剪切波弹性成像联合循环血中性粒细胞对粥样硬化性脑梗死的预测价值

剪切波弹性成像联合循环血中性粒细胞对粥样硬化性脑梗死的预测价值
刘波1，郭晓敏2*，袁丹2
1.陕西省人民医院超声科，陕西西安710068；
2.陕西省人民医院神经内二科，陕西西安710068；*通信作者郭晓敏 ***************
【基金项目】陕西省重点研发项目（S2020-YF-YBSF-0260）
【摘要】目的探讨剪切波弹性成像杨氏模量值联合循环血中性粒细胞诊断动脉粥样硬化性脑梗死（ACI）与预测斑块稳定性的价值。

资料与方法回顾性选取2020年1月—2021年5月陕西省人民医院首发缺血性脑梗死患者54例，另选取同期健康体检者54例作为对照组，均进行颈动脉超声检查和外周血生化指标检测，比较两组外周血生化指标。

采用受试者工作特征曲线评价中性粒细胞、杨氏模量值诊断ACI的价值。

结果脑梗死组循环血低密度脂蛋白胆固醇及中性粒细胞水平高于对照组，差异有统计学意义（t=2.691、2.941，P<0.05）；脑梗死组最大弹性模量值（Emax）及平均值均低于对照组，差异有统计学意义（t=3.28、2.90，均P<0.05）；中性粒细胞与Emax联合诊断的曲线下面积为0.707（95% CI 0.607~0.807），优于中性粒细胞、Emax单独诊断（Z=2.75、3.42，P<0.05）；中性粒细胞诊断ACI的曲线下面积为0.636（95% CI 0.530~0.742），当血清中性粒细胞>3.89×109/L 时，其诊断敏感度为74.0%，特异度为45.0%；斑块Emax诊断ACI的曲线下面积为0.617（95% CI 0.505~0.729），当斑块Emax>79 kPa时，其诊断敏感度为81.5%，特异度为54.0%。

结论循环血中性粒细胞水平联合剪切波弹性成像有助于评价颈动脉斑块易损性，进而帮助诊断ACI。

【关键词】动脉粥样硬化性脑梗死；斑块稳定性；中性粒细胞；超声检查；弹性显像技术
【中图分类号】R445.1；R743.3 【DOI】10.3969/j.issn.1005-5185.2023.06.020
Shear Wave Elastography Combined with Circulating Blood Neutrophils in Prediction of Atherosclerotic Cerebral Infarction
LIU Bo1, GUO Xiaomin2*, YUAN Dan2
The Second Department of Neurology, Shaanxi Provincial People's Hospital, Xi'an 710068, China; *Address Correspondence to: GUOXiaomin;E-mail:***************
【Abstract】Purpose To investigate the value of Young's modulus values of shear wave elastography combined with circulating blood neutrophils in diagnosing atherosclerotic cerebral infarction (ACI) and predicting plaque stability. Materials and Methods Fifty-four patients with first-ever ischemic cerebral infarction from January 2020 to May 2021 in Shaanxi Provincial People's Hospital were retrospectively selected as the cerebral infarction group, and another 54 patients with healthy physical examination in the same period were selected as the control group. Carotid ultrasonography and peripheral blood biochemical indexes were performed, and peripheral blood biochemical indexes were compared between the two groups. Receiver operating characteristic curves were used to explore the diagnostic efficiency of neutrophil and Young's modulus values in patients with ACI.Results The low density lipoprotein cholesterin level and circulating blood neutrophil were significantly higher in the cerebral infarction group than those in the control group (t=2.691, 2.941, P<0.05). The maximum modulus of elasticity (Emax) and mean modulus of elasticity were significantly lower in the cerebral infarction group than those in the control group (t=3.28, 2.90, P<0.05). The area under the curve of combination between neutrophil and Emax was 0.707 (95% CI 0.607-0.807), which was superior to the diagnostic value of neutrophils or Emax, respectively (Z=2.75, 3.42, P<0.05). The area under the curve of neutrophil was 0.636 (95% CI 0.530-0.742) in patients with ACI, and when serum neutrophil level was higher than 3.89×109/L, the sensitivity and specificity were 74.0% and 45.0%, respectively. The area under the curve of Emax plaque was 0.617 (95% CI 0.505-0.729) in patients with ACI, and when the Emax plaque was higher than 79 kPa, the sensitivity and specificity were 81.5% and 54.0%, respectively. Conclusion Combination with circulating blood neutrophil level and shear wave elastography is helpful to evaluate the vulnerability of carotid artery plaque, and further improve the diagnosis of ACI.
【Key words】Atherosclerotic cerebral infarction; Plaque stability; Neutrophils; Ultrasonography; Elasticity imaging techniques Chinese Journal of Medical Imaging, 2023, 31 (6): 658-662
脑卒中是我国三大死亡病因之一，2018年我国脑卒中死亡率为149.49/10万，约占居民总死亡率的22.3%[1]。

