三维超声灰阶中位数联合实时微血管超声造影定量评价颈动脉斑块的稳定性△

宝 波，徐世亮，徐海霞，徐丹丹

海口市人民医院超声医学科，海南 海口 570208

中国脑卒中的发病率正在以8.7%的速度逐年上升，缺血性脑卒中占全部脑卒中的60%～80%，其中，约30%的缺血性脑卒中是由不稳定的颈动脉斑块引起[1]。近年来，有研究表明，不稳定颈动脉斑块的易损性较颈动脉管腔局部狭窄更易导致缺血性脑卒中的发生，因此，评估颈动脉斑块的稳定性成为临床研究的关键[2-3]。目前，评估颈动脉斑块的稳定性主要依赖于常规超声检查及超声科医师的经验，缺乏定量或半定量评估方法。研究表明，三维超声灰阶中位数（three-dimensional ultrasound gray scale median，3D-US GSM）基于超声设备技术的不断更新，根据颈动脉斑块内不稳定成分计算出的对应灰阶中位数（gray scale median，GSM）可作为超声定量评估斑块高风险的依据[4-7]。实时微血管超声造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）成像技术目前应用于影像学诊断的各个领域，以病灶组织内微血管显像为基础，实时动态显示目标结构内增强时相、增强强度及计算时间强度曲线，通过测量颈动脉斑块内超声增强强度（enhanced intensity，EI）并计算斑块内EI与动脉管腔内EI的比值来提示斑块内新生血管数量，可作为超声定量评估斑块风险的依据[8-10]。本研究综合3DUS GSM和实时微血管CEUS的优点，设计评分标准，将斑块进行半定量评分，分析两种检查方法单独及二者联合检查对颈动脉斑块稳定性的诊断效能，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2018年1月至2021年12月海口市人民医院收治的存在颈动脉斑块患者的临床资料。纳入标准：（1）进行了颈动脉内膜剥脱术（carotid endarterectomy，CEA）；（2）能调取三维超声数据和颈动脉实时微血管CEUS数据，病理检查资料完整；（3）斑块呈低回声、等回声或以低回声为主的混合回声，斑块厚度≥3 mm。排除标准：（1）无法通过三维超声检查获得GSM；（2）未进行颈动脉CEUS检查；（3）斑块钙化面积大且位于血管前壁，影响数据的测量。根据纳入、排除标准，最终共纳入30例存在颈动脉斑块的患者，共36个颈动脉斑块，其中6例患者存在双侧斑块；年龄为50～81岁，平均（65.8±10.3）岁。

1.2 仪器选择

设备使用全数字化高端血管彩色多普勒超声诊断仪，三维容积探头频率为5～13 MHz；高频探头频率为3～12 MHz。

1.3 检查方法

1.3.1 颈动脉常规超声及3DUS检查

使用高频探头寻找目标斑块，使用三维容积探头扫查目标斑块的最大横截面，留取三维容积图像数据，采集方法如下：调整图像的深度和宽度，使纵切面图像显示斑块的肩部，横切面显示斑块的最大厚度，调整增益及频率至清晰显示斑块内表面及血管外膜，将扫描角度调整至最大；预扫描并采集三维数据，观察图像是否清晰完整，采集数据3次并存储。数据分析原则如下：由两名医师分别调取三维图像并进行数据分析，以斑块最厚处作为关键帧，设置测量GSM的切面为关键帧的前后各三帧，测量内中膜厚度并输入程序内，在三维图像中找到斑块开始的前一帧及斑块结束的后一帧，分别标记出血管外膜和血管内膜面的位置；找到斑块关键帧，描记血管外膜及斑块内膜面的边界；设定标准化感兴趣区，以管腔内无斑块处的GSM为0，获得斑块的GSM。两名医师各获得一组GSM数据，确定数据无差异后取平均值。选取动脉斑块内关键帧及其前后各三帧的GSM，根据强回声、等回声、低回声分为钙化组、纤维结缔组织组、脂质坏死核心组，测量并比较3组的GSM，明确不同回声之间的GSM是否存在差异，分析颈动脉斑块内部低回声、等回声GSM与斑块内新生血管密度的相关性。

