三维超声评价颈动脉斑块易损性对脑梗死诊断及预后评估的价值

朱长玉 张珍东 张玮 郭微群 周华玲 过姿芳 马旦杰 沈和平

颈动脉易损斑块是脑梗死的独立危险因素，易损斑块破裂在脑缺血事件中起着决定性作用[1-2]，评估颈动脉斑块易损性对脑梗死诊断及预防有着重要意义。超声是评估斑块易损性最普遍的检查方法，但对低回声和混合回声斑块的易损程度评估准确度较低[3]。超声造影是检查颈动脉斑块的公认金标准，但存在有创、费用高、检查时间长、患者接受度低的缺陷[4]。三维超声通过图像后处理技术能够直观显示斑块立体结构。研究显示，三维超声参数回声灰阶中位数（grayscale median，GSM）值与MRI 的颈动脉粥样硬化评分系统密切相关，两者一致性较高[5]。新近一项研究显示，通过斑块定量分析软件（vascu lar plaque quantifcation，VPQ）自动获取的三维超声参数GSM 值与脑梗死具有一定相关性，初步认为可用于定量评价斑块的易损性[6]。本研究探讨三维超声参数定量评价颈动脉斑块易损性对脑梗死诊断及预后评估的价值，现将结果报道如下。

1 对象和方法

1.1 对象 选择2019 年1 月至6 月在嘉兴市第二医院就诊的颈动脉斑块患者96 例，根据MRI 和头颅CT 检查结果，分为脑梗死组56 例和非脑梗死组40 例。两组患者行三维超声检查，选取单侧厚度最大斑块作为目标观察斑块，共109 个。纳入标准：脑梗死符合2014 年《中国急性缺血性脑卒中诊治指南》[7]中的诊断标准，为首次发作，确认颈动脉粥样硬化病变为罪犯血管；非脑梗死患者经头颅CT 或MRI 证实无梗死病灶；近3 个月未使用过影响血液功能的药物。排除标准：患有脑出血、高血压脑病、短暂性脑缺血发作、蛛网膜下腔出血、动脉瘤、血管畸形等引起的脑卒中；伴有严重心肝肾功能不全、恶性肿瘤、自身免疫性疾病者；心房颤动、感染性心内膜炎等心源性脑栓塞者。本研究经医院医学伦理委员会批准（批准文号：JXEY-2019JX037），所有患者均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 一般资料收集 收集并比较两组患者的一般资料，包括性别、年龄、体重指数（body mass index，BMI）、糖尿病史、高血压史、吸烟史、饮酒史、总胆固醇（total cholesterol，TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein-cholesterol，LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein-cholesterol，HDL-C）等血脂指标。

1.2.2 三维定量参数检测方法 应用美国飞利浦Philips EPIQ7 彩色多普勒超声诊断仪，采用VL12-3高频探头和VL13-5 三维全容积高频探头，探头频率5～13 MHz。嘱患者头后仰卧位，暴露出一侧颈部，将探头置于胸锁乳突肌前缘，自颈动脉起始段横切面自下向上连续扫查，至颈总动脉分叉以上，显示颈内动脉、颈外动脉直至颅外段颈内动脉不能显示为止，测量内-中膜厚度（intima-media thickness，IMT），在斑块最大厚度处改用VL13-5 三维探头，启动3D 模式，调整采集角度，扫描范围尽可能包含整个斑块，容积数据以DICOM 模式保存。每根血管获取150 帧图像，每帧图像间隔0.14 mm。应用VPQ（Philips Q-Lab）软件分析每帧图像，根据IMT 勾描每帧图像血管内膜、外膜及斑块的边缘，由软件自动计算斑块体积（plaque volume，PV）、斑块厚度（plaque thickness，PT）、面积狭窄率、GSM。由两位具有10 年以上工作经验的超声医生分别对斑块进行图像分析，取平均值。

