聲觸診組織量化評價頸動脈斑塊與腦卒中風險的相關性研究

楊環宇，楊 揚，任建麗，王志剛

（重慶醫科大學超聲影像學研究所 重慶醫科大學附屬第二醫院超聲科，重慶 400010）

腦卒中是嚴重危害人類健康的重要疾病之一，具有高致殘率及高致死率的特點，而缺血性卒中約占腦卒中整體的70%左右[1]，對其高危人群開展早期診療具有重要意義。缺血性卒中最主要的病因即為動脈粥樣硬化，約有30%的缺血性卒中是由頸動脈粥樣硬化導致的[2]，其中，斑塊破裂-血栓形成-動脈閉塞是動脈粥樣硬化導致缺血性卒中的主要機制。目前，學者們對頸動脈斑塊穩定性的判斷進行了多方面研究。聲觸診組織量化（Virtual touch tissue quantification，VTQ）作為一種超聲彈性成像新技術，可以獲得斑塊的組織成分參數并反映其穩定性。但頸動脈斑塊彈性硬度特征與腦卒中初次發作風險之間的相關性及特點尚不完全清楚。本文針對頸動脈斑塊患者中，尚未發生過腦卒中的這一特殊群體，通過彈性成像檢測頸動脈斑塊質地，分析其與腦卒中發病不同風險等級的相關性，為腦卒中防治提供重要依據。

1 資料與方法

1.1 研究對象

收集2017年1—6月來我院行頸動脈超聲檢查患者，納入標準：①斑塊厚度＞2 mm，有多處斑塊者，要求各斑塊回聲特性無明顯差異，并選取最厚斑塊進行研究；②既往無腦卒中或短暫性腦缺血發作病史，從未出現過局灶性神經功能缺損等特異性卒中癥狀，無腦梗死后遺癥；③顱腦CT、MRI顯示無卒中相應影像學表現。排除標準：已經發生過腦卒中的頸動脈斑塊患者。共入選頸動脈斑塊患者98例，男61例，女 37 例，年齡 34～90 歲，平均（66.2±10.6）歲。

1.2 儀器與方法

1.2.1 臨床資料

對所有研究對象詳細詢問病史，記錄年齡、性別、吸煙史、高血壓病史、糖尿病史、心血管病史、有無心房顫動及左心室肥厚。檢測血清甘油三酯（TG）、總膽固醇（TC）、高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白（LDL）、血清肌酐（Cr）、尿酸（UA）、空腹血糖（FBG）；收集研究對象的血壓（mmHg）（1 mmHg=0.133 kPa）、身高（m）、體質量（kg）、計算體質量指數（BMI）=體質量/身高2（kg/m2）。

1.2.2 超聲檢查

采用Siemens Acuson 2000超聲診斷儀，9L4探頭（頻率4～9 MHz）。對所有患者均采集以下參數：①常規二維超聲顯示頸動脈斑塊，于最大橫切面測量斑塊處管腔的殘余及原始管徑、殘余及原始面積。②二維灰階圖像清晰顯示頸動脈斑塊后凍結、存儲，利用DFY定量分析軟件得出斑塊的灰度值。該軟件的原理是將勾選區域內所有像素點的灰度值進行統計學分析，得出該區域的總體灰度值，對定性、直觀的超聲灰階圖像以灰度值定量表示。③切換實時剪切波彈性成像模式，取樣框移至斑塊處，保證取樣框內不含血流，每次測量時囑患者屏氣，同一位置測量5次剪切波傳播速度（Shear wave velocity，SWV）取其平均值，見圖 1～4。

1.2.3 模型應用及分組

腦卒中初發風險依據改良的Framingham卒中量表得出，研究腦卒中預期風險的不同評估公式和模型里，應用最為成熟、適用人群較為廣泛的是美國Framingham研究提出的卒中風險評分（Framingham risk score，FRS）系統[3]。 該研究在人群中篩選出年齡、收縮壓、降壓治療、糖尿病史、吸煙、心血管病史、心房顫動史及左心室肥厚等卒中預測因子并賦予分值權重，由此計算出未來10年卒中發病概率，它是用于缺血性腦卒中一級預防風險評估的數學模型。對每例導入患者收集上述評分所需資料后，確定每個人的危險因素點數并合計，得到風險評分值與卒中發病風險率，并依據風險等級分組：高危組：風險率≥10%，非高危組：風險率＜10%。

