超极速脉搏波技术在肾功能异常患者颈动脉弹性衰退定量评估中的应用价值

沈碧潇，朱正球，张心怡，何姗姗，马学慧，刘福明，邹冲，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.心内科，3.GCP中心，江苏 南京 210029)

动脉硬化是肾损伤的独立危险因素[1]，而脉搏波传导速度(pulse wave velocity,PWV)是目前反映动脉硬化程度的“金标准”[2]。不仅如此，PWV的增高目前已被视作肾脏靶器官损害评估的重要指标，与最终心血管事件的发生密切相关[3]。然而，既往检测PWV的相关技术如颈-股脉搏波技术，存在距离测量误差较大、检测方法及标准不统一等问题，使得其结果可重复性及稳定性均难以让人满意。超极速脉搏波(ultrafast pulse wave velocity,ufPWV)作为一种新型的超极速超声成像技术，通过实时(2 000帧·s-1)测量颈动脉PWV从而定量检测动脉血管局部弹性的变化[4]。本研究利用ufPWV技术定量评估颈动脉弹性并分析其与预估肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate，eGFR)之间的相关性，探讨该技术在肾功能异常患者颈动脉弹性评估中的应用价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2016年1月至2019年12月于我院体检或住院并最终行ufPWV检测的患者为研究对象。收集所有患者的病史及一般资料，记录性别、年龄、体重指数(body mass index，BMI)、收缩压、舒张压及血生化指标如甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)、总胆固醇(TC)、空腹血糖(GLU)、血肌酐(Scr)、尿素(UREA)、尿酸(UA)等数据，并根据公式计算出eGFR[5]。纳入标准：年龄>18岁，双侧颈动脉内中膜及脉搏波相关参数均能够成功测量；排除标准:6个月内曾发生心脑血管事件者，恶性肿瘤患者，患有严重的神经系统疾病、自身免疫性疾病、传染性疾病者，妊娠、哺乳期妇女，先天性肾畸形、肾疾病或肾缺如患者，肾移植患者，透析患者，肝功能异常患者，合并糖尿病或甲状腺功能异常者，其他情况导致无法配合调查者。共纳入495例患者，平均年龄(55.2±14.4)岁，其中男260例，女235例。根据美国肾脏基金会在2002年制订的《K/DOQI慢性肾脏病临床实践指南》[6]中的标准依据eGFR(ml·min-1·1.73 m-2)将研究对象分为两组：肾功能异常组90例(eGFR<60 ml·min-1·1.73 m-2且最近3个月病情稳定)，肾功能正常组405例(eGFR≥60 ml·min-1·1.73 m-2)。所有入组受试者均签署知情同意书，本研究通过我院伦理委员会审查。

1.2 仪器与方法

采用法国声科Supersonic AixPlorer彩色多普勒超声诊断仪，探头选用SL10-2(频率2.0～10.0 MHz)，选择PWV模式。患者取平卧位，微抬下颌，先行颈动脉常规二维扫查，在颈总动脉长轴切面清晰显示血管前后壁内中膜，注意选取颈总动脉平直段并尽量避开动脉粥样硬化斑块位置，仪器自动测量颈总动脉后壁内中膜厚度(carotid intima-media thickness，cIMT)，重复测量3次取平均值；随后指导患者屏气，探头不施压，图像稳定后点击PWV按键，系统自动测得收缩起始脉搏波速度(pulse wave velocity-beginning of systole,PWV-BS)、收缩结束脉搏波传导速度(pulse wave velocity-ending of systole,PWV-ES)，同时Δ<1.0 m·s-1视为有效测量(图1)。每位受试者同侧颈总动脉均重复有效测量3次，并取平均值，取双侧颈总动脉测值的均值为该个体最终测值，留存数据及图像，待后续分析。

A.二维超声图cIMT自动描线测量；B.颈总动脉ufPWV测量参数：PWV-BS、PWV-ES分别为4.87、5.57 m·s-1

1.3 统计学处理

采用SPSS 22.0统计软件进行数据分析。计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验，若两组方差齐性检验P<0.05，则采用校正后独立样本t检验；分类资料组间比较采用卡方检验；相关性采用Pearson相关分析。采用Logistic逐步回归分析筛选肾功能异常的影响因素，以PWV-ES为自变量，加入性别、UREA、UA、LDL、年龄等变量进行校正，并计算其优势比(odds ratio，OR)值及95%置信区间(confidence interval，CI)。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组患者一般资料比较

肾功能正常组和肾功能异常组的性别、年龄、血压、TG、LDL、HDL、GLU、Scr、eGFR、UEAR、UA、cIMT、PWV-ES差异均有统计学意义(均P<0.05)，两组间BMI、TC、PWV-BS差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组基线资料的比较

