極速脈搏波技術(shù)在頸動(dòng)脈硬化評(píng)估中的應(yīng)用△

鄒 沖，黃 宏，黃 輝，朱正球，王 典，蔣衛(wèi)民，方祝元

［南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院（江蘇省中醫(yī)院），南京210029］

提要：動(dòng)脈硬化是臨床常見(jiàn)威脅人類健康的一種病理生理變化，及時(shí)檢測(cè)和評(píng)價(jià)動(dòng)脈僵硬度可早期有效預(yù)防心腦血管等常見(jiàn)疾病的發(fā)生及發(fā)展，當(dāng)前，如何對(duì)動(dòng)脈硬化程度進(jìn)行定量評(píng)價(jià)已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)，其中，頸動(dòng)脈被認(rèn)為可以作為觀察動(dòng)脈硬化的有效部位，極速脈搏波檢測(cè)技術(shù)是利用超快速超聲采集獲取動(dòng)脈脈搏信息的一種新技術(shù)，是反映動(dòng)脈僵硬度的早期敏感檢測(cè)指標(biāo)。本文對(duì)極速脈搏波技術(shù)在動(dòng)脈硬化診斷和療效評(píng)價(jià)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行概述。

隨著人口老齡化及人們生活方式的改變，動(dòng)脈硬化的發(fā)病率越來(lái)越高。動(dòng)脈硬化可發(fā)生于任何動(dòng)脈，多數(shù)見(jiàn)于大動(dòng)脈和中動(dòng)脈的內(nèi)中膜。在動(dòng)脈硬化的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中，如動(dòng)脈壁彈性降低、厚度增加及血流量減少，可引起器官缺血性病變；動(dòng)脈內(nèi)的斑塊破裂，可形成血栓，并隨著血栓的不斷發(fā)展，組織出現(xiàn)缺氧、缺血，最終造成心、腦、腎等組織的損害。

動(dòng)脈硬化的診斷方法有多種，早期診斷對(duì)疾病的發(fā)展及預(yù)后具有一定的臨床價(jià)值，超聲檢查具有無(wú)創(chuàng)性、操作簡(jiǎn)單、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)被臨床廣泛應(yīng)用于動(dòng)脈硬化的評(píng)估，極速脈搏波技術(shù)是一種通過(guò)實(shí)時(shí)記錄脈搏波傳導(dǎo)過(guò)程并準(zhǔn)確計(jì)算局部脈搏波傳導(dǎo)速度，最終反映動(dòng)脈硬化程度的新型超聲技術(shù)。本文簡(jiǎn)要概述脈搏波技術(shù)評(píng)估動(dòng)脈硬化的方法及其局限性，并初步闡述極速脈搏波評(píng)價(jià)技術(shù)在臨床中的潛在應(yīng)用價(jià)值。

1 脈搏波與極速脈搏波傳導(dǎo)速度

1.1 脈搏波傳導(dǎo)速度

脈搏波的產(chǎn)生是由于心臟周期性舒縮導(dǎo)致心室壁振動(dòng)并傳遞至主動(dòng)脈根部及全身動(dòng)脈系統(tǒng)，其能促進(jìn)血流沿血管腔傳導(dǎo)，脈搏波傳導(dǎo)速度（pulse wave velocity，PWV）是一種生物物理特征參數(shù)，可以間接反應(yīng)血管壁的彈性情況［1］。這種生理波起始于收縮期峰值壓力，對(duì)應(yīng)于血液通過(guò)主動(dòng)脈產(chǎn)生的壓力，由于動(dòng)脈壁具有彈性，局部壓力增大導(dǎo)致主動(dòng)脈半徑局部增大。通過(guò)分析這種波的特性，如它的速度或形狀，可以檢測(cè)動(dòng)脈僵硬度等情況。PWV 技術(shù)是一種常用的無(wú)創(chuàng)評(píng)估主動(dòng)脈硬度的方法，已被證實(shí)與動(dòng)脈粥樣硬化風(fēng)險(xiǎn)和心血管病死率顯著相關(guān)［2-3］，并已廣泛應(yīng)用于動(dòng)脈硬化的流行病學(xué)和療效評(píng)價(jià)的評(píng)估［4］。動(dòng)脈損害致形態(tài)學(xué)發(fā)生改變和動(dòng)脈粥樣硬化斑塊出現(xiàn)之前，就已經(jīng)出現(xiàn)血管內(nèi)皮功能障礙，故動(dòng)脈彈性功能改變通常在形態(tài)結(jié)構(gòu)改變之前即已出現(xiàn)。研究顯示PWV 越快，動(dòng)脈僵硬度越高，動(dòng)脈彈性越差［5］。

