速度向量成像技术评价不同心血管危险分层的维持性血液透析患者颈动脉弹性的研究

张振，夏纪筑，王文渊，彭雪莲，黄志强，欧三桃

（1.西南医科大学附属医院1.超声医学科，2.肾内科，四川泸州 646099）

慢性肾脏疾病（chronic kidney disease, CKD）一直以来都威胁着人类的健康，在高龄、糖尿病、高血压、环境等诸多因素的影响下，终末期肾衰竭患者的人数不断增加，成为人们日益关注的焦点。维持性血液透析（maintenance hemodialysis,MHD）是终末期肾衰竭患者治疗的主要选择，能延长其寿命，提高其生活质量，但心血管疾病是维持性血液透析患者的主要死因之一[1]。近年来，速度向量成像（velocity vector imaging, VVI）技术广泛应用于颈动脉弹性评价的研究。因此，本研究通过VVI 技术评价不同心血管危险分层的MHD 患者颈动脉弹性功能，探讨其在MHD 患者心血管危险分层中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2019年7月—2020年1月于西南医科大学附属医院血液透析中心行规律血液透析治疗的终末期肾衰竭患者100 例。其中，男性65 例，女性35 例；年龄21～82 岁，平均（53±14）岁；透析时间6～175 个月，平均（41.32±33.83）个月；原发疾病：肾小球肾炎54 例，高血压肾病18 例，糖尿病肾病19 例，多囊肾病2 例，痛风肾病3 例，梗阻性肾病4 例。根据MHD 患者的临床资料，对其进行弗雷明汉风险评分[2]，预测MHD 患者10年心血管疾病的患病风险，根据总分将其分为低危组（＜10%）54 例、中危组（10%～20%）30 例和高危组（＞20%）16 例。所有患者在本中心透析均采用FX80或TORAY1.5T 透析器和碳酸氢盐透析液，透析液流量为500 mL/min，血流量为220～300 mL/min。同期选取本院40 例年龄和性别相匹配的健康志愿者作为对照组。其中，男性25 例，女性15 例；年龄24～70 岁，平均（43±17）岁；均经体检排除高脂血症、糖尿病、高血压、心脑血管疾病、肝肾疾病等。

1.2 方法

1.2.1 仪器与方法采用西门子ACUSON 超声诊断仪（型号：SC2000，德国西门子公司），受检者取仰卧位，充分暴露颈部，头偏向诊断仪对侧，在颈总动脉分叉下方10～15 mm 处，调节二维图像，嘱受检者屏住呼吸，采集颈动脉短轴动态二维图像，若有斑块则避开，采集3 个心动周期，并储存。采集图像时注意探头勿加压，并保持探头的稳定，同时在该处二维图像上采集并记录颈动脉内-中膜厚度（intima-media thickness, IMT）、收缩期峰值血流速度（peak systolic velocity, PSV）、舒张末期血流速度（end diastolic velocity, EDV）、阻力指数（resistanc index,RI）。

1.2.2 VVI 图像分析通过西门子超声诊断仪配套的VVI 工作站分析颈动脉短轴二维图像，选择内膜清晰的切面，紧贴血管内膜顺时针手动描记颈动脉管壁，软件自动将管壁分为前壁、前外侧壁、后外侧壁、后壁、后内侧壁、前内侧壁6 个节段，VVI 软件自动跟踪分析得出整体圆周应变（circumferential strain, CS）、圆周应变率（circumferential strain rate,CSR）及6 个节段的CS、CSR 曲线，本研究采用的是整体的CS、CSR 及血管面积改变率（ΔS）作为颈动脉弹性参数；ΔS 定义为血管横截面积（cross sectional area, CSA）的最大值和最小值的百分比改变；在超声检查完成后测量右上肢肱动脉血压，测量3 次并取平均值；考虑脉压差（PP）对颈动脉应变的影响，对CS 进行校正，即CS/PP。

1.3 统计学方法

数据分析采用SPSS 25.0 统计软件。计量资料以均数±标准差（±s）或中位数和四分位数[M（P25，P75）]表示，比较用方差分析或H检验，进一步两两比较用LSD-t检验或Kruskal-WallisH检验；相关性分析用Spearman 法；绘制受试者工作特征（ROC）曲线。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组常规超声参数比较

低危组、中危组、高危组及对照组的RI、PSV、EDV 及IMT 比较，经方差分析或H检验，差异有统计学意义（P＜0.05）；进一步两两比较，与对照组比较，低危组、中危组、高危组EDV 减缓、IMT 增加（P＜0.05），中危组、高危组RI 升高（P＜0.05）；与低危组比较，中危组、高危组IMT 增加（P＜0.05），高危组EDV 减缓（P＜0.05）；高危组的PSV 低于对照组、低危组及中危组（P＜0.05）。见表1。

