體元模型法三維超聲技術定量評價缺血性腦卒中患者頸動脈粥樣硬化斑塊臨床研究

李　燕　陶溢潮　劉繼章　馬　芬　馮　敏　吳小鳳　潘　代　陸　洋

湖北孝感市中心醫院超聲科　孝感　432000

體元模型法三維超聲技術定量評價缺血性腦卒中患者頸動脈粥樣硬化斑塊臨床研究

李燕陶溢潮劉繼章馬芬馮敏吳小鳳潘代陸洋

湖北孝感市中心醫院超聲科孝感432000

【摘要】目的分析體元模型法三維超聲技術在缺血性腦卒中患者的頸動脈粥樣硬化(CAS)斑塊定量評價中的臨床價值。方法選取2014-02—2015-02在我院接受治療的46例缺血性腦卒中患者為觀察組，另選取我院同期46例健康體檢者為對照組。比較2組斑塊檢出率、斑塊面積、體積以及心功能相關指標，包括射血分數(EF)、收縮末期容積(ESV)和舒張末期容積(EDV)。結果觀察組二維超聲的ESV和EDV值均較對照組高，EF值較對照組低，但差異無統計學意義(P>0.05)；觀察組三維超聲的ESV和EDV值均較對照組高，EF值較對照組低，差異均有統計學意義(P<0.01)。三維超聲的斑塊檢出率(IMT≥1.5 mm)高于二維超聲組(P<0.05)；體元模型法三維超聲技術測量斑塊的最大面積(0.36±0.17)cm2，明顯大于二維超聲技術測量斑塊的(0.18±0.11)cm2(P<0.01)。體元模型法三維超聲技術測量的斑塊體積(0.19±0.12)cm3，明顯高于二維超聲的(0.12±0.09)cm3(P<0.01)。結論體元模型法三維超聲技術在斑塊檢出率、斑塊面積、體積、管腔狹窄等方面效果均優于二維超聲，在缺血性腦卒中患者的CAS斑塊定量評價中有重要的臨床價值。

【關鍵詞】體元模型法；三維超聲；缺血性腦卒中；勁動脈粥樣硬化斑塊

腦卒中是多發病、常見病，發病率、致死率和致殘率均較高。相關研究顯示[1]，70%左右的腦卒中患者均為缺血性腦卒中，其中頸動脈粥樣硬化(carotid atherosclerosis，CAS)斑塊是缺血性腦卒中患者的重要危險因素。因此，對缺血性腦卒中患者CAS斑塊的定量評價尤為重要。三維超聲的發展基于二維超聲，除了可以將檢查部位的詳細結構特征充分顯示外，還可以將檢查部位立體成像[2]。本研究通過使用體元模型法三維超聲與二維超聲定量評價缺血性腦卒中患者的CAS斑塊，探討體元模型法三維超聲的臨床價值。

1資料與方法

1.1研究對象選取2014-02—2015-02在我院接受治療的46例缺血性腦卒中患者為觀察組，另選取我院同期46例健康體檢者為對照組。入選的缺血性腦卒中患者均需符合我國第4屆腦血管學術會議修訂的相關標準[3]，并得到頭顱MRI或(和)CT的確診。入組標準：急性發病，局灶性神經系統受損體征、癥狀明確，有MRI或CT證據，不包括心源性腦栓塞和腦出血患者。排除標準：急性感染明確，肝腎功能嚴重受損，無法獲取準確的病史。2組一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1　2組一般資料比較

1.2研究方法應用Philips iU22超聲診斷儀，內置三維定量分析軟件，線陣的探頭頻率為5～7 MHz，三維表淺矩陣的探頭頻率為5.0～12.0 MHz。取仰臥位，保持呼吸平靜，對斑塊的空間方位、質地、形態以及體積進行詳細觀察，分析斑塊的狹窄程度和不穩定因素。

二維超聲常規心動圖檢查：M-mode模式，探頭為GE VividE9，心臟探頭和淺表探頭頻率分別為3.5 MHz和10 MHz。體元模型法三維超聲心動圖檢查：包括采集原始圖像、圖像數據的后處理、重建三維圖像、顯示三維圖像以及定量測量。其中掃描途徑有經胸、食管以及腹壁、劍突下等。所有研究對象取左側臥位。體元模型法三維成像：圖像最小單位是體元或體素，三維空間中像素延伸為體元素，該空間模型展示的是容積概念。體元按照其相應空間位置進行有序排列即可獲得其三維的立體圖像。成像方式主要為總體顯示法，即應用總體結構中所有信息構建具有實體感的1個三維圖像，顯示組織機構全部的灰階信息，具體為表面成像和透明成像。對2組患者均行頸部頸動脈超聲，構建左心室立體圖像，且自動算出左心室的EF、ESV、EDV。并檢測2組頸動脈內中膜厚度(IMT)，定義IMT≥1.5 mm為動脈粥樣硬化斑塊形成，比較2組斑塊檢出率。

2結果

2.12組常規超聲指標比較觀察組二維超聲的ESV和EDV值均較對照組高，EF值較對照組低，但差異均無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2　2組常規超聲指標比較

2.22組三維超聲指標比較觀察組三維超聲的ESV和EDV值均較對照組高，EF值較對照組低，差異均有統計學意義(P<0.01)。見表3。

表3　2組三維超聲指標比較

2.32種超聲檢查IMT結果比較三維超聲的斑塊檢出率(IMT≥1.5 mm)高于二維超聲組(χ2=4.420，P<0.05)。見表4。

表4　2種超聲檢查IMT檢查結果對比　(n)