常用的PWV 技術(shù)有頸-股動(dòng)脈脈搏波傳導(dǎo)速度（carotid femoral pulse wavevelocity，cfPWV）、頸-肱動(dòng)脈脈搏波傳導(dǎo)速度（carotid brachial pulse wave velocity，cbPWV）、頸-橈動(dòng)脈脈搏波傳導(dǎo)速度（carotid radial pulse wave velocity，crPWV）、臂-踝動(dòng)脈脈搏波傳導(dǎo)速度（brachio ankle pulse wave velocity，baPWV）等，上述方法可以進(jìn)行脈搏波的測(cè)定。PWV 技術(shù)雖應(yīng)用廣泛，但也有些不足之處，如操作繁瑣，無(wú)法實(shí)現(xiàn)局部檢測(cè)，測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的距離估算可能存在偏差［6］等，從而影響評(píng)估血管彈性的臨床應(yīng)用。

1.2 極速脈搏波傳導(dǎo)速度

極速脈搏波速度（ultrafast pulse wave velocity，ufPWV）是一種利用超快速超聲圖像采集，實(shí)時(shí)記錄動(dòng)脈內(nèi)膜運(yùn)動(dòng)軌跡，從而精確測(cè)算脈搏速度的超聲新技術(shù)。超聲傳統(tǒng)成像是用聚焦聲束逐行掃描成像平面，超快速成像是利用單個(gè)發(fā)射及接收的超聲信號(hào)重建完整圖像。與傳統(tǒng)成像不同是ufPWV 通過(guò)傳輸未聚焦的超聲信號(hào)（如平面波）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。事實(shí)上，由于后向散射信號(hào)來(lái)自整個(gè)成像平面，而不是僅來(lái)自一條窄聲線。因此，從單個(gè)傳輸中重建完整圖像是以犧牲圖像質(zhì)量（分辨率和對(duì)比度）為代價(jià)的。為了收集圖像每個(gè)像素上的傳輸聚焦，從而獲得圖像質(zhì)量，可以組合不同傾角的平面波，這一過(guò)程稱為圖像合成。

ufPWV是反映動(dòng)脈僵硬度的早期敏感指標(biāo)［7］，其檢測(cè)值越大，說(shuō)明動(dòng)脈僵硬度越高。ufPWV以超高幀頻（2 000幀/s）采集動(dòng)脈壁的運(yùn)動(dòng)和方向，能定量檢測(cè)動(dòng)脈彈性功能，對(duì)局部血管收縮早期脈搏波傳導(dǎo)速度（pulse wave velocitybeginning of the systole，PWV-BS）及收縮末期脈搏波傳導(dǎo)速度（pulsewave velocity-end of the systole，PWV-ES）進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，反映動(dòng)脈管壁局部某一部分彈性功能的變化［8］。uf-PWV 可以最大程度減免外界因素的干擾，為臨床無(wú)創(chuàng)評(píng)價(jià)動(dòng)脈彈性提供一種簡(jiǎn)單易操作的新方法［9］。

