超聲彈性成像技術用于頭頸部放射治療前后血管彈性檢測的相關研究*

梁 志 李 毅 戢炳金

臨床中，多數頭頸部惡性腫瘤對放射線敏感，且放射治療能夠有效保留病變部位解剖結構完整性，對組織和器官功能損傷少，因此放射治療已成為頭頸部惡性腫瘤的重要治療方案[1-2]。然而，放射治療時頸部通常被包含于放射范圍，可能導致軟組織損傷，有研究證實，頭頸部放射治療后患者頸動脈狹窄的發生率和發生狹窄的程度均明顯提升[3]。

早期發現頸動脈粥樣硬化和動脈狹窄并予針對性干預，可能有助于改善頭頸部惡性腫瘤放射治療患者預后，但目前評估頸動脈狹窄的常見方案，包括磁共振血管成像、數字化減影血管造影術等均僅能夠在頸動脈出現內中膜增厚、管腔狹窄等形態學改變后做出診斷，而動脈損傷時彈性的改變早于結構及形態的改變[4]。傳統診斷方案可能欠缺及時性，而超聲彈性成像技術則能夠有效評估血管壁彈性[5]。本研究旨在利用超聲彈性成像技術評估頭頸部放射治療前后血管彈性變化趨勢，為指導制定早期干預措施提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2015年1-12月于重慶市北碚區中醫院接受放射治療的42例頭頸部惡性腫瘤患者，其中男性28例，女性14例；年齡18～73歲，平均年齡(47.17±12.25)歲；鼻咽癌15例，喉癌5例，淋巴瘤12例，腮腺癌4例，頸部轉移癌3例，上頜竇鱗癌1例，舌根癌1例，口咽癌1例。對42例接受頭頸部放射治療的患者開展持續跟蹤隨訪。本研究已獲得院倫理委員會批準，患者均知情并簽署同意書。

1.2 納入與排除標準

(1)納入標準。①年齡≥18歲；②經穿刺或術后病理確診疾病；③首次接受放療，且本次研究前未接受化療。

(2)排除標準。①先天性心臟病、冠心病等心臟疾病患者；②甲亢、糖尿病、高血壓等可能影響頸動脈彈性疾病患者；③納入研究前已出現頸動脈內中膜增厚、斑塊形成等形態學改變者。

1.3 儀器設備

采用LOGIQ E9型彩色多普勒超聲診斷儀及配套6.0～13.0 MHz高頻線陣探頭(美國GE公司)。

1.4 治療方案

所有患者均接受常規劑量分割，X射線能量為6 MV或8～10 MeV電子線照射，5次/周，2 Gy/次，持續5～6周，總劑量為50～60 Gy。

1.5 檢測方法

所有患者分別于放射治療前1～3 d、放射治療時間2.5～3周(放射計量26～30 Gy)、放射治療結束時(放射計量50～60 Gy)、放射治療后1個月和3個月(分別標記為T1～T5)，接受常規頸動脈常規超聲檢測及超聲彈性成像檢查，檢測由同一名醫生完成。

1.5.1 常規超聲檢測

(1)取仰臥位，稍墊高頭部，暴露頸部，調節儀器，清楚顯示雙側頸總動脈前后壁內膜回聲，于頸總動脈膨大處近心端1～1.5 cm測定內中膜厚度(intimamedia thickness，IMT)。

(2)取二維聲像圖中清晰一側作為檢測血管，以頸總動脈膨大處下方近心端2 cm處為檢測部位，同步連接心電圖并啟動M型檢測，在心電圖R波頂點時，通過超聲檢測舒張期血管最小內徑(minimal diastolic diameter，Dd)，在心電圖T波終點時，通過超聲檢測收縮期血管最大內徑(maximum systolic diameter，Ds)，記錄3個心動周期的均值，計算頸總動脈內徑變化率(variance ratio of internal diameter，ΔD)，其計算為公式1：

1.5.2 彈性成像檢測

完成常規超聲檢測后，以頸總動脈膨大處近心端下方2 cm左右為觀察區域，設定儀器為彈性成像模式，手持探頭輕微振動，使顯示屏上代表壓力與壓放頻率的綜合指標為2～4，待彈性圖像中彩色編碼穩定后凍結圖像，確定圖像清晰且包含頸動脈前后壁的區域為感興趣區域(region of interest，ROI)，以頸動脈后壁A區，以血管腔內血液為B區，計算A區與B區的應變值比(A/B)，A/B值越大，提示血管彈性越差。

1.6 統計學方法

采用SPSS 19.0軟件處理數據，計量數據以(x-±s)表示，組內多時點對比采用重復測量的方差分析及配對樣本t檢驗，A/B值、IMT及ΔD的相關性采用Pearson方法，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 檢測基本情況

