李朝軍 高 峰 李春曉 王 楓 杜聯(lián)芳 羅向紅

(1上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院超聲科,2神經(jīng)內(nèi)科,3心超室 上海 200080)

大動(dòng)脈粥樣硬化性腦梗(large artery atherosclerosis stroke,LAAS)發(fā)病率高,危害大[1]。易損斑塊是導(dǎo)致LAAS的主要病因。斑塊內(nèi)新生血管形成是易損斑塊發(fā)生、發(fā)展、破裂的中心環(huán)節(jié),定量檢測是評估易損斑塊的理論基礎(chǔ)[2]。超聲造影成像技術(shù)(contrast-enhanced ultrasound,CEUS)是利用造影劑微泡振幅諧波信號的非線性特點(diǎn),檢測斑塊新生血管評估其易損性。造影劑諧波信號受多種因素影響,其中聲壓和環(huán)境壓力影響尤為明顯[3]。斑塊的CEUS與其他實(shí)質(zhì)臟器不同(如肝臟、腎臟),受動(dòng)脈血壓影響較大。本研究運(yùn)用定量CEUS檢測腦梗死患者頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)新生血管的指標(biāo)參數(shù),分析其與動(dòng)脈局部血壓的相關(guān)性,初步探討周圍血壓對CEUS定量參數(shù)的影響,以期為易損斑塊的CEUS評價(jià)提供理論基礎(chǔ)。

資 料 和 方 法

一般資料本研究經(jīng)上海市第一人民醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。選擇2016年6月至2017年6月于我院神經(jīng)內(nèi)科住院的首發(fā)LAAS患者62例作為腦梗組:女14例,男48例,年齡53～80歲,平均(67.7±8.8)歲。LAAS診斷均經(jīng)頭顱CT或MRI證實(shí)。入選標(biāo)準(zhǔn):(1)首次發(fā)生的腦梗死,發(fā)病<7天;(2)急性缺血性腦梗死TOAST分型為LAAS。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)已知超聲造影劑過敏者;(2)使用超聲造影劑的禁忌證,如不穩(wěn)定型心絞痛、急性心力衰竭、急性心內(nèi)膜炎;(3)短暫性腦缺血發(fā)作;(4)近期活動(dòng)性出血史,或伴血液病、惡性腫瘤、嚴(yán)重肝、腎、肺疾病。選取同期住院年齡、性別匹配,無心腦血管事件發(fā)生史的動(dòng)脈硬化患者54例為對照組,女12例,男42例,年齡51～79 歲,平均(64.7±6.8)歲。平靜狀態(tài)下測量肱動(dòng)脈收縮壓和舒張壓3次,取均值。所有受試者檢查當(dāng)天停服降壓藥,24 h內(nèi)禁止吸煙、飲酒或咖啡,并簽署知情同意書。

儀器和方法采用西門子Sequoia 512和S2000型彩色多普勒超聲診斷儀,探頭9L4,頻率5～9 MHz。內(nèi)置反向脈沖序列造影技術(shù)(contrast pulse sequencing,CPS)。百勝M(fèi)yLab Twice型彩色多普勒超聲診斷儀,LA523探頭,頻率4～13 MHz。內(nèi)置超聲射頻技術(shù)動(dòng)脈僵硬度分析軟件(quality arterial stiffness,QAS)。

頸動(dòng)脈檢查[4-5]:受試者平臥位靜息10 min。掃查雙側(cè)頸總動(dòng)脈、頸內(nèi)動(dòng)脈、頸外動(dòng)脈及椎動(dòng)脈,記錄頸動(dòng)脈斑塊個(gè)數(shù)及分布范圍,評估頸動(dòng)脈狹窄程度。啟動(dòng)QAS獲取頸動(dòng)脈優(yōu)勢斑塊局部收縮壓(local pressure-systolic,Loc Psys)和局部舒張壓(local pressure-diastolic,Loc Pdia)。隨后選擇優(yōu)勢斑塊行CEUS檢查。優(yōu)勢斑塊:(1)位于頸總動(dòng)脈分叉處或頸內(nèi)動(dòng)脈起始部,遠(yuǎn)側(cè)壁;(2)厚度>2.0 mm,多個(gè)斑塊選擇較大者;(3)無鈣化或鈣化較少;(4)腦梗死罹患側(cè)頸動(dòng)脈斑塊。造影模式設(shè)置恒定:機(jī)械指數(shù)0.06～0.08,增益90%,焦點(diǎn)設(shè)置在2～3 cm。超聲造影劑:Sono Vue(意大利Bracco公司),劑量2.5 mL,經(jīng)肘靜脈注射,后推注5 mL生理鹽水。連續(xù)采集90 s動(dòng)態(tài)圖像,存儲供脫機(jī)分析。

