三維超聲灰階中位數聯合實時微血管超聲造影定量評價頸動脈斑塊的穩定性△

寶 波，徐世亮，徐海霞，徐丹丹

?？谑腥嗣襻t院超聲醫學科，海南 ?？?570208

中國腦卒中的發病率正在以8.7%的速度逐年上升，缺血性腦卒中占全部腦卒中的60%～80%，其中，約30%的缺血性腦卒中是由不穩定的頸動脈斑塊引起[1]。近年來，有研究表明，不穩定頸動脈斑塊的易損性較頸動脈管腔局部狹窄更易導致缺血性腦卒中的發生，因此，評估頸動脈斑塊的穩定性成為臨床研究的關鍵[2-3]。目前，評估頸動脈斑塊的穩定性主要依賴于常規超聲檢查及超聲科醫師的經驗，缺乏定量或半定量評估方法。研究表明，三維超聲灰階中位數（three-dimensional ultrasound gray scale median，3D-US GSM）基于超聲設備技術的不斷更新，根據頸動脈斑塊內不穩定成分計算出的對應灰階中位數（gray scale median，GSM）可作為超聲定量評估斑塊高風險的依據[4-7]。實時微血管超聲造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）成像技術目前應用于影像學診斷的各個領域，以病灶組織內微血管顯像為基礎，實時動態顯示目標結構內增強時相、增強強度及計算時間強度曲線，通過測量頸動脈斑塊內超聲增強強度（enhanced intensity，EI）并計算斑塊內EI與動脈管腔內EI的比值來提示斑塊內新生血管數量，可作為超聲定量評估斑塊風險的依據[8-10]。本研究綜合3DUS GSM和實時微血管CEUS的優點，設計評分標準，將斑塊進行半定量評分，分析兩種檢查方法單獨及二者聯合檢查對頸動脈斑塊穩定性的診斷效能，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2018年1月至2021年12月?？谑腥嗣襻t院收治的存在頸動脈斑塊患者的臨床資料。納入標準：（1）進行了頸動脈內膜剝脫術（carotid endarterectomy，CEA）；（2）能調取三維超聲數據和頸動脈實時微血管CEUS數據，病理檢查資料完整；（3）斑塊呈低回聲、等回聲或以低回聲為主的混合回聲，斑塊厚度≥3 mm。排除標準：（1）無法通過三維超聲檢查獲得GSM；（2）未進行頸動脈CEUS檢查；（3）斑塊鈣化面積大且位于血管前壁，影響數據的測量。根據納入、排除標準，最終共納入30例存在頸動脈斑塊的患者，共36個頸動脈斑塊，其中6例患者存在雙側斑塊；年齡為50～81歲，平均（65.8±10.3）歲。

1.2 儀器選擇

設備使用全數字化高端血管彩色多普勒超聲診斷儀，三維容積探頭頻率為5～13 MHz；高頻探頭頻率為3～12 MHz。

1.3 檢查方法

1.3.1 頸動脈常規超聲及3DUS檢查

使用高頻探頭尋找目標斑塊，使用三維容積探頭掃查目標斑塊的最大橫截面，留取三維容積圖像數據，采集方法如下：調整圖像的深度和寬度，使縱切面圖像顯示斑塊的肩部，橫切面顯示斑塊的最大厚度，調整增益及頻率至清晰顯示斑塊內表面及血管外膜，將掃描角度調整至最大；預掃描并采集三維數據，觀察圖像是否清晰完整，采集數據3次并存儲。數據分析原則如下：由兩名醫師分別調取三維圖像并進行數據分析，以斑塊最厚處作為關鍵幀，設置測量GSM的切面為關鍵幀的前后各三幀，測量內中膜厚度并輸入程序內，在三維圖像中找到斑塊開始的前一幀及斑塊結束的后一幀，分別標記出血管外膜和血管內膜面的位置；找到斑塊關鍵幀，描記血管外膜及斑塊內膜面的邊界；設定標準化感興趣區，以管腔內無斑塊處的GSM為0，獲得斑塊的GSM。兩名醫師各獲得一組GSM數據，確定數據無差異后取平均值。選取動脈斑塊內關鍵幀及其前后各三幀的GSM，根據強回聲、等回聲、低回聲分為鈣化組、纖維結締組織組、脂質壞死核心組，測量并比較3組的GSM，明確不同回聲之間的GSM是否存在差異，分析頸動脈斑塊內部低回聲、等回聲GSM與斑塊內新生血管密度的相關性。

