超声技术综合评价颈动脉粥样硬化与冠心病病变程度的相关性研究

李睿，崔新景，陈吉彬，卢媛媛，吴涵，刘溪，韩卫红

冠状动脉疾病（CAD）是国内中老年人致亡的主要原因。在我国，其发病率逐年增加并有年轻化的趋势，统计显示我国每年新发病率为0.77%，严重影响患者的身心健康[1-3]。动脉粥样硬化是导致冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）的首要病因，占致病因素的99%。现临床用于冠心病诊断的金标准仍是冠状动脉造影（CAG），其为有创性、风险高、费用高，故检查的开展仍存在局限性。研究表明颈动脉和冠状动脉（冠脉）有共同的病理基础，颈动脉可作为窗口用来反映机体动脉粥样硬化的程度[4]。超声检查是颈动脉最直接且简单易行的方法。本研究预利用三维超声对颈动脉粥样硬化进行定量评估，旨在分析颈动脉粥样硬化与冠心病病变程度的相关性，为临床提供一种预测诊断冠心病病变程度的无创简单易行的方法。

1 资料与方法

1.1 研究对象收集2017年9月至2019年12月于青岛市市立医院心内科就诊患者268例。入选标准：已行CAG且进行颈动脉二维及三维超声检查的患者。排除标准：①碘剂过敏者；②以往行冠脉血运重建者；③曾行颈动脉手术者；④凝血功能障碍者；⑤先天性心脏病者；⑥严重肝、肾、肺等慢性疾病患者或精神病者。住院医师统计整理就诊患者临床一般情况，由2名主治以上医师行二维及三维超声复核检查，意见统一后将数据整理成Excel表格。

1.2 研究分组根据CAG结果分为非冠心病组与冠心病组。有心肌缺血的临床表现、客观依据，CAG显示一级血管直径狭窄率≥50%[5]即诊断冠心病。CAG显示冠脉一级血管直径狭窄率＜50%为非冠心病组。根据冠脉病变支数又分为单支病变组、两支病变组及三支病变组。

冠脉采用Gensini[6]评分评估病变程度：冠脉狭窄率≤25%计1分，25%＜狭窄率≤50%计2分，50%＜狭窄率≤75%计4分，75%＜狭窄率≤90%计8分，90%＜狭窄率≤99%计16分，狭窄率100%者计32分。不同冠脉对应系数：左前降支中段×1.5，左前降支近段×2.5，左前降支远段×1，后左主干×5，左回旋近段×2.5，侧支×0.5，左回旋远段/后降支×1，第一对角支×1.0，第二对角支×0.5，右冠近、中远、后降支×1。评分=冠脉狭窄程度评分×病变部位系数，如遇多个部位病变，评分则为各处病变积分总和。

颈动脉内中膜厚度（IMT）诊断标准[7]：正常：IMT＜0.1 cm；IMT增厚：0.1 cm≤IMT＜0.15 cm；斑块形成：IMT≥0.15 mm或局限性内膜的厚度高于周边内膜的厚度50%以上。

1.3 临床资料收集患者一般临床资料：年龄、性别、吸烟史、高血压病史、冠心病家族史、尿酸、总胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）、低密度脂蛋白（LDL）、高密度脂蛋白（HDL）等。

1.4 超声检查

1.4.1 仪器①Mindary Resona 7s彩色普勒超声诊断仪，探头选用：频率9-3MHz线阵探头；②Philips EPIQ7彩色多普勒超声诊断仪，探头选用：L9-3线阵探头、VL13-5三维容积探头。

1.4.2 检查方法所有患者均行双侧颈动脉超声扫查。取平卧位，头后仰，暴露颈部，先将线阵探头置于一侧颈部，脸偏向对侧，探头顺胸锁乳突肌的外侧缘由下往上分别做纵切面及横切面连续扫查，逐段观察双侧颈总动脉、颈总动脉分叉处、颈内动脉起始段、颈外动脉起始段管腔情况。测量IMT：取横断面，在颈总动脉内中膜最厚处测量，连续测3次取平均值。

二维模式下确定感兴趣斑块，切换VL13-5三维容积探头，取颈动脉斑块处短轴切面，在斑块中心位置放置探头并紧密贴合皮肤，启动3D模式，探头自动扫描并获取容积数据图像，回放图像清晰且扫描范围包含斑块两端，打开分析软件VPQ，设置正常IMT，对图像进行逐帧分析，标记斑块起始帧、关键帧及最后帧，软件自动描记每帧图像中血管内膜、外膜及斑块的边界，自动计算血管腔面积（LA）、管壁面积（WA）、斑块体积（PV）、标准化管壁指数（NWI）和斑块回声灰阶中位数（GSM）等参数，输出数据并分析。