斑塊CEUS定量分析:采用QontraXt定量分析軟件,分析方法依據(jù)文獻(xiàn)。獲取斑塊時(shí)間-強(qiáng)度曲線(time-intensity curve,TIC)和TIC曲線的伽馬擬合曲線(fitting curve,FC)。選擇TIC曲線中峰值強(qiáng)度(TIC-P)和強(qiáng)度均值(TIC-M);FC曲線中峰值(FC-P)、銳度(FC-S)和曲線下面積(FC-AUC)諸參數(shù)。

結(jié) 果

一般資料比較腦梗組和對照組之間性別、年齡、體重指數(shù)、收縮壓、舒張壓、Loc Psys和Loc Pdia差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。

頸動(dòng)脈斑塊CEUS參數(shù)比較所有受試者均成功獲取1個(gè)優(yōu)勢斑塊完成CEUS檢查(圖1)。與對照組比較,腦梗死組患者頸動(dòng)脈斑塊造影的時(shí)間-強(qiáng)度曲線參數(shù)TIC-P和TIC-M值增大(P均<0.05)。腦梗死組患者頸動(dòng)脈斑塊CEUS的時(shí)間-強(qiáng)度擬合曲線參數(shù)FC-P、FC-S和FC-AUC值均大于對照組(P均<0.05,表2)。

表1 2組患者一般資料比較Tab 1 Comparison of clinical characteristics between the two groups ±s)

1 mm Hg=0.133 kPa.

A and B:Patient 1,male,69 years old,blood pressure 150/95 mm Hg,TIC-M 19 dB;C and D:Patient 2,female,78 years old,blood pressure 122/79 mm Hg,TIC-M 35 dB;A and C:Images of CEUS;B and D:Images of quantitative analysis.

圖1 腦梗死患者頸動(dòng)脈斑塊CEUS及定量分析圖Fig 1 CEUS and quantitative analysis of carotid plaques in patients with cerebral infarction

TIC:Time-intensity curve;FC:Fitting curve;AUC:Area under the curve;P:Peak;M:Mean;S:Sharpness.

頸動(dòng)脈斑塊CEUS參數(shù)與血壓的相關(guān)性分析TIC-M與收縮壓、舒張壓、Loc Psys和Loc Pdia呈負(fù)相關(guān)(P均<0.05,圖2)。FC-P與收縮壓、舒張壓、Loc Psys和Loc Pdia呈負(fù)相關(guān)(P均<0.05)。FC-AUC與舒張壓和Loc Pdia呈負(fù)相關(guān)(P均<0.05)。FC-P與Loc Psys的線性回歸方程為:TIC-M=80.35-0.40×Loc Psys;FC-P與Loc Pdia的線性回歸方程為TIC-M=90.19-0.77×Loc Pdia(P均<0.05,表3)。

討 論

本研究發(fā)現(xiàn),腦梗死患者頸動(dòng)脈斑塊新生血管CEUS參數(shù)均高于對照組受試者,增高的CEUS參數(shù)與環(huán)境壓力(收縮壓、舒張壓、Loc Psys和Loc Pdia)呈明顯負(fù)相關(guān),提示CEUS是評估易損斑塊的有效工具,但其定量參數(shù)受環(huán)境壓力影響明顯。

表3 頸動(dòng)脈斑塊CEUS參數(shù)相關(guān)分析Tab 3 Correlation analysis of parameters of carotid plaques from CEUS (r)

TIC:Time-intensity curve;FC:Fitting curve;P:Peak;M:Mean;S:Sharpness;AUC:Area under the curve.(1)P<0.05;(2)P<0.01.

圖2 FC-P與Loc Psys和Loc Pdia的線性回歸分析圖Fig 2 Linear regression analysis of FC-P associated with Loc Psys and Loc Pdia

常規(guī)超聲可獲得斑塊形態(tài)結(jié)構(gòu)和斑塊周圍血流動(dòng)力學(xué)參數(shù),可用于評估斑塊的易損性。但在斑塊合并鈣化或潰瘍時(shí),常規(guī)超聲可提供的信息有限[6]。CEUS可提高信噪比改善圖像質(zhì)量,但主要用于鑒別斑塊表面潰瘍形成和斑塊邊緣勾勒評估動(dòng)脈的狹窄率[7]。典型的頸動(dòng)脈CEUS圖像表現(xiàn)為,在注射造影劑后不久動(dòng)脈管腔和動(dòng)脈外模層增強(qiáng),而內(nèi)中膜層保持低回聲。 CEUS比單獨(dú)使用常規(guī)超聲能更好地顯示血管壁的不規(guī)則和低密度斑塊以及斑塊潰瘍[8]。不同的研究表明,CEUS成像可有效區(qū)分頸動(dòng)脈動(dòng)脈閉塞與狹窄的狹窄區(qū)[9]。Ventura等[10]應(yīng)用常規(guī)超聲和CEUS評估頸內(nèi)動(dòng)脈重度狹窄或閉塞的患者,并與“金標(biāo)準(zhǔn)”增強(qiáng)CT比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)常規(guī)超聲診斷頸內(nèi)動(dòng)脈閉塞的假陽性率為26.9%,而CEUS假陽性率為2.6%。CEUS診斷頸內(nèi)動(dòng)脈閉塞的敏感性為100%,特異性為90.5%,陽性預(yù)測值為96.6%,陰性預(yù)測值為100%,準(zhǔn)確率為97.4%。研究發(fā)現(xiàn),CEUS評估頸動(dòng)脈支架置入術(shù)后再狹窄的敏感性和特異性均優(yōu)于常規(guī)超聲[11]。

