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【摘要】 目的 探讨超声背向散射积分(IBS）技术、动脉物理参数［僵硬度（stiffness β）、扩张性（CD）、顺应性（CC）］对中青年高脂血症患者早期动脉粥样硬化的诊断价值。方法 随机选取正常体检者113例，根据血脂情况分为年龄、性别相匹配的68例中青年高血脂患者（高血脂组）和45例正常人（正常组），应用美国HP 5500型彩色超声诊断仪，分别测定颈动脉内中膜校正的IBS值（C-IBS＝内中膜IBS-外膜IBS）和stiffness β、CD、CC。结果 （1）高血脂组颈动脉各部位C-IBS值均较正常组减低(P<0.05）；高血脂组与正常组CSA及ICA处C-IBS比较，差异有显著性 (P<0.05），与正常组CCA处比较，差异无显著性 (P>0.05）。（2）高血脂组颈动脉不同部位之间，即CSA与CCA、CSA与ICA，C-IBS差异有显著性(P<0.05）；正常组内CSA与CCA、CSA与ICA处C-IBS比较差异无显著性(P>0.05）。（3）高血脂组与正常组比较，颈动脉壁CC、CD值均减低，stiffness β增加，差异均具有显著性(P<0.05）。（4）高血脂组颈动脉C-IBS与颈动脉壁CD、CC呈正相关（r=0.33，r=0.30，P<0.05）；与stiffness β呈负相关（r=-0.46，P<0.01）。结论 IBS技术可以反映血管壁的组织结构改变，结合动脉物理参数检测可以对中青年高血脂患者早期AS提供有价值的客观判定指标，为临床早期认识和早期干预血管病变提供新的检查途径。
【关键词】 超声组织定征；动脉物理参数；高脂血症；颈动脉
Diagnostic value of integrated backscatter and artery physical parameters on carotid atherosclerosis in hyperlipemia patients of middle-aged and young people
WANG Bao-hua，WANG Hai-yan，ZHAO Jun-kang，et al.Department of Ultrasound，The First Affiliated Hospital of Zhejiang University，Hangzhou 310003，China
［Abstract］ Objective To explore the diagnostic value of integrated backscatter(IBS） technique and artery physical parameters for carotid artery atherosclerosis(AS） in hyperlipemia patients of middle-aged and young people.Methods We used the SONOS HP5500 color ultrasonic diagnosis machine.Forty-five normal controls were compared to sixty-eight middle-aged and young people hyperlipemia.Calibrated IBS (C-IBS，C-IBS=intima-media IBS-adventitia IBS） was used to detect the carotid intima-media and artery physical parameter(stiffness β，distensibility，carotid conformability）.Results （1）The C-IBS in hyperlipermia group was lower than that in normal control，there was significant difference of C-IBS between carotid sinus artery (CSA） and internal carotid artery (ICA）(P<0.05），the C-IBS of common carotid artery(CCA） in hyperlipemia group was lower than that in normal control，but there was no significant difference(P>0.05）.(2）In hyperlipemia group，there were significant differences of C-IBS between CCA，CSA and ICA (P<0.05）;and there were no significant differences of C-IBS between CSA and CCA，CSA and ICA(P>0.05）.(3）The CC,CD in hyperlipemia group were lower than those of normal control(P<0.05），having positive correlation with C-IBS value(r=0.33，r=0.30，P<0.05）;moreover，the stiffness β had negative correlation（r=-0.46，P<0.01）.Conclusion IBS technique can reflect the changes of tissue structure of vascular wall and conbining with artery physical parameters detection can accurately and objectively evaluate the risk degree of early AS among the middle-aged and young hyperlipemia patient and provide a new method to early realize and intervene vessel disease.
