二维斑点追踪技术评价高血压病人升主动脉弹性的应用研究

沈艳 陈祖乾 侯晓慧 程月红 王莉 郭珊

高血压是导致心血管疾病发生的最主要因素，高血压的进展可导致动脉血管的硬化，从而引发多种心血管疾病[1]。评估主动脉弹性特点对高血压的治疗以及心血管疾病的预防具有重要临床价值。目前临床上有许多技术被用来评估主动脉弹性，包括CT、超声脉冲多普勒技术、组织多普勒成像技术(TDI)，但这些方法对设备要求较高，不够直接。作为一种新的定量分析工具，二维斑点追踪技术(two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI)在心血管疾病中得到广泛应用[2-5]，最近研究证实其对主动脉壁相对高精确度运动评估同样具有潜在价值[6-7]。本研究采用2D-STI评价高血压病人的主动脉弹性，报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2018年12月至2019年12月我院收治的60例原发性高血压病人为高血压组，其中男26例，女34例，平均年龄(56.03±14.10)岁；另选择60例血压正常者作为对照组，男30例，女30例，平均年龄(55.28±13.80)岁。所有入选对象均仔细记录身高、体质量、吸烟史、是否合并高血脂、心率等一般资料。排除标准：冠心病、心肌病、瓣膜性心脏病、肾功能不全、心律失常以及超声透声条件差的病人。本研究获本院伦理委员会批准，所有病人均签署知情同意书。

1.2 方法 超声心动图检查采用荷兰Philips公司HD15型多普勒超声成像仪，选用S5-2二维矩阵探头。检测时病人呈左侧卧位，先进行常规超声检查心脏结构，并进行连续心电扫描。切换至STI模式，同步心电图(ECG)，选取清晰的升主动脉胸骨旁长轴视图，记录连续3个心动周期的二维动态图像，使用专用软件QLAB从升主动脉的2D-胸骨旁长轴视图进行离线分析，该软件允许跟踪并将变形转换为拉格朗日应变，升主动脉内的感兴趣区域(从升主动脉窦管结合部上大约10 mm处位置，受到的血流的冲击最大，能够较好地代表弹性变化的能力)被选择为具有最大可测量横向直径的区域，在前主动脉壁和后主动脉壁内识别出3对斑点，并且跟踪连接每对斑点的横向节段，每个节段用不同的颜色表示，并且其变形在心动周期期间以图形方式显示为时间的函数，从ECG迹线上的QRS复合波的开始。

对于入选对象血压的检测采用SunTech Oscar2型无创性携带式动态血压监测仪。所有受试者在安静的房间休息5 min后，采用坐姿进行血压检测；使用适当尺寸的袖口，连续测量3次，在所有分析中使用第2次和第3次测量的平均值。

1.3 观察指标 采用动脉扩张度(AD)、动脉僵硬指数(ASI)评价主动脉弹性[7-9]，计算公式：AD=(2×PAAS)/(SBP-DBP)，ASI=ln(SBP/SDP)/(PAAS)，公式中PAAS为升动脉峰应变，ln为对数。其中PAAS定义为完整心动周期中近端升主动脉的平均最大变形，如图1所示。

注：在升主动脉壁内识别出3对斑点，并与限定血管横截面的颜色编码段相连，计算心动周期期间每个节段的变形并将其转换为应变曲线，绘制为时间的函数图1 评估近端PAAS的简化方法

2 结果

2.1 2组一般临床资料比较 2组年龄、BMI、心率等差异无统计学意义(P>0.05)；高血压组BMI、体表面积、SBP以及脉压均明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 2组一般资料的比较

2.2 2组主动脉应变率比较 脱机后，使用QLAB软件获得升主动脉前后壁运动曲线，分别计算主动脉前后壁舒张早期、晚期及收缩期应变率，以上数据均为3个心动周期的平均值。高血压组主动脉前、后壁各时期的应变率均低于对照组，差异具有统计学意义(P<0.01)。见表2。

表2 2组主动脉前、后壁应变率比较

2.3 2组主动脉弹性的比较 高血压组AD明显低于对照组， ASI高于对照组，差异均具有统计学意义(P<0.01)。见表3。

表3 2组主动脉弹性比较

2.4 老年亚组与非老年亚组的比较 将高血压组和对照组按年龄分别再细分老年亚组(≥60岁)和非老年亚组(<60岁)，比较各组病人动脉弹性指标。结果显示，高血压组和对照组的老年亚组AD均低于非老年亚组， ASI均高于非老年亚组(P<0.05)；高血压组的2 个亚组分别与对照组的2个亚组比较，上述指标差异亦有统计学意义(P<0.05)。见表4。

表4 高血压与对照组2个亚组动脉弹性比较

3 讨论

目前，临床上许多技术被用来评估高血压病人的主动脉弹性特点，包括脉搏波传导速度、CT、内径或面积公式超声估测法、血管造影技术以及超声组织多普勒成像技术[11]。其中脉搏波传导速度容易受到血液黏滞度、血流动力学等的影响，上述其他技术方法评估高血压病人主动脉弹性的可用性、成本的限制也是潜在的缺点。

2D-STI是近年来发展起来的一种用来评估心脏器官损伤的第一线的超声定量成像工具，可以通过在心动周期内捕获一系列数字图像来较为准确地评价局部和整体心肌运动情况。与传统多普勒技术相比，STI实用性强、无角度依赖、可重复性好，同时可以从纵向、径向、圆周运动及旋转和扭转等多方面综合评价心肌运动[12-13]，因此可以提供评估生物力学特性的新方法。升主动脉应变(PaAS)通过相互作用在最大可测量横断直径水平上评估心脏周期中升主动脉的峰值横向变形-横径的横切面变形，技术上更快，无角度依赖，具有良好的重现性[14]。

大动脉弹性的降低是高血压发生、发展及并发症发生的促进因素。动脉弹性是指在单位压力作用下血管直径、面积或体积的变化，它由AD、ASI、动脉顺应性等特性反映。本研究显示，高血压病人主动脉随年龄的增长扩张度明显降低，ASI显著提高，随着年龄的增加，动脉壁为了适应其血流动力学的压力，动脉内径增大，管壁增厚，这是一种正常生理变化过程，再加上年长者由于身体各方面机能的衰退，血管硬化加速，弹性下降。有研究表明，人体内内皮细胞氧化亚氮(NO)可以调节大动脉僵硬度， 随着年龄的增长，内皮细胞NO会减少，逐渐导致内皮功能的异常，导致大动脉的弹性下降。本研究还显示，高血压老年亚组、非老年亚组主动脉弹性指标与对照组比较差异均有统计学意义。高血压在病理状态下，弹力纤维和胶原蛋白的比例失调，内膜脂类物质沉积，导致血管的纤维性硬化，僵硬度增加，导致血管弹性进一步降低。血压升高是主动脉弹性下降重要的加速因子，主动脉弹性受损常造成动脉硬化，并与多种心血管疾病息息相关[15]。Kim等[16]和Teixeira等[17]的研究结果表明了2D-STI分析的应变测量与公认的动脉僵硬参数有较好的相关性，本研究与已有研究结果相一致，显示了使用2D-STI评估高血压病人主动脉弹性的可行性。

综上所述，2D-STI作为一种无创的检查方法，评价动脉弹性无角度依赖、可重复性好，在评价老年高血压病人的升主动脉弹性方面有一定的临床价值。