超聲射頻信號(hào)分析評(píng)價(jià)健康成人頸總動(dòng)脈結(jié)構(gòu)及功能的研究

秦 川 魏亞巧 朱小燕

心腦血管疾病嚴(yán)重威脅人類的健康，其中動(dòng)脈內(nèi)-中膜厚度（intima-media thickness，IMT）及彈性功能是其早期、敏感的危險(xiǎn)因素，對(duì)心腦血管疾病的一級(jí)預(yù)防有著重要的意義［1］。研究［2］顯示，隨著年齡增加，動(dòng)脈IMT、僵硬度、壓力感受器的敏感度、激素調(diào)節(jié)和血容量分布等均發(fā)生改變。各影響因素對(duì)頸總動(dòng)脈左右兩側(cè)、不同性別及不同年齡IMT和僵硬度影響的權(quán)重存在差異。血管內(nèi)-中膜分析（quality intimamedia thickness，QIMT）技術(shù)和血管硬度定量（quality arterial stiffness，QAS）技術(shù)基于超聲射頻信號(hào)技術(shù)，常用于測(cè)量動(dòng)脈IMT和彈性功能［3］。本研究應(yīng)用超聲射頻信號(hào)技術(shù)測(cè)量健康成人頸總動(dòng)脈結(jié)構(gòu)和功能的相關(guān)參數(shù)，分析其在頸總動(dòng)脈左右兩側(cè)、不同性別及不同年齡之間的差異。

資料與方法

一、研究對(duì)象

選取2019年1～10月我院體檢中心健康體檢者360例，男 180例，女 180例，年齡 20～79歲，平均（51.26±12.13）歲。根據(jù)年齡分組：青年組（20～39歲）、中年組（>39～59歲）和老年組（>59～79歲），每組均為120例，男女各60例。均為漢族，均無(wú)高血壓病、糖尿病、肥胖、高脂血癥、心血管疾病史，無(wú)冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病家族史，無(wú)煙酒不良嗜好。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，入選者均自愿參加并簽署知情同意書。

二、儀器與方法

1.一般資料和實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)獲?。菏軝z者禁食12 h，早晨空腹測(cè)量身高、體質(zhì)量、腰圍、臀圍、血壓等，并計(jì)算體質(zhì)量指數(shù)（BMI）。取坐位采靜脈血，使用全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)，包括：空腹血糖（FBG）、血清總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白（HDL-C）和低密度脂蛋白（LDL-C）。

2.超聲檢查：使用百勝M(fèi)yLab Class C彩色多普勒超聲診斷儀，LA523血管探頭，頻率5～13 MHz；配備超聲射頻信號(hào)技術(shù)，內(nèi)置QIMT和QAS數(shù)字化系統(tǒng)分析軟件。受檢者取平臥位，分別于心尖四腔觀和心尖兩腔觀測(cè)量左室舒張末期內(nèi)徑和收縮末期內(nèi)徑，Simpson法獲得左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）。血管超聲檢查均由同一具有10余年工作經(jīng)驗(yàn)并接受過(guò)血管檢查培訓(xùn)的超聲醫(yī)師完成。常規(guī)超聲檢查獲取頸總動(dòng)脈長(zhǎng)軸切面，遇到斑塊占位則避開斑塊選取感興趣區(qū)。調(diào)整探頭以清晰顯示血管前、后壁的中外膜，保證二維超聲束與動(dòng)脈壁垂直，啟用QIMT技術(shù)，將參考線放置在頸動(dòng)脈膨大處，取距此參考線1 cm以遠(yuǎn)頸總動(dòng)脈作為感興趣區(qū)，長(zhǎng)度15 mm，于感興趣區(qū)內(nèi)放置QIMT，在6個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)的高質(zhì)量圖像中系統(tǒng)將自動(dòng)計(jì)算得到頸總動(dòng)脈IMT數(shù)值，隨后在SD值≤15后凍結(jié)取其平均值［4］。然后啟動(dòng)QAS功能，放置QAS于感興趣區(qū)內(nèi)，系統(tǒng)自動(dòng)定量檢測(cè)6個(gè)心動(dòng)周期頸總動(dòng)脈的彈性參數(shù)，包括擴(kuò)張系數(shù)（DC）、順應(yīng)性系數(shù)（CC）、僵硬度指數(shù)（α、β）、脈搏波傳導(dǎo)速度（PWV），取平均值作為最終動(dòng)脈彈性指標(biāo)值［5］。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié) 果

