UltraFastTM极速成像技术在颈动脉脉搏波速度测量中的重复性应用观察

李宏波，王晗，黄辉，栾云，吴林琳，刘牛

(南京中医药大学附属医院，南京 210029)

心血管疾病已成为威胁人类健康的主要疾病，动脉硬化在其中起重要作用，无创动脉硬化检测越来越受到重视，而动脉弹性的测量具有重要的临床意义。脉搏波传导速度(PWV)是脉搏波由动脉沿管壁传播的速率，与动脉弹性密切相关，是动脉硬化程度的指示器，其检测已成为公认的动脉硬化程度的评价方法[1～3]。UltraFastTM极速成像技术(UF)测定PWV是最新的无创检测动脉弹性功能的新技术，特点是极高帧速成像率，每秒高达10 000幅图像，比传统成像设备快得多，系统的高帧速成像率能够实现脉搏波动态传播的即时捕获[4,5]。该技术可直接测量局部血管的PWV，总检查时间<1 min，颈动脉收缩期开始时PWV(BS-PWV)和收缩期结束时脉搏波速度PWV(ES-PWV)可全面评价其动脉的弹性功能变化，是一种安全、快速、无创、方便评估颈动脉硬化的新方法[6]。UF作为一项新技术，在运用于临床实际工作之前，不同测量者测量结果的可靠性以及该技术的一些影响因素都需进一步研究，而以往较少有文献报道UF测量颈动脉PWV的可重复性。本研究由两位统一培训的操作者应用UF技术测量颈动脉PWV，并评价此技术的重复性。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2015年5月～2016年8月在南京中医院大学附属医院进行健康体检的志愿者32例，男8例，女24例；年龄24～59(33±9)岁；BMI(22±2)kg/m2；血压124/82 mmHg；入选对象排除各种心脑血管病、糖尿病和其他严重的器质性病变，不吸烟，不饮酒，近1个月未服用药物，受试期间无感冒及过劳状态。

1.2 UF应用方法 由两位统一培训的操作者同时应用UF技术测量颈动脉弹性参数。测量条件：受试者维持既往的生活习惯，在室温20～25 ℃的安静房间进行。采用Aixplorer彩色多普勒超声诊断仪，探头频率2～10 MHz，PWV测量方法参照以前研究[7]。受试者平躺仰卧位，暴露颈部，探头置于颈总动脉分叉上端近约2 cm，分别检测双侧颈总动脉二维声像图、彩色血流及频谱特征；PWV测量方向沿着感兴趣颈动脉段纵向探查，在二维超声模式中优化动脉声像图后，超快成像采集键激活持续2 s，图像冻结后系统对血管壁进行多普勒分析，自动测量出局部BS-PWV和ES-PWV，⊿±尽量控制在BS-PWV或ES-PWV值的10%以内，表示数据采集稳定度好，测值误差均Δ<1.0 m/s[7]，每个受检者重复测量3次(两位医师间隔24 h分别测量，资料由两名操作者分别收集)，取平均值统计分析，若无法测出符合上述标准的BS及ES，则剔除，PWV-BS和PWV-ES显示为多普勒组织图像的空间-时间模式。

1.3 统计学方法 采用SPSS18.0统计软件。应用组内相关系数(ICC)评价两组测量者间测量颈动脉PWV结果的一致性，最后用Med Calc 11.4 软件进行数据处理，使用Bland-Altman分析两位医师间测量数据的一致性，相关性分析采用Pearson相关分析法。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

不同测量者所收集的颈总动脉BS-PWV、ES-PWV的ICC分别为0.878和0.801。两位测量者测得的BS-PWV测量值和ES-PWV测量值的呈线性相关(r分别为0.600 8、0.969 3，P均<0.05)。Bland-Altman分析显示，两位测量者分别应用UF测量颈动脉PWV所收集到的数据具有较好的一致性，64例配对数据BS-PWV差值均数为0.344 1，标准差为0.963 4，则95%一致性界限(-1.544 2，2.232 3)；ES-PWV差值均数为0.260 6，标准差为0.930 9，则95%一致性界限(-1.564 0，2.085 3)。可见BS-PWV、ES-PWV数据点大多位于95%一致性界限区域内，在一致性界限外的点仅3例，百分比<5%，可见不同测量者分别测量的结果一致性较好。