1.3.2 頸動脈實時微血管的CEUS

選定目標斑塊，分別在縱切面和橫切面進行靜脈造影，縱切面清晰顯示斑塊的基底、纖維帽、上下肩部及核心區域；橫切面清晰顯示斑塊的纖維帽、核心、基底、血管外膜及血管周圍結構。操作方法如下：將造影劑加入5 ml生理鹽水震蕩形成超聲造影劑混懸液，超聲設備選擇雙幅對比造影模式，根據頸動脈斑塊的位置深度確定造影劑的劑量為0.8～1.5 ml，靜脈團注造影劑混懸液，再團注5 ml生理鹽水沖管，超聲同步計時并存儲動態造影圖像數據，兩次造影檢查的間隔時間大于10分鐘；由兩名醫師分別調取造影動態數據，測量斑塊內EI和血管腔內EI，并計算二者的比值。兩名醫師各獲得一組數據，確定數據無差異后取平均值。

1.4 結果判定

（1）3D-US診斷標準：GSM≤50.33判斷為不穩定頸動脈斑塊。3D-US GSM評分標準：GSM＞50.33計0分，36.83＜GSM≤50.33計1分，GSM≤36.83計2分。（2）實時微血管CEUS檢查診斷標準：斑塊內與血管腔內EI的比值＞0為不穩定頸動脈斑塊。實時微血管CEUS的EI評分標準：斑塊內EI/管腔內EI=0計0分，斑塊內EI/管腔內EI＜0.21計1分，斑塊內EI/管腔內EI≥0.21計2分。根據3D-US GSM和實時微血管CEUS的綜合評分評估頸動脈斑塊的穩定性，總分為0～4分，其中，綜合評分≥2分為易損斑塊，即不穩定斑塊，判定為陽性；綜合評分＜2分為穩定斑塊，判定為陰性。診斷價值分析：以手術獲得的病理結果為診斷頸動脈斑塊穩定性的金標準，分析3D-US GSM、實時微血管CEUS及二者聯合檢查對頸動脈斑塊穩定性的診斷效能，其中，靈敏度=真陽性例數/（真陽性+假陰性）例數×100%，特異度=真陰性例數/（真陰性+假陽性）例數×100%，準確度=（真陽性+真陰性）例數/總例數×100%。

1.5 病理學檢查方法

縱向剖開CEA術中剝脫下的斑塊，觀察斑塊內是否有脂質成分、斑塊內出血情況及陳舊性出血情況。對頸動脈斑塊進行蘇木精-伊紅（hematoxylin and eosin，HE）染色及CD31、CD34、第八因子（factor VIII，FVIII）抗體免疫組織化學染色，多層面切開后于低倍鏡（×100）下進行觀察，若存在炎癥細胞、泡沫細胞、細胞外脂質和新生血管等，則判斷為不穩定斑塊[11]，并計算血管密度[12-13]。

1.6 統計學方法

應用SPSS 21.0軟件對數據進行統計分析。正態分布的計量資料以（）表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗；非正態分布的計量資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用秩和檢驗；采用Pearson法進行相關性分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 病理結果

經病理檢查結果證實，36個頸動脈斑塊中，不穩定斑塊20個，穩定斑塊16個，每平方毫米的平均血管密度為（6.62±2.73）條。

2.2 頸動脈斑塊的GSM

常規超聲和三維超聲檢查結果顯示，頸動脈斑塊的中位GSM為45.50；鈣化組的GSM為（130.77±10.00），纖維結締組織組的GSM為（51.00±5.17），脂質壞死核心組的GSM為（35.53±7.44），3組的GSM兩兩比較，差異均有統計學意義（P＜0.05）。等回聲斑塊GSM與斑塊新生血管密度無相關性（r=0.676，P＞0.05）；低回聲斑塊GSM與斑塊新生血管密度呈負相關（r=-0.555，P＜0.05）。

2.3 實時微血管CEUS的EI

實時微血管CEUS檢查結果顯示，斑塊內的EI為6.53 dB，管腔內的EI為25.25 dB，斑塊內/管腔內的EI為0.26。

2.4 3D-US GSM、實時微血管CEUS單獨及聯合診斷頸動脈斑塊不穩定性的診斷效能

GSM診斷頸動脈斑塊不穩定性的準確度為58.33%（21/36）。根據斑塊內/管腔內CEUS的EI結果，實時微血管CEUS檢查診斷頸動脈斑塊不穩定性的準確度為61.11%（22/36）。GSM評分結果：4個頸動脈斑塊計0分，13個頸動脈斑塊計1分，19個頸動脈斑塊計2分。斑塊內/管腔內CEUS強度評分結果：3個頸動脈斑塊計0分，19個頸動脈斑塊計1分，14個頸動脈斑塊計2分。GSM聯合實時微血管CEUS檢查診斷頸動脈斑塊不穩定性的準確度為80.56%（29/36）。（表1、表2）