1.5 统计学分析所获得数据利用SPSS 20.0软件进行统计学分析，计量资料用均数±标准差（）表示，组间比较采用方差分析，计数资料用所占百分比表示，组间比较采用卡方检验；采用GraphPad Prism 8.0.2分析颈动脉粥样硬化相关参数与冠状动脉病变程度的相关性。以P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基本情况冠心病组与非冠心病组间年龄、吸烟史、冠心病家族史、高血压患病史、UA、HDL-C值无统计学差异（P＞0.05）（表1）。冠心病组TC、TG、LDL-C水平均高于非冠心病组，差异有统计学意义（P=0.013、P=0.01、P=0.039）（表1）。

2.2 冠心病-非冠心病组间颈动脉粥样硬化超声参数比较两组共分析289个斑块，其中冠心病组167个，非冠心病组122个。冠心病组与非冠心病组GSM、IMT、Gensini积分有统计学意义（P=0.000、P=0.018、P=0.04）（表2）；冠心病各组与非冠心病组间LA、WA、PV、NWI、PT均无统计学意义（P＞0.05）（表2）。

2.3 IMT、GSM与冠脉病变累及支数的相关性比较分析冠脉病变程度与颈动脉IMT、斑块GSM的相关性，图1示IMT随冠脉的病变累及支数的增加而增加，图2示GSM值随冠脉的病变累及支数的增加相对减小。

2.4 IMT、GSM与冠脉病变Censini积分相关性分析进一步分析在冠心病组患者颈动脉IMT、GSM与冠脉病变Censini积分的相关性，结果r=0.9017、r=-0.8877，P＜0.001。

表1 冠心病与非冠心病组基本临床资料比较（）

表1 冠心病与非冠心病组基本临床资料比较（）

注：UA：尿酸；TC：总胆固醇；TG：三酰甘油；LDL：低密度脂蛋白；HDL：高密度脂蛋白

项目 冠心病组（n=147） 非冠心病组（n=121） χ2/F值 P值单支病变（n=34） 两支病变（n=48） 三支病变（n=65）年龄（岁） 64.31±5.68 64.78±8.11 65.44±7.81 63.7±9.97 0.081 0.994男（n，%） 24（70.59） 32（66.67） 44（67.69） 72（59.50） 2.236 0.525吸烟史（n，%） 17（50.00） 16（33.33） 52（80.00） 80（66.12） 28.485 2.873家族史（n，%） 3（8.82） 4（8.33） 7（10.77） 32（26.44） 13.498 3.674高血压病史（n，%） 23（67.65） 30（62.50） 34（52.31） 68（56.19） 2.718 0.437糖尿病史（n，%） 20（58.82） 25（52.08） 20（30.77） 36（29.75） 15.273 1.59 UA（μmol/L） 348.23±78.61 367.34±98.68 370.90±88.47 368.89±123.13 0.580 0.456 TC（mmol/L） 4.41±1.16 4.65±1.56 5.01±0.46 4.01±0.37 6.543 0.013 TG（mmol/L） 1.71±0.11 1.89±0.15 2.0±0.122 1.21±0.67 7.12 0.01 LDL（mmol/L） 2.53±1.16 3.31±1.45 3.53±1.06 2.08±0.98 4.463 0.039 HDL（mmol/L） 1.31±0.41 1.29±0.57 1.35±0.49 1.1±0.51 0.294 0.590

表2 冠心病与非冠心病组颈动脉斑块超声参数比较（）

表2 冠心病与非冠心病组颈动脉斑块超声参数比较（）

注：IMT：颈动脉内中膜厚度GSM：斑块回声灰阶中位数；PT：斑块厚度；PV：斑块体积；LA：血管腔面积；WA：管壁面积；NWI：标准化管壁指数

斑块数 冠心病组（n=167） 非冠心病组（n=122） F值 P值单支病变组（n=37） 两支病变组（n=55） 三支病变组（n=70）IMT 1.17±0.28 1.21±0.19 1.34±0.15 0.86±0.44 4.810 0.018 GSM 47.69±12.44 44.69±17.74 31.39±11.34 51.43±24.34 16.303 0.000 PT 3.35±0.96 3.41±0.77 3.37±0.81 3.27±0.89 1.863 0.096 PV 157.57±70.76 178.57±81.16 169.57±79.32 188.98±68.43 1.431 0.256 LA 40.13±11.46 39.53±13.46 41.63±9.46 43.46±11.71 0.372 0.862 WA 49.73±9.75 51.73±15.75 53.73±11.75 49.88±14.65 1.629 0.189 NWI 0.51±0.09 0.52±0.11 0.49±0.13 0.48±0.17 0.450 0.521 Gensini积分 21.21±10.78 68.79±23.85 103.71±19.08 0.0±0.0 4.414 0.040

