極速成像技術與脈象儀聯合應用檢測冠心病患者動脈彈性的研究＊

許軼君，高東雯，肖滬生，徐 芳，王美文

（上海中醫藥大學附屬龍華醫院 上海 200032）

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病是冠狀動脈血管發生動脈粥樣硬化病變而引起血管腔狹窄或阻塞，造成心肌缺血、缺氧或壞死而導致的心臟病，俗稱為“冠心病”[1]。冠心病具有發病率高、死亡率高的特點。眾所周知，動脈粥樣硬化是一種可累及全身血管的泛發性疾病[2,3]，因此，對外周血管的血管壁病變早期發現、早期治療是預防或推遲冠心病發生的關鍵措施[4]。既往眾多研究結果已證實，脈搏波傳導速度（pulse wave velocity，PWV）是體現動脈硬化程度的一種可靠參數，是評估個體發生心血管事件危險程度的有效指標[5]。此實驗使用超聲極速成像技術檢測PWV，并聯合應用脈象儀，旨在探討極速成像技術與脈象儀聯合應用評估冠心病患者動脈彈性功能的價值，并對二者的相關性進行研究。

1 資料與方法

1.1 研究對象

本研究經醫院醫學倫理委員會同意，病例的收集未經性別、年齡篩選。納入標準：2017年1月5日-5月26日期間于上海中醫藥大學附屬龍華醫院就診，并符合世界衛生組織（World Health Organization，WHO）制定的冠心病診斷標準的冠心病患者例，即有典型的心絞痛病史及心電圖的改變，冠狀動脈造影均顯示至少1支冠狀動脈管腔內徑狹窄>50% 。排除標準：①患有冠狀動脈造影術禁忌癥者；②合并患有血液系統疾病、自身免疫性疾病、精神疾病、惡性腫瘤等其他器官和系統嚴重疾病的患者；③妊娠期、哺乳期婦女；④患者或其家屬不同意參加檢查、不能簽署知情同意書者。經過數據收集與清洗，共納入病例44 例，其中男性25例，女性19 例；年齡范圍為45-65 歲，平均年齡為54.74±5.17 歲。本研究的對照組來源于同期進行健康體檢者40例，即經詢問病史、體格檢查、所有臨床相關生化檢查、心電圖和超聲心動圖等影像學檢查均未見異常者。其中，男性22 例，女性18 例；年齡范圍為43-62歲，平均年齡為52.23±5.37歲。

1.2 研究方法

1.2.1 獲取頸動脈脈搏波傳導速度

（1）儀器

法國聲科Supersonic Aixplorer 彩超儀，內部自配極速成像技術（UltraFast），選擇探頭SLl0-2，頻率為6-9 MHz。

（2）操作方法

觀察對象平臥，暴露頸部，選擇SLl0-2探頭，選取預設置“Vascular”/“Carotid”模塊，“B型”模式。將超聲探頭置于頸動脈處，縱切并選取顯示頸總動脈最大前后徑的切面，清楚顯示頸動脈前、后壁，尤其是前壁外膜，注意避開頸動脈膨大處。按“PWV”按鍵，出現“Acquiring”字樣，說明儀器采樣中，耗時約兩秒。在這期間觀察對象與操作醫生所持探頭均保持不動，隨后出現“Processing”字符，提示儀器已在“圖像處理”。待屏幕出現黃色矩形采樣框，移動采樣框直至沿頸動脈前、后壁走形的兩條紅色描記曲線處于最滿意狀態，按“Select”按鍵，獲得參數即頸動脈脈搏波傳導速度。

（3）獲取參數

收縮期起始時的脈搏波傳導速度（PWV-BS）、收縮期結束時的脈搏波傳導速度（PWV-ES）。此兩項參數由機器內置軟件系統自動運算得出。

1.2.2 獲取橈動脈脈圖參數

（1）儀器

DDMX--100脈象儀。

（2）操作方法

觀察對象平臥，然后將脈象儀傳感器放于其左側橈動脈搏動最明顯處，即橈骨莖突內側，也就是中醫脈診所指的寸口脈關部。束好綁帶，并調節換能器的取脈壓力螺旋鈕依次至50 g、100 g、125 g、150 g、175 g、225 g 這6 個壓力段，并將在這6 個壓力段下所獲取的脈圖分別予以記錄。脈象儀關聯的計算機會對所得脈圖自動進行數據分析，判定并提示操作者某個壓力段下所得脈圖為最佳脈圖。操作者再根據提示調節換能器的取脈壓力螺旋鈕至最佳壓力段，然后較長時間連續記錄所得脈圖。關聯計算機將自動分析得到脈圖參數。

