超声弹性成像技术用于头颈部放射治疗前后血管弹性检测的相关研究*

梁 志 李 毅 戢炳金

临床中，多数头颈部恶性肿瘤对放射线敏感，且放射治疗能够有效保留病变部位解剖结构完整性，对组织和器官功能损伤少，因此放射治疗已成为头颈部恶性肿瘤的重要治疗方案[1-2]。然而，放射治疗时颈部通常被包含于放射范围，可能导致软组织损伤，有研究证实，头颈部放射治疗后患者颈动脉狭窄的发生率和发生狭窄的程度均明显提升[3]。

早期发现颈动脉粥样硬化和动脉狭窄并予针对性干预，可能有助于改善头颈部恶性肿瘤放射治疗患者预后，但目前评估颈动脉狭窄的常见方案，包括磁共振血管成像、数字化减影血管造影术等均仅能够在颈动脉出现内中膜增厚、管腔狭窄等形态学改变后做出诊断，而动脉损伤时弹性的改变早于结构及形态的改变[4]。传统诊断方案可能欠缺及时性，而超声弹性成像技术则能够有效评估血管壁弹性[5]。本研究旨在利用超声弹性成像技术评估头颈部放射治疗前后血管弹性变化趋势，为指导制定早期干预措施提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015年1-12月于重庆市北碚区中医院接受放射治疗的42例头颈部恶性肿瘤患者，其中男性28例，女性14例；年龄18～73岁，平均年龄(47.17±12.25)岁；鼻咽癌15例，喉癌5例，淋巴瘤12例，腮腺癌4例，颈部转移癌3例，上颌窦鳞癌1例，舌根癌1例，口咽癌1例。对42例接受头颈部放射治疗的患者开展持续跟踪随访。本研究已获得院伦理委员会批准，患者均知情并签署同意书。

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准。①年龄≥18岁；②经穿刺或术后病理确诊疾病；③首次接受放疗，且本次研究前未接受化疗。

(2)排除标准。①先天性心脏病、冠心病等心脏疾病患者；②甲亢、糖尿病、高血压等可能影响颈动脉弹性疾病患者；③纳入研究前已出现颈动脉内中膜增厚、斑块形成等形态学改变者。

1.3 仪器设备

采用LOGIQ E9型彩色多普勒超声诊断仪及配套6.0～13.0 MHz高频线阵探头(美国GE公司)。

1.4 治疗方案

所有患者均接受常规剂量分割，X射线能量为6 MV或8～10 MeV电子线照射，5次/周，2 Gy/次，持续5～6周，总剂量为50～60 Gy。

1.5 检测方法

所有患者分别于放射治疗前1～3 d、放射治疗时间2.5～3周(放射计量26～30 Gy)、放射治疗结束时(放射计量50～60 Gy)、放射治疗后1个月和3个月(分别标记为T1～T5)，接受常规颈动脉常规超声检测及超声弹性成像检查，检测由同一名医生完成。

1.5.1 常规超声检测

(1)取仰卧位，稍垫高头部，暴露颈部，调节仪器，清楚显示双侧颈总动脉前后壁内膜回声，于颈总动脉膨大处近心端1～1.5 cm测定内中膜厚度(intimamedia thickness，IMT)。

(2)取二维声像图中清晰一侧作为检测血管，以颈总动脉膨大处下方近心端2 cm处为检测部位，同步连接心电图并启动M型检测，在心电图R波顶点时，通过超声检测舒张期血管最小内径(minimal diastolic diameter，Dd)，在心电图T波终点时，通过超声检测收缩期血管最大内径(maximum systolic diameter，Ds)，记录3个心动周期的均值，计算颈总动脉内径变化率(variance ratio of internal diameter，ΔD)，其计算为公式1：

1.5.2 弹性成像检测

完成常规超声检测后，以颈总动脉膨大处近心端下方2 cm左右为观察区域，设定仪器为弹性成像模式，手持探头轻微振动，使显示屏上代表压力与压放频率的综合指标为2～4，待弹性图像中彩色编码稳定后冻结图像，确定图像清晰且包含颈动脉前后壁的区域为感兴趣区域(region of interest，ROI)，以颈动脉后壁A区，以血管腔内血液为B区，计算A区与B区的应变值比(A/B)，A/B值越大，提示血管弹性越差。

1.6 统计学方法

采用SPSS 19.0软件处理数据，计量数据以(x-±s)表示，组内多时点对比采用重复测量的方差分析及配对样本t检验，A/B值、IMT及ΔD的相关性采用Pearson方法，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 检测基本情况

