超极速脉搏波技术定量评估不同年龄段高血压患者颈动脉弹性衰退特征的临床研究>

张心怡，朱正球，沈碧潇 ，戴萍，王银萍，邹冲，刘福明，黄辉>

(江苏省中医院，南京中医药大学附属医院 1.超声医学科，2.国家中药临床试验研究中心，3.心内科，江苏 南京 210029)

近年来，随着人口老龄化的不断发展，心脑血管疾病的患病率和死亡率逐年增加，已成为严重威胁现代社会和人类健康的头号杀手[1]。动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)是心脑血管疾病的关键病理生理学基础[2]，其发生发展与各类AS相关危险因素的积累及影响密切相关。高血压是AS重要的独立危险因素[3]；且大量研究证实，如能早期发现高血压并积极干预及治疗，可大大降低其临床心血管事件的发生率。超声用于检测颈动脉AS进展情况具有无创、操作简便、安全等优势，目前已实现动态观察不同阶段血管壁内中膜改变情况，是临床AS诊断及治疗中常用和可靠的检测手段。超极速脉搏波(ultrafast pulse wave velocity, ufPWV)技术是新型超极速超声成像的重要应用之一，它通过记录颈总动脉内膜线的实时运动轨迹，计算出脉搏波通过观察窗的瞬时传递速度，进而间接反映颈总动脉的弹性衰退情况[4]。既往部分研究[5]已证实ufPWV技术可作为评估高血压人群动脉弹性衰退的可靠手段，本研究欲利用ufPWV技术定量评估高血压人群的颈动脉弹性，并分析不同年龄颈动脉弹性的衰退特征。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015年7月至2020年5月在南京中医药大学附属医院心内科就诊的169例高血压患者作为高血压组。高血压诊断标准为《中国高血压防治指南(2018年修订版)》[6]：在未使用降压药物情况下, 诊室收缩压(systolic blood pressure，SBP)≥140 mmHg和(或)舒张压(diastolic blood pressure，DBP)≥90 mmHg；或患者既往有高血压病史，目前正服用抗高血压药，血压虽低于140/90 mmHg亦诊断为高血压。另招募血压正常的健康成人153例作为血压正常组，纳入标准为：SBP<140 mmHg和DBP<90 mmHg。两组共同排除标准为：心脑血管事件(6个月内发生)、慢性肾功能衰竭、严重贫血、已知患有的各种恶性肿瘤及自身免疫性疾病、妊娠哺乳期妇女、儿童或青少年、不能保持仰卧位及其他无法配合检查的情况。

1.2 仪器与方法

使用SuperSonic Imagine AixPlorer超声诊断仪，配备线阵探头(SL10- 2)频率2～10 MHz。受试者取仰卧位，下颌稍抬起，二维模式下先扫查双侧颈总动脉，选取颈总动脉长轴距颈动脉分叉近端1.0～1.5 cm处后壁测量颈动脉内中膜厚度(carotid intima- media thickness，cIMT)；然后嘱受试者保持静息状态、屏住呼吸5 s，再点击“PWV”键，系统自动跟踪描线并计算得出收缩起始脉搏波速度(pulse wave velocity- beginning of systole，PWV- BS)、收缩末期脉搏波速度(pulse wave velocity- end of systole，PWV- ES)及其各自标准差Δ值(图1)。Δ小于PWV- BS、PWV- ES测值的 20%，视为有效测量。同一颈动脉重复有效测量3次，取平均值作为最终结果；双侧颈动脉测值取均值作为该个体最终的ufPWV测值。同时收集每位受试者的一般资料，包括年龄、性别、身高、体重、体重指数(body mass index，BMI)，并检测SBP、DBP、平均动脉压(mean arterial pressure，MAP)以及总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)和空腹血糖水平。

A.自动测量cIMT；B.颈动脉ufPWV参数测量

1.3 统计学处理

采用SPSS 22.0统计软件进行统计学分析。计量资料采用均数±标准差表示，组间比较差异先采用Leneve方差齐性检验，后采用独立样本t检验，若方差不齐给出校正P值。分类资料采用χ2检验。相关性分析采用Pearson相关性分析。各年龄段间PWV- ES采用方差分析比较整体差异，后采用LSD-t检验进行组间两两差异比较。利用逻辑回归分析，将年龄作为协变量校正，比较高血压组及血压正常组不同年龄段者动脉弹性的差异；再利用多元线性回归分别分析并比较血压正常组及高血压组动脉弹性随年龄的衰退特征。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 基本资料分析

将血压正常组基本资料与高血压组比较(表1)后发现，两组间年龄、性别、BMI、HDL、甘油三酯、总胆固醇、空腹血糖、SBP、DBP、MAP、cIMT、PWV- ES差异均有统计学意义(均P<0.05)，而两组间LDL、PWV- BS差异无统计学意义(均P>0.05)。

