三維超聲容積法判定下肢動脈狹窄程度的價值

劉美含，林 昱，陳恩琪，石衛東，張冬梅，喬鋒利，姜 微

(1.吉林大學中日聯誼醫院超聲科，吉林 長春 130033；2.上海市徐匯區中心醫院醫學影像科，上海 200031；3.長春中醫藥大學附屬醫院電診科，吉林 長春 130021)

三維超聲的研究已有近30年的歷史，其在心臟、婦產科、腹部實質臟器及淺表器官等很多領域得到了成功的應用[1]，并已逐步應用于外周血管疾病的動脈硬化斑塊性質的判定方面。目前，應用三維超聲容積法測量動脈狹窄程度少見報道。本研究旨在探討利用三維超聲容積法評價下肢動脈硬化閉塞癥(arterial sclerosis obstruction，ASO)患者動脈狹窄程度的價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料2010年3月—2011年2月于本院住院確診ASO患者30例，患肢47條；男性19例，女性11例；年齡25～83歲，平均年齡63.1歲；病程10 d～15年。對30例患者、47條患肢，取大腿段動脈(股總動脈、股淺動脈、腘動脈)共獲得狹窄動脈節段230段，從中選取狹窄程度相對均勻的動脈節段，利用二維超聲直徑法測量動脈狹窄程度，按動脈狹窄和閉塞的超聲診斷標準[2]進行分組，分為輕度、中度和重度狹窄組各30節段，共90段動脈狹窄節段。

1.2 臨床動脈狹窄程度參考標準目前臨床常用彩色多普勒超聲(CDU)判定動脈狹窄程度[2],以血管縱軸為標準，測量狹窄動脈外徑、殘余管腔內徑，儀器自帶軟件自動計算出動脈直徑狹窄率，將動脈狹窄程度分為：①正常；②動脈狹窄程度30%～49%(輕度狹窄)；③動脈狹窄程度50%～75%(中度狹窄)；④動脈狹窄程度>75%(重度狹窄)；⑤閉塞。

1.3 儀 器采用飛利浦公司iU22 CDU診斷儀，線陣探頭L12-5和三維探頭VL13-5，探頭頻率分別為5～12 MHz和5～13 MHz，配有QLBA工作站和GI3DQ定量分析軟件。

1.4 檢查方法①室溫下，患者取仰臥位，下肢外展外旋,平靜呼吸，肌肉放松，檢測股總動脈、股淺動脈；取俯臥位檢測腘動脈。檢查時沿血管走行方向，自肢體近心段向遠心段進行掃查，并沿著血管走行方向進行縱、橫向掃查，聲束與血流方向夾角<60°。② 二維超聲直徑法：以血管縱軸為標準，測量狹窄動脈外徑(D)和殘留管腔內徑(d)，利用儀器軟件自動計算直徑狹窄率,直徑狹窄率(%) =(1-d/D)×100%。③二維超聲面積法：采用病變動脈短軸切面平行順序掃查，測量狹窄處管腔面積(s)，管腔狹窄處原管腔面積(S)，按照公式計算動脈狹窄節段的面積狹窄率，面積狹窄率(%)=(1-s /S)×100%。④三維超聲容積法：顯示下肢動脈的長軸圖像，調節“scale”和“gain”健，控制彩色雜波，保證獲取的每幅二維切面圖像(灰階和彩色)質量達到滿意后，啟動“3D”功能鍵，屏幕上同時顯示4幅圖像，為動脈的矢狀面、水平面、冠狀面圖像和互相垂直的X、Y、Z 3個軸向上血管平面圖像，點擊“Save 3D data”完成數據儲存。進入三維QLAB工作站，對采集存儲的圖像使用三維超聲儀配備的GI3DQ定量分析軟件進行分析。在三維超聲QLAB工作站中顯示四分圖；第一幅圖為原始圖像(動脈的矢狀面)，該圖像與二維超聲所獲動脈圖像是相同的血管長軸圖像，在此圖像上利用厚層容積切片技術(Thick Slice)對選定的病變動脈劃分切片數量，切片數量要適宜、間距不要過大(因為相鄰切片間距越大，需要插補的縫隙就越大，重建圖像的誤差也越大)；在第二幅圖像(動脈水平面)上，依次對每幅血管橫截面輪廓準確地進行切片勾邊，各切片勾邊結束實現三維重建；第三幅圖像為動脈的冠狀切面；第四幅圖為三維重建后顯示的動脈立體圖像，在動態圖像上可以在互相垂直的X、Y、Z 3個軸向上顯示血管圖像，從而在不同角度觀察動脈的立體結構。GI3DQ定量分析軟件計算動脈血管容積和容積狹窄率，容積狹窄率(V%)=(1-v/V)×100%。