表1 冠心病組與對照組基線資料比較

（3）獲取參數

h1：主波幅度；h3：重搏前波幅度；h3/h1：重搏前波幅度與主波幅度之比；h4：降中峽幅度；h4/h1：降中峽幅度與主波幅度之比；h5：重搏波幅度；h5/h1：重搏波幅度與主波幅度之比；t：脈動周期，對應于左心室的一個心動周期；w1：主波上1/3 處的寬度；w1/t：主波上1/3 處的寬度與脈動周期的比值；w2：主波上1/5處的寬度；w2/t：主波上1/5處的寬度與脈動周期的比值。

1.3 統計學方法

數據采用SPSS 18.0 統計學軟件進行統計處理。計量資料采用±s表示，組間比較采用兩個獨立樣本t檢驗；相關性分析采用Spearman非參數法。所有檢驗均為雙側檢驗，檢驗水準為α=0.05。

2 結果

2.1 冠心病組與對照組基線資料比較

本研究共納入研究對象84例，其中冠心病患者44例，健康志愿者40 例。兩組在年齡、性別構成、身高、體重等方面的資料無統計學差異（P>0.05），具有可比性（表1）。

2.2 冠心病組與對照組PWV-BS、PWV-ES參數比較

收縮期起始時的脈搏波傳導速度（PWV-BS）與收縮期結束時的脈搏波傳導速度（PWV-ES）均與動脈硬化程度密切相關。動脈硬化程度越高，二者數值越大。研究結果顯示冠心病組的PWV-BS、PWV-ES 均顯著高于對照組（P<0.01）（表2）。

表2 冠心病組與對照組PWV-BS、PWV-ES比較（s, m/s）

表2 冠心病組與對照組PWV-BS、PWV-ES比較（s, m/s）

注：與對照組比較，**P<0.01

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表3 冠心病組與對照組脈象參數比較（1）（

表3 冠心病組與對照組脈象參數比較（1）（

注：*與對照組比較，P<0.05

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表4 冠心病組與對照組脈象參數比較

表4 冠心病組與對照組脈象參數比較

注：*與對照組比較，P<0.05

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表5 PWV-BS、PWV-ES與脈象參數h3/h1、h4/h1、h3的相關性分析（相關系數r值）

2.3 冠心病組與對照組脈象參數比較

脈象參數中，主波幅度h1主要反映左心室的射血能力和大動脈的順應性,重搏前波幅度h3主要體現外周血管彈性及阻力情況；重搏前波幅度與主波幅度之比h3/h1主要體現外周血管順應性及阻力情況；降中峽幅度h4及其與主波幅度之比h4/h1主要體現血管外周阻力。重搏波幅度h5主要反映大動脈彈性，順應性。重搏波幅度與主波幅度之比h5/h1主要反映主動脈順應性和主動脈瓣功能情況。t 指脈圖起始點到終止點的時值,對應于左心室的一個心動周期。w1、w2相當于動脈內壓力高水平狀態所維持的時間，主要反映血管彈性。w1/t、w2/t 與h3出現的時間和外周阻力相關。研究結果顯示冠心病組的h3、h4、h3/h1、h4/h1較對照組增高（P<0.05），差異有統計學意義（表3、表4）。

2.4 兩種技術參數的相關性分析

結果表明，對照組PWV-BS、PWV-ES與h3/h1、h4/h1呈正相關（P< 0.05），冠心病組PWV-BS、PWV-ES 與h3、h3/h1、h4/h1呈正相關（P<0.05）。說明兩種技術參數在兩組內均呈現出良好的相關性（表5）。

