極速脈搏波技術(shù)評(píng)估冠狀動(dòng)脈病變患者頸部血管彈性功能及其相關(guān)影響因素

李鑫，王杰冰，李玉宏

（錦州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院超聲科，遼寧 錦州 121001）

動(dòng)脈粥樣硬化是冠狀動(dòng)脈病變的主要病理改變，是動(dòng)脈硬化斑塊形成的首要前提，亦是血管結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的起始階段。動(dòng)脈硬化是不可逆轉(zhuǎn)的過(guò)程，而先于血管結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的是血管功能的變化。因此，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)血管功能變化對(duì)于早期診斷和預(yù)防動(dòng)脈硬化具有重要的意義。目前脈搏波傳導(dǎo)速度 （pulse wave velocity，PWV） 被認(rèn)為是評(píng)價(jià)動(dòng)脈管壁功能及結(jié)構(gòu)的指標(biāo)之一［1］，而超聲檢測(cè)PWV的變異率較低，有很好的重復(fù)性和可行性。極速脈搏波（ultrafast pulse wave velocity，UFPWV） 技術(shù)［2］是在二維超聲基礎(chǔ)上的新型評(píng)價(jià)動(dòng)脈彈性功能的技術(shù)，且根據(jù)淺表的頸動(dòng)脈可以反映深部的冠狀動(dòng)脈這一特點(diǎn)［3］，間接評(píng)估冠狀動(dòng)脈的功能狀態(tài)［4］，為臨床診斷提供可靠依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

收集2016年1月至2017年12月以“胸悶、胸痛”為首要癥狀來(lái)我院就診，并接受冠脈造影檢查且于1周內(nèi)行頸動(dòng)脈超聲檢查的1 000例患者為研究對(duì)象，根據(jù)冠狀動(dòng)脈造影結(jié)果分為正常對(duì)照組、輕度病變組及中重度病變組，并根據(jù)頸動(dòng)脈超聲檢查結(jié)果，排除頸動(dòng)脈內(nèi)-中膜增厚及頸動(dòng)脈斑塊患者，最終入選的研究對(duì)象共239例，其中正常對(duì)照組154例、輕度病變組53例、中重度病變組32例。所有入選患者均排除各種類型心律失常、高血壓、糖尿病及嚴(yán)重肝腎疾病等。

相關(guān)疾病診斷標(biāo)準(zhǔn)：（1） 應(yīng)用Gensini評(píng)分［5］方法對(duì)冠狀動(dòng)脈各分支的狹窄情況進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)其結(jié)果分為 3組：正常對(duì)照組 （Gensini評(píng)分≤5分） 、輕度病變組 （5＜Gensini評(píng)分＜25分） 、中重度病變組（Gensini評(píng)分≥25分）；（2） 根據(jù)中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)超聲醫(yī)師分會(huì)編著的血管和淺表器官超聲指南［6］：頸動(dòng)脈內(nèi)-中膜厚度 （intimal medial thickness，IMT） 增厚定義為IMT≥1.0 mm，將頸動(dòng)脈斑塊定義為IMT≥1.5 mm。

1.2 儀器與方法

1.2.1 收縮期開(kāi)始時(shí)脈搏波傳導(dǎo)速度（pulse wave velocity at the beginning of systole，PWVBS）和收縮末期時(shí)脈搏波傳導(dǎo)速度（pulse wave velocity at the end of systole，PWVES）測(cè)定：采用Supersonic Aixplorer超聲診斷儀，頻率為6～9 MHz，探頭為SL10-2，條件為Carotid，內(nèi)置UFPWV。囑患者在平靜呼吸下，行二維超聲檢查，選取頸總動(dòng)脈遠(yuǎn)段距離頸動(dòng)脈球部約2 cm長(zhǎng)軸最大切面，內(nèi)-中膜顯示清晰處，點(diǎn)擊PWV按鈕，在2 s采集時(shí)間內(nèi)保持患者靜止及探頭穩(wěn)定。如血管內(nèi)膜描跡不準(zhǔn)確，手動(dòng)調(diào)整取樣框位置和大小，使其內(nèi)膜線與感興趣區(qū)完全一致。此時(shí)，單擊控制面板上的Select鍵，系統(tǒng)同時(shí)自動(dòng)計(jì)算顯示頸動(dòng)脈血管前壁的PWVBS和PWVES及各自的標(biāo)準(zhǔn)差 （Δ±） ，Δ±分別控制在PWVBS或PWVES值的10%以內(nèi)，最大不超過(guò)20%，表示數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定度好。上述操作由2位經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生重復(fù)3次，取平均值。見(jiàn)圖1。

