背景动脉粥样硬化是以粥样化或纤维斑块形成为病变特征的动脉疾病,主要累及大、中动脉,使动脉弹性减弱和管腔狭窄,可导致严重的心脑血管并发症。动脉粥样硬化多见于中、老年人,以40～49岁发展最快,近些年来亦呈现出更年轻化的趋势。它主要表现为冠状动脉硬化性心脏病和缺血性脑血管疾病,其发病率、死亡率、致残率在中西方国家均占前位。如何预防和早期识别、积极干预动脉粥样硬化的发生,是当今心脑血管疾病的研究热点。近来越多的研究表明,不稳定的动脉粥样硬化斑块的糜烂或破裂,继发血栓形成是心肌梗死和缺血性卒中的主要发病机制。对于缺血性脑血管疾病来说,其最常见类型是在脑动脉粥样硬化病变的基础上,管腔狭窄、闭塞或血栓形成,造成局部脑组织因血液供应中断而发生缺血、缺氧性坏死,引起相应的神经系统症状和体征。但是研究发现,约15%的脑梗死患者是由于颈动脉斑块脱落的碎屑或血栓,随血流造成脑血管栓塞；颈动脉斑块表面的破裂、出血或形成的血栓与同侧缺血性脑病的发生密切相关：存在颈动脉斑块的人群发生脑梗死的机率更高。因此,颈动脉斑块作为全身动脉粥样硬化斑块的标识和脑卒中的栓子来源,研究其易损性是否能够预测脑血管事件的发生?国内外学者在易损斑块的诊断、检测技术方法上取得了较大的进展,但如何同时实现无创、经济、方便、可靠的检测方法,是亟待解决的困难间题。体表高频颈动脉超声足无创、经济、方便的检查方法,可以较准确测量颈动脉内中膜厚度,观察粥样斑块的有无、大小、回声、性质,血管重构,为临床疾病的预测和诊断提供重要的参考价值。随着心脏收缩、血液前向流动,颈动脉处于连续的被动扩张和弹性回缩,斑块在血液剪切力和环壁张力的作用下发生形变,而相关研究证实斑块破裂与其受力相关,斑块破裂部位与该部位应力相关。而超声速度向量成像(Velocity Vector Image,ⅤⅥ)技术是基于二维灰阶成像的原理,利用超声像素的空间相干性、斑点时相及边界追踪等技术,追踪感兴趣区内物体的运动,以矢量方式显示局部组织的运动速度,得出速度、应变、应变率、旋转角度、位移等曲线,定量分析局部组织的受力情况。近年来,VVI技术在研究心肌、血管、动脉粥样斑块等的生物力学方面,取得了一些进展。研究发现,颈动脉粥样硬化斑块不同位点受力不均衡,肩部稳定性最差；斑块的表面较基底部受力大。同时VVI技术可用来反映动脉弹性。但是,应用VVI技术综合分析颈动脉斑块长轴与短轴切面的力学特性的研究尚未展开；且颈动脉斑块与缺血性脑血管病的发生有关,但VVI技术测量的斑块生物力学特性与缺血性脑病的关系尚不明确。因此,本研究将联合斑块长、短轴的各项VVI指标,探索缺血性脑血管病与非脑血管病人群之间颈动脉斑块的生物力学指标的差异,同时观察颈动脉斑块不同部位尤其是肩部的力学改变。研究目的(1)应用VVI技术研究颈动脉斑块长轴切面的力学特征；(2)应用VVI技术研究颈动脉斑块短轴切面的运动情况及力学特征；(3)联合颈动脉斑块长轴及短轴的VVI指标,分析缺血性脑血管病组与非脑血管病组之间颈动脉斑块力学特征有无差异,同时结合传统危险因素探讨颈动脉斑块对缺血性脑血管事件的预测价值。资料与方法1.研究对象与分组超声检查存在颈动脉斑块,并且明确诊断为缺血性脑血管病的患者(ICD组)49例,非脑血管病的患者(NICD组)38例。入选标准：具有缺血性脑血管病的神经系统症状和体征,并经颅脑CT或MRI证实。排除标准：有心房颤动、风湿性心脏病史、瓣膜置换术史等可能心源性脑栓塞或其他明确原因的脑栓塞患者；出血性脑血管病患者。非脑血管病组入选标准：临床表现及特殊检查除外脑血管病的患者。2.研究方法2.1一般资料对所有入组者进行病史采集,包括性别、年龄、身高、体重、静息心率、吸烟史、饮酒史、绝经年龄、高血压史、糖尿病史、血脂异常史、心脑血管病史、用药情况、家庭史,并进行血压测量。2.2血液学指标采清晨空腹肘静脉血,测定纤维蛋白原、肌酐、尿素氮、血糖、血脂、胱抑素-C、尿酸。2.3心脏超声检查使用Philips公司IE33彩色超声诊断仪,选用S5-1型号探头,频率为1～5MHz。胸骨旁长轴切面测量收缩期升主动脉前后径、左心房前后径,舒张期室间隔厚度、左室前后径、左室后壁厚度,用Simpson法测量射血分数值。