急性缺血性脑梗死（atherosclerotic cerebral infarction，ACI）占脑卒中的80%以上[2]，及时预测ACI尤为重要。

缺血性脑卒中的发生、发展及预后与斑块稳定性密切相关[3]。

动脉粥样斑块的不稳定
性与炎症反应显著相关，目前多项研究证实循环血白细胞与心脑血管不良事件有关，其某些功能可能介导斑块不稳定结构的发展[4]。

常规二维超声不能反映斑块复杂成分的细微变化，无法满足临床准确评估斑块稳定性[5]。

实时剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）能定量评价弹性模量值从而指导临床，目前已有研究将SWE用于评估斑块稳定性及脑梗死发生的风险参数[6-7]，但炎症反应与SWE斑块稳定的相关性研究较少。

本研究拟探讨循环血中性粒细胞联合SWE预测粥样硬化性脑梗死的价值。

1 资料与方法
1.1 研究对象回顾性选取2020年1月—2021年5月陕西省人民医院住院治疗的54例首发缺血性卒中患者，年龄36~79岁。

选取同期健康体检者54例作为对照组，年龄31~83岁。

所有患者于入院次日常规抽血行实验室检查，3 d内完善颈动脉超声检查。

纳入标准：①符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018》[8]中的ACI诊断标准；②首次发病；③发病至入院时间<3 d。

排除标准：①双侧局灶性神经症状、心房颤动、近期心肌梗死或严重充血性心力衰竭；②颅内及颈部血管狭窄或闭塞、大动脉炎；③半年内出现严重感染、外伤、手术、使用糖皮质激素或免疫抑制剂史；④精神疾病史；⑤严重器官功能障碍；⑥既往有血液病及肿瘤病史；⑦近60 d内服用降脂药物；⑧不能配合完成研究者。

所有纳入研究对象均签署知情同意书，并通过医院伦理委员会审批。

1.2 仪器与方法
1.2.1 仪器与试剂采用声科Aixplorer彩色多普勒超声诊断仪，配备L15-4线阵探头，频率4~15 MHz。

Beckman Coulter AU5800全自动生化分析仪及配套试剂；SYSMEX XN-2000全自动血液分析仪及配套试剂，所有操作严格按照说明书进行。

1.2.2 血细胞测定清晨空腹采集肘静脉血3 ml，置于抗凝管中，采用SYSMEX XN-2000全自动血液分析仪检测中性粒细胞数和淋巴细胞数，计算中性粒细胞绝对值/淋巴细胞绝对值（NLR）和血小板绝对值/淋巴细胞绝对值；采用全自动生化分析仪检测血清总胆固醇（total cholesterol，TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）。

1.2.3 颈动脉常规检查采用二维横截面成像首先观察颈总动脉近端，沿血管走行方向逐步移动探头并尽量探测到颈部最上方，然后转动探头90°，行二维纵切面成像，冻结图像测量各血管内径，观察血管内-中膜厚度（internal-media thickness，IMT）、管壁变化、管腔血流填充情况及血管形态。

参照欧洲颈动脉斑块研究组制订的标准[9]，IMT<1.0 mm为正常，IMT≥1.0 mm为增厚，IMT≥1.5 mm或大于周围正常IMT的50%，且凸向管腔的局部结构变化定义为斑块形成。