1.5 3種方法測量結果的一致性比較一般認為，0.75

2 結 果

2.1 3種超聲方法測量90段動脈狹窄節段二維超聲面積法與二維超聲直徑法比較：輕度狹窄組及重度狹窄組差異均無統計學意義;中度狹窄組均值明顯增大,差異有統計學意義(P<0.05)；三維超聲容積法與二維超聲直徑法比較：3組狹窄動脈差異均無統計學意義。見表1。

表1 3種超聲方法檢測3組狹窄動脈的檢測值比較

2.2 3種超聲方法測量結果的一致性比較3組動脈狹窄節段用不同超聲方法測量結果的Kappa值顯示：二維超聲面積法、三維超聲容積法與二維超聲直徑法測量結果的一致性均好。見表2。

表2 二維超聲直徑法和三維超聲容積法測量結果的Kappa值

2.3 3種超聲方法測量3組不同狹窄程度動脈節段結果比較二維超聲面積法和三維超聲容積法測量3組狹窄動脈時，有18段較二維超聲直徑法診斷動脈狹窄程度偏高；二維超聲面積法測量3組狹窄動脈時，有1段較二維超聲直徑法診斷動脈狹窄程度偏低。二維超聲面積法和三維超聲容積法對不同動脈狹窄程度測量結果與二維超聲直徑法測量結果的診斷符合率較好。二維超聲面積法與二維超聲直徑法測量結果的診斷符合率為：輕度狹窄80.0%(24/30),中度狹窄83.3%(25/30),重度狹窄96.7%(29/30);三維超聲容積法與二維超聲直徑法測量結果的診斷符合率為：輕度狹窄86.7%(26/30),中度狹窄90.0%(27/30),重度狹窄100%(30/30)。

3 討 論

下肢ASO是由于周圍動脈粥樣硬化所導致動脈狹窄、閉塞引起的下肢缺血性疾病,發生率隨年齡增長而明顯增加[3]。ASO的臨床病情輕重主要受起病原因及速度、病程長短、狹窄程度及閉塞節段、長度范圍、累及節段數量、病變節段水平高低、側支動脈的建立等諸多因素影響，其中動脈狹窄程度是影響ASO臨床病情輕重的重要因素之一，因此對動脈狹窄程度真實、客觀評價至關重要。CDU在診斷ASO中具有操作簡便、價格低廉、無創傷、可重復操作和無放射線損傷等優勢[4]；對ASO診斷的準確性、敏感性較高，可作為診斷ASO的首選檢查方法[5]，是動脈狹窄程度判定的可靠方法之一[6]。二維超聲直徑法為目前臨床上動脈狹窄率的常用判定方法，因方法成熟一直沿用至今，但直徑法(包括面積法)的不足之處是測量的狹窄動脈為一點位的狹窄程度，不能反映一段動脈的狹窄程度；三維CDU彌補了二維超聲空間顯像不足、圖像信息不完整的缺點，成為二維超聲技術的重要輔助手段。三維超聲的進步表現在能夠得到只有CT和MRI技術才能具備的多平面圖像，并且能夠對容積圖像數據通過儲存、處理而顯示其三維立體圖像。本研究結果表明:三維超聲容積法同二維超聲直徑法同樣可以做為評價動脈狹窄程度的方法。

三維超聲可以立體地顯示血管動脈粥樣硬化中斑塊的位置、動脈管壁的情況，還可以立體動態、多角度地觀察斑塊的表面和內部結構；對粥樣硬化斑塊的檢出率高于二維超聲，對粥樣硬化斑塊的動態觀察中，三維超聲顯像對粥樣斑塊的結構和空間關系提供了更為直觀、豐富的聲像圖[7]。三維超聲能夠清晰顯示大血管的解剖結構，實時地觀察血管的直觀形態[8]，本研究結果表明：三維超聲容積法判定下肢動脈狹窄程度與傳統的二維超聲直徑法具有較好的一致性、并可獲得更多的立體信息。

