剪切波弹性成像鉴别不均质颈动脉斑块不同回声区域硬度差异的可行性研究

申宜昊 饶宛婷 邹葵花 张雪莹 沈思航 陶秀红 邢晋放

脑卒中发病率逐渐上升，成为危害人类健康的主要因素［1］，其中颈动脉粥样硬化斑块（carotid atherosclerotic plaque，CAP）的部分或全部脱落是导致脑卒中的主要原因。斑块的稳定程度与脱落难易密切相关，斑块的硬度直接决定斑块的稳定程度。由于大部分斑块为不均质性斑块，不均质性颈动脉粥样硬化斑块 （heterogeneous carotid atherosclerotic plaque ，HCAP）内不同区域的硬度不同，因此，准确定量分析HCAP内不同区域的硬度具有重要的临床意义。常规二维灰阶超声（brightness‑mode ultrasound，B超）是筛查HCAP的首选和主要方法，但是，B超仅能通过回声强度的高低定性推测HCAP整体的硬度［2］，无法精准定量评估斑块内各个区域的硬度。剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）是一项可以定量分析组织硬度的新技术，初步研究报道［3-5］已证实：SWE可以定量评估CAP的整体硬度，但是目前尚不明确，SWE是否能定量分析HCAP内部不同回声区的硬度，故本研究旨在探讨运用SWE技术定量鉴别HCAP内不同回声区域硬度差异的可行性。

方 法

1. 研究对象

B超诊断为HCAP的患者，HCAP诊断标准：B超清晰显示斑块位置及边界，斑块内回声强度明显不一致，可以区分出相对高回声区、相对等回声区、相对低回声区。

2. 仪器与方法

仪器采用法国声科Aixplorer型全数字化彩色多普勒超声诊断仪，具有SWE功能，所选探头型号为SL10‑2。患者仰卧、充分暴露颈部，对患者双侧颈动脉进行B型超声扫查，观察斑块的位置及内部回声，确认为HCAP后，选取血管长轴切面，待HCAP清晰稳定显示后即刻开启SWE模式，SWE成像过程中确保患者平静勿动、禁做吞咽动作，实时存储图像、回放分析。选取质量合格的SWE图像进行定量测量，HCAP的SWE图像质量合格标准：图像稳定5 s以上（即图像颜色不发生变化），斑块所在部位的血管腔内血流无剪切波信号（即无彩色成像），斑块边界显示清晰、斑块内剪切波信号（即彩色成像）显示完整、色彩稳定无马赛克样干扰。分别测量斑块内3个区域（即相对高回声、相对等回声、相对低回声）的剪切波弹性定量值（shear wave elastic quantitative measurement，SWQ），每个区域测量的感兴趣区（region of interest，ROI）面积相同，测量参数选择Mean。所有斑块的检查由同一名从事SWE检查工作5年以上的高年资超声医师完成。

3. 统计学分析

运用SPSS 23.0统计学软件对数据进行分析，计量资料用均数±标准差（）表示。分别比较同一斑块内不同回声区域之间的SWQ，如果数据方差齐且符合正态分布，采用单因素方差分析（one‑way analysis of variance，one‑way ANOVA），不同回声区域SWQ测值的两两比较采用最小显著性差异（least significant difference，LSD）法；如果数据方差不齐或不符合正态分布，采用克鲁斯卡尔‑沃里斯检验（Kruskal‑Wallis，H检验），并进行Bonferroni两两比较。以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1. 病例资料

共检查23例患者，其中男性15例，年龄49~83岁，平均（67.1±9.2）岁；女性8例，年龄54~75岁，平均（69.2±6.7）岁。共检测HCAP 37个，其中位于颈总动脉的HCAP 33个（前壁7个、后壁25个、侧壁1个）；位于颈内动脉的HCAP 4个（前壁1个、后壁3个）。

2.SWE成像与测量

所有斑块的SWE图像质量合格，质量合格的SWE图像如图1所示：斑块所在区域血管腔内血流无彩色信号，斑块彩色图像边界清晰，斑块内色彩稳定无马赛克样干扰。每个斑块选取图像质量最佳的一幅SWE图像进行SWQ测量：根据B超图像确定斑块内的3个回声强度区域（相对高回声、相对等回声、相对低回声），将ROI分别放置于3个区域内，测量SWQ，每个区域的ROI面积相同且ROI内的回声强度基本一致，如图2所示。

