超声射频信号技术检测脑梗死患者颈动脉的研究

曾宪卿，段言峰，何俊，张晨辉



·论著·

超声射频信号技术检测脑梗死患者颈动脉的研究

曾宪卿a，段言峰b，何俊a，张晨辉a

目的：应用超声射频量化技术评价脑梗死患者颈动脉内膜-中层厚度（IMT）与动脉僵硬度的变化。方法：选取脑梗死患者54例为梗死组，同期健康志愿者50例为对照组。应用超声射频信号血管内中膜分析（QIMT）技术和超声射频信号动脉僵硬度分析（QAS）技术对2组右颈总动脉进行检查，获其颈总动脉IMT、血管僵硬度参数（β）、动脉管壁的扩张性系数（DC）和顺应性系数（CC）。结果：梗死组和对照组相比颈总动脉IMT差异无统计学意义（P>0.05）；CC、DC值低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）；β值高于对照组，有显著性差异（P<0.01）。2组的收缩压（SBP）和低密度脂蛋白（LDL）差异有统计学意义（P<0.05）。相关分析显示梗死组的β值与SBP、LDL呈正相关（r=0.75，P=0.012；r=0.64，P=0.016）。结论：脑梗死患者颈动脉管壁僵硬度的增加早于内中膜增厚的改变，超声射频信号技术可敏感反映颈动脉结构和功能的改变。

脑梗死；超声射频；内-中膜厚度；动脉僵硬度

颈动脉粥样硬化被认为是缺血性脑梗死和TIA危险因素之一。目前普通超声通过评估颈动脉内膜-中层厚度（intima-media thickness，IMT）、斑块及狭窄程度来了解颈动脉粥样硬化的严重程度，而超声射频量化分析技术能自动、准确、定量检测颈总动脉内中膜和血管僵硬度的改变。本研究应用超声射频信号血管内中膜分析（quality intima-media thickness，QIMT）技术和超声射频信号动脉僵硬度分析（quality arterial stiffness，QAS）技术，分析急性脑梗死患者颈总动脉血管结构与功能的变化，为脑梗死的早期防治提供理论依据。

1　资料与方法

1.1一般资料

选择2014年1月至2015年2月于我院神经内科住院的脑梗死患者，纳入标准：脑梗死的诊断符合第四届全国脑血管病修订标准，均经头颅CT和MRI检查证实；患者及家属同意行颅脑MRI和颈部血管彩超检查。纳入脑梗死患者54例为梗死组，男29例，女25例；年龄40～79岁，平均（58.30±10.90）岁。排除标准：心源性及其他原因的脑栓塞；自身免疫性疾病、急性炎症性疾病和发热；任何形式的脉管炎性病史；伴严重慢性心、肝、肾疾病；既往有心脑血管疾病。另纳入同期门诊健康体检者50例为对照组，男28例，女22例；年龄38～81岁，平均（56.8±6.90）岁，均排除心脑血管疾病等病史。2组间年龄、性别差异无统计学意义，

1.2方法

1.2.1标本收集及检测 记录受试者的各种基线资料，包括年龄、性别、血管危险因素（原发性高血压、高脂血症、糖尿病、缺血性心脏病、心房颤动、既往卒中和TIA史、吸烟、饮酒）、药物使用情况（抗高血压药、抗血小板药、抗凝药、他汀类降脂药）和临床资料（收缩压、舒张压、身高、体质量、血压及腰围），以及相关实验室检测指标。全部受试者均空腹抽取肘静脉血，常规检测空腹血糖（free blood glucose，FBG）、总胆固醇（total cholesterol，TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）、高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein，HOL）和低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein，LOL）、糖化血红蛋白（hemoglobin A1c，HbA1c）。

1.2.2颈动脉超声检查 全部受试者经常规超声检查颈动脉单侧或双侧无粥样硬化斑块形成。应用百胜Mylab70彩色多普勒超声诊断仪，LA523探头，频率4～13 MHz，配有QIMT和QAS系统分析软件。由有超声经验的主治以上医生进行颈动脉颅外段检查。受试者取平卧位，头部偏向检查区对侧，充分伸展颈部，沿胸锁乳突肌外缘纵切扫查，依次显示右颈总动脉及分叉部，以右侧颈总动脉距离分叉1.0～1.5 cm处为靶动脉。颈动脉斑块超声诊断标准[1]：内膜中层增厚并凸入管腔，边界清楚，测得局部IMT值≥1.5 mm定义为斑块形成，靶动脉如有斑块者被剔除。将动脉放置于感兴趣区域（ROI）内，启动QIMT模式，沿动脉长轴取≥15 mm长，待6个心动周期内的IMT值稳定，即SD值≤15 μm后冻结，通过REPORT PREVIEW显示测量结果和表格。切换至QAS模式，取样框宽度设置在1.4～1.5 cm，当仪器显示连续稳定的6次血管扩张值，即SD值≤15 μm后冻结，获得弹性参数。依据公式可自动计算出下列参数：颈总动脉IMT、血管僵硬度参数（β）、顺应性系数（conform compliance，CC）和扩张性系数（distend compliance，DC）。

