超声射频信号技术评价高密度脂蛋白胆固醇对颈动脉结构和弹性功能的影响

黄春旺 HUANG Chunwang

甘科红 GAN Kehong

丛淑珍 CONG Shuzhen

冯占武 FENG Zhanwu

周瑞莉 ZHOU Ruili

梁照秋 LIANG Zhaoqiu

超声射频信号技术评价高密度脂蛋白胆固醇对颈动脉结构和弹性功能的影响

黄春旺 HUANG Chunwang

甘科红 GAN Kehong

丛淑珍 CONG Shuzhen

冯占武 FENG Zhanwu

周瑞莉 ZHOU Ruili

梁照秋 LIANG Zhaoqiu

作者单位
广东省人民医院 广东省医学科学院超声科广东广州 510080

目的 探讨超声射频信号定量技术评价血脂异常患者颈总动脉内-中膜厚度（IMT）和弹性改变及高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）对颈总动脉结构和弹性功能的影响。资料与方法 选取血脂异常患者150例作为高脂血症组，分为高血脂伴HDL-C升高50例（A组）、高血脂而HDL-C正常50例（B组）、高血脂伴HDL-C降低50例（C组），同期选取体检健康者50例作为对照组（D组）。应用超声射频信号技术分析高脂血症及HLD-C对颈总动脉IMT及弹性参数顺应性系数（CC）、僵硬度指数（β）、脉搏波传导速度（PWV）、动脉反射波增强指数（AIx）的影响。结果 B组IMT、β、PWV、AIx较D组增高，CC降低，差异有统计学意义（t=5.141、4.219、4.898、4.142、－3.758，P＜0.05）。B组的IMT、β、PWV、AIx较A组升高，CC较A组降低，差异均有统计学意义（t=3.425、2.807、2.913、2.209、－2.091，P＜0.05、P＜0.01）；C组的IMT、β、PWV、AIx较B组升高，CC较B组降低，差异均有统计学意义（t=4.937、2.195、3.337、2.067、－3.049，P＜0.05、P＜0.01））；A组IMT、PWV较D组升高，差异均有统计学意义（t=2.236、2.407，P＜0.05），而CC、β、AIx与D组比较差异无统计学意义（t=－1.693、1.845、1.967，P＞0.05）。HDL-C升高可降低高血脂患者颈动脉IMT和僵硬度，升高弹性，反之颈动脉IMT和僵硬度增加，弹性下降。结论超声射频信号技术能够自动、实时、准确测量血脂异常患者颈总动脉IMT和动脉弹性，可为临床评价动脉早期结构和功能变化及调脂治疗提供较为准确的定量指标。

高脂血症；超声检查，多普勒，彩色；胆固醇，HDL；颈总动脉；弹性

血脂异常是发生心血管疾病的独立危险因素之一，直接参与动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）的形成，并显著增加了以AS为发病基础的缺血性心血管病（包括冠心病和缺血性脑卒中）的风险[1-2]。高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）可将血管壁泡沫细胞中的胆固醇转运至肝脏进行分解代谢，具有抗AS作用。颈总动脉是反映全身动脉硬化病变的窗口[3]，因此早期、定量、准确评价血脂异常患者颈动脉结构和弹性功能的改变对于改善AS的预后、减少缺血性心血管病的发生至关重要。常规超声检查可以直观显示血管壁的改变以及斑块情况并实时检测血流的改变，常作为AS的首选检查。然而受到仪器分辨力、检查医师经验等多方面因素的影响，手动测量颈动脉内-中膜厚度（intima-media thickness，IMT）存在一定误差，且无法评价动脉弹性。近年来，基于原始射频信号原理的超声射频信号定量新技术评价动脉内皮形态改变和弹性功能成为研究热点，它包括血管内-中膜厚度分析技术（quality intima-media thickness，QIMT）和动脉僵硬度分析（quality arterial stiffness，QAS）技术。本研究旨在联合应用QIMT和QAS技术评价血脂异常患者颈总动脉IMT和弹性改变及HDL-C对颈总动脉结构和弹性功能的影响。