图1 IMT与冠心病病变程度相关性

图2 GSM与冠心病病变程度相关性

3 讨论

冠心病主要病理基础是动脉粥样硬化（AS），其发病率逐年上升，严重危害着人们健康[8,9]。脂纹是AS病变发展的第一阶段，其机制为高脂血症损伤动脉管壁内皮细胞，使其通透性增高，脂质沉着于内膜，内皮细胞功能障碍或损伤释放多种生长因子，促进平滑肌细胞增生，并伴有巨噬细胞吞噬脂质形成泡沫细胞，病理进一步发展改变，形成粥样斑块[10]。由上述病理机制可见AS主要累及动脉管壁内膜层。近年来的研究显示冠脉与颈动脉皆为体循环系统的大中型动脉，其血管床在AS程度上有着密切联系[5]，而颈动脉位置较表浅，较易探查，且超声线阵探头在脂纹期即可辨认。因此，通过超声探查颈动脉粥样硬化情况预测冠脉是否有粥样硬化改变，以期间接评估冠脉病变的严重程度及预后。以往临床常用Crouse积分法评价颈动脉粥样硬化斑块，但并不能定量评估。临床利用MRI扫查颈动脉斑块，其定量评价组织成分方面与斑块病理标本具有较高的一致性[11,12]。但MRI对于老年人等禁忌证较多，故利用MRI定量分析颈动脉斑块的临床应用受限。

本研究利用实时三维容积成像技术扫查颈动脉，通过自带处理软件自动描记颈动脉各帧的内膜及斑块，并进行综合定量分析以获取GSM、PT、PV、LA、WA、NWI等参数。GSM值可根据不同组织成分回声的不同定量反映斑块的组织学特征。许多临床-病理对照研究显示[13-17]，GSM在评价颈动脉斑块的稳定性方面意义重大，常作为临床的随访指标。冠脉病变程度采用Gensini评分，其作为诊断冠脉病变的效应度在临床应用中被广泛认可[18]。以3D-US为基础，利用VPQ软件分析系统对颈动脉斑块进行定量分析，较以往采用的Crouse积分法更直观。本研究共收集268个病例，两组共分析289个斑块，其中冠心病组167个，非冠心病组122个，结果显示冠心病组与非冠心病组斑块GSM值差异有统计学意义，这与两组斑块组织成分不同有关，纤维、脂质成分的声阻抗低，钙化的声阻抗高，钙化的GSM值高于其它成分。由此说明非冠心病组斑块含有更多的钙化成分，而冠心病组斑块的脂质及内出血成分较多。脂质的重要成分为来源是LDL-C，高浓度的LDL通过受损的内皮细胞间隙渗入到血管内膜并氧化修饰成易于被巨噬细胞的清道夫受体所摄取的氧化型LDL，巨噬细胞吞噬后形成泡沫细胞，增加了斑块内脂质含量，逐渐形成富含胆固醇脂质核心的斑块。这也与本研究中冠心病与非冠心病组间TC、TG、LDL差异有统计学意义，且冠心病组TC、TG、LDL水平均高于非冠心病组的结果相符。单向方差分析冠心病组斑块GSM值与冠脉病变支数的相关性，图示发现随着受累冠脉支数的增加，颈动脉斑块的GSM值相对较低，进一步分析GSM值与冠脉病变Censini积分呈负相关（r=-0.8877，P＜0.001），这可能与GSM越低，斑块内所含有的脂质成分越多，斑块易破裂致管腔栓塞有关[19,20]。本研究中冠心病组-非冠心病组IMT差异有统计学意义（P=0.018），随着冠脉受累支数的增加，IMT呈上升趋势，进一步分析IMT与冠脉病变Censini积分的相关性，结果其亦呈正相关（r=0.9017，P＜0.001），因此认为IMT与冠脉粥样硬化严重程度具有相关性，这与国内的一些研究结果相一致[21]。

综上，颈动脉粥样硬化与冠心病病变严重程度的有一定相关性，使用超声指标评估颈动脉粥样硬化可作为一个评估冠脉粥样硬化病变严重程度的诊断指标，简单易行，重复性高，对预测和评价冠心病具有一定临床参考价值，但其在临床的应用还需要大样本的验证