1.3.2 颈动脉实时微血管的CEUS

选定目标斑块，分别在纵切面和横切面进行静脉造影，纵切面清晰显示斑块的基底、纤维帽、上下肩部及核心区域；横切面清晰显示斑块的纤维帽、核心、基底、血管外膜及血管周围结构。操作方法如下：将造影剂加入5 ml生理盐水震荡形成超声造影剂混悬液，超声设备选择双幅对比造影模式，根据颈动脉斑块的位置深度确定造影剂的剂量为0.8～1.5 ml，静脉团注造影剂混悬液，再团注5 ml生理盐水冲管，超声同步计时并存储动态造影图像数据，两次造影检查的间隔时间大于10分钟；由两名医师分别调取造影动态数据，测量斑块内EI和血管腔内EI，并计算二者的比值。两名医师各获得一组数据，确定数据无差异后取平均值。

1.4 结果判定

（1）3D-US诊断标准：GSM≤50.33判断为不稳定颈动脉斑块。3D-US GSM评分标准：GSM＞50.33计0分，36.83＜GSM≤50.33计1分，GSM≤36.83计2分。（2）实时微血管CEUS检查诊断标准：斑块内与血管腔内EI的比值＞0为不稳定颈动脉斑块。实时微血管CEUS的EI评分标准：斑块内EI/管腔内EI=0计0分，斑块内EI/管腔内EI＜0.21计1分，斑块内EI/管腔内EI≥0.21计2分。根据3D-US GSM和实时微血管CEUS的综合评分评估颈动脉斑块的稳定性，总分为0～4分，其中，综合评分≥2分为易损斑块，即不稳定斑块，判定为阳性；综合评分＜2分为稳定斑块，判定为阴性。诊断价值分析：以手术获得的病理结果为诊断颈动脉斑块稳定性的金标准，分析3D-US GSM、实时微血管CEUS及二者联合检查对颈动脉斑块稳定性的诊断效能，其中，灵敏度=真阳性例数/（真阳性+假阴性）例数×100%，特异度=真阴性例数/（真阴性+假阳性）例数×100%，准确度=（真阳性+真阴性）例数/总例数×100%。

1.5 病理学检查方法

纵向剖开CEA术中剥脱下的斑块，观察斑块内是否有脂质成分、斑块内出血情况及陈旧性出血情况。对颈动脉斑块进行苏木精-伊红（hematoxylin and eosin，HE）染色及CD31、CD34、第八因子（factor VIII，FVIII）抗体免疫组织化学染色，多层面切开后于低倍镜（×100）下进行观察，若存在炎症细胞、泡沫细胞、细胞外脂质和新生血管等，则判断为不稳定斑块[11]，并计算血管密度[12-13]。

1.6 统计学方法

应用SPSS 21.0软件对数据进行统计分析。正态分布的计量资料以（）表示，组间比较采用两独立样本t检验；非正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，组间比较采用秩和检验；采用Pearson法进行相关性分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病理结果

经病理检查结果证实，36个颈动脉斑块中，不稳定斑块20个，稳定斑块16个，每平方毫米的平均血管密度为（6.62±2.73）条。

2.2 颈动脉斑块的GSM

常规超声和三维超声检查结果显示，颈动脉斑块的中位GSM为45.50；钙化组的GSM为（130.77±10.00），纤维结缔组织组的GSM为（51.00±5.17），脂质坏死核心组的GSM为（35.53±7.44），3组的GSM两两比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。等回声斑块GSM与斑块新生血管密度无相关性（r=0.676，P＞0.05）；低回声斑块GSM与斑块新生血管密度呈负相关（r=-0.555，P＜0.05）。

2.3 实时微血管CEUS的EI

实时微血管CEUS检查结果显示，斑块内的EI为6.53 dB，管腔内的EI为25.25 dB，斑块内/管腔内的EI为0.26。

2.4 3D-US GSM、实时微血管CEUS单独及联合诊断颈动脉斑块不稳定性的诊断效能

GSM诊断颈动脉斑块不稳定性的准确度为58.33%（21/36）。根据斑块内/管腔内CEUS的EI结果，实时微血管CEUS检查诊断颈动脉斑块不稳定性的准确度为61.11%（22/36）。GSM评分结果：4个颈动脉斑块计0分，13个颈动脉斑块计1分，19个颈动脉斑块计2分。斑块内/管腔内CEUS强度评分结果：3个颈动脉斑块计0分，19个颈动脉斑块计1分，14个颈动脉斑块计2分。GSM联合实时微血管CEUS检查诊断颈动脉斑块不稳定性的准确度为80.56%（29/36）。（表1、表2）

