剪切波弹性成像联合超声造影评价颈动脉斑块稳定性的临床研究

粘迪

【摘要】 目的：探討剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）结合超声造影（CEUS）评价颈动脉斑块稳定性的临床价值。方法：选取2017年1月-2018年12月本院收治的患有动脉斑块的患者75例作为研究对象，均对其行CEUS及SWE检查。观察斑块回声类型、厚度、所致狭窄率。比较不同类型斑块的剪切波传播速度（SWV）及杨氏模量。结果：75例患者中常规超声共检出100处颈动脉板块，根据斑块回声图像的特点将斑块分为低回声斑块（软斑）50处，斑块厚度1.5～4.9 mm，斑块所致狭窄率14%～67%;混合回声斑块（混合斑）32处，斑块厚度1.5～5.1 mm，斑块所致狭窄率17%～86%;强回声斑块（硬斑）18处，斑块厚度1.5～4.8 mm，斑块所致狭窄率15%～67%。100处颈动脉板块中，混合回声斑块中有2处斑块、强回声斑块中有6处斑块测不出SWV。三种回声的斑块的SWV比较，差异均有统计学意义（P<0.05），其中强回声斑块SWV值高于低回声斑块（P<0.05）;混合回声斑块SWV高于低回声斑块（P<0.05）;强回声斑块SWV高于混合回声斑块（P<0.05）。三种斑块平均杨氏模量、最大杨氏模量值及最小杨氏模量值比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。软斑的平均杨氏模量、最大杨氏模量值及最小杨氏模量值均低于混合斑和硬斑，其中混合斑均低于硬斑（P<0.05）。结论：SWE结合CEUS能够更好地显示颈动脉斑块内的结构特征，有助于颈动脉斑块稳定性的评估。

【关键词】 剪切波弹性成像 超声造影 颈动脉斑块 稳定性

Evaluation of Carotid Plaque Stability by Shear Wave Elastography combined with Contrast-enhanced Ultrasound/NIAN Di. //Medical Innovation of China， 2021， 18（05）： 117-121

[Abstract] Objective： To investigate the clinical value of shear wave elastography （SWE） combined with contrast-enhanced ultrasound （CEUS） in evaluating the stability of carotid artery plaques. Method： A total of 75 patients with arterial plaque in our hospital from January 2017 to December 2018 were selected as the research objects. They were examined by CEUS and SWE. The echo type， thickness and stenosis rate of plaque were observed. The shear wave propagation velocity （SWV） and Youngs modulus of different types of patches were compared. Result： In 75 patients， a total of 100 carotid artery plaques were detected by conventional ultrasound. According to the characteristics of plaque echo images， 50 plaques were classified into low-echo plaques （soft plaques）. The plaque thickness was 1.5-4.9 mm， and the stenosis rate caused by plaque was 14%-67%. 32 plaques of mixed echo plaque （mixed plaque）， the plaque thickness of 1.5-5.1 mm， plaque induced stenosis rate 17%-86%. 18 plaques of strong echo plaque （hard plaque）， the plaque thickness was 1.5-4.8 mm. The stenosis rate caused by plaque was 15%-67%. In 100 carotid artery plaques， SWV were not detected in 2 of the mixed echo plaques and 6 of the strong echo plaques. There were significant differences in SWV among the three type echo plaques （P<0.05）， and the SWV of the strong echo plaques were higher than those of the low-echo plaques （P<0.05）. The SWV of mixed echo plaques were higher than those of low echo plaques （P<0.05）. SWV of strong echo plaques were higher than those of mixed echo plaques （P<0.05）. There were significant differences in the average Youngs modulus， maximum Youngs modulus and minimum Youngs modulus among the three type plaques （P<0.05）. The average Youngs modulus， maximum Youngs modulus and minimum Youngs modulus of soft plaques were lower than those of mixed plaques and hard plaques， and mixed plaques were lower than those of hard plaques （P<0.05）. Conclusion： SWE combined with CEUS can better display the structural features of carotid plaque and contribute to the evaluation of carotid plaque stability.