2.4颈动脉超声图像采集使用Siemens公司的Sequoia512彩色超声诊断仪,选用15L8型号探头,频率调节为10～14MHz,探测双侧颈动脉。若有斑块且图像佳,连接ECG,在VVI条件下,采集患者颈动脉斑块长轴切面,及斑块最厚处短轴切面动态图像,存储待脱机分析。2.5颈动脉超声图像处理与数据分析使用Syngo US VVI脱机软件分析单心动周期内颈动脉斑块：①斑块长轴切面,在generic curve模式下描记近心端正常内膜(L1)、近心端斑块肩部(L2)、斑块帽顶部(L3)及远心端斑块肩部(L4)四个部位,点击运行,软件进行自动跟踪,得出四点在全心动周期内速度、应变、应变率曲线,记录综合应变峰值、综合应变峰值对应的应变率正负峰值进行分析。②短轴切面,选择Short axis模式,均匀描记血管内膜及斑块腔内表面一周,血管外膜及斑块基底一周,点击运行,软件自动跟踪,并将描记的圆周均分为六个节段,得出每一节段的径向速度、应变、应变率曲线,周向应变、应变率曲线,旋转角度,径向位移曲线等。根据斑块对应位置,取斑块节段的径向收缩期速度峰值,血管弹性回缩速度峰值,径向应变峰值及径向应变峰值对应的正负应变率峰值,周向应变峰值及周向应变峰值对应的正下负应变率峰值,旋转角度值,径向位移值等。③颈动脉短轴切面测量心电图R波对应的舒张期血管内径Dd、T波顶点对应的收缩期血管内径Ds。2.6分析指标2.6.1一般指标年龄、性别、静息心率(bpm)、收缩压(SBP,mmHg)、舒张压(DBP,mmHg)、脉压(PP,mmHg)2.6.2血清学指标纤维蛋白原(mmol/L)、肌酐(umol/L)、尿素氮(mmol/L)、尿酸(umol/L)、总胆固醇(mmol/L)、甘油三酯(mmol/L)、低密度脂蛋白(mmol/L)、高密度脂蛋白(mmol/L)、apoA 1(g/L)、apoB(g/L)、Lp(a)(mg/ml)、空腹血糖(mmol/L)、胱抑素-C(mg/L)。2.6.3心脏超声指标升主动脉前后径(mm)、左心房前后径(mm)、室间隔厚度(mm)、左心室前后径(mm)、左室后壁厚度(mm)、射血分数(EF,%)。2.6.4颈动脉斑块超声指标2.6.4.1长轴切面感兴趣点的选择(1)L1：近心端正常内膜；(2)L2：近心端斑块肩部；(3)L3：斑块帽顶部；(4)L4：远心端斑块肩部。2.6.4.2长轴切面感兴趣点的VVI指标(1)综合应变峰值(Ls)；(2)综合应变峰值对应的应变率正峰值(Lsr+,s-1);(3)综合应变峰值对应的应变率负峰值(Lsr-,s-1)2.6.4.3短轴切面斑块节段VVI指标(1)径向收缩期速度峰值(Rv-s,cm/s);(2)径向血管弹性回缩速度峰值(Rv-d,cm/s)(3)径向应变峰值(Rs)；(4)径向应变峰值对应的应变率正峰值(Rsr+,s-1);(5)径向应变峰值对应的应变率负峰值(Rsr-,s-1);(6)周向应变峰值(Cs)；(7)周向应变峰值对应的应变率正峰值(Csr+,s-1);(8)周向应变峰值对应的应变率负峰值(Csr-,s-1);(9)旋转角度峰值(Deg)(10)径向位移峰值(Dis, mm)。2.6.5其他指标(1)收缩期颈动脉内径(Ds)；(2)舒张期颈动脉内径(Dd)；(3)血管僵硬度(Stiffness)=ln(SBP/DBP)/((Ds-Dd)/Dd)。3.统计学方法采用SPSS18.0统计软件进行数据分析：年龄、心率、血压、心脏超声指标、颈动脉超声指标、血清学指标都以均数±标准差(x±s)表示；采用独立样本t检验,单因素方差分析,双变量Pearson相关分析,二元Logistic回归,ROC曲线等统计方法。所有结果均以P<0.05示为具有统计学意义。结果1.两组间一般情况比较收缩压：ICD组明显大于NICD组(P=0.006)；脉压：ICD组明显大于NICD组(P=0.001)；但年龄、性别、心率、舒张压在两组间无统计学差异。2.两组间血清学指标比较纤维蛋白原、肌酐、尿素氮、尿酸、总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白、apoA1、apoB、Lp(a)、空腹血糖和胱抑素-C在两组之间无统计学差异。