圖1 應(yīng)用UFPWV技術(shù)采集PWV過(guò)程及結(jié)果Fig.1 Acquired process and PWV results obtained using the UFPWV technique

1.2.2 冠狀動(dòng)脈Gensini評(píng)分方法：本研究根據(jù)狹窄程度分為正常、輕度病變及中重度病變。本研究應(yīng)用Inspace血管分析軟件進(jìn)行圖像的處理及分析，選擇截面積法對(duì)狹窄程度進(jìn)行判定，即狹窄程度= （狹窄相鄰近端正常血管面積－狹窄處血管面積） /狹窄近端正常血管面積。選用Gensini評(píng)分系統(tǒng)，對(duì)每支血管病變程度進(jìn)行定量評(píng)分，獲得Gensini評(píng)分。冠狀動(dòng)脈狹窄程度為25%、50%、75%、90%、99%、100%的評(píng)分分別為1、2、4、8、16、32分；不同節(jié)段冠狀動(dòng)脈得分乘以相應(yīng)系數(shù)：左主干病變×5.0；左前降支近段×2.5，中段×1.5，遠(yuǎn)段×1.0；第一對(duì)角支×1.0；第二對(duì)角支×0.5；左回旋支近段×2.5，遠(yuǎn)段和后降支均×1.0，后側(cè)支×0.5；右冠近、中、遠(yuǎn)段和后降支均×1。最終評(píng)分為各分支積分之和。

1.2.3 生化檢驗(yàn)相關(guān)指標(biāo)：年齡；總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇及高密度脂蛋白膽固醇；空腹血糖；血壓，包括收縮壓和舒張壓；尿酸。

1.3 重復(fù)性檢驗(yàn)

檢查者間和檢查者內(nèi)的一致性檢驗(yàn)采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù) （interclass correlation coefficient，ICC） 評(píng)價(jià)。隨機(jī)選取30例，由2名檢查者分別進(jìn)行頸總動(dòng)脈PWVBS及PWVES測(cè)量，對(duì)檢查者間和同一檢查者內(nèi)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行信度分析。ICC＞0.75表示信度良好，檢查者間或檢查者內(nèi)重復(fù)性較好。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 23.0 分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)計(jì)量資料進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，經(jīng)方差齊性檢驗(yàn)后符合單因素方差分析的計(jì)量資料，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用Nemenyi法。因素間相關(guān)性分析采用多元逐步回歸分析，入選和剔除標(biāo)準(zhǔn)為0.05和0.1。描繪PWVBS和PWVES直方圖，根據(jù)Kolmogorov Smirnov方法進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)。對(duì)正態(tài)分布的數(shù)據(jù)，通過(guò)正態(tài)分布法求出單側(cè)95%可信區(qū)間 （±1.64s） ，作為正常參考值范圍。P＜ 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3組中PWVBS和PWVES的比較

正常對(duì)照組、輕度病變組及中重度病變組左側(cè)和右側(cè)頸總動(dòng)脈PWVBS和PWVES值比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＞ 0.05） 。故以下均取平均值計(jì)算。正常對(duì)照組、輕度病變組及中重度病變組比較，PWVBS和PWVES值的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜ 0.01）；中重度病變組PWVBS和PWVES值均大于輕度病變組 （P＜0.05）；中重度病變組PWVBS和PWVES值均大于正常對(duì)照組 （P＜ 0.01）；輕度病變組PWVBS和PWVES值均大于正常對(duì)照組 （P＜ 0.01） 。見(jiàn)表1。

表1 正常對(duì)照組、輕度病變組及中重度病變組PWVBS和PWVES的比較Tab.1 Comparison of PWVBS and PWVES among the normal control，mild lesion，and moderate-severe lesion groups

