速度向量成像技術(shù)評(píng)價(jià)維持性血液透析患者頸動(dòng)脈彈性的應(yīng)用價(jià)值

張 振，夏紀(jì)筑，彭雪蓮，鄧家琦，馮 健

西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，四川瀘州 646000 1 超聲科；2 心內(nèi)科

維持性血液透析(maintenance hemodialysis，MHD)是終末期腎衰竭(end stage renal disease，ESRD)患者主要的治療方式之一。心血管疾病是維持性血液透析患者主要的并發(fā)癥及死亡原因[1-2]。動(dòng)脈粥樣硬化在心血管疾病的發(fā)生中起到關(guān)鍵作用。因此早期檢測(cè)動(dòng)脈粥樣硬化成為研究的焦點(diǎn)。頸動(dòng)脈彈性功能減退是早期動(dòng)脈粥樣硬化的重要標(biāo)志[3]。本研究采用速度向量成像(velocity vector imaging，VVI)技術(shù)評(píng)價(jià)維持性血液透析患者的頸動(dòng)脈彈性，探討VVI技術(shù)在頸動(dòng)脈粥樣硬化病變檢測(cè)中的應(yīng)用價(jià)值，為臨床早期防治提供新的檢測(cè)手段。

對(duì)象和方法

1研究對(duì)象 選取2019年5-12月于西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院血液透析中心進(jìn)行規(guī)律血液透析治療的ESRD患者，透析時(shí)間均大于6個(gè)月。根據(jù)頸動(dòng)脈超聲結(jié)果將其分為斑塊組和無(wú)斑塊組。同期收集30例年齡和性別相匹配且頸動(dòng)脈超聲結(jié)果陰性的正常體檢者作為對(duì)照組，均經(jīng)體檢排除高脂血癥、糖尿病、高血壓、心腦血管疾病及肝腎疾病等。

2頸動(dòng)脈超聲檢測(cè) 采用西門子超聲診斷儀(Siemens Acuson SC2000)。被檢者取仰臥位，頭稍偏向受檢查對(duì)側(cè)，充分暴露頸部，連接常規(guī)心電圖，沿頸動(dòng)脈在橫向和縱向觀察頸動(dòng)脈內(nèi)膜光滑程度及有無(wú)斑塊，并在頸總動(dòng)脈分叉平面下方10～15mm處，調(diào)節(jié)二維圖像，囑受檢者屏住呼吸，采集并儲(chǔ)存3個(gè)心動(dòng)周期的頸動(dòng)脈短軸動(dòng)態(tài)二維圖像。采集圖像時(shí)應(yīng)避開斑塊，注意探頭勿加壓，并保持探頭的穩(wěn)定。同時(shí)在該處二維圖像測(cè)定頸動(dòng)脈內(nèi)-中膜厚度(intima-media thickness，IMT)，記錄3個(gè)心動(dòng)周期的平均值。凸出血管腔內(nèi)或局限性增厚(IMT≥1.5mm)，并高于周邊IMT50%，可定義為頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成[4]。IMT增厚(≥1.0mm)和頸動(dòng)脈斑塊形成均認(rèn)為頸動(dòng)脈粥樣硬化。

3VVI圖像分析 利用西門子超聲診斷儀配套的VVI工作站分析頸動(dòng)脈短軸二維圖像，選擇內(nèi)膜清晰的切面鎖定，緊貼血管內(nèi)膜從12點(diǎn)方向順時(shí)針手動(dòng)均勻描記12個(gè)點(diǎn)。軟件自動(dòng)將管壁分為前壁、前外側(cè)壁、后外側(cè)壁、后壁、后內(nèi)側(cè)壁、前內(nèi)側(cè)壁6個(gè)節(jié)段。VVI軟件自動(dòng)跟蹤分析得出整體圓周應(yīng)變(circumferential strain，CS)、圓周應(yīng)變率(circumferential strain rate，CSR)以及6個(gè)節(jié)段的CS、CSR曲線，本研究將整體的CS、CSR以及血管面積改變率(ΔS)作為頸動(dòng)脈彈性參數(shù)；ΔS定義為血管橫截面積(cross sectional area，CSA)的最大值和最小值的百分比改變。分析圖像時(shí)，均描記3次并取平均值。在超聲檢查完成后測(cè)量右上肢肱動(dòng)脈血壓，測(cè)量3次并取平均值；用脈壓(pulse pressure，PP)對(duì)CS進(jìn)行校正，即CS/PP。

