聲學(xué)密度定量檢測(cè)股動(dòng)脈粥樣斑塊的臨床研究

1、    聲學(xué)密度定量檢測(cè)股動(dòng)脈粥樣斑塊的臨床研究         摘要目的應(yīng)用聲學(xué)密度定量技術(shù)(AD)檢測(cè)正常股動(dòng)脈管壁及不同類(lèi)型粥樣斑塊的聲學(xué)定量參數(shù)。方法對(duì)59例冠心病人及30例正常對(duì)照的無(wú)斑塊部位股動(dòng)脈管壁及粥樣斑塊進(jìn)行AD檢測(cè)。結(jié)果冠心病組(CAD)和正常對(duì)照組患者的股動(dòng)脈無(wú)斑塊部位在管腔內(nèi)血液、內(nèi)中膜及外膜的AD值均無(wú)顯著性差異；AD可定量診斷粥樣斑塊的脂質(zhì)沉積(24.71±3.19 dB)、纖維化(35.75±5.1 dB)、鈣化(44.26&

2、#177;4.78 dB)。結(jié)論AD可為動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的組織定征提供實(shí)時(shí)、客觀的定量依據(jù)。關(guān)鍵詞動(dòng)脈粥樣硬化； 股動(dòng)脈； 聲學(xué)密度定量中分類(lèi)號(hào)R445.1R543.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1003-3289(2000)03-0248-03Tissue Characterization of Atherosclerotic Plaque in Femoral Artery byAcoustic Densitometry TechniqueZHANG Yuan-Yuan, ZHANG Yun, ZHANG Mei,et al(Department of Cardiology,the Affilia

3、ted Hospital of Shandong Medical University,Jinan 250012, China )AbstractObjectiveTo assess the role of acoustic densitometry (AD) technique in tissue characterization of normal femoral artery and atherosclerotic plaque. MethodsIn 59 patients with coronary artery disease and 30 normal persons,we det

4、ected the normal arterial wall and different types of atherosclerotic plaques with AD technique. ResultsThe AD value was of nosignificant difference between normal persons and CAD patients in blood flow, intima and adventitia in femoral artery.The AD values of fatty sites of athrosclerotic plaque (2

5、4.71±3.19dB)differed from that of fibrous (35.75±5.14dB) and calcified (44.26±4.78dB)ones. ConclusionAD technique is feasible in detecting the atherosclerotic plaque and provides an objective on-line assessment of plaque composition.Key wordsAtherosclerosis; Femoral artery; Acoustic d

6、ensitometry聲學(xué)密度定量技術(shù)(AD)是以背向散射積分(IBS)為基礎(chǔ)的超聲組織定量方法1。超聲波在組織內(nèi)傳播過(guò)程中遇到小于波長(zhǎng)的界面如細(xì)胞、微細(xì)血管、膠原纖維等發(fā)生散射，朝向探頭方向的散射稱(chēng)背向散射，相關(guān)散射區(qū)射頻信號(hào)功率譜的積分稱(chēng)背向散射積分。本研究旨在利用AD檢測(cè)股動(dòng)脈斑塊的聲學(xué)特征，從而為斑塊的組織學(xué)識(shí)別提供參考。1材料和方法臨床確診的冠心病患者59例，其中心肌梗塞23例，冠脈造影存在至少一支血管有50%以上狹窄者36例，年齡(57.9±11.8)歲；正常對(duì)照組30例，年齡(41.7±11.3)歲。使用儀器為HP-SONOS 5500型彩色多普勒診斷儀，高分

7、辨探頭頻率410MHz，內(nèi)置AD檢測(cè)裝置及可讀寫(xiě)式光驅(qū)。1.1二維超聲檢測(cè)常規(guī)檢測(cè)患者雙側(cè)股動(dòng)脈后，根據(jù)斑塊的二維超聲表現(xiàn)分型：正常內(nèi)膜(N)：超聲顯示內(nèi)膜中層無(wú)增厚，呈較均勻的低回聲；脂質(zhì)斑塊(Fa)：為脂質(zhì)沉積于內(nèi)膜下所形成，超聲顯示為較均勻的低回聲；纖維脂質(zhì)斑塊(FI)：超聲表現(xiàn)為表面有連續(xù)輪廓的回聲較強(qiáng)的纖維帽，斑塊內(nèi)部脂質(zhì)沉積有明顯的低回聲區(qū)，若伴有斑塊內(nèi)出血?jiǎng)t表現(xiàn)為無(wú)回聲區(qū)；纖維斑塊(Fi)：超聲顯示局部較均勻的強(qiáng)回聲，斑塊表面有連續(xù)的回聲輪廓；鈣化斑(Ca)：局部回聲強(qiáng)，遠(yuǎn)場(chǎng)可見(jiàn)聲影；潰瘍斑(U)；斑塊表面不規(guī)則，潰瘍邊緣回聲低。1.2AD數(shù)據(jù)采集與處理像采集深度置于4cm處，探