表1 3D-US GSM、实时微血管CEUS及联合诊断颈动脉斑块不稳定性与病理诊断结果的对照

表2 3D-US GSM、实时微血管CEUS单独及联合检查对颈动脉斑块不稳定性的诊断效能（%）

3 讨论

缺血性脑卒中的主要风险是颈动脉存在不稳定斑块[1-2]。不稳定斑块根据形态可分为溃疡性斑块和非溃疡性斑块：（1）溃疡性斑块，纤维帽表面不平整，血小板容易凝集形成血栓，栓子随着血压波动及血液冲击脱落后可引发缺血性脑卒中。（2）非溃疡性斑块，纤维帽表面平整，其内部脂质成分较多或有新生血管形成以及斑块内部出血形成血栓，致使斑块脆性增加，在不稳定血压的情况下随时存在破裂、脱落的危险，脑卒中的发生风险明显升高。不稳定斑块的病理特点：镜下可见不稳定斑块内大量炎症细胞、泡沫细胞、细胞外脂质、新生血管及血栓[12]，因此，对颈动脉斑块的稳定性进行准确判定并给予内科或外科干预可以预防或减少脑卒中的发生。

颈动脉硬化斑块的初步检查目前依赖于颈动脉超声。颈动脉超声具有简便易行、无创伤、重复性好等优势，是脑卒中的重要筛查方法[14-17]，但对脑卒中的风险评估不足。

3D-US GSM基于超声设备技术的不断更新，以不同颈动脉斑块内成分对应GSM的差异作为定量评估颈动脉斑块稳定性的基础，斑块内部的GSM越低，脂质、新生血管、斑块内部出血形成的血栓等易损成分的比例越高，易损成分的GSM明显区别于纤维化和钙化成分的GSM，可作为超声定量评估斑块高风险的依据。本研究中GSM经过两名医师反复测算获得，仅36个斑块获得了满意的GSM值，原因是患者年龄偏大，图像衰减严重，二维图像分辨率偏低，经三维图像存储后对比度下降，数据分析时斑块的边界不清晰；部分斑块涉及范围达到颈动脉球部及颈内、颈外动脉，三维数据采集不完整，无法进入研究；另外，管腔内设定标准化ROI取样受前壁斑块的混叠伪像干扰，对于狭窄严重的血管，难以避免混叠造成测量GSM的准确率下降，因此入选数据偏少。

CEUS成像技术是目前应用于各个领域的影像诊断方法之一，以斑块内新生血管为病理基础[18-20]，通过肘静脉内注入造影剂，造影剂微泡直径小于红细胞直径可以通过血液循环进入斑块内新生血管而显示增强，通过时间强度曲线测量斑块EI，从而定量检测斑块内新生血管的数量，计算斑块内EI/动脉管腔内EI可以减少因为造影剂的剂量不同而引起的EI的差异，客观地对斑块内新生血管数量进行半定量评估，从而评估斑块的不稳定性。本研究中，颈动脉造影剂的单次剂量为0.8～1.5 ml，每例患者造影2～3次，纵切面和横切面数据均做后续处理计算，以EI比值高的入选，选择二维超声条件下的横切面和纵切面进行造影，数据限于所取切面，不能全面反映斑块内部新生血管的情况，期待未来三维超声造影能够达到全面评估斑块内新生血管的分布，更有利于全面评估斑块不稳定性。另外，本研究设计的评分标准较为简单地将斑块进行评分，可以评估斑块的风险性。

综上所述，斑块内部的脂质、新生血管、炎症细胞及斑块内出血形成血栓的比例越高，斑块风险越大。3DUS GSM定量评估对于含钙化成分及纤维成分较多的高风险斑块稳定性评估易出现假阴性的情况；实时微血管CEUS定量分析对缺少新生血管的高风险斑块评估存在假阴性的情况。3D-US GSM和实时微血管CEUS均可用于定量评估颈动脉斑块的稳定性[21-22]，既有优势，又有局限性，而二者联合检查对颈动脉斑块稳定性的评估灵敏度和特异度更高。