剪切波彈性成像鑒別不均質頸動脈斑塊不同回聲區(qū)域硬度差異的可行性研究

申宜昊 饒宛婷 鄒葵花 張雪瑩 沈思航 陶秀紅 邢晉放

腦卒中發(fā)病率逐漸上升，成為危害人類健康的主要因素［1］，其中頸動脈粥樣硬化斑塊（carotid atherosclerotic plaque，CAP）的部分或全部脫落是導致腦卒中的主要原因。斑塊的穩(wěn)定程度與脫落難易密切相關，斑塊的硬度直接決定斑塊的穩(wěn)定程度。由于大部分斑塊為不均質性斑塊，不均質性頸動脈粥樣硬化斑塊 （heterogeneous carotid atherosclerotic plaque ，HCAP）內(nèi)不同區(qū)域的硬度不同，因此，準確定量分析HCAP內(nèi)不同區(qū)域的硬度具有重要的臨床意義。常規(guī)二維灰階超聲（brightness?mode ultrasound，B超）是篩查HCAP的首選和主要方法，但是，B超僅能通過回聲強度的高低定性推測HCAP整體的硬度［2］，無法精準定量評估斑塊內(nèi)各個區(qū)域的硬度。剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）是一項可以定量分析組織硬度的新技術，初步研究報道［3-5］已證實：SWE可以定量評估CAP的整體硬度，但是目前尚不明確，SWE是否能定量分析HCAP內(nèi)部不同回聲區(qū)的硬度，故本研究旨在探討運用SWE技術定量鑒別HCAP內(nèi)不同回聲區(qū)域硬度差異的可行性。

方 法

1. 研究對象

B超診斷為HCAP的患者，HCAP診斷標準：B超清晰顯示斑塊位置及邊界，斑塊內(nèi)回聲強度明顯不一致，可以區(qū)分出相對高回聲區(qū)、相對等回聲區(qū)、相對低回聲區(qū)。

2. 儀器與方法

儀器采用法國聲科Aixplorer型全數(shù)字化彩色多普勒超聲診斷儀，具有SWE功能，所選探頭型號為SL10?2?；颊哐雠P、充分暴露頸部，對患者雙側頸動脈進行B型超聲掃查，觀察斑塊的位置及內(nèi)部回聲，確認為HCAP后，選取血管長軸切面，待HCAP清晰穩(wěn)定顯示后即刻開啟SWE模式，SWE成像過程中確保患者平靜勿動、禁做吞咽動作，實時存儲圖像、回放分析。選取質量合格的SWE圖像進行定量測量，HCAP的SWE圖像質量合格標準：圖像穩(wěn)定5 s以上（即圖像顏色不發(fā)生變化），斑塊所在部位的血管腔內(nèi)血流無剪切波信號（即無彩色成像），斑塊邊界顯示清晰、斑塊內(nèi)剪切波信號（即彩色成像）顯示完整、色彩穩(wěn)定無馬賽克樣干擾。分別測量斑塊內(nèi)3個區(qū)域（即相對高回聲、相對等回聲、相對低回聲）的剪切波彈性定量值（shear wave elastic quantitative measurement，SWQ），每個區(qū)域測量的感興趣區(qū)（region of interest，ROI）面積相同，測量參數(shù)選擇Mean。所有斑塊的檢查由同一名從事SWE檢查工作5年以上的高年資超聲醫(yī)師完成。

3. 統(tǒng)計學分析

運用SPSS 23.0統(tǒng)計學軟件對數(shù)據(jù)進行分析，計量資料用均數(shù)±標準差（）表示。分別比較同一斑塊內(nèi)不同回聲區(qū)域之間的SWQ，如果數(shù)據(jù)方差齊且符合正態(tài)分布，采用單因素方差分析（one?way analysis of variance，one?way ANOVA），不同回聲區(qū)域SWQ測值的兩兩比較采用最小顯著性差異（least significant difference，LSD）法；如果數(shù)據(jù)方差不齊或不符合正態(tài)分布，采用克魯斯卡爾?沃里斯檢驗（Kruskal?Wallis，H檢驗），并進行Bonferroni兩兩比較。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

1. 病例資料

共檢查23例患者，其中男性15例，年齡49~83歲，平均（67.1±9.2）歲；女性8例，年齡54~75歲，平均（69.2±6.7）歲。共檢測HCAP 37個，其中位于頸總動脈的HCAP 33個（前壁7個、后壁25個、側壁1個）；位于頸內(nèi)動脈的HCAP 4個（前壁1個、后壁3個）。

2.SWE成像與測量

所有斑塊的SWE圖像質量合格，質量合格的SWE圖像如圖1所示：斑塊所在區(qū)域血管腔內(nèi)血流無彩色信號，斑塊彩色圖像邊界清晰，斑塊內(nèi)色彩穩(wěn)定無馬賽克樣干擾。每個斑塊選取圖像質量最佳的一幅SWE圖像進行SWQ測量：根據(jù)B超圖像確定斑塊內(nèi)的3個回聲強度區(qū)域（相對高回聲、相對等回聲、相對低回聲），將ROI分別放置于3個區(qū)域內(nèi)，測量SWQ，每個區(qū)域的ROI面積相同且ROI內(nèi)的回聲強度基本一致，如圖2所示。

