640層容積CT評價原發性高血壓患者升主動脈彈性變化的可行性和臨床意義

王曉燦，楊 飛，朱月香，崔書君△

(1.河北北方學院，河北張家口 075000；2.河北北方學院附屬第一醫院CT室,河北張家口 075000)

高血壓作為導致心血管事件發生的因素之一，發病率及病死率極高，因此及早地預防和治療高血壓顯得尤為重要[1]。隨著對高血壓生理病理的研究，高血壓病變的實質就是血管的病變結果[2]，同時血管彈性的自然老化進程和高血壓的進展，導致血管的硬化，從而彈性減低影響其功能。對于早期檢測血管彈性功能的降低，可以通過藥物或者改變生活習慣來及時逆轉動脈彈性的持續降低。國內外已有相關研究，利用CT血管造影(CTA)結合心電門控技術來評價血管彈性[3-4]。通過測量心動周期中主動脈管徑變化，認為CTA血管成像可以作為主動脈管腔測量的有效方法，有較好的可行性。但是目前很少有關于高血壓患者動脈彈性特點的研究，本研究利用640層容積CT回顧性分析原發性高血壓患者升主動脈彈性的變化特點及臨床價值。

表1 兩組一般資料比較

1 資料與方法

1.1一般資料 收集2016年1月至2017年4月擬行冠脈CTA檢查的受檢者的影像資料及相關臨床資料，從中篩選90例臨床確診為原發性高血壓患者，定為高血壓組，平均年齡(55.71±8.8)歲；60例血壓正常者，作為對照組，均按照年齡分為40～<50歲、50～60歲、>60歲3組，所有入選的受檢者均仔細詢問身高、體質量、吸煙史、是否飲酒、是否高血脂、心率、高血壓病程、血壓控制情況等一般資料。所有入選的高血壓患者均符合中國高血壓防治指南2010高血壓診斷標準，并經臨床證實診斷為原發性高血壓。排除標準：碘對比劑過敏者、貧血、嚴重腎臟功能不全、甲狀腺疾病患者、心功能不全者及屏氣不能配合者。見表1。本研究患者均簽署知情同意書，并經醫院倫理委員會批準通過。

1.2方法

1.2.1掃描技術 采用日本東芝公司Aquilion ONE 320排容積CT結合心電門控技術進行掃描，使用雙筒高壓注射器，經外周靜脈注射等滲低濃度對比劑碘克沙醇(320 mg I/mL) 50～70 mL，速率為5 mL/s,以相同速率注入生理鹽水30 mL，并在檢查期間測量患者收縮壓及舒張壓，采用手動觸發掃描，掃描范圍為氣管分叉處至膈肌水平，掃描體位為足先進、仰臥位，掃描參數：管電壓120 kV，管電流為自動毫安秒，重建層厚0.5 mm，重建技術為自適應迭代降噪算法(AIDR)，層間距0.25 mm，FOV 32 cm×32 cm，矩陣512×512,機架旋轉速度0.35 s/r。

1.2.2圖像處理與測量 原始數據0%～100%每間隔10%RR間期進行數據重建，一共得到10個時相數據，并將所有容積數據傳輸至Vitrea FX 圖像后處理工作站，根據軟件自動生成的左心室收縮-舒張曲線(圖1)，選取最佳收縮期、舒張期圖像，進行曲面重建，生成與主動脈走形一致的中心曲線，選取主動脈根部上2.5 cm為興趣層面，測量出該層面主動脈官腔在收縮期和舒張期的面積大小(圖2)，為了測量的準確性，測量層面盡量一致，由2人對同一層面進行測量，最后取其平均值，來降低測量的誤差。

圖1 軟件自動生成的左室收縮-舒張曲線

1.2.3動脈彈性的評價 根據文獻[5-7]，采用較常用的3個參數進行評價，包括動脈擴張性(artery distensibility，AD)、動脈順應性(artery compliance，AC)、動脈僵硬度β，公式AD=(△S/Sd)/PP、AC=△S/PP、β=In(Ps/Pd)/(△S/Sd)。其中△S為管腔截面積最大值與最小值的差值，Sd為管腔截面積的最大值，Ps、Pd為外周收縮壓與舒張壓，PP為收縮壓與舒張壓的差值，In為對數。

