最佳图像和最大血管内径。取样门置于取样部位前壁和后壁的中膜处，启动ET模块，连续获取12个以上心动周期的稳定的颈总动脉内径变化曲线并储存。依次获取左、右侧颈总动脉的图像资料[5]。为保证图像的一致性，图像采集由一名经过培训的有经验的医师进行。

（4）图像分析：选择3～5个心动周期的满意图像输入e-DMS，求其平均值（图5）。依据下述公式[6-7]，e-DMS可自动计算出下列参数：

弹性系数（Ep）=（Ps-Pd）/[（Ds-Dd）/Dd]；

僵硬度（β）=ln（Ps/Pd）/[（Ds-Dd）/Dd]；

顺应性（AC）=π（Ds2-Dd2）/[4（Ps-Pd）]。

Ps为收缩压，Pd为舒张压，Ds为收缩期颈动脉最大径，Dd为舒张期颈动脉最大径。通过对动脉内径和斑块厚度的测定，在实时监测血压的基础上，计算斑块部位管壁的应力：

应力（δ）=SBP·D/[4h·（1+h/D）]。

SBP为动脉收缩压，D为收缩期血管内径，h为斑块厚度[8]。

图5　获得曲线e-DMS自动计算弹性指标

1.5 统计学分析

2 结果

2.1 二组患者颈动脉稳定斑块组与不稳定斑块组相关参数指标的比较

脑梗死组与非脑梗死组的稳定斑块组之间的比较，不稳定斑块组之间的比较，年龄（Age）、血压（SBP）、斑块厚度（h）、血糖（GLU）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白（HDL）、总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白（LDL-c）值相比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。认为对2组动脉斑块弹性和应力的结果无明显影响。见表1。

表1　脑梗死与非脑梗死组患者相关参数指标的比较（±s，n1=27，n2=47）

表1　脑梗死与非脑梗死组患者相关参数指标的比较（±s，n1=27，n2=47）

注：n1脑梗死组及非脑梗死组稳定斑块，n2=脑梗死组及非脑梗死组不稳定斑块，稳定斑块组间和不稳定斑块组间各指标比较，P＞0.05

参数指标　　脑梗死组稳定斑块非脑梗死组稳定斑块　t　P　　脑梗死组不稳定斑块非脑梗死组不稳定斑块　t　 P Age（岁）　67.11±7.47　63.15±8.37　1.175　 0.055　 63.22±8.23　 64.42±7.88　 -1.146　 0.498 SBP（mm Hg）　138.70±19.90　 131.67±15.03　 3.177　 0.102　 138.57±16.11　 133.98±13.42　 5.113　 0.247 h（mm）　1.59±0.39　1.55±0.63　1.651　 0.851　 2.56±0.69　2.51±0.54　 1.574　 0.794 GLU（mmol/L）　5.95±0.96　6.03±1.97　-1.512　 0.072　 6.80±2.15　6.37±2.64　 1.987　 0.675 TG（mmol/L）　1.70±0.53　1.66±0.67　1.632　 0.857　 2.22±0.57　1.97±0.66　 3.352　 0.936 HDL（mmol/L）　1.23±0.26　1.18±0.27　1.445　 0.273　 1.26±0.24　1.30±0.35　 -2.917　 0.713 TC（mmol/L）　4.99±0.87　5.27±1.00　-3.11　 0.805　 5.25±1.02　5.87±1.21　 -2.010　 0.373 LDL-c（mmol/L）　3.01±0.72　3.20±0.89　-1.094　 0.389　 3.29±0.86　3.36±0.98　 -1.488　 0.770

2.2 脑梗死与非脑梗死患者稳定斑块间及不稳定斑块间的比较

脑梗死与非脑梗死组颈动脉稳定斑块患者的比较，Eρ、β值均大于非脑梗死组，差异有统计学意义（P＜0.05）；AC值较非脑梗死组减低，应力δ值较非脑梗死组增高，但两组的比较差异无统计学意义（P＞0.05）。脑梗死组颈动脉不稳定斑块的Eρ、β值均大于非脑梗死组不稳定斑块，差异有统计学意义（P＜0.05）；AC值较非脑梗死组减低，δ值较非脑梗死组增高，但两组间比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