1 资料与方法

1.1 研究对象 2013年5月—2014年10月在广东省人民医院检查血脂异常并行颈动脉弹性超声检查的患者150例作为高脂血症组，其中男96例，女54例；年龄20～62岁，平均（40.7±11.5）岁；将高脂血症组分为高血脂伴HDL-C升高50例（A组）、高血脂而HDL-C正常50例（B组）、高血脂伴HDL-C降低50例（C组）。同期选取体检健康者50例作为对照组（D组），男28例，女22 例；年龄19～60岁，平均（39.8±10.7）岁。高脂血症组及对照组均排除高血压、糖尿病、吸烟、肥胖等其他AS高危因素，以及心、肝、肾病及内分泌等引起心血管病变的患者，对照组还需排除血脂异常的患者。本院血脂异常诊断标准：三酰甘油（triglyceride，TG）＞1.7 mmol/L、总胆固醇（total cholesterol，TC）＞5.7 mmol/L、低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）＞4.10 mmol/L为高血脂，HDL-C＞1.55 mmol/L为升高，＜1.29 mmol/L为降低。记录4组患者的收缩压、舒张压、TG、TC、LDL-C、HDL-C和空腹血糖等生化指标及高脂血症组高危因素的情况。4组年龄、血压、空腹血糖、TG、TC、LDL-C等一般资料差异均无统计学意义（F=1.1639～1.5625，P＞0.05），见表1。本研究经本院医学伦理委员会批准，所有受检者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 应用Esaote公司Twice彩色多普勒超声诊断仪，LA523高频线阵探头，频率4～13 MHz，仪器内置超声射频信号技术（包括QIMT 技术和QAS技术）。检查前休息5～10 min，常规测量被检者的血压，将被检者的姓名、性别、年龄和血压输入超声诊断仪。被检者取仰卧位，充分暴露颈部，头偏向右侧，对被检者左侧颈总动脉进行自下而上的先横切面后纵切面扫查。于颈总动脉分叉处下方1～1.5 cm处探头纵切垂直颈总动脉，待最大切面清晰显示前、后壁的IMT时，点击液晶屏QIMT控件开始测量，取样框宽度设置为1.4～1.5 cm，并使颈总动脉位于取样框中间，探头固定，嘱被检者屏住呼吸。当仪器显示连续稳定的6次IMT测量结果，即仪器显示的标准差（SD值）＜10，且IMT被绿色线完全充填时冻结图像，获得连续6次测量的平均值为IMT（图1）。然后启动QAS功能，监测连续稳定的6个心动周期的颈总动脉管径变化，SD＜10时冻结图像，此时按“REVIEW”键，记录系统自动计算出的顺应性系数（CC）、僵硬度指数（β）、脉搏波传导速度（PWV）、动脉反射波增强指数（AIx）等弹性参数及颈动脉局部压力波形曲线（图2）。

表1 4组患者的一般资料比较

图1 QIMT技术对患者颈动脉IMT测量的声像图。橘黄色线：血管壁；绿色线：内-中膜；QIMT：定量分析颈动脉内-中膜厚度；D：颈动脉管径；AVG：6个心动周期IMT平均值；SD：标准差；W：取样框的宽度

图2 Q A S分析软件所得参数值及局部压力波形图。STIFFNESS：僵硬度系数；LOCAL PRESSURE：局部压力；LOC Psys/Pdia：局部收缩压或舒张压；LOCAL PRESSURE WAVEFORM：局部压力波形曲线[横坐标为时间，纵坐标为压力，含5个与心脏的周期对应的点，为等容收缩起点（SIC）、主动脉瓣开放起点（AVO）、收缩峰（LPs）、主动脉瓣关闭点起点（AVC）和转折点（T1）]

表2 4组颈总动脉结构和弹性参数比较

表3 颈总动脉结构和弹性参数组间比较结果

1.3 IMT和斑块的界定 颈动脉IMT≥1.0 mm定义为内膜增厚，局限性增厚IMT≥1.5 mm定义为斑块[4]。

1.4 统计学方法 采用SPSS 19.0软件，对各组年龄、血压、空腹血糖、血脂、颈动脉IMT及弹性参数β、PWV、AIx、CC进行单因素方差分析，组间比较采用LSD法，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