4ΔS、CS、CSR重復(fù)性檢驗(yàn) 隨機(jī)選取30例維持性血液透析患者頸動(dòng)脈圖像，由2名有經(jīng)驗(yàn)的觀察者獨(dú)立進(jìn)行VVI圖像分析獲得ΔS、CS、CSR，其中一名觀察者在1個(gè)月后再分析一次。分別計(jì)算觀察者內(nèi)及觀察者間ΔS、CS、CSR的重復(fù)性。

5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以表示，組間比較采用單因素方差分析+兩兩比較LSD-t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以例數(shù)(百分比)表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)；此外，采用Spearman相關(guān)分析速度向量成像技術(shù)參數(shù)與IMT相關(guān)性。用受試者工作特征(receiver operation characteristic，ROC)曲線評(píng)價(jià)速度向量成像技術(shù)參數(shù)對(duì)維持性透析患者頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的預(yù)測(cè)價(jià)值。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。ΔS、CS、CSR測(cè)量觀察者內(nèi)、觀察者間的重復(fù)性采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)進(jìn)行評(píng)價(jià)，ICC＞0.75表示一致性好。

結(jié) 果

1三組一般情況比較 MHD患者共計(jì)86例，斑塊組30例、無(wú)斑塊組56例。原發(fā)疾病：腎小球腎炎34例，高血壓腎病24例，糖尿病腎病18例，多囊腎病3例，痛風(fēng)腎病6例，梗阻性腎病1例。3組受試者年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)(body mass indes，BMI)、低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)；無(wú)斑塊組與斑塊組收縮壓(systolic blood pressure，SBP)、舒張壓(diastolic blood pressure，DBP)、三酰甘油(triglyceride，TG)均高于對(duì)照組(P＜0.05)；無(wú)斑塊組與斑塊組高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C)均低于對(duì)照組(P＜0.05)；斑塊組SBP、DBP、TC均高于無(wú)斑塊組(P＜0.05)。斑塊組與無(wú)斑塊組透析齡無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。見表1。

表1 三組間一般情況比較Tab. 1 Comparison of basic values among the three groups

2三組速度向量成像技術(shù)參數(shù)及IMT比較 斑塊組ΔS、CS、CSR、CS/PP均顯著低于無(wú)斑塊組及對(duì)照組(P＜0.01)；無(wú)斑塊組ΔS、CS、CSR、CS/PP均低于對(duì)照組(P＜0.05)；斑塊組IMT 較無(wú)斑塊組和對(duì)照組明顯增厚(P＜0.01)；其余參數(shù)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見表2。

表2 三組間VVI參數(shù)及IMT比較Tab. 2 Comparison of parameters by VVI and IMT among the three groups

3速度向量成像技術(shù)參數(shù)與IMT的相關(guān)性分析 Spearman相關(guān)分析顯示，速度向量成像技術(shù)參數(shù)ΔS、CS、CSR、CS/PP與IMT呈負(fù)相關(guān)(r分別為-0.395、-0.321、-0.341、-0.461，P＜0.001)，相關(guān)性較低。見表3。

表3 VVI技術(shù)參數(shù)與IMT相關(guān)性分析(n=116)Tab. 3 Correlation analysis between parameters by VVI and IMT (n=116)

4速度向量成像參數(shù)對(duì)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的預(yù)測(cè)價(jià)值 進(jìn)一步探討速度向量成像技術(shù)參數(shù)對(duì)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的預(yù)測(cè)價(jià)值，以斑塊組為陽(yáng)性樣本，非斑塊組為陰性樣本，建立ROC曲線診斷分析模型，經(jīng)ROC分析知：速度向量成像技術(shù)參數(shù)ΔS、CS、CSR、CS/PP的曲線下面積分別為0.704、0.669、0.682、0.757；敏感度分別為0.607、0.500、0.482、0.643；特異性分別為0.800、0.800、0.833、0.867。CS、CSR、ΔS、CS/PP對(duì)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值(P＜0.05)。見表4和圖1。