2 結 果

2.1高血壓組升主動脈彈性變化特點 兩組所有受檢者的不同彈性參數在不同年齡段的分析對比(表2、3)。高血壓組的AD、AC明顯低于對照組，β明顯高于對照組，且兩組間彈性參數AD、AC、β在不同年齡段間均差異有統計學意義(P<0.05)。

2.2動脈彈性和年齡的關系

2.2.1動脈彈性與年齡的顯著性分析 動脈彈性與年齡顯著相關，AD、AC值與年齡呈負相關(高血壓組：AD，r=-0.883、AC，r=-0.0872；血壓正常組：AD，r=-0.886，AC，r=-0.892)，隨著年齡的升高而逐漸下降，β值與年齡呈正相關(高血壓組：r=0.823；血壓正常組：r=0.849)，隨著年齡的升高而逐漸升高。兩組年齡與不同參數間的擬合曲線見圖3，AD、AC值二次擬合最佳，β值三次擬合最佳。

A：高血壓組一受檢者最佳收縮期(30%)圖像；B：高血壓組同一受檢者最佳舒張期(90%)圖像；C：對照組一受檢者最佳收縮期(30%)圖像；D：對照組同一受檢者最佳舒張期(80%)圖像

圖2測量方法

圖3 對照組與高血壓組各動脈彈性參數與年齡之間的曲線擬合

2.2.2血壓正常組與高血壓組在不同年齡段的動脈彈性參數的對比分析 正常血壓組中不同年齡段間動脈彈性參數有顯著性差異(AD：F=288.443，P<0.01；AC：F=118.108，P<0.01；β：F=132.691，P<0.01，高血壓組不同年齡段間動脈彈性參數有顯著性差異(AD：F=291.953，P<0.01；AC：F=133.546，P<0.01；β：F=72.248，P<0.01，進一步兩兩比較，高血壓組與對照組不同年齡段間動脈彈性的S-N-K檢驗見表4，各年齡組之間均差異有統計學意義(P<0.01)。

表2 高血壓組與對照組不同年齡段間的AD、AC、β比較

表3 高血壓組和對照組不同年齡段間動脈彈性的t檢驗分析

表4 高血壓組與血壓正常組不同年齡段間動脈彈性的S-N-K檢驗

3 討 論

高血壓表現為體循環脈壓的異常增高，動脈彈性是動脈血管機械特性的主要評價指標，代表了動脈本身的舒縮功能，正常的動脈彈性有利于維持正常的血壓，保持組織充分的血液供應，并協調整個心血管系統的活動，大動脈彈性的降低是高血壓發生、發展及并發癥發生的促進因素。動脈彈性是指在單位壓力作用下血管直徑、面積或體積的變化，它由AD、AC、β等特性反映。

隨著年齡增加，彈性自然下降，這是一種正常的生理變化過程，多種心血管危險因素比如高血壓、高血脂、吸煙等也會加速這一進程的發展，從而導致一系列心血管疾病的發生。其中高血壓是心血管事件的獨立預測因子[8]，長期血壓的升高，會導致血管結構改變與重塑，在血管還未發生器質性改變時即可發生功能的異常，但由于本身的代償機制，大部分患者表現為亞臨床現象，因此早期對動脈彈性的檢測和評估，能使臨床更早地干預及治療。隨著影像技術的發展，功能成像已然成為國內外的研究熱點，各種檢測技術對于評估動脈彈性發揮著各自的優勢，超聲新技術血管回聲跟蹤技術(ET)是近幾年研究的熱點[9-10]，但由于超聲技術對于深部血管存在局限性，而且受患者自身條件和測量者本身技術影響因素較大，以及設備自身的局限性不能很好地全面顯示大血管結構，因此降低了結果的準確性和重復性。文獻[11-12]利用MRE技術，首次用豬主動脈模擬人類大血管，研究離體的豬主動脈不同區域主動脈壁彈性的變化，最終證實根據測量主動脈管腔的橫截面積的變化，可以很好地去評價動脈彈性并且有較好的可重復性。