3 討論

冠心病嚴重威脅人類健康，故對于冠心病的早期診斷、早期治療至關重要。冠狀動脈造影被公認為診斷冠心病的金標準，但此技術有創，多用于出現明顯動脈粥樣硬化癥狀的患者。眾所周知，動脈粥樣硬化是一種累及全身多血管床的慢性系統性疾病，它們具有相同的發病原因、病理基礎等。頸動脈粥樣硬化是動脈粥樣硬化的表現之一，而且頸動脈位置表淺，易被淺表超聲所檢測，可作為探測動脈粥樣硬化的窗口[6]，能在早期有效反映冠心病患者的外周血管彈性，有利于對冠心病患者的動脈彈性功能及心血管不良事件的發生進行評估,有利于預防或延緩冠心臟的發生、發展。超聲極速成像技術是新近研發的測量PWV（pulse wave velocity，PWV）的方法，能在早期有效評估動脈硬化的程度[7]。脈象儀能有效反映人體心、血管方面的多項功能[8]，包括血管彈性的改變。這兩種技術均具有操作簡便，無創，適應性廣的特點，更易于臨床推廣和應用。此實驗聯合應用超聲極速成像技術及脈象儀，探討二者在冠心病患者血管彈性功能評估方面的價值及二者的相關性。

PWV的測量技術有很多，在超聲范疇內有最原始的平面張力法、血管回聲跟蹤（eTRACKING）技術測量法、動脈僵硬度定量檢測（Quality Arterial Stiffness，QAS）技術測量法等，但這些測量方法或操作繁瑣，或受推導公式內血壓、心率值的影響，易產生誤差和偏差。極速成像技術是測量脈搏波傳導速度的新方法，其原理為發射平面聲波進入介質，并利用高達20000Hz的極速圖像捕獲能力及利用平行通道運算的極速計算能力處理所有接收到的數據，精準分析血管壁的細微運動速度和運動方向，分別用蘭色、紅色體現動脈壁的運動方向（運動方向背離探頭的顯示為蘭色、運動方向朝向探頭的顯示為紅色），最終形成蘭、紅兩種顏色的二維圖像[9,10]。通過快速記錄頸動脈前壁運動細節，計算出擁有相同速度的兩個點之間的時移，并根據C＝Δx/Δt公式，直接測得收縮期起始時的脈搏波傳導速度（PWV-BS）、收縮期結束時的脈搏波傳導速度（PWV-ES）。測量結果與動脈硬化程度密切相關，因此外周血管的彈性會直接影響到參數結果。研究發現，冠心病組頸動脈極速成像技術參數即PWV-BS、PWV-ES均較對照組增高。體現出冠心病患者的動脈彈性降低，動脈硬化。說明UltraFast?極速成像技術能很好地反映冠心病患者動脈彈性功能的下降。

脈象儀能客觀反映脈象的信息。既往大量研究已證實，脈圖參數能有效反映人體心、血管方面的多項功能，其中諸多參數如h3、h4、h5以及它們與h1的比值參數、w1、w2以及它們與t 的比值參數等均可反映人體血管彈性的改變。其中h3作為重搏前波幅度，主要體現外周血管彈性及阻力情況；h3/h1作為重搏前波幅度與主波幅度之比,主要體現外周血管順應性及阻力情況；h4、h4/h1作為降中峽幅度及其與主波幅度之比，主要體現血管外周阻力；h5、h5/h1作為重搏波幅度及其與主波幅度之比，主要體現主動脈瓣功能情況和主動脈的順應性；w1、w2作為主波上1/3 及1/5 處的寬度，主要體現外周血管彈性；w1/t、w2/t作為主波上1/3及1/5處的寬度與脈動周期之比，與外周阻力與h3出現的時間有關。本研究結果顯示，冠心病組的h3、h4、h3/h1、h4/h1較對照組增高，說明冠心病組受檢者的外周血管阻力增高，而順應性及彈性降低。脈象儀部分參數很好地反映了冠心病患者動脈彈性變化。但研究也顯示出，h5、h5/h1、w1、w2、w1/t、w2/t 等反映血管彈性的參數未出現統計學意義，可能這些參數在反映冠心病患者血管彈性的改變時尚不夠靈敏，具有一定的局限性，可結合極速成像技術的參數來綜合考慮。