表2　脑梗死与非脑梗死组患者稳定斑块间及不稳定斑块间的比较（±s，n1=27，n2=47）

表2　脑梗死与非脑梗死组患者稳定斑块间及不稳定斑块间的比较（±s，n1=27，n2=47）

注：n1脑梗死组及非脑梗死组稳定斑块，n2=脑梗死组及非脑梗死组不稳定斑块。与非脑梗梗死组不稳定斑块比较，*P＜0.05，与非脑梗死组稳定斑块比较，**P＜0.05

参数指标　　脑梗死组稳定斑块非脑梗死组稳定斑块　t　P　　脑梗死组不稳定斑块非脑梗死组不稳定斑块　t　P Ep（kPa）　 221.15±85.76**　135.96±56.48　 11.348　 0.000　 178.38±58.80*　153.91±53.64　 7.411　 0.035 β 14.60±6.01**　9.69±3.77　2.541　 0.013　 12.24±3.86*　10.58±3.64　 1.787　 0.041 AC（mm2/kPa）　 0.61±0.28　 0.72±0.35　-1.474　 0.147　 0.54±0.22　 0.58±0.27　 -1.553　 0.644δ（N）　147.41±36.25　145.75±53.72　 0.455　 0.650　 70.60±29.03　 67.87±29.86　 1.406　 0.137

3 讨论

脑梗死（cerebral infarction，CI）是威胁人类健康的主要疾病之一。AS斑块是多种疾病及老年动脉粥样硬化的常见伴发症，斑块不稳定、破裂和血栓形成，是致急性心脑血管事件的主要原因[9]。AS的发生受年龄、血压、血糖、血脂、吸烟等多种因素的影响，动脉弹性值和局部所的应力受血压、动脉内径、斑块厚度等因素的影响[10]。超声可直观显示动脉粥样斑块的形态及回声特征。ET技术在 B/M模式下， 采集收缩期、舒张期的血管壁运动所产生的相位偏移信号进行分析；实时跟踪、描记管壁运动轨迹并以曲线显示，其成像原理使其距离测量的精度能达到0.01mm，通过公式可以计算动脉弹性、应力等指标[5]。

动脉弹性是动脉血管由于血管内的压力变化引起的血管容积变化的特性，又称动脉顺应性。它取决于动脉管腔的大小和管壁的硬度或可扩张性，是反映动脉舒张功能状态的重要指标[11]。一些研究表明动脉弹性的改变与动脉粥样硬化的发生密切相关[12]。颈动脉是AS最常发生的部位，而且距离心脏及脑部较近，其硬化程度可部分反映颅内动脉和冠状动脉硬化的程度，是超声检查的最常用部位[13]。

本研究AS患者的血压、血糖、血脂等干扰因素，组间比较差异无统计学意义。正常对照组平均年龄较动脉粥样硬化组小，王建华等[14]的研究显示50～59岁和≥60岁组的Eρ、β和AC与40～49岁组差异无显著性意义，提示年龄对＜40岁者Eρ、β和AC的影响显著，而对≥40岁者影响不显著。所以认为年龄的差异对本研究结果不会产生明显影响。颈动脉斑块的厚度稳定斑块组间比较及非稳定斑块组间比较，差异无统计学意义（P＞0.05），表明回声特征及厚度相近的斑块，对脑梗死的发生无显著影响。

脑梗死组与非脑梗死组的稳定斑块间的比较，以及脑梗死组与非脑梗死组稳定斑块间的比较结果表明，脑梗死组患者动脉弹性较非脑梗死组下降，Eρ、β值增高。其原因可能与下列因素有关：（1）脑梗死导致血管重构加重，弹性改变：脑梗死造成患者一定程度的运动能力丧失，运动的减少导致动脉胶原纤维增多，平滑肌功能退变、变硬与弹性减弱，使动脉壁僵硬，进而管壁弹性功能下降[15]。（2）脑梗死颈动脉血流动力学改变使血管弹性减低：脑梗死患者由于梗死区域血供丧失，坏死物质的吸收、机化，血管重建，血流重新分配，建立新的侧枝循环，颈动脉通过代偿适应血流的改变，导致动脉僵硬度增加，弹性减低[16]。（3）脑梗死血管活性物质的合成和释放异常使颈动脉弹性发生改变：内皮细胞凋亡，导致NO合成和释放减少，同时也伴随超氧负离子产生增加，后者加速NO灭活并损伤内皮细胞功能，内皮功能障碍还与环氧化酶依赖的内皮源性缩血管因子活性增强有关，从而使血管舒张功能受损，弹性减退[17]；梗死区域血流丧失，组织坏死释放氧自由基，引起周围组织钙超载，以及白细胞释放生物活性物质等的损伤作用，使血管内膜、平滑肌受损，进而对动脉弹性功能造成永久性损伤[18]。（4）脑梗死常伴随患者收缩压的升高和脉压的增大，加速动脉壁的疲乏及血管壁的损害：一方面是血压增高的机械作用，另一方面是交感神经长期处于兴奋状态，从而激活了肾素-血管紧张素-醛固酮系统，血管紧张素能刺激血管平滑肌细胞生长、增殖，促进胶原及细胞基质的合成和堆积；醛固酮使纤维细胞增加，胶原增多，从而造成管壁刚性增强，而弹性功能减退[19]。Eρ、β值增高可较好的反应血管的弹性减退，其数值的增高可作为指导临床积极预防、干预脑梗死发生的指标。

