三维能量多普勒超声评估颈动脉斑块与缺血性卒中发生的相关性

王意丹，彭格红，张松松

1.遵义医科大学附属医院超声科，贵州遵义 563000；2.重庆市潼南区人民医院超声科，重庆 402660；*通讯作者 张松松553152114@qq.com

缺血性卒中是人类第二大致死因素[1]，预防卒中的发生是一项重要工作。颈动脉粥样硬化斑块是引起缺血性卒中的重要要素，因此临床工作中以颈动脉斑块作为颅内血管病变的重要监测目标[2]。三维能量多普勒成像（three-dimensional power Doppler imaging，3D-PDI）已广泛应用于临床，但其对颈动脉斑块进行检测分析，以预测缺血性卒中的发生鲜有报道。本研究拟采用3D-PDI 对颈动脉斑块进行检测分析，与头颅CT 结果进行对照，探讨颈动脉斑块的3D-PDI 参数血管指数（vascularization index，VI）、血流指数（flow index，FI）和血管血流指数（vascularization-flow index，VFI）预测缺血性卒中发生的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 收集2015年3月—2018年2月在遵义医科大学附属医院行常规颈动脉超声检查检出颈动脉斑块患者，均使用3D-PDI 对斑块进行检查，根据头颅CT 结果提示前循环脑梗死病灶＞1.5 cm[3]分为脑梗死组及非脑梗死组。排除风湿性心脏病、心房颤动、下肢静脉血栓合并卵圆孔未闭等引起血管栓子形成的疾病。共纳入颈动脉斑块患者142例，其中男81例，年龄37～82岁，平均（62±12）岁；女61例，年龄38～80岁，平均（59±13）岁。脑梗死组67例，非脑梗死组75例。本研究经遵义医科大学附属医院伦理委员会批准，所有患者均知情同意。

1.2 超声检查

1.2.1 常规超声检查 使用GE Logiq-E9 彩色多普勒超声诊断仪，中高频探头9L，频率3.0～9.0 MHz。以颈动脉各段内中膜≥1.0 mm 作为动脉内中膜增厚，内中膜≥1.5 mm 定义为斑块[4]。记录斑块的位置、厚度、回声类型、表面光滑程度、形态是否规则等，重点观察纤维帽是否完整、有无溃疡形成。斑块回声类型的判断标准：低回声（斑块回声低于同侧胸锁乳突肌）、等回声（斑块回声与同侧胸锁乳突肌几乎相同）、强回声（斑块回声高于同侧胸锁乳突肌伴或不伴声影）、混合回声（斑块回声呈不均质表现，2种以上的回声混合）（图1）。斑块的血流接触面毛糙为表面不光滑，斑块形态不平整并向管腔凸出为不规则，斑块表面纤维帽不完整，局部呈龛样或“火山口”征即为溃疡斑块（图2）。

图1 常规超声显示斑块内部回声。A为低回声斑块，B为等回声斑块，C为强回声斑块，D为不均质回声斑块。RCCA为右侧颈总动脉，LCCA为左侧颈总动脉，LBULB为左侧颈动脉球部

图2 超声检查斑块的形态及表面光滑程度。A为扁平斑块，B为不规则形态，C为溃疡斑块，D为表面光滑。RCCA为右侧颈总动脉

1.2.2 3D-PDI检查 使用GE Logiq-E9 彩色多普勒超声诊断仪，三维容积探头 RAB6-16L，频率6.0～15.0 MHz，探头涂抹适量耦合剂，保持探头完整接触皮肤，根据斑块大小调节取样框范围，获取完整的三维图像。测定3D-PDI 参数时，采用仪器内置的VOCAL 软件，均以15°作为偏转角度，对所采集的颈动脉斑块图像进行手动包络，注意勾画时应从血流充盈缺损的内侧缘勾勒，以免过高评估斑块大小或将外部血流信号包络至斑块内。然后启用VOCAL 内的volume Histogram模式，由系统自动计算出斑块重建后的3个参数，每个斑块图像重复3次勾勒，三维能量参数结果取平均值。VI表示斑块内显示的血管数，FI表示在3D 扫描时间内的血流强度，VFI表示斑块内的血流灌注情况，是血流和血管化的总和（图3）。每例患者仅取1处责任斑块纳入研究，单侧或双侧多发斑块时，按照溃疡斑块、低回声斑块、不规则斑块、厚度值最大的斑块顺序纳入研究。

1.3 统计学方法 采用SPSS 19.0 软件，不同狭窄程度脑梗死比率采用χ2检验；正态分布的计量资料组间比较采用独立样本t检验，采用Logistic 回归分析颈动脉斑块（低回声斑块、不规则斑块、溃疡斑块及3D-PDI 参数VI、FI、VFI）与脑梗死发生的相关性，以P＜0.05为差异有统计学意义。

图3 3D-PDI 显示VI、FI、VFI。脑梗死组低回声斑块，VI 0.75，FI 37.53，VFI 28.45（A）；非脑梗死组低回声斑块，VI 0.37，FI 23.30，VFI 8.66（B）；溃疡斑块，VI 0.74，FI 45.25，VFI 33.55（C）；等回声斑块，VI 0.44，FI 25.05，VFI 11.23（D）

