速度向量成像技術對冠心病患者頸總動脈彈性的研究*

謝 君,張 慷

(廣東醫科大學附屬醫院超聲科,廣東湛江 524001)

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論著·臨床研究

速度向量成像技術對冠心病患者頸總動脈彈性的研究*

謝 君,張 慷△

(廣東醫科大學附屬醫院超聲科,廣東湛江 524001)

目的 應用速度向量成像技術(VVI)分析冠心病患者頸動脈壁運動速度、應變及應變率的變化特點。方法 根據冠狀動脈造影結果及頸總動脈硬化程度分為3組，其中正常組20例，頸動脈形態學正常的冠心病組患者20例，頸動脈分叉處有附壁斑塊并頸總動脈內中膜正常(IMT<1.0mm)的冠心病組20例。利用VVI分析軟件觀測右側頸總動脈管壁長軸后壁及短軸的收縮期峰值速度(Vmax)、峰值應變(Smax)、峰值應變率(SRmax)。結果 無論頸動脈分叉處有或無斑塊的冠心病組長軸縱向運動速度、應變及應變率分別均低于正常組(P<0.01)。無論頸動脈分叉處有或無斑塊的冠心病組短軸各壁運動速度、應變及應變率分別均低于正常組(P<0.01)。結論 速度向量成像技術為頸動脈壁功能的評價提供了新的方法和指標，可評價冠心病患者頸總動脈硬化的早期改變。

速度向量成像；冠心病；動脈粥樣硬化

動脈粥樣硬化有年輕化的趨勢，如何早期檢測動脈硬化也正成為相關研究的焦點。速度向量成像(velocity vector imaging,VVI)技術是基于二維灰階圖像基礎上研究心臟及血管功能的新技術，能獲得大量詳盡反映心臟及血管生物力學特性的數據。目前，國內已有學者運用VVI技術研究冠狀動脈病變程度與頸動脈粥樣硬化嚴重程度的關系，但仍有爭議，可能是由于冠狀動脈病變程度的輕、中、重很難通過冠狀動脈的多支狹窄或單支狹窄來判定。本研究旨在應用VVI技術檢測頸動脈內-中膜正常及無斑塊形成的冠心病患者頸動脈粥樣硬化程度。在冠心病患者頸動脈并未出現形態學變化時,檢出動脈早期出現的功能性改變，為臨床早期診斷動脈硬化提供一種更有效的檢測手段。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2015年6～10月在本院心內科住院的疑是冠心病患者60例，根據冠狀動脈造影結果及頸總動脈硬化程度分為3組，其中冠狀動脈正常者20例為對照組，男11例，女9例，平均年齡(58.70±8.74)歲；頸動脈形態學正常的冠心病患者20例(無斑塊組)，男10例，女10例，平均年齡(59.85±6.65)歲；頸動脈分叉處有附壁斑塊并頸總動脈內中膜厚度正常(IMT<1.0 mm)的冠心病患者20例(有斑塊組)，男12例，女8例，平均年齡(59.13±6.08)歲。入組患者心功能Ⅰ～Ⅱ級,均無高血壓、高脂血癥、糖尿病等并發癥，無缺血性腦卒中病史,心律基本勻齊。3組的性別比例、年齡、頸總動脈IMT、心率、射血分數等差異無統計學意義(P>0.05),見表1。

1.2 方法 采用Siemens Acuson S2000型彩色多普勒超聲診斷儀,探頭型號14L5,頻率5 ～14 MHz,配有VVI分析軟件及DVD盤存儲功能。所有入選病例在冠狀動脈造影前1周內進行常規頸動脈超聲檢查。患者平臥位，頭部后仰并稍偏向檢查區的對側，觀察右側頸動脈內中膜厚度及斑塊情況。本研究的所有患者頸總動脈內中膜厚度均小于1.0 mm。連接同步心電圖，囑患者屏住呼吸,采集距分叉處1 cm處右側頸總動脈長軸切面及短軸切面的動態圖像并存儲連續3個心動周期。應用Siemens S2000自帶的VVI定量分析軟件對二維圖像進行分析，在VVI成像模式下，選取標準、清晰的圖像進行分析。手動勾畫血管內膜，進入VVI軟件的Generic Curve分析程序，然后點擊分析鍵，分析軟件根據標記點自動識別和跟蹤血管內膜，軟件分析每幀圖像內斑點的運動方向和速度，用帶箭頭的直線表示，箭頭的方向表示斑點的運動方向，直線的長短表示斑點的運動速度。根據描記范圍，在速度、應變及應變率模式下,自動計算右側頸總動脈長軸、短軸血管壁內膜位點的收縮期峰值運動速度(Vmax)、收縮期最大應變(Smax)、收縮期最大應變率(SRmax)，并自動繪制速度、應變、應變率曲線，儲存以上參數各點在不同瞬時時間段的測量值。頸總動脈長軸選取后壁內膜進行分析，軟件自動將短軸頸總動脈壁按順時針方向平均分為6個側壁進行分析，分別為：前壁、前內側壁、后內側壁、后壁、后外側壁、前外側壁。