［Key words］ ultrasonic tissue characterization；artery physical parameters；hyperlipemia；carotid
超声背向散射积分(integrated backscatter，IBS）技术是近年来发展起来的组织定征的新方法，国内外学者在评价心肌缺血和心肌梗死［1］方面已有大量的报道，在评价动脉斑块病理组织成分方面近年有少量报道［2，3］，而应用此项技术检测中青年高脂血症患者颈动脉早期动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS）改变方面国内外未见报道。本研究应用IBS技术结合动脉物理参数(僵硬度、扩张性、顺应性）对中青年高血脂患者颈动脉进行检测，评价IBS技术诊断早期AS的价值。
1 资料与方法
1.1 一般资料 随机选取来我院健康体检者113例。正常组45例，男24例，女21例，年龄22～56岁，平均（42±10）岁，均经病史、体格检查和实验室检查排除高血压、糖尿病、高血脂及心、肝、肾等疾病。高血脂组68例，男34例，女34例，年龄23～57岁，平均（43±9）岁，均为无临床症状下体检查出，未进行过降脂药物治疗，经病史、体格检查和实验室检查排除高血压、糖尿病及心、肝、肾等疾病。按WHO的划分标准，18～44岁为青年期，45～59岁为中年期。血脂增高标准为总胆固醇(TC）>5.60 mmol/L和（或）甘油三酯(TG）>1.70 mmol/L。两组的性别、年龄构成比及体重指数（BMI）差异无显著性，具有可比性。
1.2 仪器及方法 由专人操作，使用美国HP 5500型彩色超声诊断仪配置声学定量分析系统软件，超宽频变频探头，频率范围3.0～11.0 MHz，轴向分辨率0.1 mm，图像以大容量磁光盘记录。（1） 背向散射积分(IBS）的分析测定：受检者取仰卧位，头偏向检查区的对侧，同步记录心电图，调整仪器，充分显示颈总动脉纵切面图像，使图像达到最佳。调整仪器进入AD-IBS检测状态，调节总增益、采样深度、时间增益补偿、侧向增益补偿，在研究过程中保持各项设置不变。联机采样固定感兴趣区域的取样框(矩形，像素11×11或21×21），取样跟踪保持在感兴趣区域。每个区域采集2.92 s 60帧频图像，记录其IBS值(AII值）。为获得精确且有重复性的颈动脉内—中膜超声反射参数的取样，在二维状态下应用Zoom功能将选择的分析区域放大。测量部位取左、右两侧囊部(CSA）近心端10 mm处颈总动脉(common carotid artery，CCA），颈动脉CSA和CSA远心端10 mm处颈内动脉(internal carotid artery，ICA）。测量每个部位左、右两侧前、后壁共4个测量值取均值，作为每个部位内—中膜IBS值。测量内—中膜对应的外膜IBS值，计算校正的IBS值（C-IBS＝内中膜IBS-外膜IBS）。（2） 颈总动脉壁物理状态相关参数检测：患者于安静环境休息5 min，取仰卧位，右上肢外展15°，袖带系于肘上2cm处，以Korotokoff第Ⅰ相和第Ⅴ相为标准，记录收缩压(SBP）和舒张压(DBP）。PP定义为标准水银柱血压计测得的SBP和DBP之差。ΔD为每搏搏动颈总动脉血管内径变化幅度＝［R波顶点处测量舒张内径（DD）-T波顶点处测量收缩内径（DS）］。动脉僵硬度(stiffness β）：β=In(SBP/DBP）/(ΔD/DD）；动脉扩张性(carotid distensibility CD） ：CD=2×［(DD-DS）/DS］/PP；动脉顺应性(carotid conformability CC）：CC=π×DS×(DD-DS）/PP。
1.3 统计学方法 应用Excel统计软件，所有数据资料以均数±标准差(x±s）表示。计量资料组间差异采用t检验，组内差异采用单因素方差分析；计数资料采用χ2检验；相关性分析采用Pearson相关分析法。P<0.05为差异有显著性。
2 结果
2.1 两组间及两组内颈动脉不同部位C-IBS值 （1）两组间颈动脉不同部位C-IBS值比较：高血脂组颈动脉各部位C-IBS值与正常组比较均减低；高血脂组与正常组CCA处C-IBS比较，差异无显著性 (P>0.05）；高血脂组与正常组CSA及ICA处C-IBS比较，差异有显著性 (P<0.05）。（2）两组内颈动脉不同部位C-IBS值比较：两组内由CCA到CSA，由CSA到ICA内中膜C-IBS值逐渐减低；ICA与CCA之间，两组差异均有显著性 (P<0.05）；CSA与CCA之间，高血脂组差异有显著性(P<0.05），正常组差异无显著性(P>0.05）；ICA与CSA之间：高血脂组差异有显著性(P<0.05），正常组差异无显著性(P>0.05），见表1。表1 正常组与高血脂组组间及组内颈动脉不同部位C-IBS值比较注：与正常组比较，*P<0.05；与CCA组比较，△P<0.01；与CSA组比较，#P<0.01
2.2 颈总动脉壁物理状态相关参数 高血脂组与正常组比较，颈动脉壁CC、CD值均减低，stiffness β增加，差异均具有显著性(P<0.05），见表2。
2.3 高血脂组颈动脉C-IBS值与各参数相关性分析 高血脂组颈动脉C-IBS与颈动脉壁CD、CC呈正相关（r=0.33，r=0.30，P<0.05）；与stiffness β呈负相关（r=-0.46，P<0.01），见表3。表2 两组血管弹性参数结果表3 高血脂组颈动脉C-IBS与各参数相关性分析
3 讨论