高脂血症组及对照组颈总动脉弹性参数分析与比较见表2、3。B组的IMT、β、PWV、AIx较D组增高，CC较D组降低，差异均有统计学意义（t=5.141、4.219、4.898、4.142、－3.758，P＜0.05）。B组的IMT、β、PWV、AIx较A组升高，CC较A组降低，差异均有统计学意义（t=3.425、2.807、2.913、2.209、－2.091，P＜0.05、P＜0.01）。C组的IMT、β、PWV、AIx较B组升高，CC较B组降低，差异均有统计学意义（t=4.937、2.195、3.337、2.067、－3.049，P＜0.05、P＜0.01）。A组IMT、PWV较D组升高，差异均有统计学意义（t=2.236、2.407，P＜0.05），而CC、β、AIx与D组比较差异无统计学意义（t=－1.693、1.845、1.967，P＞0.05）。

3 讨论

随着经济的发展和生活方式的变化，我国人群血脂异常的患病率呈持续上升趋势，我国心血管病男性患者中血脂异常率为67.43%，女性为63.98%[2]。研究[5]表明，高脂血症引起AS的发病机制关联到一系列血管炎症性反应，引起血管内皮功能失调、血管平滑肌细胞增殖迁移等，导致血管顺应性下降、僵硬度增加等血管弹性功能的改变，以及动脉IMT逐渐增厚的结构改变。目前主要采用超声手动测量动脉IMT、粥样斑块及管腔狭窄来评估动脉硬化程度，但在AS内膜形态发生改变之前，血管内皮功能已发生紊乱，动脉弹性减退[6]。而HDL-C可将血管壁泡沫细胞中的胆固醇转运至肝脏进行分解代谢，此外HDL-C还可能通过抗炎、抗氧化和保护血管内皮功能而发挥其抗AS作用，有助于延缓AS的发生。血清HDL-C水平与冠心病发病呈负相关[1]。颈总动脉作为反映全身动脉硬化病变的窗口，其形态及功能改变可用于评估早期AS进展[3]。因此，及早深入认识和早期检测血脂异常患者的颈总动脉弹性功能和内皮形态改变等血管内皮损伤状况，对于预防和延缓血脂异常患者心血管疾病的发生、发展具有重要意义。

超声射频信号定量技术是近年来评价动脉弹性功能和内皮形态改变的研究热点，它包括QIMT和QAS技术。QIMT技术通过相对统一的检查标准，连续、实时测量颈动脉IMT，测量的结果更为精确，受操作者影响较小，具有极高水平的可重复性[7]，在连续进行的2次测量中，其精度可达l7 μm，仅有约3‰的误差[8]，有助于发现颈动脉IMT的微小变化。QAS可自动追踪管壁运动，分析获得动脉弹性参数，通过功能成像来反映管壁的机械特性和运动状态，评价动脉弹性包括顺应性指标和僵硬度指标。QAS技术对患者自身的条件没有过多的限制，测得的动脉僵硬度系数受血压及血管反应性的影响较小[9]，并且国内外学者[10-11]的研究认为QAS技术检测动脉弹性功能改变可较QIMT更早地发现动脉形态学改变。

PWV、AIx是无创性检测动脉功能的2种主要指标，能准确地反映动脉弹性及评估动脉血管功能的变化[12]，PWV是心脏泵血造成动脉脉搏压力波沿血管壁由近心端向远心端的传导速度；AIx是反射波增压与脉压之比，由动脉脉搏压力波中计算而来，是全身动脉硬度的量化指标。两者升高代表动脉僵硬度增高，弹性下降；反之，则血管僵硬度低，顺应性好。对比分析高脂血症组和对照组的资料发现，高血脂患者颈总动脉的IMT、β、PWV、AIx均高于对照组，而CC低于对照组（P＜0.05），与文献[13-14]报道一致。Dan等[13]报道高三酰甘油患者颈总动脉的IMT、PWV和β比正常组高，TG水平与颈总动脉IMT呈显著正相关，而与β、PWV相关性不显著。欧志红等[14]认为IMT、β、PWV与TC呈显著正相关，CC与TC呈显著负相关。结合本研究结果，说明高血脂患者颈总动脉IMT增厚，血管僵硬度上升，弹性下降，证实高血脂患者在出现形态学改变前，其颈总动脉壁结构和弹性功能已存在病理改变[15-16]。