2 極速脈搏波評(píng)估動(dòng)脈硬化程度中的優(yōu)勢(shì)及局限性

2.1 極速脈搏波評(píng)估動(dòng)脈硬化的優(yōu)勢(shì)

內(nèi)膜中層厚度（intima-media thickness，IMT）是臨床實(shí)踐中早期評(píng)估血管硬化風(fēng)險(xiǎn)的一種常用無(wú)創(chuàng)超聲指標(biāo)［10］。研究發(fā)現(xiàn)，IMT 與年齡顯著相關(guān)，評(píng)估動(dòng)脈硬度與ufPWV相似，然而IMT 的變化可能滯后于ufPWV 的測(cè)值，尤其是在較年輕的患者中更加明顯［11-12］。ufPWV 是一種新型的、非侵入的、實(shí)時(shí)的PWV 技術(shù)，在評(píng)估動(dòng)脈僵硬度方面具有良好的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性［8］。

研究表明，動(dòng)脈彈性的改變?cè)缬谛螒B(tài)結(jié)構(gòu)的改變，即血管內(nèi)皮功能紊亂發(fā)生在動(dòng)脈損傷和粥樣硬化斑塊引起的形態(tài)改變之前［13］。臨床上IMT 反映動(dòng)脈管壁結(jié)構(gòu)的改變，而ufPWV 更多地反映動(dòng)脈彈性功能，因此，早期準(zhǔn)確檢測(cè)ufPWV 對(duì)早期防治疾病、評(píng)價(jià)療效及預(yù)測(cè)心腦血管疾病具有重要的意義。但ufPWV 的成功率和可靠性隨著IMT 的增加和斑塊的存在而降低［14］，因此IMT 與ufPWV 聯(lián)合應(yīng)用可能有助于動(dòng)脈僵硬度的診斷［12］。動(dòng)脈僵硬度在收縮期增加，動(dòng)脈壓升高和僵硬度升高之間存在強(qiáng)相關(guān)性，表明收縮期動(dòng)脈僵硬度在收縮末期PWV 升高的大部分是由動(dòng)脈僵硬度引起的［15］。在技術(shù)方面PWV-ES 能更好地評(píng)估動(dòng)脈彈性衰退，可以比PWV-BS 更準(zhǔn)確地估計(jì)局部，PWV-ES 代表收縮末期的PWV，它對(duì)年齡和其他相關(guān)疾病引起的動(dòng)脈硬度變化更敏感［16］。研究發(fā)現(xiàn)，即使在很小的年齡，PWV-ES 的增加水平似乎也與衰老和高脂血癥的加速持續(xù)同步［12］。PWV-ES 早期評(píng)估動(dòng)脈血管硬化可能早于IMT值的變化［17］。

2.2 極速脈搏波評(píng)估動(dòng)脈硬化的局限性

血管局部彈性是不均勻的，受動(dòng)脈斑塊或動(dòng)脈瘤的形成等影響，因此，這種不均勻性會(huì)改變脈搏波的傳導(dǎo)，并且脈搏波的形狀、振幅、頻率和出現(xiàn)與受試者的病理生理?xiàng)l件有著密切的關(guān)系，因此，極速脈搏波技術(shù)并不適合高空間分辨率的動(dòng)脈壁的彈性檢測(cè)。極速脈搏波的另一個(gè)局限性就是它只能在心動(dòng)周期中特定的顯著時(shí)間點(diǎn)提供動(dòng)脈壁彈性的信息［17］。研究顯示［18］，當(dāng)IMT已經(jīng)明顯增厚的粥樣硬化人群，動(dòng)脈彈性并不會(huì)因?yàn)镮MT 的不斷增厚而無(wú)限降低，當(dāng)IMT 達(dá)到0.055 cm 及以上，動(dòng)脈彈性會(huì)達(dá)到“閾值”而進(jìn)入“平臺(tái)期”，因此，ufPWV 對(duì)于評(píng)估“平臺(tái)期”動(dòng)脈硬化程度方面仍不足；另一方面目前在對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化程度不高而又有臨床癥狀的患者，ufPWV 檢測(cè)價(jià)值仍低于超聲造影檢查，超聲造影可以顯示斑塊內(nèi)新生血管增生的情況，在評(píng)估患者的風(fēng)險(xiǎn)程度方面比ufPWV 更好。