图1 HCAP的SWE成像

图2 HCAP的SWQ测量

3.HCAP的SWQ测值

SWQ符合方差齐性但不符合正态分布，HCAP内不同回声区（相对高回声、相对等回声、相对低回声）的SWQ存在显著差异；两两比较，即斑块内高回声区与等回声区、高回声区与低回声区、等回声区与低回声区间的SWQ差异均有统计学意义（P<0.05）。详见表1。

表1 颈动脉斑块内不同回声区域SWQ值比较

讨 论

1.鉴别HCAP不同区域硬度的意义

脑卒中已经成为全球第二大死亡原因，2020年发布的《中国卒中报告》显示，中国脑卒中的患病率为1 114.8/10万，死亡率为149.49/10万［6］，CAP的不稳定脱落是导致脑血管疾病发生的主要原因，临床上大部分CAP为HCAP。HCAP的主要成分包括致密的纤维组织、斑块内新生血管、斑块内活动炎症、脂质坏死核心、钙化形成［7］。斑块的硬度直接影响斑块的稳定程度，斑块内成分的不均质导致了斑块内硬度的不一致，并决定了斑块的不稳定程度［8］，且血流对管壁产生的剪切力和血流对管壁的冲刷可以诱发斑块的不稳定成分破损脱落，导致颅内动脉栓塞，从而造成脑血管疾病的发生。因此，HCAP不同区域的成分不同、硬度不同、稳定程度不同，通过对HCAP硬度的全面研究，可以更加精准地分析HCAP的硬度，从而更加准确地评估HCAP的稳定性，进一步提高缺血性脑卒中的临床防治效果。

2.HCAP硬度的评估方法

目前临床上主要通过B超检查来评估CAP的硬度，B超根据回声的强弱将斑块分为高回声、等回声、低回声和混合回声，以此来推测斑块的软硬度。但是这种对斑块硬度的评估方法，存在明显的局限性：①主要为主观判断，影响结果的干扰因素较多；②只能对斑块的硬度进行整体定性评估，缺乏客观的定量数据，而且无法对斑块内部不同区域的软硬情况进行精准定位分析。SWE技术是一项无创定量分析组织硬度的新技术，该技术的基本原理是［9-10］：聚焦激励超声波于组织的不同深度，激励组织产生剪切波，并使产生的剪切波以“马赫圆锥”的形态相干增强，从而明显提高剪切波振幅和传播距离，通过检测超声波将剪切波的传播速度（shear wave velocity，SWV）测算出来，利用SWV推算出反映组织弹性特征的硬度值。迄今为止，SWE已在临床成功应用于多个脏器病变的硬度评估，例如SWE可以通过组织硬度测定进行甲状腺、乳腺、前列腺病变的良恶性鉴别［11-13］，利用SWE的硬度测值可以进行肝脏纤维化程度的定量分级［14］；但是SWE在CAP的研究上，仍处于起步阶段，国内外学者初步研究发现，SWE在进行CAP整体硬度评估方面具有临床价值［15］，但是，SWE是否能定量分析并区分HCAP内部不同回声区的硬度，目前国内外尚未有报道，据此，我们开展这方面的研究，希望证实：SWE可以区分HCAP内不同成分区域的硬度。

根据B超成像原理，病灶内不同成分的回声强度不同，因此，HCAP成分的不均一性导致回声强度不一致，不同回声区域（即：相对高回声、相对等回声、相对低回声）的成分必定不同，利用SWE图像测量不同回声区域的硬度，就可以实现对HCAP内成分不同区域的硬度评估。本研究结果显示，HCAP内高回声区的SWQ明显高于等回声区和低回声区、等回声区的SWQ明显高于低回声区，这一结果证实SWE可以定量鉴别HCAP内不同回声区域的硬度，为精准评估HCAP的稳定性奠定基础。

综上所述，SWE可以定量鉴别HCAP内不同回声区硬度的差异，提示该项技术可以对颈动脉斑块各个区域的硬度进行定量评估，从而对斑块稳定性做出更加准确的分析，进一步提高超声评估颈动脉斑块稳定性的临床价值，值得开展这一领域的基础和临床研究。