超声评价高血压患者颈总动脉应变与弹性的相关性

刘咏芳 邹春鹏 张 荣 黄福光

(温州医学院附属第二医院,浙江 温州 325000)

血管应变和应变率超声技术是在斑点追踪技术的基础上开发的检测动脉血管弹性的新技术,其主要测定动脉管壁长轴方向(纵向)和横截面切线方向上(环向)的应变和应变率。传统无创超声通过颈动脉的僵硬度参数(β)、压力应变弹性模量(Ep)等指标来评价高血压患者颈动脉壁的弹性,但易受呼吸、心率、周围组织牵扯等影响。应变(strain)和应变率(strain rate)是组织本身性质的反映,可克服传统测量方法的局限性。既然弹性和应变都可以反映动脉的机械运动特性,那么两者之间是否存在某种联系呢?邹春鹏等[1]的研究提示2型糖尿病患者颈总动脉的弹性参数和应变参数之间存在相关性,作者对高血压患者弹性参数和应变参数之间是否也存在相关性作如下探讨。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2011年2～7月在本院超声科检查的高血压患者60例,其中男38例,年龄42～57岁,平均(50.2±4.3)岁,女22例,年龄 45～59岁,平均(52.3±5.4)岁。根据《2009基层版中国高血压治疗指南》的分类标准,非同日3次测量血压,血压≥140mmHg和/或≥90mmHg可诊断为高血压,非同日指间隔2周测量1次。本组收缩压144～178mmHg,舒张压90～138 mmHg,平均154/109mmHg,本组入选患者高血压病史均控制在3年内,平均病程(2.1±0.7)年,入选者均排除高脂血症、糖尿病等其他血管病变。

1.2 仪器与方法 仪器为百胜公司Mylab90彩色多普勒超声诊断仪,探头LA523,频率4～13 MHz,仪器内置QAS与应变和应变率成像(Xstrain)技术。常规测量被检查者血压、心率,将被检查者主要信息,包括性别、出生日期、血压输入超声诊断仪。被检者取平卧位,充分暴露颈部,连接心电图。对被检查者右颈总动脉进行自上而下的横向和纵向扫查,确认颈总动脉无斑块形成,参照Popovi等[2]制定的标准,IMT局部增厚＞1.2mm定义为斑块,如存在斑块则被剔除。以颈总动脉起始部以上1.5 cm至分叉水平以下1.5 cm段作为靶动脉。右颈总动脉弹性参数的测量,进入QAS模式,取样框宽度设置在1.4～1.5 cm,调整取样框位置使靶动脉处于取样框中间,探头固定,嘱患者屏住呼吸,当仪器显示连续稳定的6次血管扩张值,即仪器提供的标准差≤15,冻结图像,将结果输入仪器,获得顺应性系数、僵硬度系数等弹性参数。计算动脉僵硬度系数的公式∶β=In(Ps/Pd)/[(Ds-Dd)/Dd]；计算动脉横断面顺应性公式∶CC=π(Ds×Ds-Dd×Dd)/4(Ps-Pd)；PWV= βPd/2ρ。其中Ds为颈总动脉最大内径,Dd为颈总动脉最小内径,ρ为血液密度。右颈总动脉应变参数的测量,选取颈总动脉起始部以上5cm水平短轴切面,探头方向垂直于皮肤,清晰地显示内膜,连续采集3个心动周期颈总动脉短轴二维动态灰阶图像,储存以备分析。

图像分析∶回放录像,进入应变和Xstrain自动分析软件,将图像定帧在心电图T波位置,采用半自动描记方法,在颈总动脉内膜上均匀标记12个点,分为12个小的节段,参照点置于管腔中心,然后进行自动分析,以颈总动脉内膜各节段最大圆周应变的平均值为颈总动脉的最大圆周应变(CS-max),以最大圆周应变率的平均值为颈总动脉的最大圆周应变率(CSRmax),每次测量3个心动周期取其平均值进行统计分析。以上操作均由固定人员实施。

1.3 统计学处理 各指标以均数±标准差表示,全部原始数据输入SPSS 13.0软件包进行数据统计分析。应用Pearson方法对颈总动脉弹性参数和应变参数进行相关分析。