2.2 cIMT、PWV- BS、PWV- ES与年龄的相关性分析

将受试者cIMT、PWV- BS、PWV- ES与年龄依次进行相关性分析，结果显示均与年龄呈线性正相关，且PWV- ES (r=0.636,P<0.001)与年龄的相关性显著优于cIMT(r=0.552,P<0.001)及PWV- BS (r=0.265,P<0.001)，故后续分析中以PWV- ES作为ufPWV检测颈动脉弹性的代表性指标，见图2。

图2 受试人群cIMT、PWV- BS、PWV- ES与年龄的相关性分析

2.3 各年龄段受试者PWV- ES比较

按年龄将受试者分为20～39岁、40～49岁、50～59岁、60～69岁及70～90岁5个年龄段，各年龄段间PWV- ES差异有统计学意义(F=57.892，P<0.001)。图3示，除60～69岁与70～90岁年龄段间PWV- ES差异无统计学意义(P=0.997)外，余各相邻两年龄段间PWV- ES差异均有统计学意义(均P<0.05)。

除20～39岁年龄段外，各年龄段均与前一年龄段比较，***P<0.001

2.4 高血压组和血压正常组颈动脉弹性随着年龄变化的衰退特征

经逻辑回归分析，高血压组与血压正常组PWV- ES经年龄校正后依然存在显著差异(P<0.001)(图4)。采用多元线性回归分析，分别获得与年龄相关的高血压组及血压正常组PWV- ES随年龄变化的预测公式(图5)。结果显示，高血压组的PWV- ES在青年人中显著高于血压正常组，即高血压可使年轻人的动脉僵硬度显著增高；但随着年龄的增长，组间差距越来越小，乃至于回归线在老年阶段相交。

图4 经协变量年龄校正后高血压组及血压正常组PWV- ES差异比较

图5 高血压组及血压正常组PWV- ES随年龄的变化趋势

3 讨 论

AS及其诱导的动脉管壁形态学改变，是多种心脑血管疾病的关键病理生理学基础。然而，在AS早期，即动脉管壁形态尚未发生显著改变之前，其主要表现为微观的血管内皮功能障碍及诱导产生的管壁结构微重塑，并导致动脉的生物力学属性改变，如动脉弹性降低[7]。目前临床上评价AS主要是利用超声检测cIMT是否增厚及斑块是否形成[6]，但此仅能反映动脉管壁的形态学改变[8]，而对评估生物力学属性改变无能为力[7]。ufPWV作为一种新型的超极速超声成像技术，本课题组前期研究证实其可较精准地评估动脉弹性功能，并对早期AS风险预测具有潜在的价值[9]。

既往研究显示，高血压不仅是AS重要的独立危险因素[10]，而且高血压人群脉搏波速度较血压正常人群显著增高[11]。本研究亦证实，高血压组cIMT和PWV- ES均较血压正常组显著增高(均P<0.001)，这说明高血压不仅导致动脉弹性显著衰退，而且证实ufPWV技术可用于定量评估高血压诱导的动脉弹性衰退。

衰老是AS首要危险因素[12]。本研究结果显示cIMT、PWV- BS、PWV- ES均与年龄存在正相关关系，尤以PWV- ES与年龄的相关性最高(r=0.636，P<0.001)，显著优于cIMT及PWV- BS。该结果与高慧等[13- 14]研究一致，证实PWV- ES在评估年龄相关颈动脉弹性衰退中的应用价值优于PWV- BS，可作为ufPWV技术的代表性指标，这可能与收缩期动脉弹性改变的幅度较舒张期大有关。进一步按年龄段研究发现，除60～69岁与70～90岁间差异无统计学意义，其余年龄段间动脉弹性差异均有统计学意义。这说明PWV- ES虽可随年龄的增长而不断增高，但动脉弹性不会无限降低，即“动脉硬化”不会无限硬化下去，而是在到达一定水平后进入所谓“平台期”，此时即使添加各种危险因素，动脉弹性亦不会再有显著改变。

上述观点在进一步的多元线性回归分析中亦得到证实。图4示所有年龄段中无论是高血压组还是血压正常组，受试人群的动脉僵硬度均随着年龄增长而增高；相同年龄受试人群中高血压组的动脉僵硬度显著高于血压正常组，但不会随年龄增长而无限增高，而是存在“上限”，即两组人群在80岁左右的PWV- ES基本相等，随后进入“平台期”。此外，多元线性回归分析还显示，高血压组的PWV- ES与年龄及BMI相关，而血压正常组PWV- ES仅与年龄相关，这表明年龄在AS进展中起了关键的作用，且高血压及其他危险因素可加速年龄诱导的AS进展。因此，在临床实际诊疗中，由于ufPWV测值受年龄和血压等因素影响较大，在应用PWV- ES评估动脉弹性时建立个体化阈值评估可能较单一诊断阈值更好。

总而言之，ufPWV技术作为一种评价动脉弹性的无创、简单、有效的方法，可在高血压及血压正常人群中进行动脉弹性衰退评估，从而有助于预防及延缓AS的进展，最终减少心血管事件的发生。