3 極速脈搏波技術(shù)的臨床應(yīng)用研究概況

3.1 極速脈搏波在檢測(cè)心血管疾病頸動(dòng)脈血管彈性方面的應(yīng)用

極速脈搏波技術(shù)在原發(fā)性高血壓（高血壓）、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟。┑刃难芗膊〉脑缙趧?dòng)脈血管硬化檢測(cè)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估有著重要應(yīng)用價(jià)值。薛念念等［19］發(fā)現(xiàn)高血壓患者頸動(dòng)脈PWV-BS、PWV-ES 值與年齡、脈壓及高血壓病程呈正相關(guān)，表明ufPWV 和脈壓均可評(píng)價(jià)動(dòng)脈粥樣硬化，隨著高血壓病程的延長(zhǎng)，血管損害越嚴(yán)重，血管僵硬度增加，順應(yīng)性逐漸降低，動(dòng)脈彈性功能也隨之下降。臨床研究方面，利用ufPWV 技術(shù)評(píng)價(jià)潛陽(yáng)育陰顆粒聯(lián)合西藥降壓治療老年高血壓晝夜節(jié)律異常及動(dòng)脈血管彈性功能的研究發(fā)現(xiàn)，兩組治療前后頸動(dòng)脈IMT 改善的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），而潛陽(yáng)育陰顆粒組聯(lián)合西藥降壓組在改善PWV-BS、PWV-ES 方面與單純西藥治療組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），結(jié)果推測(cè)，ufPWV 檢測(cè)指標(biāo)PWV-BS、PWV-ES 能更早反應(yīng)動(dòng)脈硬化的變化［20］。

ufPWV 通過(guò)測(cè)定頸部血管彈性可間接反映冠狀動(dòng)脈血管壁狀態(tài)，為篩選冠狀動(dòng)脈疾病高危人群提供了可靠的臨床資料［21］。李鑫等［22］探討極速脈搏波技術(shù)檢測(cè)冠狀動(dòng)脈病變患者頸動(dòng)脈彈性功能及其相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)中重度冠狀動(dòng)脈病變患者頸總動(dòng)脈PWV-BS、PWV-ES 較輕度冠狀動(dòng)脈病變患者增快，冠狀動(dòng)脈輕度病變組頸總動(dòng)脈PWV-BS、PWV-ES 均較正常對(duì)照組增快，說(shuō)明ufPWV 對(duì)血管壁彈性的改變很敏感，在冠狀動(dòng)脈改變的早期即可預(yù)測(cè)，為臨床診斷和治療提供了可靠的依據(jù)。研究表明［23］ufPWV 可早期發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈彈性的變化，間接估測(cè)冠狀動(dòng)脈彈性功能，進(jìn)而用于冠狀動(dòng)脈狹窄的初步篩查，頸動(dòng)脈彈性參數(shù)PWV-BS、PWV-ES 與動(dòng)脈硬化危險(xiǎn)因素具有良好的相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn)超快速超聲脈搏波技術(shù)可早期發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈粥樣硬化，并動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)血管彈性的變化及早期動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展，將動(dòng)脈粥樣硬化危險(xiǎn)組與對(duì)照組進(jìn)行比較，PWV-BS 和PWV-ES 指標(biāo)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示ufPWV可作為動(dòng)脈粥樣硬化預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)的有效手段［18］。研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)IMT 為0.040～0.049 cm 時(shí)，動(dòng)脈粥樣硬化危險(xiǎn)組的PWV-ES 仍明顯高于對(duì)照組，提示在IMT 無(wú)明顯增加的人群中，ufPWV 指標(biāo)PWV-ES 可以預(yù)測(cè)早期動(dòng)脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)。

