超声造影联合三维超声评估颈动脉斑块易损性对急性缺血性脑卒中的预测价值

张力维，谌 雪，王义成*，郜新春

(1.河北北方学院附属第一医院超声医学科，河北 张家口 075000；2.河北省怀来县中医医院超声医学科，河北 怀来 075400)

急性缺血性脑卒中(acute ischemic stroke, AIS)具有发病率、致残率及病死率均较高的特点。近年来越来越多的研究发现，AIS的发生与颈动脉易损斑块的形成密切相关[1-2]。因此，斑块易损性的全面、准确评估是预防AIS发生、发展的关键环节[3]。组织病理学证实，斑块内新生血管是导致斑块易损性高的重要原因之一[4-5]。超声造影(contrast-enhanced ultrasound, CEUS)技术能够敏感地检测并定量分析斑块内新生血管的数量[6]，被广泛地应用于斑块易损性的评估中[7-10]。但其无法对斑块成分进行定量分析，存在一定的局限性。研究发现，三维超声(three-dimensional ultrasound,3D-US)定量参数灰阶中位数(gray-scale median,GSM)值可较好的反映斑块的组织成分，对AIS有一定的预测价值[11]。本研究联合CEUS及3D-US评估颈动脉斑块的易损性，旨在寻找一种对AIS更为准确且全面的预测方法，指导临床及时干预，改善预后。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2020年7月—2021年6月就诊于河北北方学院附属第一医院常规超声检查存在颈动脉斑块且厚度≥2.0 mm的门诊或住院患者261例。根据临床诊断是否发生AIS分为AIS组及NAIS组。AIS组126例，其中男性66例，女性60例，年龄35～86岁，平均(67.2±8.2)岁。NAIS组135例，其中男性69例，女性66例，年龄32～83岁，平均(63.2±8.4)岁。纳入标准：AIS组患者均满足2018年《中国急性缺血性脑卒中诊治指南》[12]中的诊断条件，且为首次发病。NAIS组患者头颅MRI或CT检查未见缺血病灶。排除标准：①严重肺、肝及肾等功能不全者；②合并急性心内膜炎、不稳定型心绞痛、急性心力衰竭者；③超声造影剂过敏者；④意识障碍，不能配合检查者；⑤斑块广泛钙化等原因导致图像显示不清晰者。两组患者性别、年龄等一般资料差异均无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

我院伦理委员会已批准该研究，患者及家属均知晓并签署同意书。

1.2仪器与方法 使用Toshiba Aplio 500超声诊断仪，线阵探头11-L4，频率为4～11 MHz，行常规超声及超声造影检查。采用Philips EPIQ7超声诊断仪，容积探头VL13-5，频率为5～13 MHz，行三维超声检查。

1.2.1常规超声检查 患者仰卧位，头略向后仰并偏向检查对侧，采取先横切再纵切的方法，从锁骨上至颌下对颈部动脉进行全面扫查，测量内-中膜厚度(intima thickness,IMT)。首先选择近颈动脉分叉处且厚度≥2 mm，无钙化或钙化较少的斑块为优选斑块(斑块较多时，选择最厚者)，行该斑块的CEUS及3D-US检查。如果近分叉处无斑块或斑块不适合完成上述检查，则选择颈动脉中远段合适斑块。

1.2.2CEUS检查 取优选斑块最大纵切面行CEUS检查，机械指数调至0.06～0.08，焦点位于颈动脉后壁下方0.5 cm处。超声造影剂采用SonoVue，造影前以0.9%氯化钠溶液5 mL对其进行稀释，充分震荡直至呈乳白色，肘正中静脉团注2.5 mL，随后立即推注0.9%氯化钠溶液5 mL。连续采集动态图像120 s。利用随机配备的QLAB软件获取斑块的时间-强度曲线(time-intensity curve,TIC)，得到斑块的峰值强度及基础强度。峰值强度：造影剂浓度最高时对应的强度值，基础强度：造影剂未注射时斑块的强度。增强强度(enhanced intensity, EI)为=峰值强度-基础强度。

1.2.33D-US检查 在优选斑块短轴切面改用全容积三维探头，按下3D键，对采集角度进行调整，使整个斑块处于扫描范围内。以DICOM格式对容积数据进行保存。每根血管需获得150帧图像，且每帧图像间隔为0.14 mm。图像分析采用Q-Lab VPQ软件，逐一分析获取的每帧图像，起始帧为：显示斑块的前一帧图像，终止帧为：斑块消失的后一帧图像，关键帧为：斑块最厚处的图像。依据IMT描记每帧图像中血管的外模、内膜及斑块的边界，软件会自动计算斑块厚度(plaque thickness,PT)、斑块体积(plaque volume,PV)、面积狭窄率(percent area stenosis, PAS)与GSM值。

1.3统计学方法 应用SPSS 25.0及MedCalc.v 19.6统计学软件处理数据。计量资料采用独立样本t检验。绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线分析EI、GSM单独及联合检测对AIS的预测价值并确定其截断值。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.12组患者颈动脉斑块CEUS及3D-US定量参数比较 AIS组患者颈动脉斑块EI值高于NAIS组，GSM值低于NAIS组，差异均有统计学意义(P<0.05)，2组患者颈动脉斑块PT、PV与PAS差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 2组颈动脉斑块CEUS及3D-US定量参数比较Table 1 Comparison of CEUS and 3D-US quantitative parameters of carotid plaque between two groups