1.2.3 脑梗死复发评估 对脑梗死组患者进行持续1 年的跟踪随访，参照全国脑血管疾病会议修订的脑血管病诊断标准，以MRI 检测证实头颅内单侧新发脑梗死为复发标准，记录患者复发时间。根据随访1 年内是否复发脑梗死，将脑梗死组患者分为复发亚组和未复发亚组，比较两亚组患者斑块PV、PT、面积狭窄率和GSM 值。根据脑梗死组患者平均GSM 值，将脑梗死组患者分为高GSM 亚组及低GSM 亚组，观察两亚组患者的复发时间。

1.3 统计学处理 采用SPSS 20.0 统计软件和MedCalc 软件，符合正态分布的计量资料以表示，比较采用独立样本t 检验；计数资料以百分率表示，比较采用χ2检验。采用logistic 回归分析LDL-C、PV、GSM 与脑梗死的关系，采用ROC 曲线分析GSM 值对脑梗死的诊断价值，应用Kaplan-Meier 曲线绘制脑梗死复发率图，比较采用Log-rank 检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者一般资料比较 见表1。

由表1 可见，两组性别、年龄、BMI、糖尿病史、高血压史、吸烟史、饮酒史、TC、TG、HDL-C 水平比较差异均无统计学意义（均P ＞0.05），脑梗死组患者LDL-C 水平高于非脑梗死组，差异有统计学意义（P＜0.05）。

2.2 两组患者三维超声定量参数比较 见表2。

由表2 可见，脑梗死组患者PV 值高于非脑梗死组，GSM 值低于非脑梗死组，差异均有统计学意义（t=2.070、-4.843，均P＜0.05），两组患者PT、面积狭窄率比较，差异均无统计学意义（t=0.376、0.742，均P ＞0.05）。复发亚组斑块GSM 值低于未复发亚组（t=-2.298，P＜0.05），两亚组患者PV、PT、面积狭窄率比较差异均无统计学意义（t=0.879、0.251、0.638，均P ＞0.05）。

2.3 脑梗死危险因素的logistic 回归分析 见表3。

由表3 可见，以LDL-C、PV、GSM 为自变量，以是否脑梗死为因变量进行logistic 回归分析，结果显示，LDL-C、PV 与脑梗死均无相关性（均P ＞0.05），GSM 值与脑梗死相关（P＜0.05）。

2.4 GSM 值诊断脑梗死的ROC 曲线 见图1。

由图1 可见，GSM 诊断脑梗死的AUC 为0.809，灵敏度75.56%，特异度73.44%。

2.5 不同GSM 值脑梗死患者复发率比较 见图2。

由图2 可见，高GSM 亚组28 例患者1 年内脑梗死复发3 例（双侧复发1 例），复发率10.71%，低GSM 亚组28 例患者复发10 例（双侧复发1 例），复发率35.71%，差异有统计学意义（P＜0.05）。

表1 两组患者一般资料比较

图1 GSM 值诊断脑梗死的ROC 曲线

表2 两组患者超声三维定量参数比较

3 讨论

颈动脉粥样硬化斑块与缺血性脑卒中密不可分，约25%脑梗死的发生与颈动脉粥样硬化斑块破裂有关[8]。相较于颈动脉严重狭窄或闭塞，斑块破裂引起的微小血管血栓或血管栓塞是引发脑梗死更重要的原因，而斑块破裂与斑块易损性紧密相关。这意味着，颈动脉斑块的临床风险不仅在于其引起的血管狭窄，更重要在于斑块的性质是否为易损斑块。因此，评估斑块易损性对脑梗死的预测具有重要意义。

颈动脉易损斑块的主要病理学特征包括斑块内出血、纤维帽变薄或破裂、大的脂质核心等。MRI 在扫描斑块内出血、脂质核心、纤维帽等方面与病理标本具有高度一致性，但是检查费用高、禁忌证多，临床应用受到一定限制[9]。超声检查在评估斑块易损性方面应用广泛，常规二维超声通过评估斑块回声高低反映斑块易损性，富含脂质的斑块表现为低回声（易损性高），富含纤维组织及钙化成分的斑块表现为高回声（易损性低），混合回声斑块说明可能存在斑块内出血或坏死核心，同样易损性较高[10]。虽然二维超声评估斑块回声分级在临床应用广泛，但仍存在一定缺陷：首先，二维超声获得的是局部断面图像，无法分析斑块空间与整体成分；其次，超声分辨率无法准确鉴别斑块组织成分，如低易损性的均匀纤维组织斑块也可表现为低回声，这在一定程度上影响了判断准确性，无法满足临床需求[11]。

