超極速脈搏波技術定量評估不同年齡段高血壓患者頸動脈彈性衰退特征的臨床研究>

張心怡，朱正球，沈碧瀟 ，戴萍，王銀萍，鄒沖，劉福明，黃輝>

(江蘇省中醫院，南京中醫藥大學附屬醫院 1.超聲醫學科，2.國家中藥臨床試驗研究中心，3.心內科，江蘇 南京 210029)

近年來，隨著人口老齡化的不斷發展，心腦血管疾病的患病率和死亡率逐年增加，已成為嚴重威脅現代社會和人類健康的頭號殺手[1]。動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是心腦血管疾病的關鍵病理生理學基礎[2]，其發生發展與各類AS相關危險因素的積累及影響密切相關。高血壓是AS重要的獨立危險因素[3]；且大量研究證實，如能早期發現高血壓并積極干預及治療，可大大降低其臨床心血管事件的發生率。超聲用于檢測頸動脈AS進展情況具有無創、操作簡便、安全等優勢，目前已實現動態觀察不同階段血管壁內中膜改變情況，是臨床AS診斷及治療中常用和可靠的檢測手段。超極速脈搏波(ultrafast pulse wave velocity, ufPWV)技術是新型超極速超聲成像的重要應用之一，它通過記錄頸總動脈內膜線的實時運動軌跡，計算出脈搏波通過觀察窗的瞬時傳遞速度，進而間接反映頸總動脈的彈性衰退情況[4]。既往部分研究[5]已證實ufPWV技術可作為評估高血壓人群動脈彈性衰退的可靠手段，本研究欲利用ufPWV技術定量評估高血壓人群的頸動脈彈性，并分析不同年齡頸動脈彈性的衰退特征。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2015年7月至2020年5月在南京中醫藥大學附屬醫院心內科就診的169例高血壓患者作為高血壓組。高血壓診斷標準為《中國高血壓防治指南(2018年修訂版)》[6]：在未使用降壓藥物情況下, 診室收縮壓(systolic blood pressure，SBP)≥140 mmHg和(或)舒張壓(diastolic blood pressure，DBP)≥90 mmHg；或患者既往有高血壓病史，目前正服用抗高血壓藥，血壓雖低于140/90 mmHg亦診斷為高血壓。另招募血壓正常的健康成人153例作為血壓正常組，納入標準為：SBP<140 mmHg和DBP<90 mmHg。兩組共同排除標準為：心腦血管事件(6個月內發生)、慢性腎功能衰竭、嚴重貧血、已知患有的各種惡性腫瘤及自身免疫性疾病、妊娠哺乳期婦女、兒童或青少年、不能保持仰臥位及其他無法配合檢查的情況。

1.2 儀器與方法

使用SuperSonic Imagine AixPlorer超聲診斷儀，配備線陣探頭(SL10- 2)頻率2～10 MHz。受試者取仰臥位，下頜稍抬起，二維模式下先掃查雙側頸總動脈，選取頸總動脈長軸距頸動脈分叉近端1.0～1.5 cm處后壁測量頸動脈內中膜厚度(carotid intima- media thickness，cIMT)；然后囑受試者保持靜息狀態、屏住呼吸5 s，再點擊“PWV”鍵，系統自動跟蹤描線并計算得出收縮起始脈搏波速度(pulse wave velocity- beginning of systole，PWV- BS)、收縮末期脈搏波速度(pulse wave velocity- end of systole，PWV- ES)及其各自標準差Δ值(圖1)。Δ小于PWV- BS、PWV- ES測值的 20%，視為有效測量。同一頸動脈重復有效測量3次，取平均值作為最終結果；雙側頸動脈測值取均值作為該個體最終的ufPWV測值。同時收集每位受試者的一般資料，包括年齡、性別、身高、體重、體重指數(body mass index，BMI)，并檢測SBP、DBP、平均動脈壓(mean arterial pressure，MAP)以及總膽固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)和空腹血糖水平。

A.自動測量cIMT；B.頸動脈ufPWV參數測量

1.3 統計學處理

采用SPSS 22.0統計軟件進行統計學分析。計量資料采用均數±標準差表示，組間比較差異先采用Leneve方差齊性檢驗，后采用獨立樣本t檢驗，若方差不齊給出校正P值。分類資料采用χ2檢驗。相關性分析采用Pearson相關性分析。各年齡段間PWV- ES采用方差分析比較整體差異，后采用LSD-t檢驗進行組間兩兩差異比較。利用邏輯回歸分析，將年齡作為協變量校正，比較高血壓組及血壓正常組不同年齡段者動脈彈性的差異；再利用多元線性回歸分別分析并比較血壓正常組及高血壓組動脈彈性隨年齡的衰退特征。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 基本資料分析

將血壓正常組基本資料與高血壓組比較(表1)后發現，兩組間年齡、性別、BMI、HDL、甘油三酯、總膽固醇、空腹血糖、SBP、DBP、MAP、cIMT、PWV- ES差異均有統計學意義(均P<0.05)，而兩組間LDL、PWV- BS差異無統計學意義(均P>0.05)。