對斑塊的CEUS圖像進(jìn)行半定量和定量分析,獲得斑塊新生血管CEUS的定量指標(biāo),分析其與斑塊病理指標(biāo)微血管密度的關(guān)系,證實(shí)CEUS是評估斑塊新生血管的有效手段[12]。在內(nèi)膜剝脫術(shù)的臨床研究中發(fā)現(xiàn),頸動(dòng)脈斑塊肩部的CEUS定量參數(shù)與斑塊微血管密度相關(guān);且有斑塊破裂組高于無破裂斑塊組;有癥狀組高于無癥狀組[13]。另有研究也發(fā)現(xiàn),無癥狀糖尿病患者頸動(dòng)脈的斑塊,88%內(nèi)可探及新生血管,13%內(nèi)新生血管豐富,19%合并潰瘍。進(jìn)一步證實(shí)CEUS可定量檢測新生血管形成,評估斑塊的易損性[14]。CEUS識別斑塊內(nèi)新生血管評估其易損性,一方面是基于斑塊內(nèi)新生血管缺少平滑肌細(xì)胞和完整的基底膜,細(xì)胞間隙大,發(fā)育不成熟,易出血滲出,致斑塊破裂;另一方面是基于超聲造影劑為血池顯像劑,使斑塊新生血管可視化。但是,CEUS評估斑塊新生血管的敏感性和特異性明顯低于其在實(shí)質(zhì)臟器腫瘤方面的應(yīng)用,推測可能是因?yàn)轭i動(dòng)脈斑塊體積較小、病理成分復(fù)雜、斑塊局部壓力大,使CEUS評估易損斑塊存在一定的局限性。目前使用的超聲造影劑是由外殼包封的惰性氣體的微泡。聲壓和環(huán)境壓力均影響微泡的穩(wěn)定性和諧波信號。造影劑微泡在超聲波束輻照下,其諧波振幅信號表現(xiàn)出非線性行為[15]。研究表明,微泡諧波振幅隨環(huán)境壓力的增加而下降[16],由此推測斑塊周圍壓力也影響斑塊的CEUS定量指標(biāo)。本研究結(jié)果表明,斑塊CEUS的定量指標(biāo)與血壓和斑塊局部壓力呈線性負(fù)相關(guān)。Loc Psys每升高1 mmHg,CEUS的平均強(qiáng)度下降0.40 dB;Loc Pdia每升高1 mmHg,CEUS的平均強(qiáng)度下降0.77 dB,提示斑塊環(huán)境壓力會影響其CEUS結(jié)果。相似研究表明,造影劑微泡的諧波信號與超聲的激發(fā)頻率、微泡殼材質(zhì)、聲壓、振幅及環(huán)境壓力密切相關(guān),當(dāng)周圍環(huán)境壓在25 kPa時(shí)(188 mmHg),造影劑微泡的二次諧波信號可降低3 dB左右,亞諧波信號可降低5～15 dB[17]。當(dāng)設(shè)置超聲激發(fā)頻率為2 MHz、激發(fā)聲壓為0.39 MPa時(shí),環(huán)境壓力升高至24.8 kPa (180 mmHg)時(shí),各型造影劑微泡的次諧波信號峰值均降低,其中Optison下降10.1 dB,Definity下降11.0 dB,脂氟顯下降12.2 dB,Sonazoid下降13.3 dB[18]。我們認(rèn)為在采用CEUS評估斑塊內(nèi)新生血管形成和豐富程度時(shí),要考慮環(huán)境壓(局部血壓)、造影劑類型等因素影響。本研究僅對斑塊環(huán)境壓和頸動(dòng)脈斑塊CEUS的定量參數(shù)間關(guān)系作了初步探討。斑塊內(nèi)間質(zhì)液壓與CEUS定量參數(shù)之間的關(guān)系將在今后的研究中進(jìn)一步探討。

綜上所述,CEUS可評估頸動(dòng)脈斑塊易損性,其聲學(xué)定量參數(shù)與斑塊環(huán)境壓呈負(fù)相關(guān)。通過CEUS定量評估斑塊內(nèi)新生血管形成,應(yīng)考慮血壓和斑塊環(huán)境壓的影響。本研究還存在一定的局限性:(1)病例相對較少,未對LAAS患者分斑塊破裂和非破裂兩亞組進(jìn)行比較研究;(2)未對不同年齡和性別進(jìn)行分層分析以探討血壓對CEUS的影響;(3)未直接獲取斑塊內(nèi)壓力和微血管密度的病理參數(shù)以探討二者的關(guān)系。