8、頭頻率7MHz，總增益為50dB,LGC置于最低水平，TGC曲線(xiàn)置于中線(xiàn)位置，上述儀器條件設(shè)置在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中固定不變。仔細(xì)調(diào)整探頭角度以得到理想的二維像，將AD置于IBS狀態(tài)，首先在無(wú)粥樣斑塊部位的股動(dòng)脈取樣，然后將取樣區(qū)置于粥樣斑塊部位，局部放大取樣部位，用軌跡球控制感興趣區(qū)(ROI)分別置于動(dòng)脈管腔、內(nèi)中膜、斑塊及外膜，進(jìn)行連續(xù)2.48s檢測(cè)。ROI取適宜的大小、形狀及方向，在檢測(cè)過(guò)程中注意避開(kāi)動(dòng)脈壁各層之間的邊界部位。根據(jù)像分析結(jié)果，儀器可自動(dòng)計(jì)算出三組AD值(單位：dB)：峰-峰強(qiáng)度(PPI)，像平均強(qiáng)度(A)，像強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差(SDI)。1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析各處聲學(xué)密度測(cè)值均以<&q

9、uot;xx1 (49 bytes)" src="/med/cano/201003/20100323192751942" 8 9>±s表示，對(duì)冠心病組和對(duì)照組各項(xiàng)測(cè)值進(jìn)行t檢驗(yàn)，對(duì)各型斑塊測(cè)值進(jìn)行方差分析并進(jìn)行兩兩比較的q檢驗(yàn)，顯著性水平為0.05。2結(jié)果2.1正常對(duì)照組和冠心病組的股動(dòng)脈聲學(xué)密度測(cè)值情況見(jiàn)表1，t檢驗(yàn)結(jié)果顯示兩組患者在管腔內(nèi)血液、內(nèi)中膜及外膜均無(wú)顯著性差異(P0.05)。2.2在59名冠心病患者的118支股動(dòng)脈中的斑塊類(lèi)型及AD值見(jiàn)表2。對(duì)其中6枚纖維脂質(zhì)斑塊中的高、低回聲區(qū)分別取樣，以FIa、FIb表示，潰瘍型斑塊由于數(shù)目太少(

10、1枚)未納入統(tǒng)計(jì)。單因素方差分析各型斑塊聲學(xué)密度值在總體上有顯著差異(P0.01)，兩兩比較q檢驗(yàn)示鈣化型斑塊與其余各型斑塊均有顯著差別(P0.01)，正常內(nèi)膜、纖維型斑塊及纖維脂質(zhì)斑塊的纖維帽在數(shù)值上十分近似，兩兩比較亦無(wú)差別；纖維脂質(zhì)斑塊的低回聲區(qū)與脂質(zhì)斑塊無(wú)顯著性差異。表1冠心病組與對(duì)照組的AD值結(jié)果(單位：dB)冠心病(59)對(duì)照組(30)管腔內(nèi)中膜外膜管腔內(nèi)中膜外膜PPI2.53±1.353.47±2.102.18±1.182.68±1.112.87±1.662.35±1.45AII22.98±6.2833.33&

11、#177;6.4441.85±7.3322.67±5.6531.83±6.4239.94±7.26SDI0.73±0.401.03±0.560.63±0.350.88±0.710.88±0.510.75±0.51     表2冠心病組正常內(nèi)膜及各型斑塊AD值的比較斑塊類(lèi)型斑塊數(shù)目AD值(dB)PNFaFIaFIbFiCa正常內(nèi)膜(N)32.67±7.500.01NS0.01NS0.01脂質(zhì)斑塊(Fa)925.31±2.630.01NS0

12、.010.01纖維脂質(zhì)斑塊a(FIa)633.45±6.430.01NS0.01纖維脂質(zhì)斑塊b(FIb)623.80±3.980.010.01纖維斑塊(Fi)2836.24±5.000.01鈣化斑塊(Ca)844.26±4.78     注：NS無(wú)顯著性差異 3討論近年來(lái)的研究表明，動(dòng)脈粥樣硬化是導(dǎo)致缺血性心腦血管疾病及周?chē)鷦?dòng)脈閉塞性病變的共同病理學(xué)基礎(chǔ)2。目前動(dòng)脈粥樣斑塊的組織病理學(xué)研究多根據(jù)其影像學(xué)特點(diǎn)分類(lèi)，如根據(jù)超聲波回聲強(qiáng)度分為低回聲的脂質(zhì)性斑塊、中等回聲的纖維性斑塊和強(qiáng)回聲伴聲影的鈣化性斑塊，但這種分類(lèi)可