既往文献研究高脂血症对颈总动脉结构及弹性功能的影响多集中于TG、TC异常患者[13-15]，尚未见HLD-C升高或降低对高脂血症患者颈动脉弹性功能影响的报道。本研究进一步分析HLD-C对颈总动脉结构和弹性参数的影响，发现高血脂伴高HDL-C患者的IMT、β、PWV、AIx较B组降低，CC则升高，差异均有统计学意义；高血脂伴高HDL-C组的IMT、PWV较对照组升高，差异均有统计学意义，而CC、β、AIx与对照组比较差异无统计学意义。表明HDL-C升高可降低高血脂患者颈动脉IMT和僵硬度，升高弹性，甚至CC、β、AIx等指标与对照组基本一致；反之，高血脂伴低HDL-C的IMT、β、PWV、AIx较B组升高，CC降低，表明HDL-C降低则可导致高血脂患者颈动脉IMT和僵硬度增加，弹性下降。本研究结果提示HDL-C可以延缓AS进程，降低高脂血症患者患心血管疾病的风险，是血脂异常相关心血管疾病的保护因素。

总之，超声射频信号技术能够自动、实时、准确地测量血脂异常患者颈总动脉IMT和动脉弹性，可为临床评价动脉早期结构和功能变化及调脂治疗提供较为准确的定量指标。

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（本文编辑 冯 婕）

Elasticity: Assessed with Ultrasound Radio Frequency-data Technique Influence of High Density Lipoprotein Cholesterol Upon Carotid Artery Structure and

Purpose To explore the value of ultrasound radio frequency technique in the quantitative evaluation of common carotid artery intima-media thickness (IMT) and elasticity change in patients with dyslipidemia, and to discuss the influence of high density lipoprotein cholesterol (HDL-C) upon carotid artery structure and elasticity function. Materials and Methods A hundred and fifty patients with abnormal serum lipid were selected as case group and further divided into three groups: group A--50 patients with hyperlipidemia and high HDL-C, group B--50 patients with hyperlipidemia and normal HDL-C, group C--50 patients with hyperlipidemia and low HDL-C. Meanwhile, 50 healthy people were enrolled in the study as control group (group D). The ultrasound radio frequency-data technique was employed to analyze the influence of hyperlipidemia and HDL-C upon IMT, CC, β, PWV and AIx. Results The IMT, β, PWV and AIx in group B were higher than those in group D, but group B had lower CC (the differences with statistic significance, t=5.141, 4.219, 4.898, 4.142 and －3.758, P＜0.01). Compared with group A, group B had higher IMT, β, PWV and AIx and lower CC (the differences with statistic significance, t=3.425, 2.807, 2.913, 2.209 and －2.091, P＜0.05 or P＜0.01). Compared with group B, group C had higher IMT, β, PWV and AIx and lower CC (the differences with statistic significance, t=4.937, 2.195, 3.337, 2.067 and －3.049, P＜0.05 or P＜0.01). Group A had higher IMT and PWV than group D (the differences with statistic significance, t=2.236 and 2.407, P＜0.05), but CC, β, and AIx showed no difference between group A and group D (t=－1.693, 1.845 and 1.967, P＞0.05). In patients with hyperlipidemia, the increase of HDL-C led to the reduction of the common carotid artery IMT and wall stiffness and the increase of elasticity and vice versa. Conclusion The ultrasound radio frequency technique could measure the real-time common carotid artery IMT and elasticity automatically and accurately, thus provides reliable quantitative index for the evaluation of early artery structure and change of function in lipid lowering therapy.

Hyperlipidemias; Ultrasonography, Doppler, color; Cholesterol, HDL; Carotid artery, common; Elasticity

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.05.005

丛淑珍

Depatment of Ultrasound, Guangdong General Hospital, Guangdong Academy of Medical Sciences, Guangzhou 510080, China

Address Correspondence to: CONG Shuzhen

E-mail: shzhcong@163.com

广东省企业技术研发与升级改造专项资金项目（2013B021800156）。

R445.3；R541

2014-11-27

修回日期：2015-05-03

中国医学影像学杂志

2015年 第23卷 第5期：339-342，346

Chinese Journal of Medical Imaging

2015 Volume 23(5): 339-342, 346