1.3 統計學方法

2 結果

兩組間性別、年齡、收縮壓、吸煙率、心血管病患病率、房顫及左心室肥大患病率、Cr、BMI、SWV值、斑塊灰度值、斑塊處管腔直徑比及面積比差異均有統計學意義（P 均＜0.05），見表 1。

對可能影響腦卒中發病的相關因素行多因素Logistic回歸分析：將Framingham模型以外的因素變量包括TG、TC、HDL-C、LDL-C、Cr、UA、FBG、BMI、SWV、斑塊灰度值、斑塊處管徑比及面積比作為自變量納入Logistic回歸模型，以是否為腦卒中高風險人群為因變量，采用向后逐步Logistic回歸分析，結果顯示：SWV、BMI、Cr為腦卒中發病高風險的影響因素，其中SWV與發病風險呈負相關，見表2。

圖1～4 對同一患者利用自動選取工具勾勒斑塊獲得斑塊灰度值（圖1）、彈性成像測定SWV（圖2），并于最大橫截面測量斑塊處管腔面積及管腔直徑（圖 3，4）。Figure 1～4.The following operations are performed on the same patient:outlining boundaries of the plaque and getting its gray values(Figure 1),getting the SWV values using VTQ(Figure 2),measuring the lumen areas and diameters at the maximum cross section(Figure 3,4).

表1 兩組患者臨床基線資料及超聲指標比較

表2 腦卒中風險因素的Logistic回歸分析

以上面所述腦卒中相關因素為自變量，卒中評分值為因變量，采用多元線性回歸逐步法分析腦卒中發病風險與這些因素之間的關系。結果顯示：SWV、Cr、LDL與卒中風險值存在線性回歸關系，見表3。

表3 腦卒中發病風險的多元線性回歸模型參數估計

SWV值與斑塊灰度值呈顯著正相關（r=0.856，P=0.000），與斑塊處管腔直徑比及面積比則無明顯相關性（P 均＞0.05）。

3 討論

對粥樣硬化斑塊的組織學研究發現，穩定斑塊與易損斑塊是其存在的兩種狀態[4]。研究表明[5-6]，斑塊脂質核心大，纖維、鈣化成分少，斑塊內出血，均使得斑塊彈性大、質地軟，承受的應力大、易于破裂，即屬于易損斑塊；穩定斑塊則與此相反，含脂質少、質地較硬，不易引發心血管事件。SWV值與組織彈性成反比，隨組織硬度的增加而增加，因此SWV值較小，則斑塊趨于破裂；SWV值較大，則斑塊趨于穩定。本研究中，腦卒中發病高風險組的斑塊SWV值較中低風險組明顯更低，且差異有統計學意義（P＜0.01）。多元線性回歸中，斑塊的SWV值是腦卒中風險評分高低的主要影響因素，二者為負線性相關，這與Logistic多因素逐步回歸結果一致，即SWV呈相對高值對腦卒中風險人群是一種保護性因素，SWV值越大、斑塊彈性應變越低，腦卒中發生風險也相對較低，考慮其原因為SWV值較高的斑塊，主要包含非脂質成分，故較穩定。綜上所述，VTQ技術可根據斑塊的SWV值大小推測斑塊的性質及穩定性。