稳定斑块组间与不稳定斑块组间的比较，AC值的差异无统计学意义，与以往大多数文献报道不同[20]。但温朝阳等[21]报道的兔高胆固醇血症动脉硬化模型研究的结果一致。AC对评价颈动脉弹性的作用有待在今后的研究中进一步完善。

δ值稳定斑块组间及不稳定斑块组间的比较差异均无统计学意义。其原因可能为：应力是反映斑块局部受力情况的指标，在血压、斑块厚度、血管内径无明显差别时，局部受到应力的大小无明显差别。

超声可以直接观测斑块形态。Ambrose等对颈动脉内膜切除标本的病理组织学研究发现，斑块的糜烂或破裂是动脉硬化患者发生缺血性脑梗死的关键因素[22]。不均匀斑块和表面不规则/溃疡形成斑块富含脂质，在动脉壁应力增加及受高速血流冲击下易于破裂，暴露的脂质和胶质可激活血小板，启动凝血反应形成动脉内血栓或斑块脱落，最终导致脑梗死[23]。均匀斑块及钙化斑块为稳定性斑块，其脂质坏死核心小，平滑肌细胞和细胞外基质胶原组织含量较多，纤维帽厚，不易破裂[24]。ET技术所测量的力学功能参数，可以反映动脉弹性的减退。两种方法相结合，对颈动脉斑块的危险度分层，为临床及早干预动脉硬化斑块，预防梗死提供有力依据。

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Evaluation of risk stratification of carotid plaque by echotracking technique

LI Huiwen1LIU Zhiyue2YANG Jingying1WANG Jinrui1ZHANG Ting1XU Xia1
1.Inner Mongolia Ultrasonic Imaging Research Institute,Department of Ultrasound,Ordos Central Hospital,Ordos 017000,China;2.Department of Pathophysiology,Inner Mongolia Medical Hospital,Hohhot 010059,China

[Abstract]Objective To study correlations of carotid plaques elasticity and change of stress and cerebral infarction in elderly patients by using echo-tracking (ET) technique. Methods 74 carotid plaques of 43 hospitalized patients who were diagnosed as cerebral infraction group in Ordos Central Hospital from March 2008 to June 2015 were detected by ET technique.At the same time,74 carotid plaques of 44 non- cerebral infraction patients who were received healthy examinations were also detected by ET technique.Elasticity indexes were compared between stable plaques and unstable plaques in the cerebral infraction group and the non-cerebral infraction group to discover correlations of carotid plaques elasticity and change of stress and cerebral infarction. Results In comparison of stable plaques in two groups,Eρ and β of the cerebral infarction group were both increased compared with non-cerebral infarction group.There was significant difference(P＜0.05).AC and δ had no statistical significance(P＞0.05).In comparison of unstable plaques in two groups,Eρ and β of the cerebral infarction group were both higher than those of the non-cerebral infarction group.The difference had statistical significance(P＜0.05).AC and δ had no statistical significance(P＞0.05). Conclusion Eρ and β of stable plaques and unstable plaques in the cerebral infraction group were both higher than those of the non- cerebral infraction group.These two indexes combined with the character of plaque echo can be used as the index to evaluate and stratify the risk of plaques.

[Key words]Ultrasound diagnosis;Carotid plaque;Cerebral infarction;Echo tracking technique;Risk of plaque

[中图分类号]R541.4

[文献标识码]A

[文章编号]2095-0616（2015）24-07-05

收稿日期：（2015-10-10）