表1 3D-US GSM、實時微血管CEUS及聯合診斷頸動脈斑塊不穩定性與病理診斷結果的對照

表2 3D-US GSM、實時微血管CEUS單獨及聯合檢查對頸動脈斑塊不穩定性的診斷效能（%）

3 討論

缺血性腦卒中的主要風險是頸動脈存在不穩定斑塊[1-2]。不穩定斑塊根據形態可分為潰瘍性斑塊和非潰瘍性斑塊：（1）潰瘍性斑塊，纖維帽表面不平整，血小板容易凝集形成血栓，栓子隨著血壓波動及血液沖擊脫落后可引發缺血性腦卒中。（2）非潰瘍性斑塊，纖維帽表面平整，其內部脂質成分較多或有新生血管形成以及斑塊內部出血形成血栓，致使斑塊脆性增加，在不穩定血壓的情況下隨時存在破裂、脫落的危險，腦卒中的發生風險明顯升高。不穩定斑塊的病理特點：鏡下可見不穩定斑塊內大量炎癥細胞、泡沫細胞、細胞外脂質、新生血管及血栓[12]，因此，對頸動脈斑塊的穩定性進行準確判定并給予內科或外科干預可以預防或減少腦卒中的發生。

頸動脈硬化斑塊的初步檢查目前依賴于頸動脈超聲。頸動脈超聲具有簡便易行、無創傷、重復性好等優勢，是腦卒中的重要篩查方法[14-17]，但對腦卒中的風險評估不足。

3D-US GSM基于超聲設備技術的不斷更新，以不同頸動脈斑塊內成分對應GSM的差異作為定量評估頸動脈斑塊穩定性的基礎，斑塊內部的GSM越低，脂質、新生血管、斑塊內部出血形成的血栓等易損成分的比例越高，易損成分的GSM明顯區別于纖維化和鈣化成分的GSM，可作為超聲定量評估斑塊高風險的依據。本研究中GSM經過兩名醫師反復測算獲得，僅36個斑塊獲得了滿意的GSM值，原因是患者年齡偏大，圖像衰減嚴重，二維圖像分辨率偏低，經三維圖像存儲后對比度下降，數據分析時斑塊的邊界不清晰；部分斑塊涉及范圍達到頸動脈球部及頸內、頸外動脈，三維數據采集不完整，無法進入研究；另外，管腔內設定標準化ROI取樣受前壁斑塊的混疊偽像干擾，對于狹窄嚴重的血管，難以避免混疊造成測量GSM的準確率下降，因此入選數據偏少。

CEUS成像技術是目前應用于各個領域的影像診斷方法之一，以斑塊內新生血管為病理基礎[18-20]，通過肘靜脈內注入造影劑，造影劑微泡直徑小于紅細胞直徑可以通過血液循環進入斑塊內新生血管而顯示增強，通過時間強度曲線測量斑塊EI，從而定量檢測斑塊內新生血管的數量，計算斑塊內EI/動脈管腔內EI可以減少因為造影劑的劑量不同而引起的EI的差異，客觀地對斑塊內新生血管數量進行半定量評估，從而評估斑塊的不穩定性。本研究中，頸動脈造影劑的單次劑量為0.8～1.5 ml，每例患者造影2～3次，縱切面和橫切面數據均做后續處理計算，以EI比值高的入選，選擇二維超聲條件下的橫切面和縱切面進行造影，數據限于所取切面，不能全面反映斑塊內部新生血管的情況，期待未來三維超聲造影能夠達到全面評估斑塊內新生血管的分布，更有利于全面評估斑塊不穩定性。另外，本研究設計的評分標準較為簡單地將斑塊進行評分，可以評估斑塊的風險性。

綜上所述，斑塊內部的脂質、新生血管、炎癥細胞及斑塊內出血形成血栓的比例越高，斑塊風險越大。3DUS GSM定量評估對于含鈣化成分及纖維成分較多的高風險斑塊穩定性評估易出現假陰性的情況；實時微血管CEUS定量分析對缺少新生血管的高風險斑塊評估存在假陰性的情況。3D-US GSM和實時微血管CEUS均可用于定量評估頸動脈斑塊的穩定性[21-22]，既有優勢，又有局限性，而二者聯合檢查對頸動脈斑塊穩定性的評估靈敏度和特異度更高。