1.3统计学处理

应用SPSS16.0软件包进行统计学处理，计量结果以（均数±标准差）表示，组间比较采用独立样本的t检验，Pearson相关分析，P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.12组临床资料比较

2组间年龄、体质指数（body mass index，BMI）、舒张压 （diastolic blood pressure，DBP）、FBG、TG、TC、HDL和HbA1c比较差异无统计学意义（P>0.05）；梗死组的收缩压（systolic blood pressure，SBP）、LDL高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），见表1。

2.22组颈动脉弹性参数比较

梗死组颈总动脉IMT高于对照组，差异无统计学意义（P>0.05）；β值高于对照组，有显著性差异（P< 0.01）；CC、DC低于对照组，差异有统计学意义（P< 0.05），见表2。

2.3颈动脉β值的影响因素

梗死组颈动脉β值的相关分析显示，SBP、LDL与脑梗死患者的β值呈正相关（r=0.75，P=0.012；r=0.64，P=0.016）。

表1　2组临床资料比较（）

表1　2组临床资料比较（）

组别 例数 年龄　BMI/ (kg/m2) SBP/ mmHg DBP/ mmHg FBG/ (mmol/L) TG/ (mmol/L) TC/ (mmol/L) HDL/ (mmol/L) LDL/ (mmol/L) HbA1c/%对照组　50　56.8±6.9　21.4±3.6　136.2±10.2　76.9±11.2　5.5±1.0　1.1±0.6　4.5±1.0　1.4±0.5　2.7±0.8　5.6±0.3梗死组　54　58.3±10.9　23.4±4.2　145.2±20.2　87.9±12.8　5.9±2.0　1.4±0.8　4.9±1.2　1.4±0.4　4.1±0.9　5.9±0.2 t 1.708　2.783　6.125　2.745　2.422　1.293　2.111　1.451　7.065　1.789 P 0.494　0.326　0.025　0.147　0.298　0.552　0.321　0.124　0.012　0.074

表2　2组颈动脉弹性参数比较（）

表2　2组颈动脉弹性参数比较（）

组别 例数　IMT/μm β值　DC/(1/kPa)　CC/(mm2/kPa)对照组　50　742.00±75.26　5.12±0.42　0.03±0.01　0.95±0.06梗死组　54　810.00±103.14　9.52±0.52　0.02±0.01　0.61±0.07 t 1.134　9.113　4.231　5.313 P >0.05　<0.01　<0.05　<0.05

3　讨论

颈动脉血管壁结构和功能的改变与缺血性脑血管病密切相关。目前大部分研究认为颈总动脉IMT是反映动脉粥样硬化的早期指标，颈动脉IMT可准确预测心脑血管疾病的发生[2,3]。但随着超声技术的发展，也有研究发现，动脉弹性功能的改变早于结构改变，动脉弹性功能的减退是心血管疾病的独立预测因素[4,5]。因此早期评价颈动脉结构和功能的改变尤为重要。

超声射频量化分析技术能自动、准确、定量检测颈总动脉早期结构和功能的改变，QIMT技术是通过射频信号测量血管内径和血管内中膜，比常规视频法在精确度上有数量级的提升，精确度达到微米级，可自动化地评价患者体内动脉血管内中膜[6]。QAS技术通过较高的帧频和射频信号分辨率，测量脉搏波传导速度和血管扩张值，结合所记录局部血压，分析获得血管功能多个参数，如DC、CC、β值，实现定量及精确地测量血管僵硬度的功能。因此，本研究通过应用QIMT和QAS技术获取右侧颈总动脉IMT、顺应性指标（DC、CC）及僵硬度指标（β值），来评估无颈动脉斑块形成脑梗死患者的颈动脉结构和功能变化。