2.2 動(dòng)脈粥樣硬化易患因素與頸總動(dòng)脈彈性參數(shù)PWVBS和PWVES的關(guān)系

多元逐步回歸分析分別以PWVBS、PWVES為因變量，以年齡、總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、收縮壓、舒張壓、空腹血糖、尿酸為自變量進(jìn)行回歸分析，研究能夠影響PWVBS和PWVES的因素。通過(guò)多重共線性診斷，結(jié)果表明有共線性變量為收縮壓與舒張壓、總膽固醇與甘油三酯。將方差膨脹因子較大者甘油三酯及舒張壓剔除后，進(jìn)行多元逐步回歸分析。結(jié)果表明，在P＜ 0.05 水平，影響PWVBS的因素主要為收縮壓、年齡、空腹血糖、總膽固醇及尿酸，影響PWVES的因素主要為收縮壓、年齡、空腹血糖、總膽固醇及尿酸。見(jiàn)表2。

2.3 PWVBS和PWVES水平的總體分布

直方圖顯示，PWVBS為 （4.97±1.05） m/s，PWVES為 （5.85±1.45） m/s，均呈正態(tài)分布 （正態(tài)性檢驗(yàn)P=0.20） ，見(jiàn)圖3。

2.4 PWV參考值范圍

根據(jù)正態(tài)分布法求出單側(cè)95%參考值范圍，得出PWVBS正常參考值范圍是PWVBS≤6.69 m/s；PWVES正常參考值范圍是PWVES≤8.23 m/s。

2.5 重復(fù)性檢驗(yàn)

2名操作者間對(duì)左頸總動(dòng)脈的PWVBS進(jìn)行測(cè)量，ICC值為0.725，提示重復(fù)性一般，其余各組比較ICC值均＞0.75，提示操作者間及操作者內(nèi)對(duì)PWVBS和PWVES測(cè)量的一致性較好，穩(wěn)定性好。

3 討論

動(dòng)脈硬化是動(dòng)態(tài)的多系統(tǒng)、多器官的病理過(guò)程，從而導(dǎo)致血管管壁彈性減低，管壁增厚直至斑塊形成、管腔狹窄，繼而出現(xiàn)嚴(yán)重的臨床癥狀［7］。目前廣泛用于臨床的評(píng)價(jià)動(dòng)脈硬化的指標(biāo)是二維超聲測(cè)量IMT及有無(wú)動(dòng)脈斑塊的形成［8］，但上述2種病變均為動(dòng)脈結(jié)構(gòu)的改變。然而動(dòng)脈硬化發(fā)生的早期，血管的彈性、阻力等血管功能性改變較血管壁增厚等結(jié)構(gòu)性改變先發(fā)生。有研究［1］表明，PWV是評(píng)估動(dòng)脈彈性功能的重要指標(biāo)之一，PWV加快，表明血管壁的僵硬程度越高。而此前對(duì)動(dòng)脈管壁彈性評(píng)估的主要方法是測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的PWV，如頸-股動(dòng)脈PWV和肱-踝動(dòng)脈PWV，此種檢測(cè)方法操作復(fù)雜，易出現(xiàn)誤差，對(duì)動(dòng)脈彈性變化的檢出率較低，臨床應(yīng)用受限［1］。本研究重復(fù)性檢驗(yàn)結(jié)果顯示，UFPWV技術(shù)穩(wěn)定性好重復(fù)性高，進(jìn)而驗(yàn)證了先前研究的觀點(diǎn)［9-10］。因無(wú)創(chuàng)、操作簡(jiǎn)單、受檢者配合度高、結(jié)果客觀等特點(diǎn)，該項(xiàng)技術(shù)已受到臨床和患者的廣泛認(rèn)可，有望成為預(yù)測(cè)和評(píng)估動(dòng)脈硬化程度的可靠指標(biāo)。

