声脉冲辐射力弹性成像联合超声造影评价颈动脉不稳定斑块及对急性脑缺血性事件的预测

姚俊东，张周龙，王运昌

河南科技大学临床医学院，河南科技大学第一附属医院超声科，河南洛阳 471003；

颈动脉粥样斑块是颈动脉粥样硬化的特征性表现，分为稳定性斑块和不稳定性斑块（vulnerable plaque，VP）[1-2]。丁昱等[3]研究发现，VP具有薄或不光整的纤维帽、较大的脂质核心、多发病理性滋养血管（pathologic neovascularization，PNV）、斑块内出血等特征。VP易出血、破裂并促使血栓形成，从而导致卒中事件的发生。我国致死率和致残率第 1位疾病均为脑血管疾病，其中78%为缺血性脑血管病，这与颈动脉粥样斑块所致动脉管腔局部狭窄密切相关[4]。既往研究证明，VP是急性缺血性脑卒中（cerebral ischemic stroke，CIS）的重要危险因素[5]。本研究应用声脉冲辐射力弹性成像（acoustic radiation force impulse，ARFI）与超声造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）分别对VP的剪切波速度（shear wave velocity，SWV）和增强强度（enhanced intensity，EI）进行定量分析，评价 VP的质地及PNV增生情况，分析其与CIS发病的关系，为临床针对急性缺血性脑卒中的靶向防治提供依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2016年9月－2017年7月河南科技大学第一附属医院就诊的95例伴有VP患者的临床资料。根据 MRI所证实有、无急性缺血性脑梗死灶将所有患者分为有症状组53例和无症状组42例。有症状组中，男31例，女22例；平均年龄（65.75±12.35）岁。无症状组中，男28例，女14例，平均年龄（64.89±11.60）岁。纳入标准：①经常规颈动脉超声显示伴有VP者；②所研究斑块需符合 VP的二维声像特征，即极低回声斑块、含有大的脂质核心的不均质回声斑块、纤维帽厚薄不均的斑块和溃疡斑[6-7]；③斑块位于颈动脉分叉处；④如有多个颈动脉斑块，选择不稳定性特征最明显的斑块；⑤无明显超声造影禁忌证，且自愿签署知情同意书；⑥均行超声心动图检查。排除标准：①既往有过敏病史；②严重器官功能不全，尤其是肺功能不全者；③心源性脑卒中；④大动脉炎（颈动脉）；⑤肿瘤性疾病；⑥颅内出血性疾病等。

1.2 仪器与方法 采用 Siemens Acuson S2000超声诊断仪，9L4线阵探头，频率为8 MHz（内置ARFI技术）；GE Logiq E9超声诊断仪，9L线阵探头，频率为8 MHz（内置CEUS技术）。检查时患者取仰卧位，头部偏向对侧并适当后仰，充分暴露颈部。超声检查包括以下项目，①常规超声：在常规颈动脉超声下筛选出符合标准的VP，观察其形态、内部回声，并于最大长轴、短轴切面上分别测量长度、厚度。②ARFI测量：采用Siemens Acuson S2000设备，选取斑块长轴切面并予以固定，调节并移动取样框（6 mm×5 mm），使其最大限度地包含整个斑块，固定取样框并计算VP的SWV值。③CEUS：采用GE Logiq E9设备，调至双幅颈动脉造影模式下，机械指数设为0.13，聚焦区调至颈动脉后壁水平处。将9% NaCl注射液5 ml与声诺维（SonoVue，Bracco，Italy）干粉配置成混悬液并抽吸2.4 ml，于2～3 s内经肘部表浅静脉团注完毕后，再以9% NaCl注射液5 ml以相同速度冲管。在注射造影剂的同时启动计时器，观察感兴趣VP显影的全过程，并将动态影像资料分段、全程储存，以便后期进行实时动态分析。所有患者均在同样参数下进行检查。采用定量分析记录VP内部增强情况。启动时间-强度曲线（time-intensity curve，TIC）分析软件，沿VP的轮廓人工勾勒感兴趣区（ROI），系统自动动态追踪ROI，自动分析生成TIC曲线，得出峰值强度（A）值及组织基础强度（B）值，A-B值代表ROI的EI。所有患者均在同一条件参数下进行数据采集。见图1。

图1 男，65岁，颈动脉易损斑块（高风险）声像图。常规超声声像图中，左侧颈总动脉近分叉处前壁可见一等回声斑块，局部可见点片状低回声区，其远心端肩部纤维帽厚薄不均（A）；超声造影图像中，在造影过程中可见数条粗大新生血管间断性显影（B）；ARFI图像显示SWV值为2.26 m/s（C）；CEUS TIC曲线：黄色代表颈动脉斑块增强情况，蓝色代表颈动脉管腔增强情况（D）；箭示斑块位置

1.3 统计学方法 采用SPSS 22.0软件，计量资料以±s表示，两组间比较采用成组t检验。绘制受试者工作特性（ROC）曲线，获得曲线下最大面积、截点值以及截点值的灵敏度及特异度，计算其约登指数、阴性预测值及阳性预测值。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者一般资料比较 有症状组与无症状组患者年龄及性别构成比较，差异均无统计学意义（t=0.183，P＞0.05；χ2=0.671，P＞0.05）。见表 1。

表1 有症状组与无症状组患者一般情况比较

2.2 两组患者VP的SWV、EI、长度及厚度比较 有症状组EI大于无症状组，SWV小于无症状组，差异均有统计学意义（P＜0.01）；而两组间VP的长度与厚度比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