本研究是利用640層容積CT結合心電門控技術，可以完成對整個心動周期的圖像進行重建，實現對大動脈的動態觀察，同時有較高的的空間分辨率和超快速掃描，避免了血管搏動影響也保證了圖像的清晰度，這也是評價動脈彈性的基礎。有國外研究者GANTEN等[13]利用心電門控MSCT對腹主動脈瘤彈性進行初步研究，認為動脈瘤處的血管壁較正常腹主動脈彈性下降，并且瘤體近端的正常血管壁彈性也有所下降，并且在早期彈性就開始下降,因此動脈彈性的定量評價可以預防主動脈瘤的發生和發展，為評價動脈彈性提供了方便可行的方法。本研究中將得到的全心動周期的動態圖像，通過強大的后處理功能，可以得到垂直與升主動脈中心任何位置的橫截面，測量感興趣層面在不同RR間期的面積變化，計算出評價動脈彈性的相關參數，這種方法目前應用較成熟，且可重復性很好，國外學者LI等[8]運用這種方法評價大樣本正常人的胸主動脈彈性，得出年齡是動脈彈性的獨立影響因子，進一步證實了MSCT評價動脈彈性的可行性。

隨著心臟的收縮舒張，主動脈的管腔也會有規律的發生變化，根據左室收縮-舒張曲線的提示(圖1)，最佳收縮期在30%～45%，左心室的容積達到最小值，最佳舒張期在70%～90%，左心室的容積達到最大值，在這兩個時相主動脈管腔橫截面積達到最大值和最小值，從升主動脈竇管結合部上大約25 mm處轉折為主動脈弓的位置，受到的血流的沖擊最大，能夠較好地代表彈性變化的能力，因此選取這個位置作為感興趣層面，可以較好地評價主動脈的收縮性，本研究中，在正常血壓組，動脈彈性隨著年齡的增長而降低，這與李亮等[14]對健康人胸主動脈彈性的測量結果一致，從圖2可以看出，隨著年齡的增長，AD、AC呈現降低趨勢，曲線的下降坡度很陡，因此兩者的敏感性很高，會隨著年齡的升高而很快下滑，對于β而言，在40～<50歲，變化比較平緩，超過50歲后，β才會明顯升高，因此在評價年輕者的血管彈性時β不夠敏感，對于年輕者而言，年齡是動脈彈性下降的主導因素，年長者由于身體各方面機能的衰退，會加速血管的硬化，彈性下降，β的急速升高，有研究表明人體體內內皮細胞氧化亞氮(NO)可以調節大動脈僵硬度，隨著年齡的增長，內皮細胞NO會減少，逐漸導致內皮功能的異常，導致大動脈的彈性下降，單純性收縮期高血壓是血管自然“衰老”的結果[15]。

高血壓各年齡組的AD、AC均明顯低于對照組，β均高于對照組，且均差異有統計學意義(P<0.05)，高血壓患者較血壓正常者的主動脈收縮性具有一定的差異，在高血壓病理狀態下，彈力纖維和膠原蛋白的比例失調，內膜脂類物質沉積，導致血管的纖維性硬化，僵硬度增加，導致了血管彈性的進一步降低，從而高血壓患者的彈性功能明顯低于血壓正常者，有相關的研究指出，主動脈彈性的減退，會導致冠脈血流儲備下降，引起冠脈循環障礙，從而引發冠心病等一系列的心血管疾病[16]。進一步國內學者研究，利用128層CT冠脈成像評價冠狀動脈的狹窄程度與的冠狀動脈彈性變化的相關性，不僅證實了兩者間的負相關也說明了MSCT評價血管彈性的可行性[17]。

綜上所述，640層容積CT評價原發性高血壓患者升主動脈彈性特點可行性較好，高血壓患者較血壓正常者的主動脈彈性明顯降低，且主動脈彈性隨年齡的增長而降低，不同的評估參數靈敏度也不同。

本研究的局限性與展望：(1)由于年輕人尤其是40歲以下的CTA病例較難收集，不能全面地評價動脈彈性隨年齡升高的變化特點；(2)有研究表明，肥胖者由于心輸出量較大，左室負荷也會相應的增加，對血管彈性也會有一定的影響[18-19]，應該進一步分析比較肥胖者與正常者的彈性差異；(3)動脈彈性下降是多重因素的綜合結果，應該分析其與不同臨床資料的相關性，這也是筆者下一步研究的方向。