表1 各组常规超声参数比较 （±s）

表1 各组常规超声参数比较 （±s）

注：①与对照组比较，P ＜0.05；②与低危组比较，P ＜0.05；③与中危组比较，P ＜0.05。

组别对照组低危组中危组高危组F/H 值P 值IMT/[cm，M（P25，P75）]0.63（0.59，0.74）0.75（0.67，0.78）①0.82（0.78，0.91）①②0.85（0.79，0.96）①②54.586 0.000 n PSV（m/s，images/BZ_14_1613_369_1635_425.png±s）EDV/（m/s，images/BZ_14_1613_369_1635_425.png±s）40 54 30 16 RI 0.71±0.08 0.74±0.11 0.80±0.21①0.77±0.07①15.079 0.002 0.63±0.12 0.61±0.16 0.61±0.11 0.50±0.14①②③3.384 0.020 0.23±0.08 0.16±0.05①0.15±0.04①0.12±0.04①②20.312 0.000

2.2 各组VVI技术参数比较

低危组、中危组、高危组及对照组的CS、CSR、ΔS、CS/PP 比较，经方差分析，差异有统计学意义（P＜0.05）；两两比较，与对照组比较，低危组、中危组、高危组CS、CSR、ΔS、CS/PP 降低（P＜0.05）；与低危组比较，中危组、高危组CS、CSR、ΔS、CS/PP 降低（P＜0.05）；中危组和高危组的CS、CSR、ΔS 比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；中危组和高危组的CS/PP 比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 各组VVI技术参数比较 （±s）

表2 各组VVI技术参数比较 （±s）

注：①与对照组比较，P ＜0.05；②与低危组比较，P ＜0.05；③与中危组比较，P ＜0.05。

组别对照组低危组中危组高危组F 值P 值CS/PP 0.10±0.04 0.07±0.03①0.05±0.02①②0.02±0.01①②③29.540 0.000 n 40 54 30 16 ΔS/%12.24±3.74 9.07±3.69①6.97±3.22①②5.56±2.11①②20.262 0.000 CS/%4.97±1.98 3.74±1.53①2.49±1.47①②1.63±0.65①②22.957 0.000 CSR/s 0.16±0.04 0.13±0.04①0.10±0.03①②0.09±0.05①②15.557 0.000

2.3 颈动脉常规超声参数与VVI技术参数的相关性

Spearman 相关分析结果显示，颈动脉常规参数IMT 与CS、CSR、ΔS、CS/PP 呈负相关（rs=-0.452、-0.397、-0.464 和-0.540，均P=0.000）；PSV 与CS、CSR、ΔS、CS/PP 呈正相关（rs=0.293、0.267、0.384和0.266，均P=0.000）；EDV 与CS、CSR、ΔS、CS/PP呈正相关（rs=0.334、0.342、0.390 和0.426，均P=0.000）；RI 与CS/PP 呈负相关（rs=0.214，P=0.011），但RI 与CS、CSR、ΔS 无关（rs=-0.086、-0.156 和-0.117，P=0.311、0.065 和0.170）。

2.4 VVI技术参数与心血管危险分层的相关性

根据Spearman 相关分析结果显示，MHD 患者CS、CSR、ΔS、CS/PP 与心血管危险分层呈负相关（rs=-0.388、-0.529、-0.560 和-0.397，均P=0.000）。

2.5 VVI技术参数评价高危型MHD患者颈动脉弹性的预测价值

将MHD 患者的低危组与中危组合为一组，高危组为另一组。CS、CSR、ΔS、CS/PP 的ROC 曲线结果显示：CS 的ROC 曲线下面积为0.826（95% CI：0.738，0.895），敏感性为78.6%（95% CI：0.683，0.868），特异性为81.3%（95% CI：0.544，0.960）；CSR 的ROC 曲线下面积为0.712（95%CI：0.613，0.798），敏感性为48.8%（95% CI：0.377，0.600），特异性为87.5%（95%CI：0.617，0.984）；ΔS 的ROC 曲线下面积为0.743（95% CI：0.645，0.825），敏感性为53.6%（95% CI：0.424，0.645），特异性为87.5%（95% CI：0.617，0.984）；CS/PP 的ROC 曲线下面积为88.8%（95% CI：0.810，0.943），敏感性为81.0%（95% CI：0.709,0.887），特异性为87.5%（95% CI：0.617，0.984）。见图1。

图1 VVI技术参数评价高危型MHD患者颈动脉弹性的ROC曲线

3 讨论

尽管透析技术在不断提高，但心血管疾病仍是MHD 患者主要死亡原因之一，是决定其预后的重要因素[3-4]。弗雷明汉风险评分是临床心血管疾病危险评分和筛查的工具，根据评分可预测未来10年发生心血管事件的风险。有研究[5]认为弗雷明汉风险评分是MHD 患者发生心血管事件的独立危险因素。动脉粥样硬化是一个慢性炎症的过程，是心血管疾病的早期改变及其发展的关键环节，其中颈动脉反映了全身大血管粥样硬化的情况。超声检查是诊断、评估颈动脉粥样硬化的常用方法。