2.4二維、三維超聲對腦卒中患者的斑塊定量結果比較體元模型法三維超聲技術測量斑塊的最大面積(0.36±0.17)cm2，二維超聲技術測量斑塊的最大面積(0.18±0.11)cm2，差異有統計學意義(P<0.01)。體元模型法三維超聲技術測量的斑塊體積(0.19±0.12)cm3，明顯高于二維超聲的(0.12±0.09)cm3(P<0.01)。

3討論

目前，缺血性腦卒中由于其極高的致殘率及致死率，已對人類的健康構成了嚴重的威脅[4]。研究表明，CAS是威脅缺血性腦卒中的重要因素[5]。CAS斑塊對心腦血管起獨立預測的作用，而超聲檢測頸動脈又是一種預測CAS斑塊臨床前期病變出現的重要手段。

迄今為止，隨著計算機技術的迅猛發展，超聲影像技術從應用初期的M型超聲和一維A型超聲成像逐漸發展成二維B型超聲成像，直至如今的三維超聲影像系統可以全數字能實時回放[6]。超聲影像具有操作簡便、成本低、應用面廣、靈敏度高以及無創性等一系列優點，其普及速度和發展速度是其他醫學影像技術無法企及的[7]。

三維超聲的發展主要基于二維超聲，不但能完整顯示出檢查部位的結構特征，而且還能對檢查部位迅速立體成像[8]。該三維圖像能立體展現整個斑塊的血管腔結構、空間形狀及腔內血流走行特征，同時還能利用類似俯視的方式對整個斑塊的表面特征實施三維重建顯示，無疑對二維切面顯像是非常重要的補充[9]。

本研究采用體元模型法三維超聲，構建缺血性腦卒中患者血管的三維模型以及三維數據的可視化理論，依靠計算機圖形學與圖像處理技術，將CAS斑塊以三維立體的方式模擬出來，進一步轉換為聲像圖，與其他檢查相比，更直觀地顯示了病變的形態和部位，包括累及的范圍，從而驗證了術前超聲診斷的結果，并與外科醫師溝通交流，正確制定合適的手術方案[10]。

傳統的頸部血管超聲成像系統，其提供的僅僅只是人體某一斷面的二維圖像，醫生必須根據自己的經驗，結合多幅二維圖像，在自己的大腦中通過不斷地合成圖像理解該三維的解剖結構。此過程對醫師的熟練程度要求極高，需要長時間的訓練，同時也限制了某些方面的診斷。相對于傳統的二維超聲成像，三維頸部血管超聲成像具有明顯的優勢：首先，圖像顯示較為直觀，即醫生通過屏幕就可以直觀地看到血管的解剖結構，對臨床準確診斷疾病提供了重要依據[11]；其次，在醫學教學以及手術規劃等方面的應用也較為廣泛，即以人-機交互的方式，讓人們能從不同的角度對血管的解剖結構以及疾病狀況進行詳細觀察，并在計算機上研究手術規劃、完成模擬手術等；同時，三維超聲成像也為醫學教學提供了極好的手段和方法[12]；此外，其還可以精確測量醫學診斷的參數，很多醫學參數(如斑塊體積以及頸動脈內膜等)的測量只有在三維條件下才能獲得準確的定量結果；此診斷大大節省了醫生的診斷時間。通常二維診斷中，醫生需要花費大量的時間去檢查人體器官，以便在大腦中構建病變器官的三維狀態。而三維檢查只需要花短短幾分鐘即可采集足夠的數據，良好地重構出病變血管的三維形態，大大減少了診斷的時間[13]。

本研究結果顯示，無論是二維超聲還是體元模型法三維超聲心動圖檢查，觀察組ESV和EDV值均較對照組高，EF值較對照組低，但在二維超聲的檢查中差異無統計學意義，而三維超聲中卻有顯著差異。而這些指標與動脈硬化斑塊的體積、動脈狹窄程度均有一定的相關性[14]。體現出相較于二維超聲檢查，三維超聲檢查對斑塊的檢測精確度明顯更高。本研究還發現，三維超聲的斑塊檢出率明顯更高。而對斑塊的面積、體積檢查結果也均呈現相同的結果，三維超聲檢查更為準確。我們考慮這與運用的體元模型法三維超聲技術所顯示的圖像與實際的解剖結構更加接近，能夠更清晰、完整地展示二維超聲技術顯示較為困難的分叉處斑塊以及多個斑塊有關。運用頸動脈成像技術研究管腔的狹窄狀況、管壁的形態特征、斑塊體積的計算、斑塊表面的情況，給臨床評價腦血管事件發生的危險性以及斑塊的穩定性均提供了有價值的信息，進一步揭示了腦缺血事件與頸動脈斑塊的內在聯系，進而更好地預警卒中。

綜上，在缺血性腦卒中患者中，三維血管成像技術具有重要的臨床意義，是近年來超聲醫學領域中一項新技術，具有操作簡便、快速成像等優點，能對血管立體解剖結構、毗鄰關系進行多方位顯示，具有常規二維血管超聲無法比擬的優越性，對血管疾病的臨床診治具有不可估量的重大價值。

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(收稿 2015-06-12)

【中圖分類號】R743.33

【文獻標識碼】A

【文章編號】1673-5110(2016)11-0032-02