速度向量成像技术评价颈动脉软斑块稳定性研究

曾兰芬，赵　萍，潘莹莹（广州中医药大学第一附属医院医技科，广东广州50405）

·论著·

速度向量成像技术评价颈动脉软斑块稳定性研究

曾兰芬1，赵萍2，潘莹莹3（广州中医药大学第一附属医院医技科，广东广州510405）

目的初步探讨速度向量成像技术（VVI技术）分析评价原发性高血压合并2型糖尿病患者颈动脉软斑块稳定性的临床应用价值。方法选取研究对象60例，分为原发性高血压组（n=20）、高血压合并2型糖尿病组（n=20），对照组（n=20）；运用VVI软件计算斑块肩部、顶部及同一切面内膜对应点应变峰值及应变率，并与正常对照组动脉壁运动参数进行比较。结果最大厚度单层短轴切面：对照组患者血管内膜1-6点应变峰值比较，差异无统计学意义（P＞0.05），原发性高血压组和高血压合并2型糖尿病组患者斑块段血管内膜1-6点应变峰值比较，差异有统计学意义（P＜0.05），即斑块处肩峰、顶部内膜应变峰值显著高于同一切面对应点内膜测值（P＜0.05）。高血压合并2型糖尿病组与高血压组斑块处肩峰、顶部血管内膜应变峰值比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论VVI技术可以检测颈动脉软斑块的应变及应变率来评估斑块的稳定性，为易损斑块的检测提供了新的方法。

糖尿病，2型；诊断显像；向量心电描记术；颈动脉；高血压

高血压、糖尿病、高脂血症等是动脉粥样硬化的危险因子，是老年人发生心脑血管意外的重要原因之一。流行病学研究和临床试验证实动脉粥样硬化斑块破裂是心脑血管病患者死亡的独立预测因素［1］，而软斑块的破裂被认为是导致心脑血管疾病最危险的因素。目前临床上对动脉粥样硬化斑块的研究大多是定性研究，定量研究的方法还比较少，本文将速度向量成像技术（VVI技术）应用于不同疾病颈动脉软斑块的应变研究，旨在通过定量分析，探讨评价易损斑块的新方法，为临床及早干预和治疗提供更多影像学依据。

1　资料与方法

1.1资料

1.1.1一般资料选择2014年7月至2015年3月在广州中医药大学第一附属医院就诊患者，其中高血压组患者20例，男11例，女9例，平均年龄（55.8±4.8）岁脉压差（41.3±6.5）mm Hg，心率（71.0±9.5）次/分；原发性高血压合并2型糖尿病组患者20例，男12例，女8例，平均年龄（55.3±4.6）岁，脉压差（42.0±6.3）mm Hg，心率（72.0± 9.8）次/分；对照组为同期正常志愿者20例，男10例，女10例，年龄（52.7±5.9）岁，脉压差（42.8±6.6）mm Hg，心率（74.0±9.6）次/分。三组研究对象性别、年龄心率等指标比较，差异无统计学意义（P＞0.05），两组高血压患者脉压差比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

1.1.2纳入排除标准原发性高血压诊断参照2007年《中国高血压病防治指南》，2型糖尿病诊断标准参照1999年WHO关于2型糖尿病的诊断。斑块诊断参照《超声医学》第5版的超声诊断标准。排除标准：剔除妊娠期或哺乳期妇女不能配合检查者；颈动脉超声显示管腔内斑块导致严重血流阻塞或完全无斑块形成；斑块超过管腔中心的患者；合并重度心肺功能不全、重度心律失常；严重肝肾功能不全；全身免疫性疾病；严重感染；恶性瘤；急性冠脉综合征；急性脑卒中。

1.2方法

1.2.1仪器采用西门子Sequoia 512超声诊断仪，15L8w浅表器官探头，频率14MHz，配备西门子公司VVI软件。

1.2.2图像采集在同一超声条件下扫查双侧颈动脉。患者取仰卧位，头后仰，充分暴露颈前部。从颈动脉根部开始，依次向上检查颈总动脉至分叉处，以颈动脉内膜-中膜厚度（IMT）＞1.2 mm作为斑块筛查标准。连接心电图导联，采用局部放大功能，清晰显示具有斑块的血管短轴切面，嘱患者屏住呼吸，选取3个连续心动周期的颈动脉软斑块最大厚度短轴切面作为血管分析切面，对照组血管切面选取颈总动脉分叉口下1 cm血管短轴切面，存储二维灰阶图像，MO磁光盘导出图像数据进行脱机分析。

