超极速脉搏波技术定量评估颈动脉弹性及其与肝脂肪变性指数的相关性

孙红叶，朱正球，王银萍，马学慧，沈碧潇，刘福明，邹 冲，黄 辉

1江苏省中医院/南京中医药大学附属医院超声医学科，江苏 南京 210029

2江苏省中医院/南京中医药大学附属医院心内科，江苏 南京 210029

3江苏省中医院/南京中医药大学附属医院GCP中心，江苏 南京 210029

肝脂肪变性所导致的肝脏代谢异常是胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）、2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）及动脉粥样硬化等疾病的重要病因[1]。肝活检是诊断肝脂肪变性及非酒精性脂肪性肝病（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）的金标准，但其属于有创检查，且可发生并发症和采样误差，临床难以广泛应用[2-3]。近年来，肝脂肪变性指数（hepatic steatosis index，HSI）[4]逐渐成为替代评估肝脂肪变性的可靠指标，其由天冬氨酸转氨酶（aspartate aminotransferase，AST）、丙氨酸转氨酶（alanine aminotransferase，ALT）、体 重 指 数（body mass index，BMI）、性别等组成，即HSI＝8×（ALT/AST）+BMI，其中，女性HSI+2，糖尿病HSI+2。研究显示，HSI可准确评估NAFLD及肝脂肪变性的进展[5]。然而，成年人的HSI指数是否可用于评估动脉粥样硬化的进展，目前仍所知甚少。脉搏波传导速度（pulse wave velocity，PWV）是反映动脉粥样硬化的经典指标，通过检测心脏搏动射血产生的沿动脉传播的压力波传导速度间接反映动脉的僵硬程度[6]。超极速脉搏波（ultrafast pulse wave velocity，ufPWV）技术采用超快速瞬时拍照技术，具有极高的采样帧频，与传统PWV技术相比，极大减少了时间、距离等测量误差，结果具有更好的稳定性及可重复性[7]。因此，本研究分析ufPWV技术评估颈动脉弹性并探讨其与HSI的相关性，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2018年1月至2021年9月江苏省中医院/南京中医药大学附属医院体检者的临床资料。纳入标准：常规体检并行cIMT及ufPWV检测。排除标准：18岁以下青少年；妊娠期、哺乳期女性；合并恶性肿瘤；合并慢性病毒性肝炎或酒精性肝炎；有肝毒性药物史；伴肾功能不全；近半年内发生心脑血管事件；强直性脊柱炎或其他严重腰椎疾病无法平卧及测量。根据纳入与排除标准，最终共纳入336例体检者，其中，男性179例，女性157例；年龄19～86岁，平均（53±14）岁。根据所有体检者HSI中位值将其分为低HSI组（n＝168，HSI≤32.7）和高HSI组（n＝168，HIS＞32.7）。

1.2 病史采集及实验室检查

记录体检者的基本信息，如性别、年龄、身高等，静息状态下测量收缩压和舒张压，收集所有体检者的现病史及用药史。实验室检查：清晨空腹8～12 h后抽取静脉血，以3000 r/min离心5～10 min后分离血浆，测量甘油三酯、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoproteincholesterol，HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein-cholesterol，LDL-C）、尿酸、肌酐、尿素、血糖、AST、ALT。

1.3 cIMT、ufPWV检测方法

使用SL10-2探头的Aixplorer超极速超声成像系统，频率2～10 MHz，模式选择Vascular-Carotid，对每名体检者进行常规超声扫描，包括颈总动脉、颈动脉分叉处、双侧部分颈内动脉和颈外动脉。体检者取仰卧位，头部略微向对侧倾斜，保持探头稳定，不施压，嘱患者屏住呼吸5 s。选取颈总动脉平直部分，避开斑块区域，调整取样框宽约为1.5 cm，吻合度高于80%，使用Aixplorer工具自动测量颈动脉内-中膜厚度（carotid intima-media thickness，cIMT），获得3次连续cIMT测量值，取其平均值。cIMT测量后，激活超极速PWV模式，并自动测量出颈动脉的收缩起始脉搏波速度（pulse wave velocity at the beginning of systole，PWV-BS）及收缩末期脉搏波速度（pulse wave velocity at the end of systole，PWV-ES）。有效ufPWV采集被定义为同时显示PWV-BS、PWV-ES，且测量误差＜1.0 m/s，连续测量3次ufPWV，取其平均值。

1.4 统计学方法

应用SPSS 22.0软件对数据进行统计分析，符合正态分布且方差齐性的计量资料以（±s）表示，组间比较采用两独立样本t检验；非正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，组间比较采用Mann-WhitneyU检验；计数资料以n（%）表示，组间比较采用χ2检验；相关性评估采用Pearson相关性分析；采用多元线性回归方程分析HSI与PWV-ES的关系。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 cIMT及ufPWV成像情况

图1A示二维超声cIMT自动描述厚度为0.55mm，吻合度92%；图1B示ufPWV图像采集PWV-BS为7.70 m/s，PWV-ES为8.37 m/s。

图1 cIMT和ufPWV的代表性测值图

2.2 临床指标的比较

两组体检者性别、年龄、身高、体重、BMI、甘油三酯、血糖、尿素、收缩压、舒张压、cIMT、PWV-BS、PWV-ES比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。两组体检者LDL-C、HDL-C、总胆固醇、尿酸、肌酐水平比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。（表1）