圖1 VVI技術(shù)參數(shù)預(yù)測(cè)維持性血液透析患者頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的ROC曲線Fig.1 ROC curves of VVI parameters in predicting carotid artery atherosclerotic plaque formation in patients on maintenance hemodialysis (ΔS: rate of change in cross sectional area; CS:circumferential strain; CSR: circumferential strain rate; PP:pulse pressure)

表4 VVI技術(shù)參數(shù)對(duì)維持性患者頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的預(yù)測(cè)價(jià)值分析Tab. 4 Analysis of predictive value of parameters by VVI for carotid atherosclerotic plaque formation in MHD patients

5重復(fù)性檢驗(yàn) 重復(fù)性檢驗(yàn)顯示VVI技術(shù)參數(shù)ΔS、CS、CSR的觀察者內(nèi)及觀察者間測(cè)量一致性均較好，ICC＞0.8。見表5。

表5 速度向量成像技術(shù)測(cè)量ΔS、CS、CSR一致性檢驗(yàn)Tab. 5 Consistency analysis in ΔS, CS and CSR using VVI

討 論

心血管疾病是維持性血液透析患者的主要死亡原因[2]。動(dòng)脈粥樣硬化是全身性的慢性炎癥過(guò)程，在心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。超聲檢測(cè)是反映動(dòng)脈粥樣硬化程度的有效方法，在二維圖像中主要表現(xiàn)為動(dòng)脈粥樣斑塊的形成與動(dòng)脈內(nèi)中膜增厚。頸動(dòng)脈可反映全身動(dòng)脈粥樣硬化的情況，是維持性血液透析患者預(yù)后的預(yù)測(cè)因子[5]。因此早期發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈的損害有助于及時(shí)干預(yù)。

速度向量成像技術(shù)是評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈彈性的新技術(shù)。彈性動(dòng)脈如頸動(dòng)脈在受到心臟收縮、舒張的影響時(shí)，在圓周方向呈伸長(zhǎng)、縮短變化。根據(jù)這種形變特點(diǎn)，VVI技術(shù)通過(guò)檢測(cè)動(dòng)脈壁的圓周應(yīng)變、圓周應(yīng)變率等參數(shù)反映彈性動(dòng)脈的機(jī)械特性，可以早期發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化[6]。國(guó)內(nèi)也有研究通過(guò)VVI技術(shù)評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈彈性[7]。本研究通過(guò)速度向量參數(shù)ΔS、CS、CSR、CS/PP反映頸動(dòng)脈彈性改變。脈壓是頸動(dòng)脈應(yīng)變最重要的決定因素[8]，故對(duì)CS進(jìn)行校正，即CS/PP。在本研究中，斑塊組ΔS、CS、CSR、CS/PP均顯著低于無(wú)斑塊組及對(duì)照組(P＜0.01)；無(wú)斑塊組ΔS、CS、CSR、CS/PP均低于對(duì)照組，其原因可能與頸動(dòng)脈形變能力下降、頸動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)。越來(lái)越多研究認(rèn)為MHD患者普遍存在氧化應(yīng)激和血管內(nèi)皮功能障礙。主要原因可能是：1)微炎癥反應(yīng)狀態(tài)：MHD患者受各種炎性因子影響，導(dǎo)致單核細(xì)胞聚集和巨噬細(xì)胞分化，脂質(zhì)浸潤(rùn)等，損害血管內(nèi)皮功能、增加氧化應(yīng)激，加速動(dòng)脈粥樣硬化。同時(shí)MHD患者普遍存在營(yíng)養(yǎng)不良[9]，機(jī)體抵抗力下降，易引起反復(fù)感染導(dǎo)致微炎癥反應(yīng)狀態(tài)[10-11]。2)血脂代謝紊亂：血脂代謝異常直接影響血管內(nèi)皮功能，同時(shí)脂質(zhì)沉積對(duì)血管壁的彈性影響[12-13]，使頸動(dòng)脈易發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化。3)甲狀旁腺功能亢進(jìn)與鈣磷代謝紊亂：甲狀旁腺功能亢進(jìn)是MHD患者最常見的并發(fā)癥之一，MHD患者普遍存在鈣磷代謝紊亂，也會(huì)加速動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)程[14]。維持性血液透析患者還存在吸煙、高血壓、毒素積蓄(如高尿酸)、酸堿失衡等危險(xiǎn)因素。在多種危險(xiǎn)因素相互作用下，MHD患者頸動(dòng)脈內(nèi)皮功能易受損，氧化應(yīng)激增加，頸動(dòng)脈內(nèi)中膜發(fā)生脂質(zhì)等灶狀沉積，平滑肌細(xì)胞增生和膠原纖維增多，彈性纖維減少，頸動(dòng)脈僵硬度增加以及順應(yīng)性減低，形變能力下降，頸動(dòng)脈彈性降低，頸動(dòng)脈內(nèi)中膜增厚與頸動(dòng)脈粥樣斑塊形成。ΔS、CS、CSR、CS/PP預(yù)測(cè)維持性血液透析患者頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的ROC曲線下面積分別為0.704、0.669、0.682、0.757，提示速度向量成像技術(shù)參數(shù)對(duì)維持性血液透析患者頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成均有一定預(yù)測(cè)價(jià)值，其中CS/PP敏感度為0.643，特異性為0.867，預(yù)測(cè)價(jià)值較高。因此VVI技術(shù)能有效地反映維持性血液透析患者頸動(dòng)脈彈性改變，具有一定臨床意義。

