应变及应变率预测子痫前期颈总动脉弹性功能的价值

薛 丹 袁丽君 段云友 张宇新 马 婧 侯 娜 邢长洋

子痫前期是妊娠期妇女特有的一种以高血压和蛋白尿为主要临床表现的综合征，其发病率约为3.7%～5.0%［1］，是导致孕产期和围生儿死亡的主要原因之一。目前公认的子痫前期最基本的病理生理特征为全身小动脉痉挛，但对较大血管的弹性功能是否异常研究较少。血管应变和应变率超声是在斑点追踪技术的基础上开发的检测动脉血管功能的技术，其主要测定动脉管壁长轴方向（径向）和横截面切线方向上（环向）的应变和应变率，可敏感反映血管形变能力。本研究旨在探讨应变及应变率预测子痫前期颈总动脉弹性功能的价值。

资料与方法

一、研究对象

选取2011年2月至2012年1月在我院门诊产检的单胎子痫前期孕妇30例（子痫前期组），年龄22～41岁，平均（28.92±5.56）岁，孕28～39周，平均孕（35.15±4.29）周；另选同期年龄、孕周与之匹配的35例单胎正常孕妇作为健康对照组，年龄21～40岁，平均（28.89±3.75）岁，孕28～39周，平均孕（34.11±3.69）周。子痫前期诊断标准［2］：妊娠20周后出现收缩压≥140 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）和（或）舒张压≥90 mm Hg伴24 h蛋白尿≥0.3 g，或随机蛋白尿（+）。排除合并与妊娠无关的心脏病，以及糖尿病、肾病、病毒性肝炎等。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有研究对象均签署知情同意书。

二、仪器与方法

1.仪器：使用百胜MyLab Twice彩色多普勒超声诊断仪，LA523探头，频率4～13 MHz；配有超声射频信号技术和内置数字化系统分析软件（QIMT和QAS），以及MyLab Desk分析工作站。

2.方法：受检者取平卧位，休息5 min后，常规显示左侧颈总动脉，获取颈总动脉长轴切面。启用QIMT技术，将参考线放置在颈膨大处，取距此参考线1 cm以远颈总动脉作为感兴趣区域，长度15 mm。实时测量左侧颈总动脉6个心动周期的内-中膜厚度（IMT），当标准差≤15μm后冻结图像，取平均值作为受检者最终血管IMT值。然后启用QAS功能，系统自动定量检测6个心动周期，取平均值，计算血管弹性指标，包括颈总动脉扩张系数（DC）、血管僵硬度（β）、脉搏波传播速度（PWV）、动脉增强压（AP）等。启动应变追踪（X-strain）模式，获取同一位置血管图像，实时跟踪、描记血管壁运动轨迹，长轴切面将取样线置于血管后壁，短轴切面同时描记血管内膜及外膜，仪器自动计算该处颈总动脉应变及应变率值，即血管内膜环向应变及应变率（EN-CS、EN-CSR），外膜环向应变及应变率（EP-CS、EP-CSR），径向应变及应变率（RAD-S、RAD-SR）。以上操作均由两名经验丰富的超声医师完成。所有数据均重复测量3次取其平均值。

三、统计学处理

应用SPSS 22.0统计软件，计量资料以±s表示，两组比较行t检验。相关性分析采用Pearson相关分析法。绘制受试者工作特征（ROC）曲线分析应变及应变率对子痫前期颈总动脉弹性功能降低的诊断效能。P＜0.05为差异有统计学意义。

结果

一、两组一般资料比较

子痫前期组体质量指数、收缩压、舒张压及平均动脉压均高于健康对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；两组年龄、孕周及体表面积比较差异均无统计学意义。见表1。

表1 两组一般资料比较（±s）

表1 两组一般资料比较（±s）

1 mm Hg=0.133 kPa

组别子痫前期组健康对照组t值P值平均动脉压（mm Hg）107.53±10.5587.53±9.637.600＜0.001年龄（岁）28.92±5.5628.89±3.751.3980.168孕周（周）35.15±4.2934.11±3.690.9200.541体质量指数（kg/m2）27.47±3.7725.85±2.532.5840.012体表面积（m2）1.73±0.151.69±0.111.5380.130收缩压（mm Hg）133.55±14.23111.43±13.536.275＜0.001舒张压（mm Hg）95.82±10.6575.23±9.347.341＜0.001

二、两组左侧颈总动脉应变参数比较

子痫前期组EN-CS、EN-CSR、RAD-SR均较对照组减低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；两组颈总动脉EP-CS、EP-CSR、RAD-S比较差异均无统计学意义。见图1，2和表2。

表2 两组颈总动脉应变及应变率比较（±s）

表2 两组颈总动脉应变及应变率比较（±s）

EN-CS、EN-CSR：血管内膜环向应变、应变率；EP-CS、EP-CSR：血管外膜环向应变、应变率；RAD-S、RAD-SR：血管径向应变、应变率

组别子痫前期组健康对照组t值P值RAD-SR（s-1）0.81±0.331.60±0.844.333＜0.001 EN-CS（%）5.31±2.386.64±1.133.1190.003 EN-CSR（s-1）0.67±0.270.89±0.193.837＜0.001 EP-CS（%）5.62±2.765.21±1.370.6310.531 EP-CSR（s-1）0.61±0.240.69±0.181.4290.159 RAD-S（%）5.94±2.956.13±5.920.2070.837