2.3 ufPWV与HSI及各项临床指标的相关性

PWV-ES、PWV-BS与 年 龄、体 重、BMI、尿 酸、HSI、收缩压、舒张压、cIMT均呈正相关，与HDL-C均呈负相关，而PWV-ES还与甘油三酯、血糖、肌酐、尿素均呈正相关，且PWV-ES与各指标之间的相关性均高于PWV-BS（表2），故将PWV-ES作为ufPWV技术的代表性指标用于后续分析。

表2 PWV-ES、PWV-BS与各因素的相关性分析

2.4 多元线性逐步回归分析

以PWV-ES为因变量，将表1中两组体检者差异有统计学意义的性别、年龄、身高、体重、BMI、甘油三酯、血糖、尿素、收缩压、舒张压、cIMT作为自变量行多元线性逐步回归分析。逐步回归自动剔除身高、体重、BMI、甘油三酯、血糖、尿素、收缩压及cIMT，取得回归方程：PWV-ES（m/s）＝0.138×HSI+0.072×年龄（岁）+0.026×舒张压（mmHg）-0.391×性别（女性＝1，男性＝0）-1.396。最终结果显示，HSI增高可作为预测PWV-ES增高（动脉僵硬度增高）的危险因素，且其预测价值独立于年龄、舒张压、性别（P＜0.05）（表3）。

表1 两组体检者临床指标的比较

表3 以PWV-ES为因变量的多元线性逐步回归分析（n＝336）

3 讨论

PWV是反映动脉弹性的经典指标，在心血管危险分层中具有重要的预测价值[8]。2007年欧洲高血压学会（European Society of Hypertension，ESH）/欧洲心脏病学会（European Society of Cardiology，ESC）高血压指南已将其列为动脉血管弹性功能评价的金标准。然而，既往PWV测量方法存在明显的局限性[9-10]，如颈-股动脉PWV（carotid-femoral PWV，cfPWV）和臂-踝动脉PWV（brachial-ankle PWV，baPWV），以动脉的体表距离除以脉搏波传递时间来测算出PWV，但其距离测量偏差大，时间算法复杂，且受检查者经验影响明显，导致测值稳定性差，在临床应用受限。近年来，ufPWV是无创检测动脉弹性功能的新技术，以每秒高达2000帧的速度记录动脉壁的细微运动过程，并精确计算出脉搏波瞬时通过取样框的速度，通过单次采集即可测量颈动脉PWV[11]。研究发现，ufPWV测值具有较高的可重复性[12]，通过PWVES的动态变化对缺乏心血管危险因素的人群可实现早期动脉粥样硬化的精准化评估，提示ufPWV技术是定量评估动脉弹性的新型有效手段[13]。

研究显示，肝脂肪变性可能在早期动脉粥样硬化的发生中起到重要作用[14]。肝脂肪变性定量评估多依赖于腹部计算机断层扫描（computer tomography，CT）、磁共振等影像学方法，但CT、磁共振操作复杂且价格较贵，不易用于筛查和大范围应用。而HSI评估模型通过测量患者常见临床参数，即可对肝脂肪变性进行预测评估，准确性良好，而且操作简单[15]。本研究显示，PWV-ES与年龄、收缩压、HSI值均有显著相关性（r＝0.626、0.433、0.428，P＜0.05）。HSI水平越高，肝脂肪变性越明显，肝脏脂肪酸代谢增加，细胞内脂质中间体过度积累，进而导致IR，而IR可通过氧化应激、糖毒性、脂毒性等途径引起内皮细胞功能障碍、纤溶系统受抑制、凝血系统激活，导致脂质沉积、血栓形成和血管平滑肌增生，进而导致动脉粥样硬化[16]。为了进一步阐述HSI和PWV-ES之间的相关性，本研究以PWV-ES为因变量，以体检者临床特征和实验室指标为自变量进行多元线性回归分析，结果显示，增高的HSI、PWV-ES和颈动脉弹性衰退存在显著的相关性，且该相关性经年龄、性别及舒张压校正后依然存在。此外，随着年龄增长，基础代谢降低，甘油三酯在肝细胞内过多积聚，合成与分泌平衡发生紊乱，发生肝脂肪变性的风险增加[17]，本研究中，低HSI组的年龄显著低于高HSI组患者，年龄、血压是影响动脉粥样硬化的关键因素。本研究结果显示，高HSI组体检者的收缩压、舒张压、cIMT均显著高于低HSI组体检者，提示肝脂肪变性与高血压及动脉粥样硬化进展显著相关，与Bloomgarden[18]研究结果一致。

本研究存在一定局限性：样本量较小，可能对最终结果有一定影响；未通过肝穿刺活检来对HSI进行最终的验证。未来将会基于肝穿刺活检的肝脂肪变性评估与动脉弹性的相关性，进一步揭示肝脂质代谢与动脉粥样硬化进展的内在联系。

综上所述，HSI与PWV-ES及动脉粥样硬化之间存在独立相关性，对于高HSI水平人群进行常规ufPWV检测并定期随访，有助于预测心血管疾病的发生发展，并为潜在心血管疾病或伴有多种危险因素患者制定适当的治疗方案。