孫卉娟等［1］發(fā)現(xiàn)高脂血癥組頸動(dòng)脈PWV-BS、PWV-ES高于對(duì)照組，提示高脂血癥組血管硬度高于血脂正常組，發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化的可能性大，頸動(dòng)脈PWV-BS 與三酰甘油（triglyceride，TG）、低密度脂蛋白（low-density lipoprotein，LDL）呈正相關(guān)，PWV-ES與總膽固醇（total cholesterol，TC）、TG、LDL 呈正相關(guān)，與高密度脂蛋白（high-density lipoprotein，HDL）呈負(fù)相關(guān)，高脂血癥組IMT增厚者頸動(dòng)脈PWV-BS、PWV-ES 均高于IMT 正常者，提示在IMT 增厚的高脂血癥患者中，ufPWV 技術(shù)對(duì)評(píng)價(jià)動(dòng)脈硬化有一定意義。高脂血癥患者頸動(dòng)脈PWV-BS、PWV-ES 增高，頸動(dòng)脈硬度增加，且與血脂濃度有關(guān)，表明ufPWV 可用于評(píng)價(jià)高脂血癥患者頸動(dòng)脈粥樣硬化。

3.2 極速脈搏波在檢測(cè)其他疾病導(dǎo)致的頸動(dòng)脈彈性改變方面的應(yīng)用

張紅等［24］研究發(fā)現(xiàn)肝硬化患者頸動(dòng)脈PWV-BS、PWV-ES 明顯大于對(duì)照組，肝硬化患者PWV-BS、PWV-ES與IMT 有一定的相關(guān)性，提示肝硬化患者在頸總動(dòng)脈無(wú)結(jié)構(gòu)改變時(shí)，頸總動(dòng)脈彈性下降。許嶸等［25］應(yīng)用ufPWV 技術(shù)對(duì)非透析慢性腎臟病患者動(dòng)脈硬化程度進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，探討非透析性慢性腎臟病患者動(dòng)脈硬化的影響因素，發(fā)現(xiàn)慢性腎臟病患者動(dòng)脈僵硬度與身體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）、年齡、收縮壓、血清1，25-二羥維生素D3、胰島素抵抗（insulin resistance，IR）、腎小球?yàn)V過(guò)率估算值（estimated glomerular filtration rate，eGFR）等因素有關(guān)。極速脈搏波技術(shù)可快速、直接測(cè)量局部血管彈性參數(shù)PWV，為臨床早期評(píng)價(jià)慢性腎臟病患者的動(dòng)脈彈性提供了新方法。張蕾等［26］采用該技術(shù)定量評(píng)價(jià)維持性血液透析（maintenance hemodialysis，MHD）患者動(dòng)脈彈性功能，結(jié)果顯示約50%的MHD 死于心血管疾病，而動(dòng)脈彈性是反映血管功能狀態(tài)的指標(biāo)之一，因此，早期檢測(cè)動(dòng)脈彈性功能對(duì)預(yù)測(cè)MHD 的心血管事件具有重要意義。

