声触诊组织量化评价颈动脉斑块与脑卒中风险的相关性研究

杨环宇，杨 扬，任建丽，王志刚

（重庆医科大学超声影像学研究所 重庆医科大学附属第二医院超声科，重庆 400010）

脑卒中是严重危害人类健康的重要疾病之一，具有高致残率及高致死率的特点，而缺血性卒中约占脑卒中整体的70%左右[1]，对其高危人群开展早期诊疗具有重要意义。缺血性卒中最主要的病因即为动脉粥样硬化，约有30%的缺血性卒中是由颈动脉粥样硬化导致的[2]，其中，斑块破裂-血栓形成-动脉闭塞是动脉粥样硬化导致缺血性卒中的主要机制。目前，学者们对颈动脉斑块稳定性的判断进行了多方面研究。声触诊组织量化（Virtual touch tissue quantification，VTQ）作为一种超声弹性成像新技术，可以获得斑块的组织成分参数并反映其稳定性。但颈动脉斑块弹性硬度特征与脑卒中初次发作风险之间的相关性及特点尚不完全清楚。本文针对颈动脉斑块患者中，尚未发生过脑卒中的这一特殊群体，通过弹性成像检测颈动脉斑块质地，分析其与脑卒中发病不同风险等级的相关性，为脑卒中防治提供重要依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象

收集2017年1—6月来我院行颈动脉超声检查患者，纳入标准：①斑块厚度＞2 mm，有多处斑块者，要求各斑块回声特性无明显差异，并选取最厚斑块进行研究；②既往无脑卒中或短暂性脑缺血发作病史，从未出现过局灶性神经功能缺损等特异性卒中症状，无脑梗死后遗症；③颅脑CT、MRI显示无卒中相应影像学表现。排除标准：已经发生过脑卒中的颈动脉斑块患者。共入选颈动脉斑块患者98例，男61例，女 37 例，年龄 34～90 岁，平均（66.2±10.6）岁。

1.2 仪器与方法

1.2.1 临床资料

对所有研究对象详细询问病史，记录年龄、性别、吸烟史、高血压病史、糖尿病史、心血管病史、有无心房颤动及左心室肥厚。检测血清甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白（LDL）、血清肌酐（Cr）、尿酸（UA）、空腹血糖（FBG）；收集研究对象的血压（mmHg）（1 mmHg=0.133 kPa）、身高（m）、体质量（kg）、计算体质量指数（BMI）=体质量/身高2（kg/m2）。

1.2.2 超声检查

采用Siemens Acuson 2000超声诊断仪，9L4探头（频率4～9 MHz）。对所有患者均采集以下参数：①常规二维超声显示颈动脉斑块，于最大横切面测量斑块处管腔的残余及原始管径、残余及原始面积。②二维灰阶图像清晰显示颈动脉斑块后冻结、存储，利用DFY定量分析软件得出斑块的灰度值。该软件的原理是将勾选区域内所有像素点的灰度值进行统计学分析，得出该区域的总体灰度值，对定性、直观的超声灰阶图像以灰度值定量表示。③切换实时剪切波弹性成像模式，取样框移至斑块处，保证取样框内不含血流，每次测量时嘱患者屏气，同一位置测量5次剪切波传播速度（Shear wave velocity，SWV）取其平均值，见图 1～4。

1.2.3 模型应用及分组

脑卒中初发风险依据改良的Framingham卒中量表得出，研究脑卒中预期风险的不同评估公式和模型里，应用最为成熟、适用人群较为广泛的是美国Framingham研究提出的卒中风险评分（Framingham risk score，FRS）系统[3]。 该研究在人群中筛选出年龄、收缩压、降压治疗、糖尿病史、吸烟、心血管病史、心房颤动史及左心室肥厚等卒中预测因子并赋予分值权重，由此计算出未来10年卒中发病概率，它是用于缺血性脑卒中一级预防风险评估的数学模型。对每例导入患者收集上述评分所需资料后，确定每个人的危险因素点数并合计，得到风险评分值与卒中发病风险率，并依据风险等级分组：高危组：风险率≥10%，非高危组：风险率＜10%。

1.3 统计学方法

2 结果

两组间性别、年龄、收缩压、吸烟率、心血管病患病率、房颤及左心室肥大患病率、Cr、BMI、SWV值、斑块灰度值、斑块处管腔直径比及面积比差异均有统计学意义（P 均＜0.05），见表 1。

对可能影响脑卒中发病的相关因素行多因素Logistic回归分析：将Framingham模型以外的因素变量包括TG、TC、HDL-C、LDL-C、Cr、UA、FBG、BMI、SWV、斑块灰度值、斑块处管径比及面积比作为自变量纳入Logistic回归模型，以是否为脑卒中高风险人群为因变量，采用向后逐步Logistic回归分析，结果显示：SWV、BMI、Cr为脑卒中发病高风险的影响因素，其中SWV与发病风险呈负相关，见表2。

图1～4 对同一患者利用自动选取工具勾勒斑块获得斑块灰度值（图1）、弹性成像测定SWV（图2），并于最大横截面测量斑块处管腔面积及管腔直径（图 3，4）。Figure 1～4.The following operations are performed on the same patient:outlining boundaries of the plaque and getting its gray values(Figure 1),getting the SWV values using VTQ(Figure 2),measuring the lumen areas and diameters at the maximum cross section(Figure 3,4).

