超声瞬时波强技术对高血压患者多部位动脉参数临床研究*

任亚娟，肖沪生，徐 芳△，刘 萍，马菲菲，王艳春

1.上海中医药大学附属龙华医院超声科(上海200032)；2.上海中医药大学附属龙华医院心内科(上海200032)

瞬时波强(Wave intensity,WI)[1]是一项研究心血管系统血流动力学及心脏与血管相互关系的新技术[2]。该技术可以综合反映心脏的收缩、舒张功能，循环系统能量变化并能体现动脉血管弹性及外周阻力的变化。目前该技术主要被应用于颈总动脉、股动脉等大动脉的参数检测，将该项技术运用于外周中小动脉检测还少见报道。本文将该技术拓展性地运用于正常受试者及高血压受试者的颈总动脉、桡动脉及足背动脉，对高血压患者全身动脉的改变做全面分析，以期为原发性高血压病的研究提供更多客观依据，并拓展WI技术的应用范围。

对象与方法

1 研究对象 来源于2016年7月至2018年5月我院20～65岁正常受试者54例，原发性高血压受试者55例。本次研究项目已经通过了我院学术伦理委员会的审批，所有的受试者对项目的受试具体情况均表示完全知情并与课题组签署了知情同意书。正常对照组纳入标准：受试对象经血压、血脂、血糖、肝肾功检测及心脏超声检查，结果为正常者。原发性高血压受试者纳入标准：2010年《中国高血压防治指南》[3]高血压诊断标准：在不同日期的不同时间段对检测者进行血压测量，之前，检测者不能服用降压药物，结果显示，收缩压超过140 mmHg，舒张压超过90 mmHg。排除标准：颈动脉有斑块的受试者(超声测量颈总动脉内膜—中层厚度≥1.5 mm诊断为斑块形成[4])；继发性高血压、甲亢患者及罹患有恶性肿瘤、严重的心脑血管疾病及其它系统和器官严重疾病的受试者。被纳入的高血压受试者，经血脂、血糖、肝肾功检测及心脏超声检查，结果为正常并无心肌肥厚者。

受试者均无吸烟嗜好，受试前24 h内禁饮咖啡、浓茶，禁用血管收缩/扩张，心肌兴奋/抑制类药物。

2 仪器与方法

2.1 仪器：Prosound α7型彩色多普勒超声诊断仪(制造企业：日本ALOKA公司)，血管线阵探头(频率：5～13 mHz)。

2.2 血压测量：于端坐位采用水银柱血压计对平静休息15 min后的受试者右上肢进行血压测量两次，取平均值作为WI检测时的标准血压。

2.3 颈总动脉WI检查：受检者朝天平卧，连接ECG，用超声线阵探头探测到颈总动脉膨大处，以其近心端1.5 cm处作为WI检查部位，预设“Beam Steer(2D)”值为15°,“ Beam Steer (Flow)” 值为-15°，或者将两者设置值调换；启动WI功能后，可使动脉前后壁在侧动超声探头下，显示的最为清楚。B模式启动时，将血流取样门宽设置为3.5 mm，设置声束血流夹角为60°，将前后取样门分别放置在血管前后壁外膜-中层的交界处，开启WI血流显示键，观察波形波动，待稳定后，使用select键进行数据收集；完成收集后，输入血压值，挑选5个以上波形作为最佳波形，按确认键后可显示测量结果，连续检测3次，取平均值(图1)。

2.4 桡动脉(足背动脉)WI检查：受检者朝天平卧，连接ECG，将超声线阵探头放置于受检者桡骨茎突内侧桡动脉搏动处(拇长伸肌腱和趾长伸肌腱之间足背动脉搏动处)，作为WI检查部位。预设“Beam Steer(2D)”值为15°,“ Beam Steer (Flow)” 值为-15°，或者将两者设置值调换；启动WI功能后，可使动脉前后壁在侧动超声探头下，显示的最为清楚。B模式启动时，将血流取样门宽设置为2 mm，设置声束血流夹角为60°，将前后取样门分别放置在血管前后壁外膜-中层的交界处，开启WI血流显示键，观察波形波动，待稳定后，使用select键进行数据收集；完成收集后，输入血压值，挑选5个以上波形作为最佳波形，按确认键后可显示测量结果，连续检测3次，取平均值(图2、3)。