2 结 果

高血压患者颈总动脉CSmax为(4.15±1.24)%,CSRmax为(0.38±0.09)/s,顺应性系数(CC)为(0.86±0.35)mm2/kPa,僵硬度系数(β)为7.45±2.57。应变参数与弹性参数的相关分析∶应变参数(CSmax、CSRmax)与弹性参数(CC、β)存在线性相关。CSmax与CC(r=0.921,P=0.000)(图 1)；CSmax与 β(r=-0.856,P=0.000)(图 2)；CSRmax与 CC(r=0.879,P=0.000)(图 3)；CSRmax 与β(r=-0.854,P=0.000)(图4)。

图1 60例高血压患者颈总动脉最大圆周应变与顺应性系数的相关分析图

图2 60例高血压患者颈总动脉最大圆周应变与僵硬度系数的相关分析图

图3 60例高血压患者颈总动脉最大圆周应变率与顺应性系数的相关分析图

图4 60例高血压患者颈总动脉最大圆周应变率与僵硬度系数的相关分析图

3 讨 论

目前,高血压及动脉粥样硬化导致的心脑血管疾病已成为人类致残和死亡的首要原因,血管壁结构和功能的异常是导致其发生的根本原因。高血压等心脑血管危险因素可导致并加重血管功能的损害,在动脉粥样硬化的发生发展中起着重要作用[3]。因而,早期发现和干预亚临床期血管病变的进展是延缓和控制心脑血管事件发生的根本措施。作者一直在尝试应用各种方法评估动脉粥样硬化早期改变,以达到早期发现的目的。近几年,通过血管回声跟踪技术评价颈总动脉的弹性在临床中得到广泛应用[4]。其基本原理是通过监测大中型动脉直径与血压的变化来自动计算获得动脉顺应性系数、僵硬度系数等弹性参数。这些参数可以通过仪器内置QAS软件分析获得。QIMT和QAS技术能同时提供动脉结构和功能的信息,为临床准确评价血管弹性功能提供了新的检测手段,利用其评价高血压患者颈动脉弹性功能的改变,对动脉硬化的早期检出及预防具有重要意义。但弹性参数受取样位置、年龄及检查者的影响较大,在操作中应注意取样位置的一致性、操作手法及年龄因素的影响。二维超声应变成像是利用斑点追踪技术,在二维超声图像的基础上,选定一定组织范围的感兴趣区,随着心动周期,分析软件根据组织灰阶自动追踪上述感兴趣区内不同像素的组织在每一帧图像中的位置,并与上一帧图像中的位置相比较,计算整个感兴趣区内各节段组织的变形[5]。超声斑点追踪二维应变技术与组织多普勒频移无关,不受声束方向与血管壁运动方向间夹角的影响,无角度依赖性[6_7],故二维超声应变成像能更准确地反映血管壁的运动,且在常规超声检查未能检测出斑块时即可发现颈动脉血管壁的早期病变,有利于疾病的诊断和治疗。本研 究对早期高血压及健康人群颈动脉应变与弹性相关性的研究表明,不管是高血压患者、健康人还是所有受试者,颈动脉的形变与弹性均有相关性(P＜0.01),但是病程3年内的高血压患者颈总动脉的最大圆周应变及应变率与顺应性系数呈明显正相关,而与僵硬度系数呈明显负相关,表明颈总动脉的形变能力越高,其顺应性越好、硬度越小；反之则顺应性越差,硬度越大。而顺应性减低、硬度增大均使该类患者发生心脑血管意外的机率增加,需要早期及时进行干预。

综上所述,早期高血压患者颈总动脉的应变参数及弹性参数存在明显的相关性。弹性参数是评价动脉机械运动特性比较经典的指标,应变及应变率成像则为临床医师提供了另外一种评价动脉机械运动特性的新指标,为临床医生对高血压患者进行早期干预治疗提供新的证据。本研究的不足之处在于未能对长期高血压但未伴有颈动脉斑块的患者进行试验,尚有待进一步的研究。

[1]邹春鹏,孙海燕,黄品同,等.超声评价2型糖尿病患者颈总动脉应变与弹性相关性的研究.中国超声医学杂志,2010,26(6)∶542

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