表1 研究對象一般資料比較

2 結 果

對照組的速度、應變及應變率曲線幅度正常，形態規則，管壁上各點迏峰時間基本一致；冠心病組的速度曲線、應變曲線、應變率曲線主波波峰較對照組明顯降低，且分叉處有斑塊組曲線波峰較對照組更低，變化無明顯規律、紊亂(圖1,2)。

對照組頸總動脈長軸后壁速度、應變及應變率均大于冠心病有斑塊組及無斑塊組，差異均有統計學意義(P<0.01)，無斑塊組頸總動脈長軸后壁速度、應變及應變率均大于有斑塊組，差異有統計學意義(P<0.01),見表2。

對照組頸總動脈短軸各壁速度、應變及應變率均大于冠心病有斑塊組及無斑塊組，差異均有統計學意義(P<0.01),無斑塊組頸總動脈短軸各壁速度、應變及應變率均大于有斑塊組，差異有統計學意義(P<0.01),見表3～5。

表2 各組右側頸總動脈長軸后壁各項測值比較

a:P<0.01,與無斑塊組比較；b：P<0.01,與對照組比較。

表3 各組右側頸總動脈短軸各壁Vmax測值比較

a:P<0.01,與無斑塊組比較；b：P<0.01,與對照組比較。

表4 各組右側頸總動脈短軸各壁Smax測值比較

a:P<0.01,與無斑塊組比較；b：P<0.01,與對照組比較。

表5 各組右側頸總動脈短軸各壁SRmax測值比較

a:P<0.01,與無斑塊組比較；b：P<0.01,與對照組比較。

圖1 對照組頸總動脈短軸速度、應變及應變率圖

圖2 有斑塊組頸總動脈短軸速度、應變及應變率圖

3 討 論

動脈粥樣硬化超聲二維圖像上主要表現為：血管壁內中膜的增厚及粥樣硬化斑塊形成。目前臨床上常用的彩色多普勒超聲、核磁共振和血管造影等方法都很難對早期動脈粥樣硬化進行客觀評價，大多要在動脈內中膜增厚或出現硬化斑塊才能被發現。所以在動脈管壁沒有發生形態學改變時，應用以前的影像學檢測手段是很難作出明確診斷的。而VVI技術彌補了以往檢測方法的不足，VVI技術是新近推出研究心血管壁運動功能的一種技術,它以斑點跟蹤為主要原理,結合超聲像素的空間相干、邊界跟蹤及周期監測等技術,獲得含空間定位成像信息。VVI技術是一種無創、定量評價心肌壁和血管壁彈性及運動功能的超聲新技術[1-2]。

國內外學者研究顯示，頸動脈粥樣硬化與冠狀動脈病變程度高度相關，頸動脈粥樣硬化與主動脈粥樣硬化大約同時進行，而較冠狀動脈粥樣硬化發生要早[3-7]。大量研究表明頸動脈內中膜的增厚、斑塊、動脈彈性下降均是心血管疾病的重要的獨立危險因子，目前國內外學者多認為動脈彈性功能下降是內中膜增厚及粥樣斑塊形成前的早期變化[8-9]。

本研究發現無論冠心病分叉處有斑塊或無斑塊組頸總動脈短軸血管各壁或長軸血管的速度、應變、應變率均小于正常組，表明冠心病組患者頸動脈收縮期膨脹性減低，雖然冠心病患者在頸總動脈形態學還未發生明顯改變之前，頸動脈的彈性已發生改變，已存在血管內皮功能的損傷，結果還提示雖然頸總動脈內中膜厚度小于1mm且僅僅分叉處有斑塊形成，此時頸總動脈管壁形變能力下降，彈性已經發生改變；無斑塊組頸總動脈短軸各壁或長軸血管速度、應變、應變率均大于有斑塊組，考慮是因為頸動脈無斑塊冠心病患者的血管損傷還在初期，且分叉處有斑塊組頸總動脈的硬化較分叉處無斑塊組的硬化程度重。