[Key words] Shear wave elastography Contrast-enhanced ultrasound Carotid plaque Stability

First-authors address： Fushun Central Hospital， Fushun 113006， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.05.030

腦梗死是造成中老年人群永久性残疾的重要因素。动脉硬化与脑卒中密切相关，研究发现血管狭窄不是导致脑卒中的唯一原因，因此评价动脉斑块的稳定性意义重大。剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）技术作为一种无创的能够反应组织硬度的功能性成像方法[1-2]。目前剪切波弹性成像的研究已经涉及肝脏、甲状腺、乳腺、胃肠道、肌骨等方方面面，对于弥漫性病变的分级、局灶性病变的鉴别诊断、疾病的监测及随访等都有重要的意义[3]。本研究探讨SWE结合超声造影评价颈动脉斑块稳定性的临床价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2017年1月-2018年12月于本院超声科检查患有动脉斑块的患者75例作为研究对象，纳入标准：经超声检测确认存在颈动脉粥样硬化斑块，符合《血管和浅表器官超声检查指南》对颈动脉斑块定义标准[4]。排除标准：意识不清，不能配合检查者;心功能不全者;认知功能不全或精神障碍无法有效配合随访者。其中男55例，女20例;年龄38～88岁，平均（60.35±11.3）岁。所有患者及家属均知情同意并签署知情同意书，本研究已经医院伦理委员会批准。

1.2 方法 受检者先进行超声造影（CEUS）检查，采用GE LOGIQ E9彩色多普勒超声诊断仪，选择ML6-15高频线阵探头，频率为6～15 MHz，使用SONOVUE超声微泡造影剂，观察斑块内造影剂情况并同步存储动态图像。完毕后，继续行实时剪切波弹性成像（SWE）检查，检测剪切波传播速度（SWV）及杨氏模量。由两名经培训的熟练超声医师采用SupersonicImagineAixplorer 彩色多普勒超声诊断仪和SL15-4线阵探头（探头频率4～15 MHz，中心频率9.5 MHz）对患者扫查。扫查流程简述如下：启动弹性成像模式以获得二维灰阶和剪切波实时对比成像状态，选取杨氏模量量程为0～180 kPa，待图像稳定后，冻结并保存图像，启动定量工具Q-Box（深度1.1～1.5 cm，直径15 mm），将直径15 mm的感兴趣区（ROI）放置于不同模量值区域，记录系统自动计算得出ROI内杨氏模量的最大值、最小值和平均值。扫查过程中避免探头对检查部位加压。

1.3 斑块分类标准 根据斑块回声图像特征把斑块分为3种类型。（1）软斑：斑块内回声低于血管壁回声，且后方无声影（包括溃疡斑）;（2）硬斑：斑块回声与管壁叵声接或强于管壁，后方伴或不伴声影（包括钙化斑）;（3）混合斑：斑块内既有强回声又有低回声，后方伴或不伴声影。

1.4 统计学处理 采用SPSS 20.0软件对所得数据进行统计分析，计量资料用（x±s）表示，比较采用t检验，多组比较采用方差分析;计数资料以率（%）表示，比较采用字2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 CEUS结果 75例患者中常规超声共检出100处颈动脉斑块，根据斑块回声图像的特点将斑块分为低回声斑块（软斑）50处，斑块厚度1.5～4.9 mm，斑块所致狭窄率14%～67%;混合回声斑块（混合斑）32处，斑块厚度1.5～5.1 mm，斑块所致狭窄率17%～86%;强回声斑块（硬斑）18处，斑块厚度1.5～4.8 mm，斑块所致狭窄率15%～67%。

2.2 剪切波传播速度（SWV）结果 100处颈动脉板块中，混合回声斑块中有2处斑块、强回声斑块中有6处斑块测不出SWV值，为斑块硬度太大，SWV值超出可测量范围或患者配合性不佳导致目标位置移动性太大，无法测出该处斑块剪切速度值所致。50处低回声斑块SWV值为（1.57±0.30）m/s;30处混合回声斑块SWV值为（2.51±0.34）m/s;12处强回声斑块SWV值为（2.98±0.97）m/s。三种回声的斑块的SWV值比较，差异均有统计学意义（F=16.248，P<0.05），其中强回声斑块SWV值高于低回声斑块，差异有统计学意义（t=6.224，P<0.05）;混合回声斑块SWV值高于低回声斑块，差异有统计学意义（t=2.350，P<0.05）;强回声斑块组SWV值高于混合回声斑块，差异有统计学意义（t=3.197，P<0.05）。见图1～3。