2.5 测量指标： W1(瞬时加速度波强)、W2(瞬时减速度波强)、NA(负向波面积)、R-W1(射血前期时间)、W1-W2(射血时间)、EP(血管压力应变弹性模量)、β(血管硬化参数)、AC(血管顺应性)、PWVβ(脉搏波传导速度)。

结 果

1 正常对照组与高血压组的性别构成比、年龄、体质量指数(BMI)、甘油三酯、血总胆固醇、血糖值比较 差异均无统计学意义(P>0.05)，两组具有可比性。原发性高血压组的收缩压和舒张压均高于正常对照组，有统计学差异(P<0.01)。

原发性高血压组颈总动脉、桡动脉及足背动脉处的W1、Ep、PWVβ值高于正常对照组，R-W1值低于正常对照组，有统计学差异(P<0.01)。两组三处动脉的W2参数对比差异无统计学意义(P>0.05)。原发性高血压组颈总动脉及足背动脉处的NA值高于正常对照组，有统计学差异(P<0.01)。原发性高血压组颈总动脉处的W1-W2值低于正常对照组，有统计学差异(P<0.01)。原发性高血压组颈总动脉、桡动脉处的β值高于正常对照组，有统计学差异(P<0.01)。原发性高血压组颈总动脉处的AC值低于正常对照组，差异具有统计学意义(P<0.05)。

表1 正常对照组与原发性高血压组一般情况比较

注：与正常组比较*P<0.01

表2 正常对照组与原发性高血压组颈总动脉、桡动脉及足背动脉的WI技术参数比较

注：与正常组比较*P<0.05，△P<0.01

讨 论

人体循环系统是以心脏作为能量的来源，通过心脏的舒缩，血液被有节律性地输送到外周，同时也将能量以血流的动能及血管壁的势能等形式传向外周。循环系统的正常运转有赖于心脏和血管的协调配合，瞬时波强技术是一项通过实时跟踪动脉壁管径变化和血流流速变化并通过计算WI各参数来表达动脉壁、血流的动力学及心脏与血管相关关系的一种新技术。该技术可综合反映心脏的收缩、舒张功能，动脉壁的弹性、顺应性及动脉血管的外周阻力，并能对循环系统的能量变化给予表达，反映的信息量全面。目前，该技术主要被应用于颈总动脉、股动脉等大动脉的检测。本研究将该技术运用于原发性高血压颈总动脉、桡动脉及足背动脉三处动脉的检查，期望能对原发性高血压早期全身多处动脉的改变做全面分析，为临床提供更丰富的信息，也为拓展WI技术的应用提供更多依据。

瞬时波强技术可反映人体的多种信息：

1 能量信息 周国辉、王威琪等在《血流测量中的(dP/dt)·(dv/dt)及其物理意义——兼论(dP/dt)·(dv/dt)的命名》一文中指出PV是单位面积单位时间血液流动的能量，Kim H.Parker亦提出了相同的观点[5]。为了消除取样时间的影响，该技术的设计者将P和V均乘以了时间的导数即对参数进行了时间标称化处理。标称化后得到的(dP/dt)·(dv/dt)则代表了血流强度的加速度[6]。肖沪生等人在《Wave Intensity的命名探讨》一文中指出W1、NA、W2反映的是心脏收缩过程中外周血管内血流的瞬时波强度[7]。因此，WI的参数W1、W2、NA值可反映心脏收缩早期、中期及晚期所测动脉段经时间标称化后的单位面积单位时间能量的峰值，而WI曲线则可实时反映检测部位动脉段经时间标称化后的单位面积单位时间能量变化。换句话说，WI技术的参数和曲线可反映所测动脉段的血流能量变化，其中包括动脉管径上储存的势能和血流携带的动能。