此外，本研究相關性統計結果可見，對照組及冠心病組中PWV-BS、PWV-ES 均與h3/h1、h4/h1呈正相關（P< 0.05），冠心病組中PWV-BS、PWV-ES 還與h3呈正相關（P<0.05），說明脈圖參數h3、h3/h1、h4/h1與超聲極速成像新技術參數間相關性良好。脈象儀技術與超聲極速成像技術雖分別源自中、西醫不同理論體系，運用的技術原理和方法有所不同，且采樣來源于不同的外周血管（超聲極速成像技術采樣于頸動脈，脈象儀采樣于橈動脈），但二者均從不同角度體現了外周血管彈性、僵硬度、血管壁順應性及外周阻力等情況，可謂有異曲同工之妙。本研究結果證實了諸多脈圖參數與超聲極速成像新技術參數間相關性良好，也進一步完善和推進了脈象的客觀化研究。

本研究的先進性在于所采用的極速成像技術是最新研發的測量PWV的方法，能夠靈敏地發現動脈硬化的早期改變。該技術不同于眼底動脈檢查、心超檢查及常規頸動脈檢查。眼底動脈檢查僅能通過眼底鏡由肉眼觀察眼底局部動、靜脈外觀、走形、粗細，無法觀察到動脈硬化早期改變；心超檢查雖然能檢查心臟收縮、舒張功能；房室大小、形態；瓣膜處血流并可判斷有無瓣膜狹窄或瓣膜關閉不全等，但對動脈系統的早期改變評估能力有限，即使對冠狀動脈的觀察也僅限于冠狀動脈開口處、冠狀動脈竇；常規頸動脈超聲能反映出動脈內中膜增厚、斑塊形成等中晚期動脈硬化的表現，但同樣無法靈敏的反映出動脈硬化的早期改變。此外，對于冠心病而言，冠狀動脈造影雖是公認的診斷冠心病的金標準，但作為有創技術，多用于出現明顯動脈粥樣硬化癥狀的患者，且有一定禁忌癥，癥狀較輕或癥狀不明顯的早期患者往往不被推薦，依從性也較差。而超聲極速成像技術能早期反映動脈硬化的改變，且無創、便捷、使用人群廣泛，是該技術的一大優勢。

本研究將極速成像技術與脈象儀技術相結合，除了證實了兩種技術均能有效反映冠心病患者動脈彈性的改變，也中、西結合地從不同技術層面綜合考慮、分析，更有利于對冠心病患者動脈彈性功能的準確判斷，同時進一步拓展了脈象的客觀化研究。脈象儀自20世紀50年代初被研發以來，我國已先后開發并生產了十幾種脈象儀，但是由于種種原因，至今未能廣泛應用于臨床各個領域，甚至有人質疑其科學性。本團隊既往已在脈象客觀化方面做了大量研究，也將這兩項技術在原發性高血壓患者中進行了應用[11]，本研究為目標人群為冠心病患者的進一步拓展，研究結果均證明了脈象儀的指標反映被測者的心血管功能是科學的，為中醫脈象客觀化提供了科學依據，有助于中醫脈象的深入研究，為中醫脈象的現代化研究拓展了新方向。

綜上所述，超聲UltraFast?極速成像技術是一項測量脈搏波傳導速度的新方法，其所得參數PWV-BS、PWV-ES能有效反映冠心病患者的頸動脈彈性功能的改變；脈象儀是能客觀反映脈象信息的儀器，其部分參數亦能反映冠心病患者的動脈彈性變化；極速成像技術與脈象儀聯合應用能夠客觀評估冠心病患者的動脈彈性功能。兩種技術聯合應用從不同的技術層面綜合考慮、分析，更有利于對冠心病患者動脈彈性功能的準確判斷，且操作簡便、無創。極速成像技術與脈象儀的聯合應用為臨床綜合評估冠心病患者動脈彈性提供新方法。此外，本研究聯合應用現代超聲極速成像新技術及能有效反映傳統脈象的脈象儀技術，證實諸多脈象參數與極速成像技術參數PWV-BS、PWV-ES 間具有良好的相關性，為脈象儀參數的科學性、準確性提供客觀依據，并進一步完善了脈象的客觀化研究。