本研究结果表明，梗死组患者颈动脉僵硬度指标β值明显高于对照组（P<0.05），顺应性指标低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），提示无颈动脉斑块形成的脑梗死患者与对照组相比颈动脉僵硬度明显增加，弹性降低，顺应性减退。这与国内韩若凌等[7]应用血管回声跟踪技术研究脑梗死和TIA患者颈动脉弹性的报道基本一致。同时本研究结果表明，梗死组患者颈动脉结构参数IMT与对照组比较差异无统计学意义（P>0.05），说明颈动脉弹性指标β值敏感性优于结构指标IMT，部分脑梗死患者在颈动脉内膜尚未增厚，动脉粥样斑块未形成时已出现动脉僵硬度增加，动脉弹性下降。Zhang等[8]和Charvat等[9]应用超声射频技术对糖尿病患者颈动脉弹性功能的研究发现，颈动脉的僵硬度改变早于结构改变，提出动脉僵硬度的改变可能是一个独立于动脉内中膜增厚的过程。王怡等[10]对冠心病患者颈动脉的研究发现各功能参数PWV、DC、CC、α、β和结构参数IMT无明显相关，证实单纯的IMT测量不能完全反映动脉粥样硬化的早期变化。Novo等[11]的研究也认为，颈动脉壁的弹性改变可能发生在动脉粥样硬化过程的早期，动脉僵硬度的改变比IMT更加敏感。本研究结果也提示部分脑梗死患者颈动脉僵硬度增加，弹性降低，早于内中膜改变，仅用IMT增厚来诊断早期动脉粥样硬化仍存在不足之处。同时本研究采用的IMT定量测量技术剔除了颈动脉斑块形成者来测量IMT厚度，而斑块是内中膜进一步增厚的表现，因此对有斑块形成患者需要结合斑块的类型和稳定程度来综合评估颈动脉结构变化。

目前众多研究显示，动脉粥样硬化与高血压、糖尿病、高脂血症等因素密切相关，而动脉弹性受年龄、血压、血脂、动脉炎症等多种因素的影响[12,13]。本研究结果显示梗死组和对照组的BMI、DBP、FBG、TG、TC、HDL 和HbA1c比较差异无统计学意义（P>0.05）；仅SBP、LDL大于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。本研究结果与其他报道存在一定差异，一方面可能与本研究样本量较少，另一方面没有考虑部分患者应用降血压、降血脂、降糖药物等因素有关。本研究结果显示SBP、LDL与颈动脉僵硬度指标β呈正相关，这与大多研究结果一致。

综上所述，脑梗死患者颈总动脉僵硬度增加早于内中膜增厚，颈动脉管壁功能性改变早于结构性改变，血管僵硬度的增加可能预示着缺血性脑血管病的早期变化。

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（本文编辑：王晶）

Analysis of Carotid Artery in Patients with Cerebral Infarction using Ultrasound Radio-frequency Technique

ZENG Xian-qing,DUAN Yan-feng,HE Jun,ZHANG Chen-hui.a.Department of Neu-rology,b.Department of Ultrasound Diagnosis,Shenzhen Shekou People'Hospital,Guangdong 516087,China

AbstractObjective:To assess the changes of carotid arterial quantitative intima-media thickness(IMT)and quantitative arterial stiffness(QAS)in patients with cerebral infarction by ultrasound radio-frequency technique. Methods:Fifty-four patients with cerebral infarction(infarction group)and 50 healthy volunteers(control group) were enrolled.The structural and functional changes in the carotid artery wall were investigated by quality IMT (QIMT)and QAS techniques.The IMT,compliance coefficient(CC),distensibility coefficient(DC)and stiffness index(β)of the right carotid artery were measured in the 2 groups.Results:There was no significant differences in the IMT between the 2 groups(P>0.05).The DC and CC in the infarction group were significantly lower than those in the control group(P<0.05),while β value was significantly higher than that in the case group(P<0.01). The systolic blood pressure(SBP)and low density lipoprotein(LDL)were significantly different between the 2 groups(P<0.05).SBP and LDL were positively correlated with β value(r=0.75,P<0.012;r=0.64,P=0.016).Conclusion:Patients with cerebral infarction show increased arterial stiffness which is prior to changes in carotid intima-media thickness.The ultrasound radio-frequency technique could reliably reflect the changes of the carotid artery structure and elasticity.

cerebral infarction;ultrasound radio-frequency;intima-media thickness;arterial stiffness

R741;R741.04

A

10.16780/j.cnki.sjssgncj.2016.01.005

深圳市蛇口人民医院 a.神经内科 b.超声科

广东518067

2015-06-17

曾宪卿

86908695@qq.com