3 讨论

PWV是反映动脉血管硬化程度的代表性指标，其取决于动脉壁生物力学特性，管壁越硬，PWV越快，弹性越差，与动脉硬化病理进展及预后密切相关。PWV可以直接反映动脉顺应性，是诊断心血管疾病[的重要指标[8,9]。PWV的检测方法主要有：①UF：使用Aixplorer系统能够以高达2 000 Hz的帧频记录动脉壁的细节运动过程，使用类似组织多普勒的颜色算法标示动脉壁的运动过程(红色朝向探头、蓝色背离探头)，并通过极速捕获和极速计算血管壁扩张和收缩的速度，动脉壁的细微运动速度和方向都能够被精确显示和测量，进而得知颈总动脉的弹性情况。②平面压力波(颈-股动脉PWV)：应用压力传感器记录体表动脉搏动所产生的压力波信号，操作复杂，可能低估局部血管僵硬度，距离测量不准确，依赖理想数理模型。③基于多普勒效应的超声波传感器：受传统超声处理平台所限，仅能依靠复杂的公式对一小段动脉的脉搏波，联合血压、颈动脉内膜中层厚度等参数一起进行测量，信号采集方法复杂，结果重复性差。因动脉管径在收缩早期和末期变化最快，所以UF技术所测的局部BS-PWV、ES-PWV最能全面体现其动脉的弹性功能变化，为临床无创评价动脉弹性提供新的方法[10]。近期研究发现，与健康志愿者相比，PWV-BS、PWV-ES在高血压患者中明显升高，不同的高血压阶段PWV-BS和PWV-ES显著不同，此外PWV-BS、PWV-ES与IMT呈正相关，结果显示UF技术是测量颈动脉PWV的方便有效方法，可被推荐为早期检测高血压患者动脉异常有前途的替代方法[11]。还有研究发现，UF可发现IMT尚未明显增厚的早期颈动脉粥样硬化(As)，并可通过PWV-ES的变化动态评价血管弹性变化及早期As进展程度[12]。另有文献报道，肝硬化患者在颈总动脉未出现结构改变时(内膜中层厚度增加及斑块等)，颈动脉BS-PWV、ES-PWV较正常人增高，已有动脉弹性的减低，可为临床早期防治肝硬化伴随的血管疾病提供一定依据[13]。

动脉僵硬度的研究成为心血管领域的一个焦点，真实可靠的测量保证了研究结果的准确性和可信性，既往有研究对不同PWV测量方法的稳定性和可重复性进行了评估[14,15]，UF作为一项新的测定PWV技术，国内鲜少有对其测量的重复性评估。本研究控制了入选对象吸烟、酒精、咖啡因、药物摄入等动脉僵硬度的混杂因子，观察了不同操作者之间的测量误差率，对其稳定性进行了评估，发现不同测试者的BS-PWV、ES-PWV数据具有较好的一致性。ICC用于评估不同的测量者对同一测量结果的可靠性或一致性，依据研究[16]提出的标准，ICC应>0.8，0.6

总之，UF技术测定PWV简便、快速、准确、稳定有效、实用性强，不增加检查费用及时间，有望成为超声医生评价血管僵硬度的全新工具，成为早期评估动脉弹性的新方法。而本研究发现部分因素会影响到UF测量过程中BS-PWV、ES-PWV数据的采集。在检测过程中，我们发现患者未屏气检查可导致BS-PWV受检者无法成功获得PWV数据，检测失败。采集前颈动脉二维图像的清晰度、颈动脉是否走行平直、探头与所测颈动脉前壁间距离会对颈动脉PWV的采集产生干扰。颈总动脉前壁欠清、动脉走行迂曲以及探头与颈总动脉前壁距离较远时会影响PWV的采集，质量控制的参数⊿±偏高，无法控制在BS-PWV或ES-PWV值的10%以内以及⊿<1.0 m/s，导致PWV检测失败。测量深度是影响PWV检查的重要因素，深度过大可导致检测成功率明显降低；理想的二维图像是进行PWV检查的基础，如果二维图像不理想，也无法获得稳定的PWV定量数据。因此，在UF应用过程中需关注其影响因素，选择最佳检测条件提高检测成功率及采集数据稳定度，避免检测结果的误差。