2.3 三种斑块杨氏模量测量值比较 三种斑块平均杨氏模量、最大杨氏模量值及最小杨氏模量值比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。软斑的平均杨氏模量、最大杨氏模量值及最小杨氏模量值均低于混合斑和硬斑，其中混合斑均低于硬斑，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表1。

3 讨论

急性脑卒中的主要病理基础是易损斑块表面溃疡形成、破裂与糜烂而继发血栓形成和动脉管腔团塞，而与动脉粥样硬化导致的管腔狭窄程度并无

显著相关性。及早判断斑块的性质有助于预防和降低急性血管疾病的发生率和致死率。超声检查因其具有无创、简便易行和可重复等优点而成为诊断颈动脉斑块的首选影像学方法[5]。

斑块易损性的评价，不仅包括传统的形态学特征，更需对斑块内的炎症等代谢活动进行功能学检测。弹性是人体组织中受病理和生理过程影响最大的生物力学参数，弹性模量是弹性体的基本属性，斑块内不同成分含量和炎症活动强度的差异均可导致斑块弹性模量的变化[6]。已有报道证实基于静态或准静态的弹性显像可用于动脉粥样硬化斑块组织成分的识别，但由于血管壁内的应力不易直接测量，计算斑块的弹性模量存在较大的困难[7]。因此，用于动脉粥样硬化斑块的弹性成像主要集中于应变显像研究。SWE是近年兴起的一种可定量获得局部组织弹性信息的技术，目前主要用于甲状腺、乳腺、肝脏、前列腺、妇科、肌肉等领域，在动脉粥样硬化斑块组成成分识别及易损性评价方面的报道较少[8-9]。本研究利用SWE技术检测动脉粥样硬化斑块弹性模量的可行性，并评价该技术联合超声造影对不同斑块稳定性判断的价值。本研究中二维彩超可以了解动脉斑块的大小、位置、回声以及是否对管径造成狭窄，SWV可以显示管腔内血流充盈情况及斑块内部血流信号，显示斑块内部血流情况[10-11]。本研究中混合斑块中回声内未出新血管，检出的新生血管都出现在低回声中因此推测新生血管主要存在于低回声区，而低回声斑块是易损斑块，合斑的易损性与混合斑中低回声区域所占比例有关，即低回声所占比例越大，新生血管越多，斑块越趋于不稳定[12]。不同组织的弹性模量可以相差4个数量级，已经证实，弹性显像可以更加敏感地定征不同组织成分[13-14]。SWE利用声辐射力原理激励组织，使其产生低频、低速（在生物体内传播速度为1～10 m/s）的剪切波，通过在组织不同深度连续聚焦发射声辐射力脉冲，产生“马赫锥”现象，并利用20 000帧/s的极速超声成像技术捕获、追踪剪切波，测定其传播速度。对于各向同性的均质体，杨氏模量值（E）可近似为E=3ρC2，ρ为组织的密度，C为剪切波传导速度[15-17]。因此，在人体组织中，SWE可获得组织杨氏模量的实时图像。目前SWE主要应用于相对静止的组织成像，如甲状腺、乳腺、肝、前列腺、妇科、肌肉骨骼等，而在受脉搏搏动影响的器官和组织中应用较少。相关研究评估了在静止及脉动环境下，SWE测量PVA冷凝胶血管模型弹性模量的可重复性，观察者内部变异系数为7%～18%，操作者间变异系数为8%～20%，证实即使有脉搏搏动影响，SWE测量血管弹性特征仍具有很好的重复性[18-20]，本研究结果与之一致。

综上所述，SWE结合超声造影能够更好地显示颈动脉斑块内的结构特征，有助于颈动脉斑块稳定性的评估。

参考文献

[1]董亚贤，尧慧燕，石红婷，等.缺血性脑卒中患者颈动脉斑块稳定性的影响因素分析[J].中国动脉硬化杂志，2015，23（7）：717-721.