1.2.3观察位点的设置在软斑块最大厚度单层短轴切面上按逆时针方向分别取1～6点，斑块肩部（斑块与正常颈动脉管壁交叉处）左侧点定义为1点，右侧点定义为3点，顶部定义为2点；通过动脉管腔中点，与1点呈180°对应管壁为4点，与2点呈180°对应管壁为5点，与3点呈180°对应管壁为6点。见图1。

图1　软斑块最大厚度单层短轴切面图

1.3统计学处理应用SPSS13.0统计软件进行数据分析。计量资料以表示，采用t检验；计数资料采用方差检验，斑块处不同内膜位点应变峰值测值及对照组之间参数比较采用t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结　果

2.1VVI参数测值的比较（1）对照组1-6点内膜位点之间应变峰值及应变率比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。（2）高血压组和高血压合并2型糖尿病组患者斑块段1-6点内膜位点之间应变峰值及应变率比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。斑块处内膜位点与同一切面相对应内膜位点两两之间比较，斑块肩部应变峰值及应变率显著高于同一切面斑块对应点内膜测值（P＜0.05），斑块顶部应变峰值及应变率显著高于同一切面斑块对应点内膜测值（P＜0.05）。（3）高血压合并2型糖尿病组与高血压组斑块肩部、顶部内膜应变峰值及应变率比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。高血压组、高血压合并2型糖尿病组患者斑块处内膜应变峰值及应变率与对照组比较，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表1、2。

表1　各组1～6点内膜应变峰值（Smax）比较（）

表1　各组1～6点内膜应变峰值（Smax）比较（）

注：与组内各对应点比较，aP＜0.05；与对照组比较，bP＜0.05；与高血压组比较，cP＜0.05。

位点　对照组　高血压组　高血压合并2型糖尿病组123456 3.12±0.07ab3.09±0.08ab3.06±0.08ab2.89±0.10b2.90±0.12b2.86±0.11b3.03±0.09 3.01±0.08 2.96±0.10 2.97±0.10 2.99±0.11 2.95±0.09 3.17±0.08abc3.15±0.10abc3.11±0.07abc2.91±0.07b2.88±0.12b2.87±0.09b

表2　各组1～6点内膜应变率（SRmax）比较（）

表2　各组1～6点内膜应变率（SRmax）比较（）

注：与组内各对应点比较，aP＜0.05；与对照组比较，bP＜0.05；与高血压组比较，cP＜0.05。

位点　对照组　高血压组　高血压合并2型糖尿病组123456 0.51±0.07ab0.49±0.11ab0.52±0.07ab0.45±0.08b0.42±0.09b0.45±0.09b0.41±0.11 0.40±0.10 0.42±0.10 0.38±0.09 0.36±0.09 0.39±0.09 0.56±0.08abc0.56±0.10abc0.57±0.08abc0.44±0.08b0.44±0.11b0.46±0.10b

2.2VVI重建三维应变参数图的图像观察血管短轴切面对照组血管内膜在心动周期中，重建三维参数图显示波峰、波谷的波福较一致。斑块段血管内膜重建三维应变参数图显示粥样硬化斑块处血管内膜应变波峰、波谷的高低不一，高血压合并糖尿病组较高血压组显示血管内膜应变波峰、波谷的波福高低不一加剧。

图2　VVI重建三维应变参数图

3　讨　论

不稳定斑块及血栓形成是多种因素综合作用下的结果，最终表现为血管重塑，因此容易破裂并能迅速堵塞血管腔，在临床上引起严重的后果。目前对不稳定斑块检测的方法有很多，但是缺乏可靠的诊断技术对其稳定性进行评价。超声能对血流力学参数及不稳定斑块性质进行准确的评价，为今后动脉粥样斑块不稳定性研究提供了新的方向。

普遍研究表明，高血压、高血脂、高血糖等为动脉粥样硬化主要危险因素，其中高血压是促进冠状动脉、颈动脉和外周动脉硬化发生及发展的重要因素，且血压水平与主动脉、冠状动脉和脑动脉硬化程度呈正相关［2］。血压持续升高对血管的机械性作用，导致血管内皮功能障碍，血管内膜损伤增厚，成为形成粥样斑块的病理基础。

高血压伴糖尿病时并发大、小血管病变的危险性成倍增长，导致冠心病、心衰、脑卒中、肾病的患病率和死亡率明显增高［3］。瑞金医院通过研究正常高值血压对2型糖尿病动脉粥样硬化的影响得出合并高血压和正常高值血压的糖尿病患者颈动脉IMT及baPWV较正常血压的糖尿病患者均显著增加。表明在2型糖尿病患者中伴发血压异常可以增加动脉粥样硬化风险［4］。