3.两组间心脏超声指标比较升主动脉前后径、左心房前后径、室间隔厚度、左心室前后径、左室后壁厚度、射血分数在两组之间无统计学差异。4.颈动脉斑块长轴切面的四部位的综合力学指标比较综合应变峰值：L4>L3>L2>L1,但两两比较无统计学差异；综合应变率正峰值：L1>L2>L3<L4,但两两比较无统计学差异；综合应变率负峰值：L1>L2>L3>L4,但两两比较无统计学差异。5.两组间斑块颈动脉斑块长轴切面综合力学指标比较斑块长轴切面感兴趣区四点的综合应变、应变率及四点平均值在两组之间比较均无统计学差异。6.两组间斑块颈动脉短轴切面径向和周向力学指标比较斑块径向收缩期速度峰值Rv-s:ICD组明显小于NICD组(P=0.009)；斑块径向弹性回缩速度峰值Rv-d：ICD组明显大于NICD组(P=0.016)；斑块径向应变峰值Rs：ICD组明显小于NICD组(P=0.013)；斑块径向位移峰值Dis：ICD组明显小于NICD组(P=0.026)；但斑块径向应变率,周向应变、应变率,旋转角度在两组之间无统计学差异。7.血压值、心脏超声指标、颈动脉斑块超声指标之间相关性分析血管僵硬度：与斑块径向收缩期速度峰值、径向位移峰值呈正相关,与径向弹性回缩速度峰值、圆周应变峰值呈负相关。Pearson correlation分别为：0.444,0.553,-0.361,-0.341；P分别为：0.000,0.000,0.001,0.002。斑块径向收缩期速度峰值：与径向位移峰值呈正相关,与弹性回缩速度峰值呈负相关。Pearson correlation分别为：0.824,-0.568；P均为0.000。斑块径向弹性回缩速度峰值：与径向应变、斑块位移呈负相关。Pearson correlation分别为-0.350,-0.637；P分别为0.001,0.010。斑块旋转角度：与圆周应变呈正相关,与径向应变、斑块位移呈负相关。Pearson correlation分别为：0.457,-0.335,-0.605；P分别为0.000,0.002,0.000。斑块圆周应变与位移呈负相关,Pearson correlation=-0.462, P=0.000。血压值和心脏超声指标与颈动脉斑块超声各指标之间未见显著相关性。8.二元Logistic回归分析与ROC曲线预测二元Logistic回归分析结果：压差,收缩压,斑块收缩期速度峰值的绝对值,弹性回缩速度峰值,径向应变峰值的绝对值,径向位移峰值的绝对值等六个指标越大,发生缺血性脑血管病的危险更高。ROC曲线结果：(1)压差：曲线下面积0.699,切点位置敏感性0.531,特异性0.757；(2)收缩压：曲线下面积0.662,切点位置敏感性0.878,特异性0.486；(3)斑块收缩期速度峰值的绝对值：曲线下面积0.687,切点位置敏感性0.787,特异性0.595；(4)斑块径向位移的绝对值：曲线下面积0.653,切点位置敏感性0.532,特异性0.763；(5)斑块径向应变的绝对值：曲线下面积0.627,切点位置敏感性0.447,特异性0.816；(6)当联合压差与斑块径向收缩期速度峰值、径向位移峰值、径向应变峰值的绝对值时,对缺血性脑病具有最大的预测价值,曲线下面积0.787,切点位置敏感性0.723,特异性0.784。结论1.颈动脉斑块长轴切面的颈动脉正常内膜、斑块两侧肩部、斑块顶部之间的综合力学指标无明显差异。2.与非脑血管病组比较,缺血性脑血管病患者具有更高的收缩压及脉压,说明收缩压及脉压增加是脑血管病的危险因素之一。3.斑块的运动速度、圆周应变和径向位移的绝对值越小,颈动脉弹性越差、僵硬度越大,提示颈动脉斑块的VVI指标与血管弹性相关。4.在颈动脉僵硬度无差别的情况下,脑血管病组颈动脉斑块的径向速度、径向应变、径向位移的绝对值较非脑血管病组更大,提示斑块受力更大,斑块的运动力学特性与缺血性脑血管病相关。5.相对于颈动脉斑块的VVI指标,脉压最能预测缺血性脑血管病的发生；但若联合脉压与颈动脉斑块的VVI指标,预测价值将明显增加。