3組頸動脈長軸較短軸各壁的速度、應變及應變率大。國外學者研究表明在早期動脈硬化時，通過檢測長軸的管壁運動可以比短軸更早發現血管重構[10]。

因此，應用速度向量成像測定頸總動脈內膜速度、應變及應變率對冠心病患者血管粥樣硬化有一定的預測價值，可為早期發現、預防和治療冠心病及血管病變提供依據。由于本研究觀察病例較少，初步結論還需大樣本量研究支持。

[1]KimSA,LeeKH,WonHY,etal.Quantitativeassessmentofaorticelasticitywithagingusingvelocity-vectorimaginganditshistologiccorrelation[J].ArteriosclerThrombVascBiol,2013,33(6):1306-1312.

[2]MaXJ,DuanYY,YuanLJ,etal.Quantitativeassessmentofmaternalcommoncarotidarterymechanicsusingvelocityvectorimaginginpre-eclampsia[J].EurJObstetGynecolReprodBiol,2012,160(1):30-34.

[3]VlachopoulosC,AznaouridisK,StefanadisC.Predictionofcardiovasculareventsandall-causemortalitywitharterialstiffness:asystematicreviewandmeta-analysis[J].JAmCollCardiol,2010,55(13):1318-1327.

[4]KoskinenJ,MagnussenCG,TaittonenL,etal.Arterialstructureandfunctionafterrecoveryfromthemetabolicsyndrome:thecardiovascularriskinYoungFinnsStudy[J].Circulation,2010,121(3):392-400.

[5]魏煒，尹益民，譚峰．血管回聲跟蹤技術在評價不同透析方式對尿毒癥患者股動脈彈性功能影響的應用價值[J]．實用醫學雜志，2014，30(20)：3248-3251．

[6]張納，楊智航，項明慧，等．超聲評價2型糖尿病患者頸動脈病變與視網膜微血管病變相關性研究[J]．中國醫科大學學報，2014，43(8)：728-732．

[7]張梅，張運，張薇，等．周圍動脈內膜-中層增厚的診斷和藥物干預的研究[J]．中華醫學雜志，2004，84(15)：26-30．

[8]HuangXZ,WangZY,DaiXH,etal.Velocityvectorimagingoflongitudinalmechanicalpropertiesofupstreamanddownstreamshouldersandfibrouscaptopsofhumancarotidatheroscleroticplaque[J].Echocardiography,2013,30(2):211-218.

[9]VanPopeleNM,GrobbeeDE,BotsML,etal.Associationbetweenarterialstiffnessandatherosclerosis:theRotterdamStudy[J].Stroke,2001,32(2):454-460.

[10]HumphreyJD,EberthJF,DyeWW,etal.Fundamentalroleofaxialstressincompensatoryadaptationsbyarteries[J].JBiomech,2009,42(1):1-8.

Study on velocity vector imaging technology for common carotid artery elasticity in patients with coronary heart disease*

XieJun,ZhangKang△

(DepartmentofUltrasound,AffiliatedHospitalofGuangdongMedicalUniversity,Zhanjiang,Guangdong524001，China)

Objective To use the velocity vector imaging(VVI)technology to analyze the characteristics of velocity,strain and strain rate of the carotid arterial wall motion in the patients with coronary atherosclerotic heart disease(CAD).Methods The research subjects were divided into three groups,including the normal group(n=20),CAD group(carotid artery normal morphology,n=20)and CAD group(with plaque at carotid artery bifurcation,IMT<1.0 mm,n=20).Dynamic imaging was performed on all subjects,including the long and short axis vessel wall movement.The systolic peak velocity(Vmax),strain(Smax),strain rate(SRmax)of the right common carotid artery(CCA)in the long and short axis view were measured by VVI.Results The long and short axis of Vmax,Smax,SRmaxin the CAD groups without and with plaque at the carotid artery bifurcation were significantly lower than those in the normal group(P<0.01).Conclusion VVI provides a novel method and indexes to assess the function of CCA wall motion,which can be applied to evaluate early vascular alteration in the patients with CAD.

velocity vector imaging;coronary atherosclerotic disease;atherosclerosis

10.3969/j.issn.1671-8348.2016.32.012

2015年湛江市第二批非資助科技攻關計劃項目(2015B01073)。 作者簡介：謝君(1981-),主治醫師,碩士，主要從事心血管研究。△

E-mail:zhjzhangkang@126.com。

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A

1671-8348(2016)32-4499-03

2016-04-01

2016-05-14)