一、各組一般資料和實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)比較

各組一般資料和實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)比較見表1。三組間年齡、BMI、腰圍、臀圍、TG、TC、LDL比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）。與青年組比較，中年組和老年組年齡、BMI、腰圍、臀圍、TG、TC、LDL均增加；與中年組比較，老年組年齡、腰圍、臀圍、TG、TC均增加，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）。

二、雙側(cè)頸總動(dòng)脈IMT及各彈性參數(shù)比較

健康成人左、右側(cè)頸總動(dòng)脈IMT、DC、CC、α、β及PWV比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表2。

三、不同性別間頸總動(dòng)脈IMT及各彈性參數(shù)比較

健康成人女性DC低于男性，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；余參數(shù)比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)意義，見表3。

四、不同年齡間頸總動(dòng)脈IMT及各彈性參數(shù)比較

與青年組比較，中年組和老年組IMT、α、β及PWV測(cè)值均顯著增加，DC、CC測(cè)值均顯著減少，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）；與中年組比較，老年組IMT測(cè)值顯著增加，DC測(cè)值顯著減小，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05），見圖1，2和表4。

表1 各組一般資料、實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)和左室射血分?jǐn)?shù)比較（）

表1 各組一般資料、實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)和左室射血分?jǐn)?shù)比較（）

與青年組比較，＊P<0.05；與中年組比較，△P<0.05；BMI：體質(zhì)量指數(shù)；FBG：空腹血糖；TG：甘油三酯；TC：總膽固醇；HDL：高密度脂蛋白；LCL：低密度脂蛋白；LVEF：左室射血分?jǐn)?shù)。l mm Hg=0.133 kPa

組別青年組（120）中年組（120）老年組（120）t值P值年齡（歲）31.34±12.13 53.67±11.78＊69.43±13.65＊△20.231 0.000 BMI（kg/m2）22.81±3.91 24.54±3.26＊25.37±3.63＊16.898 0.000腰圍（cm）78.45±6.87 85.21±7.49＊93.73±8.13＊△11.799 0.000臀圍（cm）88.56±7.89 96.56±7.12＊103.72±7.93＊△12.908 0.000收縮壓（mm Hg）110.72±11.78 116.35±13.55 120.53±16.33 1.673 0.421舒張壓（mm Hg）74.12±8.14 79.01±12.12 82.22±14.72 1.207 0.556組別青年組（120）中年組（120）老年組（120）t值P值FBG（mmol/L）4.67±1.43 4.95±1.35 5.22±1.58 2.453 0.321 TG（mmol/L）1.78±1.05 2.23±1.67＊2.76±1.57＊△45.016 0.000 TC（mmol/L）3.95±1.07 4.41±1.13＊4.85±1.24＊△33.694 0.000 HDL（mmol/L）0.93±0.45 0.81±0.49 0.73±0.48 4.586 0.232 LDL（mmol/L）2.52±0.88 2.81±0.71＊2.89±0.94＊39.653 0.000 LVEF（%）59.21±9.58 57.47±10.12 56.19±8.38 0.918 0.869

表2 健康成人雙側(cè)頸總動(dòng)脈IMT及各彈性參數(shù)比較（）

表2 健康成人雙側(cè)頸總動(dòng)脈IMT及各彈性參數(shù)比較（）

IMT：內(nèi)-中膜厚度；DC：擴(kuò)張系數(shù)；CC：順應(yīng)性系數(shù)；α、β：僵硬度指數(shù)；PWV：脈搏波傳導(dǎo)速度

α β側(cè)別左側(cè)（360）右側(cè)（360）t值P值8.584±4.343 8.712±4.447 0.467 0.642 IMT（μm）544.14±117.34 531.83±114.36 0.478 0.633 DC（mm2/kPa）0.026±0.012 0.029±0.015 0.926 0.388 CC（mm2/kPa）0.946±0.365 1.046±0.475 1.683 0.109 4.474±2.365 4.612±2.558 0.198 0.832 PWV（m/s）6.355±1.523 6.846±1.734 1.423 0.164

表3 健康成人不同性別間頸總動(dòng)脈IMT及各彈性參數(shù)比較（）

表3 健康成人不同性別間頸總動(dòng)脈IMT及各彈性參數(shù)比較（）

IMT：內(nèi)-中膜厚度；DC：擴(kuò)張系數(shù)；CC：順應(yīng)性系數(shù)；α、β：僵硬度指數(shù)；PWV：脈搏波傳導(dǎo)速度