动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS）作为一种全身性疾病，可累及全身各器官的动脉血管，在近几年对AS病理改变的因素研究中，Reiner等［4］强调高脂血症（hyperlipemia，HLP）是AS形成的重要的危险因素。目前随着人们生活水平的提高、生活方式和饮食结构的改变，高脂血症患者逐渐增多，心脑血管发病年龄逐渐年轻化。美国Bogulasu心脏研究中心在大量尸检和临床跟踪中发现，AS、冠心病起始于儿童和青少年时期，并已出现靶器官病理改变［5］。因此，对AS亚临床状态的早期诊断，有利于预防疾病的发生，控制疾病的进展。
IBS技术是近几年发展起来的组织定征新方法，通过检测直径小于波长的微小粒子的射频信号，来定量描述正常和病理组织的物理(声学）特性，通过分析处理组织射频信号来确定组织结构改变，判断其病理状态［6］。Kawasaki等［7］采用变频探头分别对患者生前及尸检的颈总动脉测量IB值，并与病理检查结果相比较，发现活体和尸检的标化IB与相应的病理组织学特性相关。Schecter等［8］研究血管壁的声学特性主要由组织内胶原、脂质和蛋白质等成分的声学特性所决定。胶原密度高，声学密度值高；脂质密度低，则声学密度值低。本研究中，高血脂组颈动脉内中膜C-IBS较正常组明显减低，并且在CSA和ICA处两组间比较差异有显著性，虽然颈总动脉处C-IBS在高血脂组较正常组减低，但两组颈总动脉处C-IBS差异无显著性。由于脂质沉积于血管壁内膜层，使内中膜结构成分改变，组织声学密度减低，导致IBS值减低。AS在早期即发生于动脉的膨大囊部和分叉处。这与血流动力学的壁面剪应力相关。Taylor等［9］已经证实低剪应力和长的粒子（如血脂质）滞留时间才是动脉疾病最危险的血流动力学因素。从病理学角度也同样证明了颈动脉囊部和血管分叉处的血液受血管角度的影响形成湍流等非层流状态，从而易使内膜受损，有利于脂质沉积和血小板聚集，形成粥样病变。
僵硬度、顺应性及扩张性是颈动脉的物理状态指标。Laurent等［10］ 的研究显示，动脉壁结构改变是顺应性和扩张性降低的主要原因，也是心脑血管事件发生的独立危险因素及重要的病理生理基础。本研究中高血脂组血管扩张性、顺应性与正常组相比较明显降低，与内-中膜C-IBS值呈正相关(r=0.33，r=0.30，P<0.05）；而血管僵硬度明显增加，并且与C-IBS值呈显著负相关(r=-0.46，P<0.01）。研究结果显示，颈总动脉病理组织成分的改变与物理状态的变化密切相关，反映了颈动脉僵硬度、扩张性及顺应性与组织学之间的内在联系。
通过IBS技术对中青年高血脂患者颈动脉多部位多点进行系统检测，结果显示，IBS技术可以对脂质沉积造成的血管壁成分改变做出准确判断，结合动脉物理状态参数测量可以提供早期动脉粥样硬化的指标，随着我国中青年高血脂患者的增加，早期预测、早期干预动脉硬化的发生和发展有着极其重要的意义，IBS技术可以作为一种无创、简便的新方法。
【参考文献】
1 Ohara Y，Hiasa Y，Hosokawa S，et al.Ultrasonic tissue characterization predicts left ventricular remodeling in patients with acute anterior myocardial infarction after primary coronary angioplasty.J Am Soc Echocardiogr，2005，18(6）:638-643.
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7 Kawasaki M，Takatsu J，Noda T，et al.Noninvasive quantitative tissue characterization and two-dimensional color-coded map of human atherosclerotic lesions using ultrasound integrated backscatter:comparison between histology and integrated backscatter images.J Am Coll Cardiol，2001，38:486-492.
8 Schecter SO，Teichhloz LE，Klig V，et al.Ultrasonic tissue characterization.Echocardiography，1996，13:415-430.
9 Taylor CA，Hughes TJR，Zarins CK.Finite element modeling of blood flow in arteries.Computer methods in applied mechanics and engineering，1998，158:156-196.
10 Laurent S，Boutouyrie P，Asmar R，et al.Aortic stiffness is an independent preditor of all-cause snd cardiovascular mortality in hypertensive patients.Hypertension，2001，37:1236-1241.
作者单位：1 310003 浙江杭州，浙江大学附属第一医院超声科 2 132002 吉林长春，吉林大学附属第一医院电诊科