根据斑块超声图像表现分为低回声斑块、等回声斑块、强回声斑块，其中同时存在2种以上者为混合回声斑块。

溃疡斑块指斑块表面至少有2 mm长和2 mm深的凹陷，斑块底部有明显基部[10]。

将低回声、混合回声和溃疡斑块定义为易损斑块，等回声、强回声斑块定义为稳定性斑块。

含有1个及以上易损斑块者归为易损斑块组，同时存在稳定斑块和易损斑块者归为易损斑块，所有超声检查过程均由同一名超声医师完成。

1.2.4 斑块弹性成像检查确定斑块后，分析斑块二维特征，然后确定最可疑斑块为代表性斑块。

若有多个具有相同二维特征的斑块，选择狭窄率最高的斑块作为代表性斑块，仅分析代表性斑块的杨氏模量值。

启用SWE模式，探头轻触斑块，方向与血管始终保持垂直，取样框大小约为2倍斑块体积，将斑块置于取样框中央，嘱患者屏气，存储5~10 s动态图像。

感兴趣区设为圆形，直径为1 mm。

系统自动计算每个动脉壁斑块感兴趣区的平均弹性模量值（mean modulus of elasticity，Emean）、最大弹性模量值（maximum modulus of elasticity，Emax）和最小弹性模量值（minimum modulus of elasticity，Emin）。

1.3 统计学方法应用SPSS 2
2.0软件和MedCalc软件，计量资料以⎯x±s表示，组间比较采用独立样本t 检验；计数资料以例数（%）表示，组间比较采用χ2检验；采用受试者工作特征（ROC）曲线分析中性粒细胞、Emax以及两者联合诊断ACI的效能，计算敏感度和特异度，采用Delong检验比较曲线下面积（AUC）。

P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果
2.1 脑梗死组与对照组实验室检查指标对比两组患者年龄、性别、吸烟史、饮酒史、糖尿病史、高血压史、TC、TG、HDL-C、淋巴细胞数及NLR比较，差异均无统计学意义（P>0.05，表1）。

脑梗死组
LDL-C 、中性粒细胞水平明显高于对照组，差异均有
统计学意义（P <0.05）。

2.2 脑梗死组与对照组斑块杨氏模量值指标对比 两组Emax 及Emean 比较，差异均有统计学意义（P <0.05，图1），两组Emin 差异无统计学意义（P >0.05，表2）。

表1 脑梗死组与对照组临床资料及实验室检查指标比较 组别 例数 性别（男/女，
例） 年龄 （⎯x ±s ，岁）
吸烟史 [例（%）] 饮酒史 [例（%）] 糖尿病史 [例（%）] 高血压史 [例（%）] 脑梗死组 54 49/5 58.9±12.0 44（81） 30（56） 29（54） 39（72） 对照组 54 44/10 60.9±13.2 36（67） 20（37） 21（39） 45（83） t /χ2值 1.935 0.846 3.086 3.724 2.383 1.929 P 值
0.265
0.399 0.062 0.082 0.176 0.247 组别 HDL-C （⎯x ±s ，mol/L ） LDL-C （⎯x ±s ，mol/L ） N （⎯x ±s ，
×109/L ） L （⎯x ±s ，×109/L ） NLR （⎯x ±s ） TG （⎯x ±s ） TC （⎯x ±s ） 脑梗死组 1.00±0.29 2.27±0.54 5.23±1.53 1.72±0.52 3.18±1.06 1.45±0.77 3.74±0.69 对照组 1.08±0.32 1.91±0.83 4.41±1.37 1.70±0.58 2.89±1.30 1.39±1.48 3.61±1.21 t /χ2值 1.211 2.691 2.941 0.214 1.295 0.247 0.693 P 值
0.228
0.008
0.004
0.831
0.198
0.806
0.490
注：HDL-C ：高密度脂蛋白胆固醇；LDL-C ：低密度脂蛋白胆固醇；N ：中性粒细胞数；L ：淋巴细胞数；NLR ：中性粒细胞绝对值/淋巴细胞绝对值；TG ：甘油三酯；TC ：总胆固醇
图1 脑梗死组与对照组斑块杨氏模量值对照。

A.脑梗死组颈动脉分叉处后部斑块（箭）Emean 为11.2 kPa ，使用Q-Box 通过圆形感兴趣区获得；B.对照组钙化斑块（箭）的B 型和SWE 图像，SWE 图像中钙化区表现为红色和黄色，Emean 为125 kPa
表2 不同分组颈动脉斑块杨氏模量值比较（⎯x ±s ，kPa ） 组别例数 Emax Emean Emin 脑梗死组54
63.92±27.48
36.82±15.81
10.67±10.31
对照
组 54 93.96±61.46
54.32±41.43
15.48±17.65
t 值
3.28 2.90 1.73 P 值
0.001
0.005
0.086
注：Emax ：最大弹性模量值；Emean ：平均弹性模量值；Emin ：最小弹性模量值
2.3 中性粒细胞、斑块Emax 单独及联合诊断ACI 的价值 绘制中性粒细胞、Emax 及两者联合诊断ACI 的ROC 曲线（图2），中性粒细胞与Emax 联合诊断的AUC 为0.707（95% CI 0.607~0.807），优于中性粒细胞、Emax 单独诊断（Z =2.75、
3.42，P <0.05）；中性粒细胞诊断ACI 的AUC 为0.636（95% CI 0.530~0.742），当血清中性粒细胞>3.89×109/L 时，其诊断敏感度为7
4.0%，特异度为4
5.0%；斑块Emax 诊断ACI 的AUC 为0.617（95% CI 0.505~0.729），当斑块Emax>79 kPa 时，其诊断敏感度为81.5%，特异度为54.0%。

