超声弹性成像技术对颈动脉斑块稳定性的诊断价值

陈西蜀 周 洋 叶 鸣 王弼偲

1 成都市第三人民医院超声影像科，四川 成都 610031

2 成都市第三人民医院介入血管中心，四川 成都 610031

颈动脉粥样硬化斑块为临床上常见的血管病变，是脑梗死的重要致病基础[1-2]，临床通常根据斑块的软硬程度划分为软性斑块、混合性斑块、硬性斑块；其中，软性斑块与混合性斑块因其破溃、出血等风险较高，为不稳定性斑块，硬性斑块则属于稳定性斑块[3-5]。斑块脱落是颅内动脉栓塞而致急性脑梗死（acute cerebral infarction，ACI）的一个主要诱因。软性斑块因其纤维帽柔软易破损、易出血而使其稳定性下降，更易发生脱落或破溃形成血栓，从而阻塞颅内外动脉诱发ACI。硬性斑块的纤维帽较为完整，且斑块质地较硬，不易发生破溃、出血及脱落，不易诱发ACI，安全性相对较高。因此，尽早正确评估颈动脉粥样硬化斑块的性质对于后续治疗方案的规划、病情进展情况的评估及ACI发生风险的预防等均具有重要意义[6-8]。弹性超声成像技术是判断颈动脉斑块稳定性的重要医学影像学方法。弹性超声成像根据成像原理可分为剪切波弹性成像、应变性弹性成像、声辐射力弹性成像等。既往关于量化性分析弹性超声成像技术对颈动脉斑块稳定性诊断价值的研究相对较少。因此，本研究探讨超声弹性成像技术对颈动脉斑块稳定性的诊断价值，为临床更加准确、及时地诊治ACI提供参考，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2018年1月至2021年1月成都市第三人民医院收治的相关病例资料。纳入标准：（1）ACI依据《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2014》[9]中的相关标准进行诊断；（2）ACI患者于成都市第三人民医院有颈动脉斑块病历资料且后续因ACI入院治疗；（3）年龄≥18岁，均符合弹性超声应用标准，即《使用颈动脉与颅脑血管超声诊断学》[10]；（4）相关临床资料完整。排除标准：（1）既往有颈动脉内膜剥脱术治疗史；（2）既往有颈部放疗史；（3）其他原因导致的ACI患者及合并其他脑血管疾病、先天脑血管畸形；（4）合并恶性肿瘤、其他重大疾病、心房颤动。根据纳入、排除标准， 以43例ACI患者作为不稳定组，以59例颈动脉斑块患者作为稳定组。稳定组中，男性31例，女性28例；年龄47~76岁，平均年龄（62.37±9.85）岁；病程5~13年，平均病程（9.02±1.12）年。不稳定组中，男性23例，女性20例；年龄45~78岁，平均年龄（62.56±9.92）岁；病程2~7年，平均病程（4.67±0.91）年。两组患者的性别、年龄、病程比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 检查方法

使用实时四维彩色多普勒超声诊断仪及其配套系统进行检测。患者取平卧位，充分显露颈部。扫描范围从颈总动脉开始探查，按照由下至上的顺序行纵向、横向全方位探查。以颈动脉分叉处所测得的最大厚度斑块为准，厚度≥1.5 mm且可见局限性突出；测量斑块的大小，横向扫描周围是否存在其他斑块，并锁定斑块；探头与血管进行平行测量，测定斑块的上下径（长度）和厚度。采用与血管垂直的横向测定法对非规则形斑块进行测定，以明确斑块的最大厚度。随后放大显示斑块，内部回声与颈动脉管壁的回声对比表现为偏低且斑块后方无声影为软斑块；内部回声表现为混杂或伴有少量的强回声钙化，斑块后方声影或有或无为混合斑块；斑块内回声与颈动脉管壁回声相比无明显差异或稍强，斑块后方声影或有或无为硬斑块。随后进入剪切波弹性成像模式，依据斑块的大小标记Q-Box，标记区域应完全覆盖斑块，嘱患者屏息，探头加压，保证探查区域清晰，稳定后采集声像图。记录每个Q-Box，同时存储实时组织弹性成像图像。进入组织弹性成像模式，依据斑块大小标记多个感兴趣区域（region of interest，ROI），标记区域完全覆盖整个斑块，每个ROI的取样框面积为1.0 mm2。