二維超聲直徑法測量動脈狹窄程度，具有方便、快捷等特點，但其在動脈狹窄程度定量測量方面還存在一定的局限性：對于均勻對稱性狹窄血管，二維超聲直徑法能準確測量出其直徑狹窄率；由于動脈硬化斑塊多為不規則立體形狀，狹窄血管亦多為非對稱性狹窄(偏心性狹窄)血管，而二維超聲成像為一個切面，無法全面顯示動脈管腔和動脈硬化斑塊的立體結構，同一動脈節段不同切面對測值的影響較大，所測量的血管狹窄程度也會出現偏差。灰階超聲在顯示低回聲斑塊時較困難[1]，二維超聲直徑法測量狹窄動脈管腔時，造成測量的狹窄程度偏低，本研究結果顯示：三維超聲容積法和二維超聲面積法測量同一病變節段，共有18段較二維超聲直徑法診斷動脈狹窄程度偏高。二維超聲面積法是在超聲灰階圖像或彩色多普勒圖像上進行測量，彩色多普勒血流顯像(CDFI)敏感度較高，如在CDFI上測量動脈狹窄度，彩色血流信號常有“外溢”問題，導致測量出現誤差，測量出的狹窄管腔較真實狹窄管腔大，因此使用二維超聲面積法測量會低估動脈狹窄程度，本研究中二維面積法測量時有1段病變節段改變了二維超聲直徑法的重度狹窄的診斷結果，診斷為中度狹窄，低估了動脈狹窄程度。三維超聲具有多平面成像技術，可將已掃描切面及與其相互垂直的另2個切面在同一屏幕上顯示出來，而且3個方位的圖像可隨時移動，重建后的三維圖像可沿X、Y、Z 3個軸向上做任意的坐標旋轉，不同于二維灰階圖像局限于聲束指向的角度，具有圖像清晰、立體感強等優點；利用三維超聲儀配有的GI3DQ計算分析軟件對病變血管進行三維立體成像顯示，計算動脈管腔狹窄度，更加真實、客觀、立體地檢測到狹窄動脈內的血流和動脈狹窄程度。三維超聲的基礎是獲得一系列二維灰階圖像，二維超聲是三維超聲成像的關鍵性第一步[9]，三維超聲不能替代二維超聲檢查。三維超聲容積法能夠評價下肢ASO動脈狹窄程度，其與二維超聲直徑法結合，相互補充，作為一種評價動脈狹窄程度的新方法，能夠更準確地判定動脈狹窄程度。

[參考文獻]

[1]唐 杰，溫朝陽.腹部和外周血管彩色多普勒診斷學[M].3版,北京：人民衛生出版社,2007： 91,514.

[2]周永昌，郭萬學.超聲醫學[M].4版.北京：科學技術文獻出版社，2003：826.

[3]隋守光，張 偉，孫 鵬，等.下肢動脈硬化閉塞癥血管腔內治療研究進展[J].當代醫學，2009，15(23):503-504.

[4]李廣霞，韓 秋,李素梅，等.彩色多普勒超聲與CTA成像對下肢動脈粥樣硬化對比研究[J].中外醫療，2010，29(33)：175-176.

[5]潘 洋，石 磊，祝立洲，等.彩色多普勒對下肢動脈硬化閉塞癥的超聲診斷價值[J].臨床醫學工程，2010，17(9)：42-43.

[6]啜 彥，謝玉霞，鄭海芬，等.下肢動脈硬化性閉塞癥的超聲表現與分析[J].中國超聲診斷雜志，2005，6(11)：860-862.

[7]李有忠，張向群，劉 穎，等.動脈粥樣硬化的三維超聲顯像[J].中華超聲影像學雜志，2003，12(2)：114.

[8]朱紅梅.三維超聲臨床應用進展[J].首都醫藥，2010，8(下)：23-24.

[9]劉秋穎，任衛東，韓今江，等.超聲造影與常規超聲診斷不同程度動脈狹窄的對比分析[J].第四軍醫大學學報，2008，29(19)：1799-1801.