2 心脏功能 既往的研究表明：W1(瞬时加速度波强)主要与心脏收缩功能有关[8]。W2(瞬时减速度波强)主要与左心室主动停止射血的能力及舒张早期左心室的松弛能力有关[9]。

3 血管功能 WI技术是在eTRACKING基础上发展而来，其中的Ep(血管压力应变弹性模量)、β(血管硬化参数)、AI(管径增大指数) 、PWVβ(脉搏波传导速度)：主要与动脉弹性有关，当动脉弹性降低，血管硬度越高时，这些指标的值越大。而AC(血管顺应性)主要反映了动脉血管的顺应性，血管弹性降低，血管顺应性越差时，AC值越低。

4 外周阻力 心脏在射血中期，血液被外周动脉壁反弹向心脏反向传导而形成反向波，外周传导回来的反向波携带着外周的阻力信息[10]。多项的研究也表明，NA的大小主要与动脉弹性和外周阻力有关[11]，其大小与外周阻力成正比。

本研究结果显示：原发性高血压组颈总动脉、桡动脉及足背动脉处W1、Ep、PWVβ值高于正常对照组，R-W1值低于正常对照组，有统计学差异。两组三处动脉的W2参数对比无统计学差异。原发性高血压组颈总动脉及足背动脉处的NA值高于正常对照组，有统计学差异。原发性高血压组颈总动脉处的W1-W2值低于正常对照组，有统计学差异。原发性高血压组颈总动脉、桡动脉处的β值高于正常对照组，有统计学差异。原发性高血压组颈总动脉处的AC值低于正常对照组，差异有统计学意义。从三处动脉的检测结果可以看出原发性高血压组的心脏收缩功能较正常对照组增高，外周血管阻力也较正常对照组增大，而颈总动脉和桡动脉、足背动脉的血管弹性和顺应性均较正常对照组变差。也就可以看出，高血压不仅能造成大动脉的血管弹性改变，也同时损害了中小动脉的血管弹性。血管受损导致血管弹性降低，顺应性下降外周阻力增高，面对这一系列的改变，心脏为了对抗外周阻力，代偿性地增大了心脏的收缩功能，这一结果与既往的研究相似[12]。另一方面，从能量学改变来讲，原发性高血压组三处动脉的W1、颈总动脉和足背动脉处的NA均较正常对照组增大，说明在心脏收缩早期和中期，心脏处于高赋能状态，收缩力加大，而三处动脉的W2与正常对照组并无统计学差异，则说明心脏在收缩晚期和舒张期的能量与正常对照组比较并无统计学意义，心脏的舒张功能并无改变。

既往的研究显示，R-W1包含了三个时间段。分别为左室等容收缩期时间、压力波传导时间和部分左心室射血时间[13]，本研究结果显示，原发性高血压组三处动脉的R-W1时间均较正常对照组缩短，差异有统计学意义。分析原因，应为原发性高血压代偿性的收缩力加强，外周阻力增大，动脉弹性降低，左室等容收缩期时间、射血时间缩短所致。原发性高血压组颈总动脉处的W1-W2时间较正常对照组缩短也是相同的道理[14]。

另外，本研究在颈总动脉处可以观察到原发性高血压组的W1、NA、Ep、PWVβ、β、R-W1、W1-W2值均高于正常对照组，差异有统计学意义，AC值低于正常对照组，差异有统计学意义。在桡动脉处可以观察到原发性高血压组的W1、Ep、PWVβ、β、R-W1值均高于正常对照组，差异有统计学意义。在足背动脉处可以观察到原发性高血压组的W1、NA、Ep、PWVβ、R-W1值均高于正常对照组，差异有统计学意义。可以看到颈总动脉、桡动脉、足背动脉处的WI技术参数都能反映心脏、血管、外周阻力及能量方面的信息，而以颈总动脉处的信息最为丰富，分析原因，可能是颈总动脉内颈最宽，WI跟踪门最能够精确跟踪，因此数据准确性更高。但将WI技术推广应用于外周中小动脉，则能更多地体现外周中小动脉的改变，具有一定意义。

综上，WI技术可以应用于全身多处动脉，可以为早期高血压的心脏、血管改变提供更丰富的信息。