β性別男（180）女（180）t值P值PWV（m/s）6.874±1.734 6.647±1.741 0.511 0.613 IMT（μm）556.43±125.46 522.24±111.21 1.877 0.062 DC（mm2/kPa）0.032±0.017 0.026±0.013 1.963 0.037 CC（mm2/kPa）1.034±0.463 0.905±0.352 1.421 0.157 α 4.742±2.634 4.446±2.342 0.766 0.449 8.623±4.534 8.756±4.564 0.058 0.976

表4 各組頸總動(dòng)脈IMT及各彈性參數(shù)比較（）

表4 各組頸總動(dòng)脈IMT及各彈性參數(shù)比較（）

與青年組比較，＊P<0.05；與中年組比較，△P<0.05；IMT：內(nèi)-中膜厚度；DC：擴(kuò)張系數(shù)；CC：順應(yīng)性系數(shù)；α、β：僵硬度指數(shù)；PWV：脈搏波傳導(dǎo)速度

β組別青年組（120）中年組（120）老年組（120）F值P值PWV（m/s）5.465±1.633 7.276±1.786＊7.643±2.342＊20.316 0.000 IMT（μm）488.31±111.42 563.32±139.58＊647.13±163.73＊△29.236 0.000 DC（mm2/kPa）0.038±0.065 0.027±0.036＊0.018±0.024＊△75.523 0.000 CC（mm2/kPa）1.201±0.556 0.991±0.456＊0.816±0.326＊31.232 0.000 α 2.778±1.635 4.671±2.376＊5.336±2.567＊35.782 0.000 5.231±2.564 9.623±4.123＊10.954±5.342＊45.365 0.000

五、頸總動(dòng)脈結(jié)構(gòu)及彈性功能參數(shù)與一般資料的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果顯示，IMT與LDL呈正相關(guān)（r=0.396，P<0.05）；DC與HDL、LDL均相關(guān)（r=0.452、-0.354，均P<0.05）；CC 與年齡、HDL、LDL均相關(guān)（r=-0.378、0.422、-0.382，均P<0.05），PWV與HDL、LDL均相關(guān)（r=-0.467、0.353，均P<0.05）。見表5。

表5 健康成人頸總動(dòng)脈結(jié)構(gòu)和彈性功能參數(shù)與一般資料的相關(guān)性分析

討 論

動(dòng)脈IMT增厚和僵硬度的增加是動(dòng)脈衰老的病理生理現(xiàn)象，其不但是早期動(dòng)脈硬化的標(biāo)志，還是隨訪、評(píng)估、干預(yù)治療血管病變的重要指標(biāo)［6］。常規(guī)超聲檢測(cè)頸總動(dòng)脈IMT主要依靠操作者經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷，由于采取手工單點(diǎn)測(cè)量方式，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果誤差較大、精度較低和重復(fù)性較差。超聲射頻信號(hào)技術(shù)可自動(dòng)、定量、準(zhǔn)確檢測(cè)頸總動(dòng)脈結(jié)構(gòu)和功能的改變，具有準(zhǔn)確性高、操作簡(jiǎn)便、重復(fù)性好及無(wú)創(chuàng)的特點(diǎn)［7］。通過(guò)接收完整的射頻信號(hào)，QIMT和QAS技術(shù)可以實(shí)時(shí)、定量檢測(cè)血管IMT和彈性參數(shù)，在15 mm可調(diào)的范圍內(nèi)于血管長(zhǎng)軸進(jìn)行超過(guò)10次的測(cè)量然后求取平均值，持續(xù)測(cè)量連續(xù)6個(gè)心動(dòng)周期，最后得到的數(shù)據(jù)可達(dá)微米級(jí)精準(zhǔn)度，2次連續(xù)進(jìn)行的測(cè)量?jī)H有3‰的誤差［8］。