三维超声通过图像后处理技术能够直观显示斑块体积大小、空间位置、立体结构等，通过计算机软件自动获取PV、PT、面积狭窄率、GSM 等定量参数来反映斑块的组织学特征，目前逐渐用于临床检查中。Mitchell 等[12]通过GSM 值定量评估斑块回声程度，结果显示，斑块内出血或坏死物质的斑块GSM值为30～34，以纤维成分为主的斑块GSM 值为42～53，富含钙化成分的斑块GSM 值最高，为45～75。Marchione 等[13]研究显示，GSM 值与LDL-C水平呈负相关，随着他汀类药物剂量的增加，GSM值逐渐升高。还有研究显示，低GSM 值与斑块富含脂质成分关系密切，GSM 值≤29 提示为不稳定斑块[14]。以上研究均表明GSM 值与缺血性脑血管疾病存在一定关联。本研究利用VPQ 斑块分析软件获取了颈动脉斑块患者的三维超声参数，由于三维超声对图像质量要求较高，图像不清晰时斑块重建的误差较大，因此本研究请两位超声医生分别进行图像分析，取平均值作为最终结果，降低了检测误差。结果显示，脑梗死患者和非脑梗死患者的LDL-C、PV、GSM 值存在差异。进一步进行logistic 回归分析发现，LDL-C、PV 与脑梗死并无相关性，GSM 与脑梗死的发生相关。原因可能与两组患者斑块内所含组织成分不同有关：非脑梗死组患者斑块内多为钙化成分，脑梗死患者斑块富含更多的脂质和内出血成分，钙化成分的声阻抗高，而脂质成分和纤维的声阻抗低，因而非脑梗死组斑块GSM 值高于脑梗死组。ROC 曲线分析显示，GSM 值诊断脑梗死的AUC 为0.809，说明GSM 值可作为评估斑块易损性的定量参数，能够有效预测脑梗死的发生。

据统计，约32%脑梗死患者会在1 年内复发，获得更差的预后，如何有效预防复发并采取针对性措施对改善预后具有指导意义[15]。颈动脉易损斑块破裂是脑梗死复发的重要危险因素。已有研究显示，常规二维超声通过评估斑块回声分级、超声造影通过评估新生血管分级来判断颈动脉斑块易损性是预测脑梗死复发的有效手段[16]，少有三维超声定量参数预测脑梗死复发的研究。本研究对脑梗死患者进行了随访跟踪，发现1 年内复发患者斑块的GSM 值明显低于未复发亚组，进行复发曲线分析，低GSM组患者复发率明显高于高GSM 组，从复发曲线来看，低GSM 值患者复发时间明显早于高GSM 亚组，说明GSM 值在预测脑梗死复发方面也具有一定价值，GSM 值越低，脑梗死患者颈动脉斑块越容易复发。三维超声定量参数GSM 值评估颈动脉斑块易损性与脑梗死的发生关系密切，且可作为脑梗死复发的辅助观察指标。

表3 脑梗死危险因素的logistic 回归分析

图2 不同GSM 值脑梗死患者复发率比较的Kaplan-Meier 曲线

综上所述，三维超声定量参数GSM 值评估颈动脉斑块易损性与脑梗死的发生和复发关系密切，在脑梗死诊断和预后预测方面具有一定价值，有望成为颈动脉斑块风险预警判断的新方法。本研究仍存在不足之处：研究样本量有限，预后观察时间较短；斑块钙化的声影可能会一定程度上影响图像分析。本研究后期将延长扩大样本量、延长预后观察时间，进一步研究GSM 值与颈动脉斑块易损性的关系。