1.3 观察指标及判定标准

（1）比较两组患者的剪切波弹性成像参数（最小弹性模量值、最大弹性模量值、平均弹性模量值）。测量剪切波弹性成像参数，包括平均弹性模量值、最小弹性模量值、最大弹性模量值，并计算相应平均值；较硬的组织显示为红色，其弹性模量值大；较软的组织显示为蓝色，其弹性模量值小。弹性模量值越大，斑块的硬度越低。（2）比较两组患者的应变性弹性成像参数[应变率（B/A）值、组织弹性成像评分]。按照改良五分法对弹性进行评分[11]。斑块完全呈绿色，计1分，斑块呈蓝绿色混杂但以绿色为主，计2分；斑块呈蓝绿色相间且占比相似，计3分；斑块呈蓝绿相间且以蓝色为主，计4分；斑块完全呈蓝色，计5分；评分越高，斑块的硬度越高。将斑块设定为A区，测量ROI A值；将与A区等深度的软组织设定为B区，测量ROI B值。重复测量3次，取平均值。计算ROI A与ROI B的比值（B/A）；B/A越大，斑块的硬度越高。（3）比较两组患者的弹性超声下斑块特征，包括血管狭窄、纤维帽完整、钙化、出血发生率。（4）诊断价值分析：以数字减影血管造影（digital substraction angiography，DSA）结果为金标准，采用受试者工作特征（receiver operator characteristic，ROC）曲线分析超声弹性成像技术对颈动脉斑块稳定性的诊断价值；分析超声弹性成像技术诊断结果与金标准的一致性，计算诊断效能（灵敏度、特异度、准确度）。弹性超声结果以硬性斑块为稳定性斑块，以软性斑块、混合性斑块为不稳定性斑块；由超声影像科两名高年资医师独立诊断，若结果不一致，共同协商达成一致的诊断结果。

1.4 统计学方法

应用SPSS 23.0软件对数据进行统计学分析。计量资料以（±s）表示，组间比较采用两独立样本t检验，组内比较采用配对t检验；等级资料的比较采用秩和检验；计数资料以n（%）表示，组间比较采用χ2检验。一致性分析采用Kappa分析，0.8＜Kappa值≤1.0为高度一致，0.6＜Kappa值≤0.8为较高一致性，0.4≤Kappa≤0.6为中等一致性，Kappa＜0.4为较低一致性。以ROC的曲线下面积（area under the curve，AUC）评估超声弹性成像技术对颈动脉斑块稳定性的诊断价值：AUC＞0.9为较高诊断价值，0.7＜AUC≤0.9为中等诊断价值，0.5≤AUC≤0.7为较低诊断价值，AUC＜0.5基本不具有诊断价值；P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 剪切波弹性超声参数与B/A的比较

不稳定组患者的最小弹性模量值、最大弹性模量值、平均弹性模量值均明显高于稳定组患者，B/A值明显低于稳定组患者，差异均有统计学意义（P＜0.01）。（表1）

表1 两组患者剪切波弹性超声参数与B/A的比较（±s）

表1 两组患者剪切波弹性超声参数与B/A的比较（±s）

稳定组（n＝59）56.49±5.3670.67±6.8360.38±6.784.16±0.41不稳定组（n＝43）61.52±6.1184.19±7.9273.14±7.172.79±0.23 t值 4.411 9.227 9.161 19.747 P值 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01

2.2 组织弹性成像评分的比较

不稳定组患者的组织弹性成像评分整体低于稳定组患者，差异有统计学意义（Z＝3.079，P＝0.002）。（表2）

表2 两组患者组织弹性成像评分的比较[n（%）]

2.3 弹性超声下斑块特征的比较

不稳定组患者血管狭窄、出血的发生率均高于稳定组患者，纤维帽完整、钙化的发生率均低于稳定组患者，差异均有统计学意义（P＜0.05）。（表3）

表3 两组患者弹性超声下斑块特征的比较[n（%）]