3.3 極速脈搏波與年齡、體質(zhì)量指數(shù)等參數(shù)之間的相關(guān)性研究

張紅等［27］在健康成人頸動(dòng)脈研究中發(fā)現(xiàn)，隨著年齡的增加，頸動(dòng)脈PWV-BS 和PWV-ES 逐漸升高，PWV-BS和PWV-ES 與IMT 呈正相關(guān)。不同操作者檢測(cè)同一組受檢者的頸動(dòng)脈彈性參數(shù)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明極速脈搏波技術(shù)檢測(cè)頸動(dòng)脈PWV 重復(fù)性好，檢測(cè)性能穩(wěn)定。結(jié)果提示，極速脈搏波技術(shù)直接測(cè)量局部血管的PWV-BS 和PWV-ES 不僅與IMT 一樣可以作為評(píng)價(jià)血管病變的傳統(tǒng)經(jīng)典指標(biāo)，而且可以較早發(fā)現(xiàn)血管彈性功能的改變。吳琳琳等［28］研究利用ufPWV技術(shù)定量評(píng)估體質(zhì)量指數(shù)與頸動(dòng)脈彈性之間的相關(guān)性，結(jié)果顯示，肥胖組的PWV-BS、PWV-ES 和IMT均明顯高于其他兩組，但正常組和超重組僅有PWV-ES有顯著性差異，說(shuō)明ufPWV 指標(biāo)（PWV-BS、PWV-ES）與IMT 相同，均可作為預(yù)測(cè)動(dòng)脈粥樣硬化的手段，但在頸動(dòng)脈粥樣硬化早期，PWV-ES 能在頸動(dòng)脈結(jié)構(gòu)尚未發(fā)生明顯改變之前，就敏感地反映血管壁彈性功能的變化，提示PWV-ES 較IMT、PWV-BS 預(yù)測(cè)早期頸動(dòng)脈粥樣硬化更有價(jià)值。戴萍等［29］研究發(fā)現(xiàn)，體質(zhì)量指數(shù)、收縮壓、舒張壓、脈壓差、TC、LDL 均隨年齡增長(zhǎng)而增加，提示動(dòng)脈粥樣硬化的危險(xiǎn)性隨年齡增長(zhǎng)而增加，PWV-ES 與年齡的相關(guān)性明顯大于PWV-BS，表明PWV-ES 在年齡相關(guān)性頸動(dòng)脈粥樣硬化的定量評(píng)價(jià)中明顯優(yōu)于PWV-BS。

以上研究表明，ufPWV 在評(píng)估動(dòng)脈硬化方面要優(yōu)于IMT，且PWV-ES 檢測(cè)指標(biāo)在早期預(yù)測(cè)動(dòng)脈硬化中更有價(jià)值，ufPWV 通過(guò)測(cè)定頸部血管彈性可早期預(yù)測(cè)高血壓血管損害、冠狀動(dòng)脈彈性功能改變、評(píng)價(jià)高脂血癥患者頸動(dòng)脈粥樣硬化程度，為心血管常見(jiàn)疾病的早期預(yù)測(cè)提供了一定的臨床依據(jù)，同時(shí)在檢測(cè)肝硬化血管彈性功能、預(yù)測(cè)維持性血液透析患者及非透析慢性腎臟病患者動(dòng)脈彈性改變和動(dòng)脈硬化程度定量評(píng)價(jià)方面均有一定價(jià)值。

動(dòng)脈硬化的早期診斷和積極干預(yù)對(duì)于心血管疾病及其他疾病的管理和預(yù)后至關(guān)重要［30-31］。動(dòng)脈硬化是臨床常見(jiàn)威脅人類健康的一種病理生理變化，隨著年齡的增長(zhǎng)及危險(xiǎn)因素的增加，可能會(huì)加速。ufPWV 具有操作方便、無(wú)創(chuàng)、重復(fù)性高、檢測(cè)快速等特點(diǎn)，能客觀全面地檢測(cè)局部血管壁的彈性，反映動(dòng)脈功能的實(shí)時(shí)變化，ufPWV 技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道相較于其他技術(shù)也較為有限，且其各檢測(cè)階段的正常參考值仍然有待完善，但其已經(jīng)在臨床上展現(xiàn)出特有的優(yōu)勢(shì)，其對(duì)于預(yù)測(cè)和評(píng)估血管功能的變化，以及預(yù)測(cè)疾病的預(yù)后有一定的價(jià)值，同時(shí)，在未來(lái)的研究中，應(yīng)用該指標(biāo)作為臨床療效評(píng)價(jià)中有一定的潛在價(jià)值。