2.2EI、GSM单独及联合检测对AIS预测价值的分析 以EI 11.6为截断值，预测AIS发生的曲线下面积(area under curve,AUC)为0.730(P<0.001)，95%可信区间(confidence interval,CI)为0.648～0.838，敏感度为76.19%，特异度为62.22%；以GSM 33.5为截断值，预测AIS发生的AUC为0.752(P<0.001)，95%CI为0.624～0.820，敏感度为78.57%，特异度为62.22%；联合检测的AUC为0.840(P<0.001)，95%CI为0.745～0.910，敏感度为85.71%，特异度为71.11%。见图1，表2。

图1 EI、GSM单独及联合检测对AIS预测价值的ROC曲线Figure 1 The ROC curve of detection of EI and GSM aloneorin combination in predicting AIS

表2 EI、GSM单独及联合检测对AIS预测价值比较Table 2 Comparison of detection of EI and GSM alone or in combination in predicting AIS

3 讨 论

AIS是临床上较为常见的脑血管疾病，可降低患者的生存能力，甚至造成患者死亡[13]。大量研究发现，颈动脉易损斑块纤维帽断裂引起的微栓子和血小板聚集形成的微血栓是导致AIS发生的主要病理学机制[14-17]。易损斑块在病理特征上主要表现为：脂质核心较大、纤维帽薄、斑块破裂出血和溃疡形成、炎细胞浸润及新生血管形成[18]。本研究应用CEUS及3D-US分别观察颈动脉斑块内新生血管情况及斑块组织成分，并评估二者联合检测在预测AIS发生风险中的价值。

CEUS是用于观察和反映组织内血流灌注情况，实现血池显像的一项新技术，可用于颈动脉斑块内新生血管的检测[19-21]。CEUS对斑块内新生血管的分析包括显影分级半定量分析及TIC定量分析两种方法。定量分析是CEUS后期利用随机配备的特定分析软件，将斑块内新生血管的血流灌注信息转换成具体数据，以避免操作者主观因素对研究结果准确性造成的影响。研究发现，EI值与组织内新生血管的密度呈正相关，其能够定量分析斑块内新生血管的数量并评估斑块易损性的高低[22]。本研究中，AIS组EI值(14.79±3.90)较NAIS组(8.42±5.07)高，差异有统计学意义，表明AIS组患者颈动脉斑块内新生血管更丰富，斑块易损性更高，更具破裂的风险，与敖锋等[23]的研究结果一致。

常规二维超声通常以斑块的回声强弱反映其易损性的高低。虽然此方法在临床工作中得到广泛应用，但其存在一定的缺陷：首先，不同的回声无法准确反映斑块的成分，例如纤维帽、胶原及脂质核心均显示为低回声。其次，二维超声切面是局部断面图像，无法对斑块的整体情况进行观察及分析。基于三维容积成像的3D-US-VPQ技术可定量分析颈动脉斑块的整体特征，通过计算机软件自动获取斑块的PT、PV、PAS与GSM等定量参数。Mitchell等[24]研究发现斑块组织成分不同时，其GSM值亦不同，斑块内脂质核心、出血或坏死物质的GSM值为30～34，纤维成分的GSM值为42～53，而以钙化成分为主的斑块GSM值为45～75。本研究中，AIS组斑块GSM值(30.78±6.03)较NAIS组(45.53±7.94)低，差异有统计学意义，说明AIS组患者颈动脉斑块内含有较大的脂质核心、较多的炎性细胞或斑块内出血、坏死，易损性高，而NAIS组患者颈动脉斑块内含有较多的钙化及纤维成分，易损性低。

本研究为验证EI、GSM单独及联合检测对AIS的预测价值并确定其截断值，绘制了ROC曲线，结果显示以EI 11.6作为预测AIS发生的截断值，其AUC为0.730，敏感度和特异度分别为76.19%、62.22%；以GSM 33.5作为预测AIS发生的截断值，其AUC为0.752，敏感度和特异度分别为78.57%、62.22%；联合检测的AUC为0.840，敏感度和特异度分别为85.71%、71.11%。由此可见，EI、GSM单独及联合检测均对AIS有预测价值，其中联合检测的AUC最大，敏感度和特异度最高，联合检测诊断效能最好，与预期结果一致。

本研究中两组颈动脉斑块PT、PV与PAS差异均无统计学意义，与以往研究结果相符[25]，进一步说明了斑块的大小及管腔的狭窄程度与AIS的发生无明显关系。

本研究存在一定的局限性：①对临床卒中风险因素的分析不够详细，有待扩大样本量进一步补充研究结果。②本研究仅对优选斑块的易损性进行了评估，虽然其不一定是导致AIS的责任斑块，但动脉粥样硬化是一种全身性缓慢进行性疾病，颈动脉斑块均暴露于相同或相似的危险因素下，本研究所选斑块具有一定的代表性。

综上所述，EI、GSM联合检测对AIS的预测能力高于单独检测，可作为预测AIS发生风险的参考依据，便于临床及时采取有效地干预措施，从而降低AIS的发生率。