本研究結(jié)果顯示，冠狀動(dòng)脈中重度病變組頸總動(dòng)脈PWVBS和PWVES較冠狀動(dòng)脈輕度病變組增快，冠狀動(dòng)脈輕度病變組頸總動(dòng)脈PWVBS和PWVES較正常對(duì)照組增快，說(shuō)明UFPWV對(duì)血管壁彈性的變化有較高的敏感性，可以在冠狀動(dòng)脈發(fā)生改變的早期作出預(yù)測(cè)，為臨床的診斷和治療提供可靠依據(jù)。臨床上，許多患者由于冠狀動(dòng)脈造影的有創(chuàng)性及經(jīng)濟(jì)條件的限制，而選擇放棄行冠狀動(dòng)脈造影檢查，導(dǎo)致病情延誤，錯(cuò)過(guò)最佳治療時(shí)機(jī)。而應(yīng)用UFPWV技術(shù)可以捕捉到動(dòng)脈在收縮期起始及收縮期結(jié)束動(dòng)脈管壁內(nèi)徑發(fā)生最大變化時(shí)的PWV，更全面反映了管壁彈性的變化。尤其當(dāng)頸動(dòng)脈PWVBS、PWVES水平超過(guò)參考值 （PWVBS＞6.69 m/s和/或PWVES＞8.23 m/s）同時(shí)合并臨床癥狀時(shí)，冠狀動(dòng)脈存在病變的風(fēng)險(xiǎn)越高，冠狀動(dòng)脈造影的檢出率越高。因此，UFPWV技術(shù)可以通過(guò)測(cè)量頸部血管的彈性，間接反映冠狀動(dòng)脈的血管壁狀態(tài)［11］，為篩查冠狀動(dòng)脈病變的高危人群提供可靠臨床數(shù)據(jù)。

本研究發(fā)現(xiàn)，收縮壓、年齡、血糖、總膽固醇及血尿酸是影響PWVBS及PWVES的主要危險(xiǎn)因素。血壓增高，血管內(nèi)皮受損，炎性物質(zhì)沉積，血管壁結(jié)構(gòu)改變，彈性減低，繼而導(dǎo)致PWV的改變［12］。而血糖［13］和總膽固醇升高，血管局部脂質(zhì)和糖分沉積，動(dòng)脈中層逐漸發(fā)生改變，彈性纖維被破壞，順應(yīng)性減小，PWV改變。血尿酸水平與動(dòng)脈硬化的相關(guān)性研究逐年增加［14］，結(jié)果顯示高尿酸導(dǎo)致動(dòng)脈硬化的原因是尿酸鹽結(jié)晶沉積于動(dòng)脈管壁，繼而引起血管慢性炎癥反應(yīng)，破壞血管內(nèi)膜，加速動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展［15］，導(dǎo)致血管壁PWVBS和PWVES值越快。而隨著年齡不斷增加，動(dòng)脈血管壁彈性蛋白減少，管壁發(fā)生纖維鈣化，管壁變厚，順應(yīng)性減低，繼而導(dǎo)致彈性減低［16］，PWVBS和PWVES值升高。因此，盡早發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈彈性的變化對(duì)心血管疾病的預(yù)防、診斷、治療和預(yù)后意義重大［12］。

本研究結(jié)果提示，UFPWV技術(shù)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了PWV測(cè)量方法的不足，將成為輔助臨床診斷和療效評(píng)估的一項(xiàng)具有革新意義的新技術(shù)。但本研究樣本量較小，需要加大樣本量，且目前PWV缺乏正常參考值，有待于更深入臨床研究。

［1］ VAN BORTEL LM，LAURENT S，BOUTOUYRIE P，et al. Expert consensus document on the measurement of aortic stiffness in daily practice using carotid-femoral pulse wave velocity ［J］. J Hypertens，2012，30 （3）：445-448. DOI：10.1097/HJH.0b013e32834fa8b0.

［2］ MESSAS E，PEMOT M，COUADE M. Arterial wall elasticity：state of the art and future prospects［ J］. Diagn Interv Imaging，2013，94（ 5）：561-569. DOI：10.1016/j.diii.2013.01.025.

［3］ POLAK JF，SZKLO M，KRONMAL RA，et al. The value of carotid artery plaque and the intima-media thickness for incident cardiovascular diseases：the multi-ethnic study of atherosclerosis［ J］. J Am Heart Assoc，2013，2（ 2）：e000087. DOI：10.1161/JAHA.113.000087.