在常规超声参数中，IMT 是临床对颈动脉粥样硬化评价的最常用指标，与弗雷明汉风险评分有相关性[2]。IMT 增厚是反映早期动脉粥样硬化的标志[6]，是心血管事件的独立预测因子[7]。本研究结果显示MHD 患者IMT 较正常人增厚明显，与SHAKERI 等[8]研究结果一致，尤其是伴有糖尿病患者[9]。IMT 在中危组与高危组之间无差异，说明IMT 在中危组和高危组的心血管事件预测上存在一定的局限性。RI、PSV、EDV 为评价颈部血管外周循环阻力及血流灌注稳定性的重要指标，PSV、EDV 在低危组和中危组中无差异，RI 在低危组和对照组中无差异，说明其对MHD 患者心血管疾病预测作用有限。但PSV、EDV 与ΔS、CS、CSR、CS/PP 呈正相关，颈动脉血流参数在一定程度上与VVI 技术参数对颈动脉的评价一致。

VVI 技术是评价颈动脉的新技术[10]，既往多应用于心肌运动的研究，基于二维斑点追踪，通过二维超声像素的振幅和相位信息反映组织弹性等生物力学特性[11]。大动脉由于受心脏收缩和舒张的影响，在圆周方向呈伸长或缩短变化，又称弹性动脉，根据这种形态改变的特点，通过VVI 技术检测动脉壁的运动速度、CS、CSR 来反映颈动脉弹性变化，具有实时、无角度依赖、操作简便、重复性好等优点。对颈动脉弹性评价的超声检测技术较多，各项新技术尚缺乏统一的诊断标准。而近年来，国内外已有学者将VVI 技术应用于对颈动脉弹性评价的研究，获得颈动脉管壁形态改变的量化参数，用来反映颈动脉弹性改变，可以用于动脉粥样硬化的早期检测[12]，是评价血管弹性的良好指标[13]。年龄、脉压是颈动脉应变最重要的决定因素[14]。通过VVI 技术对正常人的颈动脉特性进行评估，认为左颈总动脉6 个节段的峰值CS、CSR 等VVI技术参数在30 岁时出现改变，随着年龄的增长而更加明显[15]。本研究低危组、中危组、高危组的ΔS、CS、CSR、CS/PP 较对照组低；相较于低危组，中危组和高危组ΔS、CS、CSR、CS/PP 也明显降低；CS/PP 在中危组和高危组之间有差异，说明VVI 技术参数能有效地评价不同心血管危险层的颈动脉弹性改变。

本研究中VVI 技术参数ΔS、CS、CSR、CS/PP 与MHD 患者心血管危险分层相关，ROC 曲线得出ΔS、CS、CSR、CS/PP 对临床评估高危型MHD 患者具有一定的预测价值，其中CS/PP 的敏感性、特异性分别为81.0%、87.5%，价值较高。因此，VVI 技术评价不同心血管危险分层的MHD 患者颈动脉弹性改变，可以为临床干预心血管事件提供新的影像学证据。在MHD 患者中，由于受高龄、高血压、血脂代谢紊乱、营养不良、氧化应激、微炎症反应状态等危险因素影响[16-17]，内皮功能易受损，导致动脉粥样硬化，加速了心血管事件的发生。在MHD 患者颈动脉出现粥样硬化改变，导致颈动脉弹性下降的同时，可能没有伴随IMT 的改变。FAVREAU 等[18]通过研究动脉硬化闭塞症的小鼠模型，发现动脉壁应变早于内膜增生。VVI 技术参数ΔS、CS、CSR、CS/PP 与IMT 呈负相关，二者均能有效地评估颈动脉粥样硬化。相较于IMT 偏向于评价颈动脉形态学改变，VVI 技术参数能够有效地反映颈动脉的弹性改变，更加敏感地评价颈动脉功能的亚临床状态，因此，VVI 技术能早期发现MHD 患者颈动脉弹性改变，有效地评价不同心血管危险分层患者的颈动脉弹性变化。

本研究不足之处：①本研究随访时间较短，MHD 患者在药物等相关治疗后VVI 技术参数变化情况尚不清楚，有待长期随访观察。②本研究病例数较少，有待加大样本量，且透析龄是MHD 患者心血管疾病死亡的危险因素[19]，未将透析龄纳入分组标准，故需改进后进一步探究不同透析龄的高血压患者颈动脉弹性的改变在心血管危险分层的价值。

综上所述，VVI 技术能较好地评价不同心血管危险分层的维持性血液透析患者颈动脉弹性变化，其参数与心血管危险分层相关，为临床干预提供新的影像学证据。