頸動(dòng)脈內(nèi)中膜厚度是臨床評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈粥樣硬化最常用的指標(biāo)，是心血管事件的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子[15]。其增厚與血液透析患者的頸動(dòng)脈粥樣斑塊厚度密切相關(guān)[16]。超聲檢測(cè)頸動(dòng)脈內(nèi)中膜厚度和頸動(dòng)脈彈性是早期動(dòng)脈粥樣硬化的標(biāo)志[3]。在本研究中，速度向量成像技術(shù)參數(shù)的ΔS、CS、CSR、CS/PP與IMT呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明兩者對(duì)頸動(dòng)脈粥樣硬化的評(píng)估在一定程度上保持一致性。IMT增厚是頸動(dòng)脈粥樣硬化的早期表現(xiàn)，頸動(dòng)脈粥樣斑塊的形成是頸動(dòng)脈粥樣硬化的中晚期表現(xiàn)，二者為頸動(dòng)脈形態(tài)學(xué)上的改變。在本研究中，相較于傳統(tǒng)的IMT，速度向量技術(shù)參數(shù)在無(wú)斑塊組與對(duì)照組中差異明顯，這表明速度向量技術(shù)參數(shù)對(duì)于早期發(fā)現(xiàn)頸動(dòng)脈彈性改變方面更加敏感。Favreau等[17]通過(guò)研究動(dòng)脈硬化閉塞癥的小鼠模型，發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈壁應(yīng)變改變?cè)缬趦?nèi)膜增生的形成。對(duì)402例無(wú)臨床癥狀的高血壓和糖尿病患者的頸動(dòng)脈進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)盡管高血壓和糖尿病患者的頸動(dòng)脈IMT正常，但仍較對(duì)照組僵硬[18]。在頸動(dòng)脈發(fā)生粥樣硬化病變而導(dǎo)致頸動(dòng)脈彈性改變的同時(shí)，可能沒有伴隨IMT的改變。VVI參數(shù)與常規(guī)IMT分別從功能與結(jié)構(gòu)對(duì)頸動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)行評(píng)價(jià)，VVI技術(shù)能發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)膜早期受累，有效評(píng)價(jià)維持性血液透析患者頸動(dòng)脈彈性改變，能較好彌補(bǔ)IMT的不足，兩者結(jié)合能夠更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈粥樣硬化的亞臨床狀態(tài)。

本研究不足之處：1)樣本量較少，有待進(jìn)一步加大樣本量；2)僅使用了超聲檢查，在今后的研究中將采用頸動(dòng)脈造影、磁共振或DSA等，進(jìn)一步探討不同方法對(duì)斑塊預(yù)測(cè)的臨床價(jià)值，并隨訪MHD患者采取相關(guān)治療后血管彈性的改變情況。綜上所述，速度向量成像技術(shù)評(píng)價(jià)維持性血液透析患者頸動(dòng)脈彈性有一定臨床價(jià)值，能夠早期發(fā)現(xiàn)維持性血液透析患者頸動(dòng)脈粥樣硬化病變，為臨床及早進(jìn)行干預(yù)提供參考，值得在臨床應(yīng)用中推廣。