对42例患者均完成整个试验周期，未见脱落患者。患者放射治疗前1 d、放射治疗3周和5周时超声诊断成像结果，可见放射治疗前颈动脉弹性较好，放射治疗3周和5周时颈动脉弹性下降(如图1所示)。

图1 放射治疗前后超声弹性成像图

2.2 超声检测指标变化

患者IMT、Dd及Ds随放射治疗的持续变化不显著，差异无统计学意义(F=1.036，F=1.929，F=1.664；P＞0.05)；但A/B值随放射治疗的持续，呈一定下降趋势，ΔD呈一定上升趋势，其差异均有统计学意义(F=62.058，F=71.658；P＜0.05)，且表现为T2、T3变化显著，此后保持相对稳定，见表1。

表1 42例头颈部恶性肿瘤患者超声检测不同时刻的各指标变化

表1 42例头颈部恶性肿瘤患者超声检测不同时刻的各指标变化

注：表中IMT为颈动脉内中膜厚度；Dd为舒张期血管最小内径；Ds为收缩期血管最大内径；ΔD为颈动脉内径变化率；A/B值为A区与B区的应变值比。

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2.3 A/B值与ΔD相关性分析

纳入T1～T5时刻共210组数据，经Pearson相关性分析，显示A/B值与ΔD在总体上呈高度负相关(r=-0.764，P=0.000)，线性拟合曲线(A/B=4.82-0.051×ΔD)如图2所示。

图2 42例头颈部恶性肿瘤患者超声检测A/B值与ΔD的线性拟合曲线图

3 讨论

头颈部肿瘤放射治疗后颈动脉狭窄发生率高，Dorth等[6]对224例头颈部放射治疗患者随访显示，4年内颈动脉狭窄发生率为14%。由于该并发症可增加脑血管意外事件风险，因此需于早期积极防治[7]。放射治疗所致的颈动脉狭窄与血管弹性降低及僵硬度增加有关，且这种变化多在动脉结构及形态改变前发生[8-9]。因此，检测颈动脉弹性有助于在形成颈动脉斑块、出现颈动脉狭窄前明确风险并积极预防，且超声弹性成像技术可能有此价值。

本研究结果显示，放射治疗期间患者IMT未见明显变化，证实放射治疗早期的确难以有效检测出血管形态学的改变，这与既往报道[10-11]结论相符。但却能观察到ΔD和A/B值的明显变化，其中ΔD同时反映了收缩期颈动脉随管腔内血流量增加发生扩张的形变能力，与舒张期随血流量减少发生弹性回缩的形变能力，有助于反应血管弹性[12]。但此两项指标的检测对操作者要求较高，临床可能难以获得准确值。A/B值与ΔD呈明显的相关性，则提示应用超声弹性成像技术定量检测A/B值也能够反映血管弹性，与既往报道[13-15]观点相符。该检测方案的原理是[16-18]：人体组织受压时，弹性高的部分比弹性低的部分更容易变形，给予外力后不同弹性组织受压前后射频信号不同，用自相关分析法能够明确组织各部分弹性系数分布。通过测量血液与颈动脉血管壁的弹性应变率比值，能够客观反映颈动脉弹性变化。

本研究进一步探讨了患者颈动脉弹性随放射治疗时间增加的变化趋势，其结果显示，在放射治疗期间，随照射剂量的增加，颈动脉弹性持续下降，这与Kilicaslan等[19]针对乳腺癌放射治疗患者主动脉弹性的研究结论相似，可能是因为放射剂量增加，导致管壁组织纤维化程度加重，因此血管弹性逐渐降低。本研究患者放射治疗结束1个月和3个月时，A/D值和ΔD均未见明显改善，则表明血管弹性降低依然存在，且并未改善，但亦未继续加重，这与孙健等[20]通过血管回声跟踪技术观察到的结果相符，但该研究同时发现术后3个月时患者IMT已发生明显的增厚，则与本研究结果不符，推测可能仅与样本量差异有关。

本研究结果显示，超声弹性成像技术能够有效检测头颈部放射治疗后患者颈动脉弹性变化情况，这有助于早期发现颈动脉狭窄风险。患者放射治疗期间颈动脉弹性随放射剂量的增加而下降，放射治疗结束后颈动脉弹性保持相对稳定，且至放射治疗后3个月时颈动脉弹性仍未能得到改善。然而，本研究由于纳入样本量较少，且随访时间相对较短，可能难以全面反映放射治疗对患者颈动脉狭窄的影响，故有待后续研究补充。