2.2 cIMT、PWV- BS、PWV- ES與年齡的相關性分析

將受試者cIMT、PWV- BS、PWV- ES與年齡依次進行相關性分析，結果顯示均與年齡呈線性正相關，且PWV- ES (r=0.636,P<0.001)與年齡的相關性顯著優于cIMT(r=0.552,P<0.001)及PWV- BS (r=0.265,P<0.001)，故后續分析中以PWV- ES作為ufPWV檢測頸動脈彈性的代表性指標，見圖2。

圖2 受試人群cIMT、PWV- BS、PWV- ES與年齡的相關性分析

2.3 各年齡段受試者PWV- ES比較

按年齡將受試者分為20～39歲、40～49歲、50～59歲、60～69歲及70～90歲5個年齡段，各年齡段間PWV- ES差異有統計學意義(F=57.892，P<0.001)。圖3示，除60～69歲與70～90歲年齡段間PWV- ES差異無統計學意義(P=0.997)外，余各相鄰兩年齡段間PWV- ES差異均有統計學意義(均P<0.05)。

除20～39歲年齡段外，各年齡段均與前一年齡段比較，***P<0.001

2.4 高血壓組和血壓正常組頸動脈彈性隨著年齡變化的衰退特征

經邏輯回歸分析，高血壓組與血壓正常組PWV- ES經年齡校正后依然存在顯著差異(P<0.001)(圖4)。采用多元線性回歸分析，分別獲得與年齡相關的高血壓組及血壓正常組PWV- ES隨年齡變化的預測公式(圖5)。結果顯示，高血壓組的PWV- ES在青年人中顯著高于血壓正常組，即高血壓可使年輕人的動脈僵硬度顯著增高；但隨著年齡的增長，組間差距越來越小，乃至于回歸線在老年階段相交。

圖4 經協變量年齡校正后高血壓組及血壓正常組PWV- ES差異比較

圖5 高血壓組及血壓正常組PWV- ES隨年齡的變化趨勢

3 討 論

AS及其誘導的動脈管壁形態學改變，是多種心腦血管疾病的關鍵病理生理學基礎。然而，在AS早期，即動脈管壁形態尚未發生顯著改變之前，其主要表現為微觀的血管內皮功能障礙及誘導產生的管壁結構微重塑，并導致動脈的生物力學屬性改變，如動脈彈性降低[7]。目前臨床上評價AS主要是利用超聲檢測cIMT是否增厚及斑塊是否形成[6]，但此僅能反映動脈管壁的形態學改變[8]，而對評估生物力學屬性改變無能為力[7]。ufPWV作為一種新型的超極速超聲成像技術，本課題組前期研究證實其可較精準地評估動脈彈性功能，并對早期AS風險預測具有潛在的價值[9]。

既往研究顯示，高血壓不僅是AS重要的獨立危險因素[10]，而且高血壓人群脈搏波速度較血壓正常人群顯著增高[11]。本研究亦證實，高血壓組cIMT和PWV- ES均較血壓正常組顯著增高(均P<0.001)，這說明高血壓不僅導致動脈彈性顯著衰退，而且證實ufPWV技術可用于定量評估高血壓誘導的動脈彈性衰退。

衰老是AS首要危險因素[12]。本研究結果顯示cIMT、PWV- BS、PWV- ES均與年齡存在正相關關系，尤以PWV- ES與年齡的相關性最高(r=0.636，P<0.001)，顯著優于cIMT及PWV- BS。該結果與高慧等[13- 14]研究一致，證實PWV- ES在評估年齡相關頸動脈彈性衰退中的應用價值優于PWV- BS，可作為ufPWV技術的代表性指標，這可能與收縮期動脈彈性改變的幅度較舒張期大有關。進一步按年齡段研究發現，除60～69歲與70～90歲間差異無統計學意義，其余年齡段間動脈彈性差異均有統計學意義。這說明PWV- ES雖可隨年齡的增長而不斷增高，但動脈彈性不會無限降低，即“動脈硬化”不會無限硬化下去，而是在到達一定水平后進入所謂“平臺期”，此時即使添加各種危險因素，動脈彈性亦不會再有顯著改變。

上述觀點在進一步的多元線性回歸分析中亦得到證實。圖4示所有年齡段中無論是高血壓組還是血壓正常組，受試人群的動脈僵硬度均隨著年齡增長而增高；相同年齡受試人群中高血壓組的動脈僵硬度顯著高于血壓正常組，但不會隨年齡增長而無限增高，而是存在“上限”，即兩組人群在80歲左右的PWV- ES基本相等，隨后進入“平臺期”。此外，多元線性回歸分析還顯示，高血壓組的PWV- ES與年齡及BMI相關，而血壓正常組PWV- ES僅與年齡相關，這表明年齡在AS進展中起了關鍵的作用，且高血壓及其他危險因素可加速年齡誘導的AS進展。因此，在臨床實際診療中，由于ufPWV測值受年齡和血壓等因素影響較大，在應用PWV- ES評估動脈彈性時建立個體化閾值評估可能較單一診斷閾值更好。

總而言之，ufPWV技術作為一種評價動脈彈性的無創、簡單、有效的方法，可在高血壓及血壓正常人群中進行動脈彈性衰退評估，從而有助于預防及延緩AS的進展，最終減少心血管事件的發生。