2.4 一致性与诊断效能分析

超声弹性成像技术对颈动脉斑块稳定性的诊断结果与金标准具有高度一致性（Kappa值＝0.861，P＜0.01）；诊断灵敏度为97.67%，特异度为89.83%，准确度为93.14%。（表4）

表4 一致性与诊断效能

2.5 ROC曲线分析

ROC曲线分析结果显示，超声弹性成像技术诊断颈动脉斑块稳定性的AUC为0.938（95%CI：0.885~0.990，P＜0.05）。（图1）

图1 超声弹性成像技术诊断颈动脉斑块稳定性的ROC曲线

3 讨论

颈动脉粥样硬化斑块脱落或破溃出血诱发炎性物质与血小板等其异常聚集形成血栓，而致的颅内动脉栓塞为急性脑梗死的一项主要诱因[11-13]。因此，颈动脉粥样硬化斑块为急性阻塞性脑血管疾病的发生基础[14-15]。斑块内部的新生血管较脆弱，易发生破损出血，形成血栓，其中质地偏软的属于软性斑块，而质地偏硬的属于硬性斑块，二者兼有的则为混合性斑块[16-17]。斑块内部的新生血管还可增大斑块的体积，导致动脉壁的氧弥散功能降低，可增加斑块内部出血与斑块破溃等危险情况的发生风险，而使斑块的不稳定性升高，易发生脱落，形成脑梗死[18-19]。脑部的生理解剖位置特殊，不易开展有创性检查，因此，脑血管疾病的诊断主要依靠医学影像学手段。彩色多普勒超声为常规斑块检查的医学影像学方法，其可清晰显示内-中膜厚度与斑块位置、大小等信息。但彩色多普勒超声在评估斑块稳定性方面的效果尚显不足。弹性超声成像技术是一种新型超声检查方法，能够明确颈动脉粥样硬化斑块的硬度和累及区域。弹性成像图能够提高常规超声检查对斑块性质的诊断效能，可为脑梗死的预测诊断与病情评估提供必要参考。弹性超声声像图可对斑块的硬度通过不同的颜色进行显像，使结果的判读更加直观。另外，弹性超声检查具有无创、操作便捷、重复性好的特点，可在颈动脉斑块、急性脑梗死的诊断、病情评估、疗效观察及预后分析等诸多领域中发挥重要的参考作用。既往关于量化性分析弹性超声成像对颈动脉斑块性质诊断价值的研究相对较少，且关于诊断效能、一致性及AUC具体量化性的计算相对少见，特开展此项研究。

本研究结果显示，不稳定组患者的最小弹性模量值、最大弹性模量值、平均弹性模量值均高于稳定组患者，B/A值低于稳定组患者；提示稳定性斑块与不稳定性斑块在弹性超声下的表现存在明显差异，因此，弹性超声成像作为斑块性质诊断的影像学方法具有可行性。这一研究结果可与罗艳红等[20]的研究结果相互印证。本研究中，不稳定组患者的组织弹性成像评分整体低于稳定组患者；提示不稳定性斑块在弹性超声成像下的硬度更低，弹性评分更小，弹性超声可为斑块的软硬度提供量化性参考。本研究亦发现，不稳定组患者血管狭窄、出血的发生率均高于稳定组患者，纤维帽完整、钙化的发生率均低于稳定组患者，提示稳定性斑块与不稳定斑块在弹性超声成像下的特征不同，这种特征可为斑块性质的诊断提供重要依据；弹性超声成像对颈动脉斑块性质的诊断结果与金标准之间具有高度的一致性，诊断灵敏度为97.67%，特异度为89.83%，准确度为93.14%；提示弹性超声成像可为颈动脉斑块的性质提供较准确的诊断结果。本研究通过ROC曲线分析发现，弹性超声对颈动脉斑块性质具有较高的诊断价值。

综上所述，弹性超声成像技术对于颈动脉斑块的性质具有较高的诊断价值，灵敏度、特异度与准确度均较高。但本研究涉及的病例数较少，这一研究结论有待扩大样本量进一步验证。