2 结果

2.1 常规超声检查 脑梗死组67例常规超声表现为：光滑斑块10例，毛糙斑块17例，溃疡斑块18例，低回声斑块27例，不规则斑块32例；非脑梗死组75例常规超声表现为：光滑斑块32例，毛糙斑块21例，溃疡斑块1例，低回声斑块12例，不规则斑块19例。

2.2 两组责任斑块所致颈动脉狭窄率及3D-PDI 参数比较 脑梗死组颈动脉狭窄率50%～69%和≥70%的比率明显高于非脑梗死组（P＜0.01），VI、FI、VFI均高于非脑梗死组（P＜0.01，表1）。

表1 两组颈动脉责任斑块所致狭窄率及颈动脉斑块内血流分布情况比较

2.3 颈动脉斑块与缺血性卒中发生的相关性 多因素Logistic回归分析显示，低回声斑块（OR=2.42）、不规则斑块（OR=1.92）、溃疡斑块（OR=4.21）均为缺血性卒中发生的危险因素（P＜0.05）。VI（OR=4.01）、FI（OR=4.35）、VFI（OR=4.57）也是缺血性卒中发生的危险因素（P均＜0.05，表2）。

表2 颈动脉斑块的三维超声征象与脑梗死的多元Logistic回归分析

3 讨论

3.1 3D-PDI 观察斑块形态 3D-PDI 在图像空间分辨率、组织对比分辨率等方面优于常规超声，可多切面观察颈动脉斑块，如横切面、纵切面、冠状切面，更全面地了解斑块形态和内部结构。本研究使用3D-PDI 观察颈动脉斑块，能更清晰地显示斑块的各种征象，减少常规超声对不稳定斑块的误漏诊，本研究共发现不规则斑块51例，其中常规超声发现33例，另外18例为3D-PDI检查时发现。

3.2 颈动脉狭窄与发生缺血性卒中的关系 常规超声容易显示颈动脉斑块，并根据斑块处的管径、面积、流速及狭窄远段的流速比值计算斑块处的狭窄率，本研究结果显示，责任斑块所致颈动脉狭窄率分为＜50%、50%～69%和≥70%，对应的脑梗死比例分别为25.0%、58.3%、60.9%（P均＜0.01），表明颈动脉狭窄程度与脑梗死的发生有关，当颈动脉出现粥样硬化时，颈动脉内中膜厚度增厚，斑块形成，出现颈动脉狭窄后可导致相应脑组织缺血，进而形成脑梗死。

3.3 不稳定性斑块与发生缺血性卒中的相关性 大多数缺血性卒中事件发生的重要因素是由于斑块的不稳定性所致[5]，而且颈动脉斑块的不同表面形态对缺血性卒中有不同程度的影响[6-7]。本研究中，超声征象与脑梗死的多元Logistic 回归分析结果显示，低回声斑块（OR=2.42）、溃疡斑块（OR=4.21）均与脑梗死发生相关，且溃疡斑块患脑梗死的风险性更高，提示临床工作中应把低回声斑块和溃疡斑块考虑为不稳定斑块。不规则形态斑块（OR=1.92）也是引起脑梗死的危险因素，其原因可能是，不规则形态的斑块对流体接触面和角度不同，致其所受到的血流剪切力不一致，斑块的发展过程中随着内部物质的积累和形态的膨胀，在这个进展过程中斑块表面的纤维帽因斑块的增长而逐渐拉伸变薄，局部凸向管腔，导致斑块周围血流动力学发生改变[8]，纤维帽发生裂隙，形成微小溃疡，从而增加了斑块的不稳定性。

3.4 3D-PDI 参数与缺血性卒中发生的相关性 颈动脉斑块内部可有新生微小血管，可促进斑块向不稳定性方向发展，引起斑块纤维帽不完整、破裂、出血，从而形成不稳定性斑块。因此，缺血性卒中的发生与斑块内新生血管的生成及数量密切相关，目前主要采用超微血管成像技术和（或）超声造影评估斑块内微小血管[9-11]，但超声造影费用较高，技术操作性强，超微血管成像属于常规二维平面评估，且评估结果为半定量计数，重复操作性较差。本研究通过3D-PDI对斑块内新生血管进行评估，经济、简单、可重复操作性强，并可得出定量分析参数值。3D-PDI 采用能量多普勒显像，显示血流的敏感性高，而且显示的血流信号不受超声入射角度的影响，不受尼奎斯特频率极限的限制，该技术采集红细胞散射成像，对低流量、低流速的血流显示良好，能清晰显示三维空间结构。本研究中脑梗死组斑块的VI、FI、VFI均大于非脑梗死组（P均＜0.01），根据3D-PDI 原理及参数意义，这一差异表明脑梗死组斑块内的新生血管量多于非脑梗死组，因此VI、FI 及VFI 在脑梗死组中呈较高水平，与超声造影和超微血流成像有很好的一致性[12]。多元Logistic 回归分析显示，VI、FI、VFI 与脑梗死的发生相关（OR=4.01、4.35、4.57），表明VI、FI、VFI 越高，患脑梗死的危险性越大，对预测缺血性卒中的发生具有一定的临床意义。然而，由于本研究所得VI、FI、VFI 未取得斑块的病理结果对照，且纳入样本量较少，可能存在一定误差，尚需进一步增加样本量与超微血流成像、超声造影与病理结果对照研究。

总之，3D-PDI检查经济、简便、可重复性强，能够为颈动脉斑块评估提供客观、准确的数据，其定量分析参数VI、FI、VFI 与缺血性卒中的发生有一定的相关性。