表1 两组患者临床基线资料及超声指标比较

表2 脑卒中风险因素的Logistic回归分析

以上面所述脑卒中相关因素为自变量，卒中评分值为因变量，采用多元线性回归逐步法分析脑卒中发病风险与这些因素之间的关系。结果显示：SWV、Cr、LDL与卒中风险值存在线性回归关系，见表3。

表3 脑卒中发病风险的多元线性回归模型参数估计

SWV值与斑块灰度值呈显著正相关（r=0.856，P=0.000），与斑块处管腔直径比及面积比则无明显相关性（P 均＞0.05）。

3 讨论

对粥样硬化斑块的组织学研究发现，稳定斑块与易损斑块是其存在的两种状态[4]。研究表明[5-6]，斑块脂质核心大，纤维、钙化成分少，斑块内出血，均使得斑块弹性大、质地软，承受的应力大、易于破裂，即属于易损斑块；稳定斑块则与此相反，含脂质少、质地较硬，不易引发心血管事件。SWV值与组织弹性成反比，随组织硬度的增加而增加，因此SWV值较小，则斑块趋于破裂；SWV值较大，则斑块趋于稳定。本研究中，脑卒中发病高风险组的斑块SWV值较中低风险组明显更低，且差异有统计学意义（P＜0.01）。多元线性回归中，斑块的SWV值是脑卒中风险评分高低的主要影响因素，二者为负线性相关，这与Logistic多因素逐步回归结果一致，即SWV呈相对高值对脑卒中风险人群是一种保护性因素，SWV值越大、斑块弹性应变越低，脑卒中发生风险也相对较低，考虑其原因为SWV值较高的斑块，主要包含非脂质成分，故较稳定。综上所述，VTQ技术可根据斑块的SWV值大小推测斑块的性质及稳定性。

斑块负荷包括斑块厚度、斑块面积、管腔面积、管腔直径，也是影响斑块稳定性的重要因素[7]。研究认为[8]颈动脉斑块进展所致的管腔狭窄及斑块易损性共同导致了缺血性脑卒中的发生，大量研究也证实了脑卒中事件的决定因素是颈动脉斑块的稳定性而非管腔狭窄程度[9-10]。孙翾等[11]的研究表明，颈动脉轻、中度狭窄患者斑块成分主要为脂质，重度狭窄患者主要为混合型和钙化斑块，斑块的成分状态与管腔狭窄程度并不呈正相关，这与本研究中，斑块处管腔面积及管腔直径与斑块的弹性值无明显相关性的结果一致（P均＞0.05）。但是，管腔明显狭窄可导致局部血流压力显著增大，斑块表面剪切力增加，促使斑块破裂出血，造成脑卒中，故管腔狭窄率＞40%的斑块易损性也增加[12]，因此颈动脉斑块的易损性与颈动脉狭窄程度对脑卒中发生的作用并不能完全分离。本研究结果显示斑块处管腔面积比、直径比在脑卒中不同风险组间比较有统计学差异（P＜0.05），与此同时，在Logistic回归模型中未能成为脑卒中发病的相关因素，考虑其原因可能为入组人群里颈动脉斑块厚度达到管腔狭窄的患者所占比例少，在统计分析过程中该因素未显现出意义。

二维灰阶超声通常根据回声及表面形态判断斑块稳定性，认为低回声代表出血、脂质，中等回声为纤维组织，高回声部分是钙化。多数研究表明斑块回声强弱与临床症状之间具有较大的相关性，中低回声及混合回声斑块患者出现脑卒中的可能性较大，Arai等[13]的研究中，所有低回声斑块病理均证实为脂质成分。也有研究显示[14]中低及混合回声类型斑块其组织成分及脑卒中发生率无明显差异。究其原因，可能由于判断斑块回声时主要依靠操作者自身经验，对回声等级较为接近的斑块定性时结果具有较大波动。本研究中对斑块回声强弱采取较为客观的灰度值定量表示，避免了主观因素的干扰。Pearson相关分析显示斑块灰度值与SWV值具有良好正相关性（r=0.856，P=0.000），二者均在不同风险组间比较时出现统计学差异（P＜0.05），但斑块灰度值在本实验的Logistic回归分析中未成为脑卒中发病风险的影响因素，考虑其原因主要是因为灰度值与弹性值相关性较高，在逐步回归过程中仅纳入其中一个变量。VTQ无须施加外力即可判断组织弹性硬度，只要取样框不接触血液、包含部分管壁及周围组织对测量结果无明显影响，其测定不受斑块大小限制[15]，受人为主观误差影响小，故VTQ技术能够较为可靠地提供斑块组织病理特征的定量参数，与二维超声提供的斑块厚度、形状、血流动力学等多方面信息综合，可更准确地鉴别斑块成分及其稳定性[16]。

高脂血症是导致动脉粥样硬化斑块形成的始动因素，LDL除了是重要的内皮损伤因子外，还能上调巨噬细胞集落刺激因子和单核细胞趋化蛋白-1基因的表达，从而使炎症反应放大，诱导斑块不稳定性。本研究中，随脑卒中发病风险增加TG、TC、LDL均呈降低趋势，且多元线性回归分析显示，LDL与脑卒中发病风险呈负相关，这与既往高脂血症是动脉粥样硬化性卒中病因之一的结论不符，其原因可能由于脑卒中高风险人群大多合并其它心血管慢性疾病，入院前就已长期服用调脂药物所致。

本研究证实VTQ测定的SWV值与脑卒中发病风险呈负相关，用VTQ技术测量斑块SWV值来定量反映不同成分斑块的整体质地、评估斑块的稳定/易损性质是可行的，弹性值越大，斑块越稳定，脑卒中发病风险越低，测量SWV有助于远期卒中事件的预测。本研究的局限性在于未提供预测脑卒中不同发病风险层次的SWV节点值，且缺乏长期随访资料印证。综上所述，VTQ测定SWV值可作为脑卒中风险人群中筛查高危患者的有效手段，对卒中事件的预防有积极指导意义。