[2] Ariyoshi K，Okuya S，Kunitsugu I，et al.Ultrasound analysis of gray-scale median value of carotid plaques is a useful reference index for cerebro-cardiovascular events in patients with type 2 diabetes[J].J Diabetes Investig，2015，6（1）：91-97.

[3] Akkus Z，Hoogi A，Renaud G，et al.New quantification methods for carotid intra-plaque neovascularization using contrast-enhanced ultrasound[J].Ultrasound Med Biol，2014，40（1）：25-36.

[4]曾莎.速度向量成像對老年代谢综合征颈动脉粥样硬化的评价[D].天津：天津医科大学，2013.

[5]中国医师协会超声医师分会.血管和浅表器官超声检查指南[M].北京：人民军医出版社，2011：26.

[6] Pellerito J S，Polak J F.Introduction to Vascular Ultrasonography[M].6th.Netherlands：Elsevier，2012：149.

[7] Bamber J，Cosgrove D，Dietrich C F，et al.Efsumb guidelines and recommendations on the clinical use of ultrasound elastography.Part 1：Basic principles and technology[J].Ultraschall Med，2013，34（2）：169-184.

[8]高振洋，孙正辉，罗渝昆，等.实时剪切波弹性成像技术检测颈动脉斑块弹性参数的对照研究[J].海南医学，2015，26（9）：1285-1289.

[9] Ramnarine K V，Garrard J W，Dexter K，et al.Shear wave elastography assessment of carotid plaque stiffness：in vitro reproducibility study[J].Ultrasound Med Biol，2014，40（1）：200-209.

[10]王艳红，钱林学，胡向东，等.剪切波弹性成像技术评估颈动脉斑块硬度[J].临床和实验医学杂志，2015，14（4）：327-330.

[11]张蕾，勇强，牛宏珍，等.实时剪切波弹性成像定量评价颈动脉粥样硬化斑块[J].中国医学影像技术，2013，29（12）：1949-1952.

[12]樊荣，冯建钦，郭倩倩，等.剪切波弹性成像用于动脉粥样斑块组织成分定征及易损性评价的实验研究[J].中华超声影像学杂志，2015，24（5）：429-434.

[13] Geroulakos G，Ramaswami G，Nicolaides A，et al.

Characterization of symptomatic and asymptomatic carotid plaques using high-resolution real-time ultrasonography[J].Br J Surg，1993，80（10）：1274-1277.

[14]王艳红，钱林学，胡向东，等.剪切波超声成像定量参数评价颈动脉斑块易损性[J].临床和实验医学杂志，2015，14（13）：1090-1092.

[15]李雪娇，高虹，刘乔建，等.实时剪切波弹性成像在婴幼儿肌性斜颈早期诊治中的应用研究[J].中国医学创新，2019，16（23）：10-14.

[16]张维忠.动脉弹性功能临床研究的现状和意义[J].中华心血管病杂志，2003，31（4）：243-244.

[17]马玉峰，张昕，张微，等.Q-box手动描绘模式剪切波弹性成像对乳腺癌新辅助化疗后腋窝淋巴结转移的早期预测[J].中国医学创新，2018，15（26）：129-133.

[18]周跃，范晓芳.超声剪切波弹性成像对乳腺肿瘤BI-RADS分类评估的研究[J].中外医学研究，2017，15（36）：87-88.

[19]陈梅，肖旭平.实时二维灰阶超声造影对甲状腺恶性结节的诊断价值[J].中国耳鼻咽喉头颈外科，2017，24（5）：265-266

[20]陈芳.超声弹性成像技术在2型糖尿病患者动脉血管壁弹性评估中的价值[J].中国医学创新，2015，12（11）：11-13.

（收稿日期：2020-05-06） （本文编辑：田婧）