13、產(chǎn)生較大誤差；視頻密度分析法通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)超聲二維像數(shù)字化處理，計(jì)算每個(gè)象素的灰階強(qiáng)度，分析灰階密度直方來(lái)反映不同的組織構(gòu)成，這一方法使組織中的微小差別放大，提高了分辨率，但工作量極大，并受到超聲成像系統(tǒng)中非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換的限制3；本文用聲學(xué)密度定量(AD)法研究動(dòng)脈粥樣斑塊，它是以背向散射積分(IBS)為基礎(chǔ)的超聲組織定征方法，AD的處理對(duì)象是聲學(xué)信號(hào)，信號(hào)采集和數(shù)據(jù)分析均在二維超聲成像系統(tǒng)上游，對(duì)原始數(shù)據(jù)不進(jìn)行對(duì)數(shù)壓縮和后處理而以線(xiàn)性方式顯示，并可進(jìn)行實(shí)時(shí)分析從而更具可信性。本研究在相同儀器設(shè)置條件下，正常組和冠心病組的無(wú)斑塊部位的股動(dòng)脈血流、內(nèi)中膜及外膜AD值均數(shù)值相近且無(wú)顯著性差異，表明正常人

14、與冠心病人無(wú)斑塊部位的血管壁聲學(xué)特征是一致的。由于在超聲波到達(dá)管壁之前，血液是必需通過(guò)的介質(zhì)，雖然在紅細(xì)胞壓積改變或血液出現(xiàn)湍流的情況下AD值會(huì)受影響，但通常較小可以忽略。趙玉華等測(cè)得主動(dòng)脈血流AD值為16.2dB，與本文數(shù)據(jù)有差異，可能由于儀器設(shè)置不同、主動(dòng)脈位于像的遠(yuǎn)場(chǎng)所造成。根據(jù)本文各型斑塊AD值范圍及統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果，證實(shí)聲學(xué)密度定量可以對(duì)不同組織類(lèi)型的斑塊作出定量診斷，纖維脂質(zhì)斑塊的低回聲區(qū)、脂質(zhì)斑塊、纖維脂質(zhì)斑塊高回聲區(qū)、纖維型斑塊、鈣化型斑塊的AD值依次遞增。Michelangelo等使用自行設(shè)計(jì)的以IBS為基礎(chǔ)的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)15例頸動(dòng)脈切除病人進(jìn)行病理對(duì)照研究4，證實(shí)測(cè)量組織IBS可

15、以正確區(qū)分脂質(zhì)、纖維化和鈣化。我們將脂質(zhì)斑塊與纖維脂質(zhì)斑塊的低回聲區(qū)、纖維斑塊和纖維脂質(zhì)斑塊的高回聲區(qū)進(jìn)行合并統(tǒng)計(jì)，得出不同組織類(lèi)型斑塊的AD診斷標(biāo)準(zhǔn)：脂質(zhì)沉積(含內(nèi)出血)為(24.71±3.19)dB,纖維化為(35.75±5.14)dB，鈣化為(44.26±4.78)dB。Vadim的病理對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)纖維斑塊內(nèi)的低回聲區(qū)可能為斑塊內(nèi)出血或脂質(zhì)沉積，即使高分辨率(每象素灰階強(qiáng)度為256級(jí))視頻密度分析亦不能區(qū)分。本研究因無(wú)病理結(jié)果對(duì)照，亦未能用AD技術(shù)區(qū)分斑塊內(nèi)出血和脂質(zhì)沉積。本文結(jié)論認(rèn)為，聲學(xué)密度定量技術(shù)(AD)可以實(shí)時(shí)、客觀地定量區(qū)分粥樣斑塊的不同組織學(xué)構(gòu)成

16、，為臨床診斷和治療提供有價(jià)值的依據(jù)?；痦?xiàng)目：本課題為國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和山東省衛(wèi)生廳“九五”重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目作者簡(jiǎn)介：張園園(1971)，女，山東人，博士，主要從事動(dòng)脈粥樣硬化的基礎(chǔ)和臨床研究。作者單位：張園園（山東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院心內(nèi)科，山東 濟(jì)南 250012）張運(yùn)（山東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院心內(nèi)科，山東 濟(jì)南 250012）張梅（山東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院心內(nèi)科，山東 濟(jì)南 250012）高月花（山東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院心內(nèi)科，山東 濟(jì)南 250012）邢艷秋（山東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院心內(nèi)科，山東 濟(jì)南 250012）鐘明（山東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院心內(nèi)科，山東 濟(jì)南 250012）王真（山東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院心內(nèi)科，山東 濟(jì)南 250012）岳欣（山東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院心內(nèi)科，山東 濟(jì)南 250012）參考文獻(xiàn)1錢(qián)蘊(yùn)秋.心肌超聲背向散射的研究進(jìn)展J.中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志，1997，13(1)：8.2Fuster V,Stein B,Badiman JJ,et al.Atherosclerotic plaque rupture and thrombosis:evolving conceptsJ.Circulation,1990,82(Suppl 2):-47.3Vadim Y,Roger E,Marjorie F,et al.Ult