图1 子痫前期组左侧颈总动脉应变及应变率曲线图

三、子痫前期组左侧颈总动脉应变及应变率与弹性指标的相关性

子痫前期组EN-CS、EN-CSR、EP-CS、EP-CSR、RAD-S、RAD-SR均与PWV、β、IMT呈负相关（均P＜0.05），均与DC、AP呈正相关（均P＜0.05）。见表3。

表3 子痫前期左侧颈总动脉应变及应变率与弹性指标相关性

图2 健康对照组左侧颈总动脉应变及应变率曲线图

四、应变、应变率及PWV预测子痫前期颈总动脉弹性功能降低的价值

ROC曲线分析显示，应变、应变率及PWV可预测子痫前期颈总动脉弹性功能降低，其中RAD-SR的曲线下面积最大，为0.84，95%可信区间为（0.7396～0.9407）；以0.56 s-1为截断值，其特异性为82%，敏感性为74%。PWV的曲线下面积及95%可信区间为0.68（0.5324～0.8231），以7.30 m/s为截断值，其特异性为68%，敏感性为70%。EN-CS的曲线下面积及95%可信区间为0.74（0.5989～0.8869），以4.30%为截断值，其特异性为96%，敏感性为48%；EN-CSR的曲线下面积及95%可信区间为0.75（0.6120～0.8778），以0.39 s-1为截断值，其特异性为82%，敏感性为57%。见图3。

图3 应变、应变率及PWV预测子痫前期颈总动脉弹性功能降低的ROC曲线图

讨论

子痫前期是妊娠与高血压病并存的疾病，其基本病理生理变化是全身小血管痉挛、内皮损伤及局部缺血，至今病因不明，但该病在胎盘娩出后常很快缓解或可自愈［2］。超声作为一种无创、无辐射、方便的检查手段，不仅可以显示形态结构异常，还可以提供血管弹性及应变指标，为子痫前期孕妇血管功能提供多维评估信息。由于应变和应变率成像具有很高的时间和空间分辨力，故可应用应变和应变率成像评价动脉壁的运动情况，直接反映局部动脉壁真正弹性，且无角度依赖性［3］。此外，传统评价血管顺应性及僵硬度的指标如PWV、增强指数（AIx）等是一种间接评价血管僵硬度的指标，影响因素较多［4-5］。从解剖结构上的变化来说，普通高血压病可能主要是内中膜增厚甚至是斑块导致血管弹性降低，而子痫前期孕妇的病理基础是血管内皮细胞受损导致全身小动脉痉挛，可能解剖结构无显著变化，因此传统的弹性指标可能不如应变那么适合此类人群。本研究采用X-strain检测的血管环向应变、应变率可直接反映颈总动脉横断面管壁在切线方向上的弹性变化，能够更好地反映颈总动脉局部管壁的真实弹性功能。

子痫前期孕妇血压升高时由于机械应力增加与/或促肥厚性体液因素活化增强，导致血管肥厚与细胞外基质中胶原累积［6］。动脉的早期损伤，主要因内皮细胞损伤而引起动脉内皮依赖性和非内皮依赖性舒张功能异常，若血压持续升高，则动脉内膜受损，中膜平滑肌大量增生而使管壁增厚［7］。本课题组前期研究［8］发现，妊娠期高血压病孕妇颈总动脉IMT显著高于健康对照者，其血管弹性降低，僵硬度增加，各项血管硬度指标PWV、AIx等均升高，差异均有统计学意义（均P＜0.01）。本研究结果显示子痫前期组EN-CS、EN-CSR及RAD-SR均较健康对照组降低，差异均有统计学意义（均P＜0.01），说明子痫前期弹性血管的应变及应变率降低，尤其是内膜环向应变及应变率，提示子痫前期颈总动脉不仅血管弹性降低，其形变能力也降低，这可能是该类孕妇将来心血管疾病发生风险明显增高的重要原因之一。本研究结果还显示，子痫前期组颈总动脉EN-CS、EN-CSR、EP-CS、EP-CSR、RAD-S、RAD-SR均与PWV、β、IMT呈负相关（均P＜0.05），均与DC、AP呈正相关（均P＜0.05），说明颈总动脉应变指标尤其是环向应变与血管弹性指标显著相关，提示子痫前期血管形变能力降低可能与血管僵硬度增加有关。

本研究ROC曲线分析显示，RAD-SR的曲线下面积最大，明显高于PWV（0.84 vs.0.68），且敏感性和特异性均有提高（74% vs.70%、82% vs.68%），说明其对子痫前期颈总动脉弹性功能降低的判断价值最大。EN-CS、EN-CSR也具有一定的判断价值，曲线下面积（0.74、0.75）均高于PWV，且特异性较好，但其敏感性略低于PWV，这可能是因为其数值范围较小，组间区分度较差。与应变及应变率比较，PWV具有中等程度的判断价值，从技术上讲，其图像采集难度与颈总动脉应变及应变率相当，但其无需后处理即可测得，因此在无法进行颈总动脉应变及应变率测量时，可以采用PWV进行预判，其敏感性略高于EN-CS、EN-CSR。总之，应变及应变率可用于评估子痫前期颈总动脉弹性功能降低，且优于传统的弹性指标。

本研究局限性：①病例数偏少，且未对妊娠期高血压病严重程度进行详细分类和比较分析；②仍需对子痫前期孕妇分娩后颈动脉血管应变及弹性指标进行随访观察，为进一步了解其血管病理改变和预测心血管事件发生提供更多信息。

综上所述，子痫前期颈总动脉血管环向应变及径向应变率均降低，且与血管弹性指标显著相关。颈总动脉应变及应变率可用于预测子痫前期血管弹性功能降低，且优于传统的弹性指标。