斑塊負荷包括斑塊厚度、斑塊面積、管腔面積、管腔直徑，也是影響斑塊穩定性的重要因素[7]。研究認為[8]頸動脈斑塊進展所致的管腔狹窄及斑塊易損性共同導致了缺血性腦卒中的發生，大量研究也證實了腦卒中事件的決定因素是頸動脈斑塊的穩定性而非管腔狹窄程度[9-10]。孫翾等[11]的研究表明，頸動脈輕、中度狹窄患者斑塊成分主要為脂質，重度狹窄患者主要為混合型和鈣化斑塊，斑塊的成分狀態與管腔狹窄程度并不呈正相關，這與本研究中，斑塊處管腔面積及管腔直徑與斑塊的彈性值無明顯相關性的結果一致（P均＞0.05）。但是，管腔明顯狹窄可導致局部血流壓力顯著增大，斑塊表面剪切力增加，促使斑塊破裂出血，造成腦卒中，故管腔狹窄率＞40%的斑塊易損性也增加[12]，因此頸動脈斑塊的易損性與頸動脈狹窄程度對腦卒中發生的作用并不能完全分離。本研究結果顯示斑塊處管腔面積比、直徑比在腦卒中不同風險組間比較有統計學差異（P＜0.05），與此同時，在Logistic回歸模型中未能成為腦卒中發病的相關因素，考慮其原因可能為入組人群里頸動脈斑塊厚度達到管腔狹窄的患者所占比例少，在統計分析過程中該因素未顯現出意義。

二維灰階超聲通常根據回聲及表面形態判斷斑塊穩定性，認為低回聲代表出血、脂質，中等回聲為纖維組織，高回聲部分是鈣化。多數研究表明斑塊回聲強弱與臨床癥狀之間具有較大的相關性，中低回聲及混合回聲斑塊患者出現腦卒中的可能性較大，Arai等[13]的研究中，所有低回聲斑塊病理均證實為脂質成分。也有研究顯示[14]中低及混合回聲類型斑塊其組織成分及腦卒中發生率無明顯差異。究其原因，可能由于判斷斑塊回聲時主要依靠操作者自身經驗，對回聲等級較為接近的斑塊定性時結果具有較大波動。本研究中對斑塊回聲強弱采取較為客觀的灰度值定量表示，避免了主觀因素的干擾。Pearson相關分析顯示斑塊灰度值與SWV值具有良好正相關性（r=0.856，P=0.000），二者均在不同風險組間比較時出現統計學差異（P＜0.05），但斑塊灰度值在本實驗的Logistic回歸分析中未成為腦卒中發病風險的影響因素，考慮其原因主要是因為灰度值與彈性值相關性較高，在逐步回歸過程中僅納入其中一個變量。VTQ無須施加外力即可判斷組織彈性硬度，只要取樣框不接觸血液、包含部分管壁及周圍組織對測量結果無明顯影響，其測定不受斑塊大小限制[15]，受人為主觀誤差影響小，故VTQ技術能夠較為可靠地提供斑塊組織病理特征的定量參數，與二維超聲提供的斑塊厚度、形狀、血流動力學等多方面信息綜合，可更準確地鑒別斑塊成分及其穩定性[16]。

高脂血癥是導致動脈粥樣硬化斑塊形成的始動因素，LDL除了是重要的內皮損傷因子外，還能上調巨噬細胞集落刺激因子和單核細胞趨化蛋白-1基因的表達，從而使炎癥反應放大，誘導斑塊不穩定性。本研究中，隨腦卒中發病風險增加TG、TC、LDL均呈降低趨勢，且多元線性回歸分析顯示，LDL與腦卒中發病風險呈負相關，這與既往高脂血癥是動脈粥樣硬化性卒中病因之一的結論不符，其原因可能由于腦卒中高風險人群大多合并其它心血管慢性疾病，入院前就已長期服用調脂藥物所致。

本研究證實VTQ測定的SWV值與腦卒中發病風險呈負相關，用VTQ技術測量斑塊SWV值來定量反映不同成分斑塊的整體質地、評估斑塊的穩定/易損性質是可行的，彈性值越大，斑塊越穩定，腦卒中發病風險越低，測量SWV有助于遠期卒中事件的預測。本研究的局限性在于未提供預測腦卒中不同發病風險層次的SWV節點值，且缺乏長期隨訪資料印證。綜上所述，VTQ測定SWV值可作為腦卒中風險人群中篩查高危患者的有效手段，對卒中事件的預防有積極指導意義。