二維斑點追蹤技術評價高血壓病人升主動脈彈性的應用研究

沈艷 陳祖乾 侯曉慧 程月紅 王莉 郭珊

高血壓是導致心血管疾病發生的最主要因素，高血壓的進展可導致動脈血管的硬化，從而引發多種心血管疾病[1]。評估主動脈彈性特點對高血壓的治療以及心血管疾病的預防具有重要臨床價值。目前臨床上有許多技術被用來評估主動脈彈性，包括CT、超聲脈沖多普勒技術、組織多普勒成像技術(TDI)，但這些方法對設備要求較高，不夠直接。作為一種新的定量分析工具，二維斑點追蹤技術(two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI)在心血管疾病中得到廣泛應用[2-5]，最近研究證實其對主動脈壁相對高精確度運動評估同樣具有潛在價值[6-7]。本研究采用2D-STI評價高血壓病人的主動脈彈性，報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2018年12月至2019年12月我院收治的60例原發性高血壓病人為高血壓組，其中男26例，女34例，平均年齡(56.03±14.10)歲；另選擇60例血壓正常者作為對照組，男30例，女30例，平均年齡(55.28±13.80)歲。所有入選對象均仔細記錄身高、體質量、吸煙史、是否合并高血脂、心率等一般資料。排除標準：冠心病、心肌病、瓣膜性心臟病、腎功能不全、心律失常以及超聲透聲條件差的病人。本研究獲本院倫理委員會批準，所有病人均簽署知情同意書。

1.2 方法 超聲心動圖檢查采用荷蘭Philips公司HD15型多普勒超聲成像儀，選用S5-2二維矩陣探頭。檢測時病人呈左側臥位，先進行常規超聲檢查心臟結構，并進行連續心電掃描。切換至STI模式，同步心電圖(ECG)，選取清晰的升主動脈胸骨旁長軸視圖，記錄連續3個心動周期的二維動態圖像，使用專用軟件QLAB從升主動脈的2D-胸骨旁長軸視圖進行離線分析，該軟件允許跟蹤并將變形轉換為拉格朗日應變，升主動脈內的感興趣區域(從升主動脈竇管結合部上大約10 mm處位置，受到的血流的沖擊最大，能夠較好地代表彈性變化的能力)被選擇為具有最大可測量橫向直徑的區域，在前主動脈壁和后主動脈壁內識別出3對斑點，并且跟蹤連接每對斑點的橫向節段，每個節段用不同的顏色表示，并且其變形在心動周期期間以圖形方式顯示為時間的函數，從ECG跡線上的QRS復合波的開始。

對于入選對象血壓的檢測采用SunTech Oscar2型無創性攜帶式動態血壓監測儀。所有受試者在安靜的房間休息5 min后，采用坐姿進行血壓檢測；使用適當尺寸的袖口，連續測量3次，在所有分析中使用第2次和第3次測量的平均值。

1.3 觀察指標 采用動脈擴張度(AD)、動脈僵硬指數(ASI)評價主動脈彈性[7-9]，計算公式：AD=(2×PAAS)/(SBP-DBP)，ASI=ln(SBP/SDP)/(PAAS)，公式中PAAS為升動脈峰應變，ln為對數。其中PAAS定義為完整心動周期中近端升主動脈的平均最大變形，如圖1所示。

注：在升主動脈壁內識別出3對斑點，并與限定血管橫截面的顏色編碼段相連，計算心動周期期間每個節段的變形并將其轉換為應變曲線，繪制為時間的函數圖1 評估近端PAAS的簡化方法

2 結果

2.1 2組一般臨床資料比較 2組年齡、BMI、心率等差異無統計學意義(P>0.05)；高血壓組BMI、體表面積、SBP以及脈壓均明顯高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 2組一般資料的比較

2.2 2組主動脈應變率比較 脫機后，使用QLAB軟件獲得升主動脈前后壁運動曲線，分別計算主動脈前后壁舒張早期、晚期及收縮期應變率，以上數據均為3個心動周期的平均值。高血壓組主動脈前、后壁各時期的應變率均低于對照組，差異具有統計學意義(P<0.01)。見表2。

表2 2組主動脈前、后壁應變率比較

2.3 2組主動脈彈性的比較 高血壓組AD明顯低于對照組， ASI高于對照組，差異均具有統計學意義(P<0.01)。見表3。

表3 2組主動脈彈性比較

2.4 老年亞組與非老年亞組的比較 將高血壓組和對照組按年齡分別再細分老年亞組(≥60歲)和非老年亞組(<60歲)，比較各組病人動脈彈性指標。結果顯示，高血壓組和對照組的老年亞組AD均低于非老年亞組， ASI均高于非老年亞組(P<0.05)；高血壓組的2 個亞組分別與對照組的2個亞組比較，上述指標差異亦有統計學意義(P<0.05)。見表4。

表4 高血壓與對照組2個亞組動脈彈性比較

3 討論

目前，臨床上許多技術被用來評估高血壓病人的主動脈彈性特點，包括脈搏波傳導速度、CT、內徑或面積公式超聲估測法、血管造影技術以及超聲組織多普勒成像技術[11]。其中脈搏波傳導速度容易受到血液黏滯度、血流動力學等的影響，上述其他技術方法評估高血壓病人主動脈彈性的可用性、成本的限制也是潛在的缺點。

2D-STI是近年來發展起來的一種用來評估心臟器官損傷的第一線的超聲定量成像工具，可以通過在心動周期內捕獲一系列數字圖像來較為準確地評價局部和整體心肌運動情況。與傳統多普勒技術相比，STI實用性強、無角度依賴、可重復性好，同時可以從縱向、徑向、圓周運動及旋轉和扭轉等多方面綜合評價心肌運動[12-13]，因此可以提供評估生物力學特性的新方法。升主動脈應變(PaAS)通過相互作用在最大可測量橫斷直徑水平上評估心臟周期中升主動脈的峰值橫向變形-橫徑的橫切面變形，技術上更快，無角度依賴，具有良好的重現性[14]。

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、ASI、動脈順應性等特性反映。本研究顯示，高血壓病人主動脈隨年齡的增長擴張度明顯降低，ASI顯著提高，隨著年齡的增加，動脈壁為了適應其血流動力學的壓力，動脈內徑增大，管壁增厚，這是一種正常生理變化過程，再加上年長者由于身體各方面機能的衰退，血管硬化加速，彈性下降。有研究表明，人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。本研究還顯示，高血壓老年亞組、非老年亞組主動脈彈性指標與對照組比較差異均有統計學意義。高血壓在病理狀態下，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，導致血管彈性進一步降低。血壓升高是主動脈彈性下降重要的加速因子，主動脈彈性受損常造成動脈硬化，并與多種心血管疾病息息相關[15]。Kim等[16]和Teixeira等[17]的研究結果表明了2D-STI分析的應變測量與公認的動脈僵硬參數有較好的相關性，本研究與已有研究結果相一致，顯示了使用2D-STI評估高血壓病人主動脈彈性的可行性。

綜上所述，2D-STI作為一種無創的檢查方法，評價動脈彈性無角度依賴、可重復性好，在評價老年高血壓病人的升主動脈彈性方面有一定的臨床價值。