研究［8］證實(shí)，血管結(jié)構(gòu)與功能受損的嚴(yán)重程度和危險(xiǎn)因素的數(shù)量相關(guān)。本研究結(jié)果顯示，與青年組比較，中年組和老年組年齡、BMI、腰圍、臀圍、TG、TC、LDL測(cè)值均增加；與中年組比較，老年組年齡、腰圍、臀圍、TG、TC測(cè)值均增加，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）。相關(guān)性分析結(jié)果顯示：IMT與LDL呈負(fù)相關(guān)；DC與HDL呈正相關(guān)，與LDL呈負(fù)相關(guān)；CC與年齡、LDL呈負(fù)相關(guān)，與HDL呈正相關(guān)；PWV與HDL呈負(fù)相關(guān)，與LDL呈正相關(guān)。由此可見，危險(xiǎn)因素隨年齡的變化會(huì)影響血管的結(jié)構(gòu)和功能變化，表現(xiàn)為血管僵硬度增大、彈性減低，提示QIMT和QAS技術(shù)所測(cè)參數(shù)可用于早期血管改變與危險(xiǎn)因素關(guān)聯(lián)的研究［9］。

本研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)健康成人男性頸總動(dòng)脈的DC高于女性，青年組、中年組、老年組IMT依次增厚，DC依次減?。恢心杲M和老年組CC較青年組減低，α、β及PWV增加，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05），說(shuō)明IMT和各彈性參數(shù)受性別、年齡因素影響而呈現(xiàn)不平行性。原因可能是頸總動(dòng)脈受神經(jīng)內(nèi)分泌激素水平特別是雌激素水平的影響明顯［10-11］。隨年齡增加，動(dòng)脈僵硬度顯著增加，提示隨著年齡的增加，雖然無(wú)其他基礎(chǔ)疾病因素的影響，但其血管壁結(jié)構(gòu)及功能已經(jīng)發(fā)生改變，因此可以認(rèn)為，應(yīng)用QIMT和QAS技術(shù)能夠更準(zhǔn)確地檢出早期頸總動(dòng)脈IMT及僵硬度增加，進(jìn)而評(píng)估動(dòng)脈硬化的程度，有助于臨床重視調(diào)控加速血管硬化的影響因素，控制血管硬化的速度。研究［12］表明，血糖、血壓、血脂等不同程度增高時(shí)，頸總動(dòng)脈IMT及動(dòng)脈僵硬度顯著增加，而心、腦血管疾病的發(fā)生與動(dòng)脈硬化密不可分，因此準(zhǔn)確評(píng)估頸總動(dòng)脈結(jié)構(gòu)及功能對(duì)于臨床進(jìn)行動(dòng)脈硬化相關(guān)性疾病的早期防治有重要意義。

雙側(cè)頸總動(dòng)脈解剖起源不同，已有研究［13］發(fā)現(xiàn)血管動(dòng)力學(xué)參數(shù)、年齡、性別、血脂、血糖等因素對(duì)左、右頸總動(dòng)脈可產(chǎn)生不同的影響，右側(cè)IMT與壓力因素、左側(cè)IMT與實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)分別具有較強(qiáng)的相關(guān)性。另有研究［14］認(rèn)為壓力和實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)對(duì)雙側(cè)IMT的影響結(jié)果一致。本研究結(jié)果表明，健康成人雙側(cè)頸總動(dòng)脈IMT及各彈性參數(shù)比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。原因可能是壓力和實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)等因素對(duì)新疆地區(qū)健康成人雙側(cè)頸總動(dòng)脈IMT及彈性功能的影響結(jié)果一致。

本研究所有入選研究對(duì)象飲食結(jié)構(gòu)、飲食習(xí)慣及生活習(xí)慣相似，且排除了高血壓病、糖尿病、肥胖、高脂血癥、吸煙等心血管疾病危險(xiǎn)因素的影響，所得結(jié)果更加可靠，表明QIMT和QAS技術(shù)檢測(cè)動(dòng)脈硬化早期準(zhǔn)確度高。但本研究仍有一定的局限性：①屬于單中心研究，難以判斷因果關(guān)聯(lián)；②研究對(duì)象僅為新疆地區(qū)居民，限制了研究結(jié)果的外推性；③未對(duì)非健康患者進(jìn)行詳細(xì)分類和比較分析。

綜上所述，超聲射頻信號(hào)技術(shù)為臨床評(píng)估血管病變提供了量化指標(biāo)，能準(zhǔn)確反映血管的早期病變，減少操作差異等干擾，獲得更全面數(shù)據(jù)，有望在今后研究雙側(cè)頸總動(dòng)脈結(jié)構(gòu)與功能差異方面發(fā)揮作用。