2.3 SWV及EI值对CIS发病风险的预测情况 根据ROC曲线，当AUC为0.688，SWV诊断界值为2.190 m/s，预测CIS的灵敏度为66.04%，特异度为76.19%，阳性预测值为 77.78%，阴性预测值为64.00%，约登指数为0.42；当AUC为0.663，EI诊断界值为3.785 dB，预测CIS的灵敏度为49.06%，特异度为80.95%，阳性预测值为76.47%，阴性预测值为55.74%，约登指数为0.30。见表3及图2。

2.4 ARFI联合 CEUS对 CIS发病风险的预测情况 当 EI≥3.785 dB 或 SWV＜2.19 m/s时，预测 CIS的灵敏度为84.91%，特异度为71.43%，阳性预测值为78.95%，阴性预测值为78.95%，约登指数为0.56。

表2 有症状组与无症状组间VP的SWV、EI、长度及厚度比较（ ±s）

表2 有症状组与无症状组间VP的SWV、EI、长度及厚度比较（ ±s）

分组例数SWV（m/s）EI（dB）斑块长（mm）度斑块厚度（mm）无症状组42 2.40±0.59 2.84±1.22 11.92±5.16 3.00±0.84有症状组53 1.92±0.57 3.66±1.48 13.64±1.20 2.98±0.99 t值4.017 2.895 1.302 0.111 P值0.001 0.005 0.196 0.912

表3 SWV及EI值对CIS发病风险预测情况

图2 SWV及EI值对CIS发病风险预测情况的ROC曲线

3 讨论

我国每年针对脑卒中的诊治费用超过百亿元，给国家及患者家庭均带来严重的经济负担[8-9]。脑卒中的主要病理基础是颈动脉粥样硬化，动脉硬化的特征性表现是VP的形成[10]。目前国内外研究认为，VP内部PNV以及质地情况与自身稳定性及脑卒中发生息息相关[11]。PNV加速动脉粥样硬化的病变过程及斑块形成，并且能够导致VP内部出血、破裂，从而致使一系列CIS症状的出现，是斑块易损性的重要危险因素[12]。

近年，弹性成像技术成为临床研究领域一项新的检测技术，其中ARFI技术为评估VP内部成分、质地开拓了新的方向，其通过向感兴趣组织施加压力辐射，检测组织在不同时间点相应的应变情况，从而分析组织的黏弹特性[13]。感兴趣组织的硬度与SWV呈正相关。

超声造影是目前能够可靠、客观、无创地分析VP内部新生血管的新型检测方法[14]。目前所使用的六氟化硫-微气泡造影剂内部成分为氟化合物气体，直径小于红细胞，随血液可以自由通过组织、器官的微循环，在短时间内可以通过呼吸快速代谢，是一种较为理想、安全的血管追踪剂[15]。目前超声造影对于VP内部新生血管的评估主要有半定量分析法和定量分析法。既往研究证明，与半定量分析法相比，定量分析VP的EI值能够更加客观地反映VP内部PNV增生情况[16]。

本研究结果显示，无症状组SWV显著高于有症状组，表明有症状组VP质地较无症状组软，与Osaki等[17]的研究结果一致，推测与有症状组VP的纤维帽较薄、脂质核心较大、内部炎症细胞浸润等不稳定成分较多有关。有症状组EI显著高于无症状组，与李超伦等[18]的研究结果一致，说明有症状组VP内部PNV增生程度较高，斑块内部更容易出血并破裂，导致CIS发生的风险程度更高。有症状组VP的长度、厚度均值与无症状组比较差异均无统计学意义，与薛红元等[19]的研究结果不相符。经分析发现在研究过程中，ARFI技术容易受到呼吸、颈动脉搏动以及取相框大小不可调节的影响，致使体积较小的斑块因无法测量 SWV值而不能纳入本研究，在一定程度上干扰了组间长度与厚度的统计学分析结果。ROC曲线分析发现，当SWV截点值为2.190 m/s（AUC=0.688）时，预测CIS发病的灵敏度、特异度、约登指数分别为 66.04%、76.19%、0.42；当EI截点值为3.785 dB（AUC=0.663）时，预测CIS发病的灵敏度、特异度、约登指数分别为49.06%、80.95%、0.30。本研究将ARFI、CEUS技术联合应用时，预测CIS发病的灵敏度、特异度、约登指数分别为84.91%、71.43%、0.56，这3项指标明显优于单独应用ARFI、CEUS时，并且联合应用时阴性预测值及阳性预测值也较高，对CIS发病风险具有较高的预测价值，使高危人群能够及时被识别并得到靶向治疗，从而降低CIS的发病风险，提高生活质量，减少医疗费用的支出。

ARFI技术容易受到呼吸及动脉搏动、取样框不可调节的影响，SWV值测量误差比较明显，当一部分斑块内部PNV增生程度较高，但局部有钙化强回声时，仅应用ARFI量化其SWV值会误认为其稳定性较高。当斑块内部出现大的脂质核心、明显出血以及低增生程度的PNV时，其稳定性较低，此时单独应用CEUS量化其EI值亦会误认为稳定性较高。故利用联合方法评估可有效提高预测效能。

本研究联合应用CEUS及ARFI技术分别对VP的质地及新生血管进行评估，发现CIS与无症状人群之间VP的易损性差异，并对VP与CIS的相关性进行初步研究，但尚有待进一步完善之处：①纳入样本例数相对较少，研究结果仍需大样本量进一步证明；②应用 CEUS、ARFI时大多在斑块最大切面进行观察分析，无法客观地反映斑块的整体情况。

总之，ARFI和CEUS技术均可量化分析CIS与无症状人群之间VP的差异。识别高危人群，及早进行靶向防治，并能够初步预测CIS的发病风险，尤其是两者联合应用时对 CIS发病风险的预测有更高的效能。

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