圖1 HCAP的SWE成像

圖2 HCAP的SWQ測量

3.HCAP的SWQ測值

SWQ符合方差齊性但不符合正態(tài)分布，HCAP內(nèi)不同回聲區(qū)（相對高回聲、相對等回聲、相對低回聲）的SWQ存在顯著差異；兩兩比較，即斑塊內(nèi)高回聲區(qū)與等回聲區(qū)、高回聲區(qū)與低回聲區(qū)、等回聲區(qū)與低回聲區(qū)間的SWQ差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。詳見表1。

表1 頸動脈斑塊內(nèi)不同回聲區(qū)域SWQ值比較

討 論

1.鑒別HCAP不同區(qū)域硬度的意義

腦卒中已經(jīng)成為全球第二大死亡原因，2020年發(fā)布的《中國卒中報告》顯示，中國腦卒中的患病率為1 114.8/10萬，死亡率為149.49/10萬［6］，CAP的不穩(wěn)定脫落是導致腦血管疾病發(fā)生的主要原因，臨床上大部分CAP為HCAP。HCAP的主要成分包括致密的纖維組織、斑塊內(nèi)新生血管、斑塊內(nèi)活動炎癥、脂質壞死核心、鈣化形成［7］。斑塊的硬度直接影響斑塊的穩(wěn)定程度，斑塊內(nèi)成分的不均質導致了斑塊內(nèi)硬度的不一致，并決定了斑塊的不穩(wěn)定程度［8］，且血流對管壁產(chǎn)生的剪切力和血流對管壁的沖刷可以誘發(fā)斑塊的不穩(wěn)定成分破損脫落，導致顱內(nèi)動脈栓塞，從而造成腦血管疾病的發(fā)生。因此，HCAP不同區(qū)域的成分不同、硬度不同、穩(wěn)定程度不同，通過對HCAP硬度的全面研究，可以更加精準地分析HCAP的硬度，從而更加準確地評估HCAP的穩(wěn)定性，進一步提高缺血性腦卒中的臨床防治效果。

2.HCAP硬度的評估方法

目前臨床上主要通過B超檢查來評估CAP的硬度，B超根據(jù)回聲的強弱將斑塊分為高回聲、等回聲、低回聲和混合回聲，以此來推測斑塊的軟硬度。但是這種對斑塊硬度的評估方法，存在明顯的局限性：①主要為主觀判斷，影響結果的干擾因素較多；②只能對斑塊的硬度進行整體定性評估，缺乏客觀的定量數(shù)據(jù)，而且無法對斑塊內(nèi)部不同區(qū)域的軟硬情況進行精準定位分析。SWE技術是一項無創(chuàng)定量分析組織硬度的新技術，該技術的基本原理是［9-10］：聚焦激勵超聲波于組織的不同深度，激勵組織產(chǎn)生剪切波，并使產(chǎn)生的剪切波以“馬赫圓錐”的形態(tài)相干增強，從而明顯提高剪切波振幅和傳播距離，通過檢測超聲波將剪切波的傳播速度（shear wave velocity，SWV）測算出來，利用SWV推算出反映組織彈性特征的硬度值。迄今為止，SWE已在臨床成功應用于多個臟器病變的硬度評估，例如SWE可以通過組織硬度測定進行甲狀腺、乳腺、前列腺病變的良惡性鑒別［11-13］，利用SWE的硬度測值可以進行肝臟纖維化程度的定量分級［14］；但是SWE在CAP的研究上，仍處于起步階段，國內(nèi)外學者初步研究發(fā)現(xiàn)，SWE在進行CAP整體硬度評估方面具有臨床價值［15］，但是，SWE是否能定量分析并區(qū)分HCAP內(nèi)部不同回聲區(qū)的硬度，目前國內(nèi)外尚未有報道，據(jù)此，我們開展這方面的研究，希望證實：SWE可以區(qū)分HCAP內(nèi)不同成分區(qū)域的硬度。

根據(jù)B超成像原理，病灶內(nèi)不同成分的回聲強度不同，因此，HCAP成分的不均一性導致回聲強度不一致，不同回聲區(qū)域（即：相對高回聲、相對等回聲、相對低回聲）的成分必定不同，利用SWE圖像測量不同回聲區(qū)域的硬度，就可以實現(xiàn)對HCAP內(nèi)成分不同區(qū)域的硬度評估。本研究結果顯示，HCAP內(nèi)高回聲區(qū)的SWQ明顯高于等回聲區(qū)和低回聲區(qū)、等回聲區(qū)的SWQ明顯高于低回聲區(qū)，這一結果證實SWE可以定量鑒別HCAP內(nèi)不同回聲區(qū)域的硬度，為精準評估HCAP的穩(wěn)定性奠定基礎。

綜上所述，SWE可以定量鑒別HCAP內(nèi)不同回聲區(qū)硬度的差異，提示該項技術可以對頸動脈斑塊各個區(qū)域的硬度進行定量評估，從而對斑塊穩(wěn)定性做出更加準確的分析，進一步提高超聲評估頸動脈斑塊穩(wěn)定性的臨床價值，值得開展這一領域的基礎和臨床研究。