［4］ GEPNER AD，YOUNG R，DELANEY JA，et al. Comparison of coronary artery calcium presence，carotid plaque presence，and carotid intima-media thickness for cardiovascular diseases，prediction in the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis［ J］. Circ Cardiovasc Imaging，2015，8（ 1）：e002262. DOI：10.1161/CIRCIMAGING.114.002262.

［5］ GENSINI GG. A more meaningful scoring system for determining the severity of coronary heart disease［ J］. Am J Cardiol，1983，51（ 3）：606. DOI：10.1016/S0002-9149（ 83） 80105-2.

［6］ 中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)超聲醫(yī)師分會(huì). 血管和淺表器官超聲檢查指南［M］.北京：人民軍醫(yī)出版社，2011：26.

［7］ FUTAMATA M，MATSUOKA S，SHIMIZU T，et al. Echolucency of the carotid artery is associated with short-term plaque progression and positive remodeling in the culprit coronary artery in AMI survivors［ J］.Cardiology，2017，70（ 5）：438-445. DOI：10.1016/j.jjcc.2017.01.003.

［8］ NAQVI TZ，LEE MS. Carotid intima-media thickness and plaque in cardiovascular risk assessment［ J］. JACC Cardiovasc Imaging，2014，7（ 10）：1025-1038. DOI：10.1016/j.jcmg.2013.11.014.

［9］ MIRAULT T，PERNOT M，F(xiàn)RANK M，et al. Carotid stiffness change over the cardiac cycle by ultrafast ultrasound imaging in healthy volunteers and vascual Ehlers-Danlos syndrome［ J］. J Hypertens，2015，33（ 9）：1890-1896. DOI：10.1097/hjh.0000000000000617.

［10］ 張宏，胡向東，錢學(xué)林. 基于超高速成像技術(shù)的脈搏波傳導(dǎo)速度檢測(cè)頸動(dòng)脈彈性的一致性和重復(fù)性研究［J］. 臨床和 實(shí) 驗(yàn) 醫(yī) 學(xué) 雜 志，2014，13（ 22）：1900-1902. DOI：10.3969/j.issn.1671-4695.2014.22.029.

［11］ GUARICCI AI，ARCADI T，BRUNETTI ND，et al. Carotid intima media thickness and coronary atherosclerosis linkage in symptomatic intermediate risk patients evaluated by coronary computed tomography angiography［ J］. Int J Cardiol，2014，176（ 3）：988-993. DOI：10.1016/j.ijcard.2014.08.141.

［12］ 劉曉，夏焙，陳偉玲，等. 兩種方法計(jì)算超聲心動(dòng)圖Z值定量?jī)和鲃?dòng)脈根部?jī)?nèi)徑的比較［J］. 中華醫(yī)學(xué)超聲雜志（ 電子版） ，2014，11（ 6）：482-487. DOI：10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2014.06.010.

［13］ 韓靜，李亞偉，劉宏，等. 不同空腹血糖與脈搏波傳導(dǎo)速度相關(guān)性研究［J］. 白求恩醫(yī)學(xué)雜志，2015，13（ 2）：161-162. DOI：10.16485/j.issn.2095-7858.2015.02.029.

［14］ 吳振，王顏剛，于江蘇. 尿酸鹽致血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷的機(jī)制［J］.中 國(guó) 分 子 心 臟 病 學(xué) 雜 志，2012，12（ 1）：43-46. DOI：10.16563/j.cnki.1671-6272.2012.01.004.

［15］ KRISHNAN E，PANDYA BJ，CHUNG L，et al. Hypemricemia and the risk for subclinical coronary atheroselerosis-data from a prospective observational cohort study［ J］. Arthritis Res Ther，2011，13（ 2）：R66. DOI：10.1186/ar3322.

［16］ TSUCHIKURA S，SHOJI T，KIMOTO E，et al. Brachial-ankle pulse wave velocity as an index of central arterial stiffness［ J］. J Atheroscler Thromb，2010，17（ 6）：658-665. DOI：10.5551/jat.3616.