對42例患者均完成整個試驗周期，未見脫落患者。患者放射治療前1 d、放射治療3周和5周時超聲診斷成像結果，可見放射治療前頸動脈彈性較好，放射治療3周和5周時頸動脈彈性下降(如圖1所示)。

圖1 放射治療前后超聲彈性成像圖

2.2 超聲檢測指標變化

患者IMT、Dd及Ds隨放射治療的持續變化不顯著，差異無統計學意義(F=1.036，F=1.929，F=1.664；P＞0.05)；但A/B值隨放射治療的持續，呈一定下降趨勢，ΔD呈一定上升趨勢，其差異均有統計學意義(F=62.058，F=71.658；P＜0.05)，且表現為T2、T3變化顯著，此后保持相對穩定，見表1。

表1 42例頭頸部惡性腫瘤患者超聲檢測不同時刻的各指標變化

表1 42例頭頸部惡性腫瘤患者超聲檢測不同時刻的各指標變化

注：表中IMT為頸動脈內中膜厚度；Dd為舒張期血管最小內徑；Ds為收縮期血管最大內徑；ΔD為頸動脈內徑變化率；A/B值為A區與B區的應變值比。

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2.3 A/B值與ΔD相關性分析

納入T1～T5時刻共210組數據，經Pearson相關性分析，顯示A/B值與ΔD在總體上呈高度負相關(r=-0.764，P=0.000)，線性擬合曲線(A/B=4.82-0.051×ΔD)如圖2所示。

圖2 42例頭頸部惡性腫瘤患者超聲檢測A/B值與ΔD的線性擬合曲線圖

3 討論

頭頸部腫瘤放射治療后頸動脈狹窄發生率高，Dorth等[6]對224例頭頸部放射治療患者隨訪顯示，4年內頸動脈狹窄發生率為14%。由于該并發癥可增加腦血管意外事件風險，因此需于早期積極防治[7]。放射治療所致的頸動脈狹窄與血管彈性降低及僵硬度增加有關，且這種變化多在動脈結構及形態改變前發生[8-9]。因此，檢測頸動脈彈性有助于在形成頸動脈斑塊、出現頸動脈狹窄前明確風險并積極預防，且超聲彈性成像技術可能有此價值。

本研究結果顯示，放射治療期間患者IMT未見明顯變化，證實放射治療早期的確難以有效檢測出血管形態學的改變，這與既往報道[10-11]結論相符。但卻能觀察到ΔD和A/B值的明顯變化，其中ΔD同時反映了收縮期頸動脈隨管腔內血流量增加發生擴張的形變能力，與舒張期隨血流量減少發生彈性回縮的形變能力，有助于反應血管彈性[12]。但此兩項指標的檢測對操作者要求較高，臨床可能難以獲得準確值。A/B值與ΔD呈明顯的相關性，則提示應用超聲彈性成像技術定量檢測A/B值也能夠反映血管彈性，與既往報道[13-15]觀點相符。該檢測方案的原理是[16-18]：人體組織受壓時，彈性高的部分比彈性低的部分更容易變形，給予外力后不同彈性組織受壓前后射頻信號不同，用自相關分析法能夠明確組織各部分彈性系數分布。通過測量血液與頸動脈血管壁的彈性應變率比值，能夠客觀反映頸動脈彈性變化。

本研究進一步探討了患者頸動脈彈性隨放射治療時間增加的變化趨勢，其結果顯示，在放射治療期間，隨照射劑量的增加，頸動脈彈性持續下降，這與Kilicaslan等[19]針對乳腺癌放射治療患者主動脈彈性的研究結論相似，可能是因為放射劑量增加，導致管壁組織纖維化程度加重，因此血管彈性逐漸降低。本研究患者放射治療結束1個月和3個月時，A/D值和ΔD均未見明顯改善，則表明血管彈性降低依然存在，且并未改善，但亦未繼續加重，這與孫健等[20]通過血管回聲跟蹤技術觀察到的結果相符，但該研究同時發現術后3個月時患者IMT已發生明顯的增厚，則與本研究結果不符，推測可能僅與樣本量差異有關。

本研究結果顯示，超聲彈性成像技術能夠有效檢測頭頸部放射治療后患者頸動脈彈性變化情況，這有助于早期發現頸動脈狹窄風險。患者放射治療期間頸動脈彈性隨放射劑量的增加而下降，放射治療結束后頸動脈彈性保持相對穩定，且至放射治療后3個月時頸動脈彈性仍未能得到改善。然而，本研究由于納入樣本量較少，且隨訪時間相對較短，可能難以全面反映放射治療對患者頸動脈狹窄的影響，故有待后續研究補充。