VVI技术是新近推出的研究心肌及血管结构力学、分析局部心功能及血管壁内膜功能的新技术［5-6］。能定量分析心肌组织在多个平面的结构力学变化，定量检测心肌长轴、短轴和圆周方向的运动速度、应变和应变率，能够提供速度向量大小和方向、三维重建可视化手段［7］，并能较准确反映病变部位血管壁运动能力的异常改变。日前，已有学者应用VVI技术在血管壁斑块特性的初步研究上。

马琳等［8］研究表明颈动脉管壁所受外力主要包括血流机械运动力学及血压产生的压力，而对于无斑块的短轴切面颈动脉，各壁的结构及所受的外力相同，故颈动脉各壁局部组织的形变程度及速率应变无明显差异，这与本研究结果显示对照组血管内膜1-6点峰值应变和应变率比较，差异无统计学意义（P＞0.05）是一致的。然而斑块组斑块段内膜1-6点峰值应变和应变率比较，差异有统计学意义（P＜0.05），即斑块处斑块肩峰、顶部峰值应变和应变率显著高于同一切面对应点内膜测值（P＜0.05）。考虑产生这种差异的原因之一是血流的低剪切作用力引起的。血管腔内斑块处受到的作用力包括正应力，剪切应力，轴应力，其中血流低剪切力作用是诱导颈动脉粥样硬化发生及粥样硬化斑块形成的关键因素。它一方面可以加重内膜损伤，增加脂质在管壁的沉积；另一方面使血管发生重塑，导致斑块形成。当斑块最终突入管腔生长，斑块周围的剪切力发生实质性的变化，斑块肩部正应力增加，使斑块出现的裂隙和血栓恶化，加速斑块破裂脱落［9］。

另外本研究结果提示高血压合并糖尿病组与高血压组斑块段1-6点内膜峰值应变有统计学意义（P＜0.05）。且重建三维应变显像存在差异性，即高血压合并糖尿病组，重建三维应变显像提示波峰、波谷高低不一加剧，峰值变化出现不一致。这与王丽娜等［10］研究得出糖调节受损（IGR）和糖尿病组（DM）组CysC及RBP明显高于血糖正常组，且提示随着高血压患者糖代谢异常的加重，CysC及RBP水平逐渐升高，进一步说明随着高血压病患者糖代谢异常的加重，其动脉粥样硬化程度逐渐加重是一致的。

本文研究结果显示VVI技术在颈动脉软斑块分析方面克服了角度上的限制，同时其无创、可视化量化观察的技术较传统的多普勒技术、CTA、MRI和MRA、IVUS等技术更具有优越性，与新研究的分析血管弹性的技术相比较，该技术不仅可以对长轴进行分析，还可以对短轴进行分析，对所研究的组织定位也更加准确。

总之，VVI技术在体、方便、无创及不受角度限制的优点，为研究易损斑块的生物力学特性，评估斑块的稳定性方面提供了新的工具。

［1］中国高血压防治指南修订委员会.中国高血压防治指南（2005修订版全文）［Z］.2005.

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Study on velocity vector imaging technique for evaluating stability of carotid soft plaque

Zeng Lanfen，Zhao Ping，Pan

Yingying（Department of Medical Techniques，First Affiliated Hospital，Guangzhou University of Chinese Medicine，Guangzhou，Guangdong 510405，China）

ObjectiveTo preliminarily explore the application value of veloctiy vector imaging（VVI）technique in evaluating the stability of the carotid arterial soft plaques in the patients with essential hypertension complicating diabetes.Methods Totally 60 research subjects were selected and divided into the essential hypertension（EH）group（20 cases），EP complicating type 2 diabetes mellitus（T2DM）group（20 cases）and control group（20 cases）.The VVI software was used to calculate the technology to detect the strain peak value and strain rate of the plaque shoulder，top and intima corresponding point of same section and compared with the arterial wall motion parameters in the normal control group.ResultsThe monolayer short axis section with maximal thickness：the strain peak value at intimal 1-6 points in the control group show no statistically significant differences（P＞0.05）；which had statistically significant difference between the EH group and the EP complicating T2DM group（P＜0.05），i.e.，the intimal strain peak values in the shoulder and top of plaque were significantly higher than the detected intimal values in the corresponding point of the same section（P＜0.05）.The intimal strain peak values in the shoulder and top of plaque was statistically significant between the EH group and EH complicating T2DM group（P＜0.05）.ConclusionThe VVI technique can be used to evaluate the stability of carotid soft plaque by detecting the strain and strain rate and provides a new method for detecting vulnerable plaque.

Diabetes mellitus，type 2；Diagnostic imaging；Vectorcardiography；Carotid arteries；Hypertension

10.3969/j.issn.1009-5519.2016.03.014

A

1009-5519（2016）03-0361-03

曾兰芬（1985-），硕士研究生，医师，主要从事血管超声工作。

（2015-11-06）