图2 循环血中性粒细胞、Emax 及两者联合诊断ACI 的ROC 曲线
3 讨论
3.1 循环血检验指标Tarkanyi等[11]研究显示，脑梗死外周血白细胞总数及中性粒细胞总数在大血管闭塞组中明显高于未闭塞组，进而与脑卒中的发生密切相关；Kömürcü等[12]分别于脑梗死发生当天及3 d、7 d 分别检测外周血白细胞，其中梗死当天中性粒细胞及淋巴细胞均较高，中性淋巴细胞比值于第3天及第7天明显升高，脑梗死发生后循环血白细胞水平随疾病不同时期可以发生不同变化。

本研究中脑梗死患者较对照者中性粒细胞水平明显升高，与上述研究结果相同。

但本研究中两组淋巴细胞比值无显著差异，进而两组间NLR亦无显著差异。

然而黄伟等[13]报道脑卒中组NLR及血小板绝对值/淋巴细胞绝对值明显升高，可能与本组纳入标本外周血细胞值严格采用当天结果有关。

本研究证实脑梗死组与对照组LDL-C有显著差异，张娟等[14]研究发现LDL-C每增加1个单位，斑块为不稳定斑块的可能性为原来的2.867倍，但LDL-C 容易受各种因素影响，因此尚需要进一步研究。

3.2 SWE与脑梗死SWE能探测剪切波在组织中的传播速度，最终评估组织硬度，速度越快，组织越硬，能定量反映斑块硬度，且无需压迫，对操作者依赖性小，操作相对容易且具有可重复性。

钟世根等[15]研究显示采用SWE检测不同组织成分斑块的杨氏模量值及杨氏模量比可用于评价颈动脉斑块硬度及稳定性。

钙化的斑块杨氏模量值最高，其次是纤维斑块，易损斑块最低，由于其内部伴有出血或含有脂质核心，这提供了区分斑块易损性的依据。

李朝军等[16]基于SWE 研究血管壁纵向弹性模量参数杨氏模量最大值和平均值，结果发现急性缺血性脑卒中组各指标较对照组大，提示脑卒中患者颈动脉纵轴方向的僵硬度有所增加。

本研究结果也表明，脑梗死组颈动脉斑块的Emax 及Emean均低于对照组。

3.3 循环血中性粒细胞联合SWE Liu等[17]研究3 569例健康中国成人的循环血白细胞总数及分类与颈动脉超声检测斑块有无、数目、大小等的相关性，发现无回声型斑块的中性粒细胞测值明显增高。

本研究中循环血中性粒细胞联合SWE诊断ACI的AUC仅为0.707，但均高于两者单一诊断，表明斑块稳定性更需要多种检查联合评价。

谭玉婷等[18]报道血清尿酸水平与颈动脉斑块超声造影分级呈线性正相关，本课题组在未来研究中将纳入超声造影指标分析及其他指标。

3.4 本研究的局限性颈动脉搏动及斑块深度、位置均可能影响图像采集的稳定性及测量准确性，未行重复性实验评估检测的一致性；本研究为单中心回顾性研究，纳入样本数量较少，尽管制订严格的纳入标准，但患者就诊时间不同，未对检验指标进行动态研究，需要多中心、大样本研究进一步验证结论。

总之，颈动脉弹性成像杨氏模量值及外周循环血中性粒细胞水平与动脉粥样硬化斑块形成及易损性密切相关，两者联合检测能提高对ACI的诊断价值，对于临床早期识别及治疗评估具有重要意义。

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【收稿日期】2022-03-18 【修回日期】2022-08-24
（本文编辑隋晓萌）
（上接第657页）
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（本文编辑隋晓萌）。