2.2 cIMT、PWV- BS、PWV- ES与年龄的相关性

肾功能正常组年龄与PWV-ES(r=0.657，P<0.001)的相关性显著优于cIMT(r=0.618，P<0.001)及PWV-BS(r=0.310，P<0.001)；肾功能异常组年龄与PWV-ES(r=0.400，P<0.001)的相关性亦显著优于cIMT(r=0.350，P<0.001)及PWV-BS(r=0.110，P=0.303)，见图2。

2.3 eGFR与cIMT、PWV- BS、PWV- ES的相关性

肾功能正常组eGFR与PWV-ES(r=0.413，P<0.001)的相关性显著优于cIMT(r=0.379，P<0.001)及PWV-BS(r=0.159，P<0.001)；肾功能异常组eGFR与cIMT(r=0.248，P=0.018)存在相关性，但eGFR与PWV-BS(r=0.130，P=0.222)及PWV-ES(r=0.059，P=0.582)均无相关性。见图3。

2.4 PWV- ES增高预测肾损伤的逻辑回归分析

逻辑回归分析显示，PWV-ES增高可作为评估肾功能损害的危险因素(Model 1：OR=1.265，P<0.001)；在校正了性别、UREA、UA及LDL后，PWV-ES可独立于上述因素并能成功预测发生肾功能损害的风险(Model 2：OR=1.262，P=0.005)；但该因子的预测价值不能独立于年龄因素而存在，表现出较强的年龄依赖性(Model 3：OR=0.933，P=0.535)。

3 讨 论

慢性肾脏病(CKD)发病率高，全球患病率约13.4%，且预后差，仅仅需肾脏替代治疗的终末期肾病患者就达490.2万～708.3万[7]。据报道，约50%的CKD患者死于CKD相关心血管事件[8]。CKD及肾功能损伤是心血管疾病和心血管事件发生的独立危险因素，而心血管疾病相关的动脉硬化又可进一步促进CKD及肾功能损伤的发生发展，二者形成恶性循环，严重威胁着患者的预后及生活质量[8]。因此，如何早期发现并准确评估CKD患者动脉硬化的进展，是目前降低肾功能衰竭和相关心血管事件发生风险的关键之一[9]。本研究证实，ufPWV技术是反映肾损伤患者颈动脉硬化的敏感手段，其指标PWV-ES增高可作为肾损伤发生风险可能的危险因素。

肾脏是一个代偿功能极其强大的脏器。既往研究表明，当出现eGFR下降时，至少有50%以上的肾单位已发生损伤[10]。故而，eGFR这一临床常用指标对肾代偿能力耗竭之前的肾损害即早期肾损害的评估往往显得无能为力。研究显示，正常的肾脏储备能力或代偿能力会随着年龄的不断增长而持续降低。本研究发现，肾功能正常组和肾功能异常组的cIMT及PWV-ES均有显著差异；但与年龄的相关性分析显示，无论在肾功能正常组还是肾功能异常组，PWV-ES与年龄的相关性均显著优于PWV-BS及cIMT，与既往的研究[11]相符。这说明PWV-ES是一种敏感的动脉硬化进展评估方法，对于肾代偿能力耗竭之前的肾损害评估可能具有潜在的应用价值。

A、B、C分别为肾功能正常组年龄与cIMT、PWV-BS及PWV-ES的相关性分析散点图；D、E、F分别为肾功能异常组年龄与cIMT、PWV-BS及PWV-ES的相关性分析散点图

表2 逐步逻辑回归分析PWV-ES增高预测肾功能损害的风险

进一步与eGFR的相关性分析显示，在肾功能正常组，PWV-ES与eGFR的相关性显著高于PWV-BS及cIMT；而在肾功能异常组，PWV-ES、PWV-BS与eGFR均无显著相关性。这可能是因为：(1)肾功能异常组的样本量偏小；(2)本课题组前期研究[11]证实，PWV-ES的值存在某种“上限”，即其值不会随着动脉硬化程度的增加而无限增高；(3)随着肾损伤的进展，会出现很多混杂因素的影响，如长期用药、血压增高、贫血等，均可导致上述结果。这也提示我们，ufPWV技术应用于肾功能正常人群，包括肾储备能力衰退但肾功能仍正常的人群，可能较肾功能明显损害或肾功能衰竭人群更加敏感及可靠。另外，一旦出现明显的肾损伤，有大量的实验室指标如eGFR、UREA、尿蛋白、Scr等可以用于检测，但对于早期的隐形肾损伤临床缺乏相关的检测指标，故该技术在其中可能具有一定的应用价值。最后，本研究的逻辑回归分析显示，PWV-ES增高是肾功能损害的潜在危险因素，并且独立于性别、UREA、UA及LDL等常见动脉硬化危险因素，但具有一定年龄依赖性，这提示我们在应用该技术时，使用年龄个体化的诊断阈值可能较固定阈值更加科学合理。

综上所述，ufPWV技术可定量评价肾功能异常患者颈动脉的弹性衰退，其代表性参数PWV-ES增高可作为肾损伤发生可能的危险因素，提示其在CKD及肾损害发生发展及临床评估中可能具有潜在应用价值。