應用二維斑點追蹤技術評價高血壓患者及其并發(fā)Stanford A 型主動脈夾層患者的升主動脈圓周應變

王艷麗，吳娟，裴勇凱，龔敏，冀加美，孫香友，武俊

（大連醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院，遼寧 大連 116027）

高血壓被認為是導致人類患病和死亡的首要危險因素，其引起的血管病變是重要的致病基礎[1]。高血壓可引起主動脈持續(xù)、不可逆性擴張，動脈瘤（Aortic aneurysm，AA）形成，繼而可能導致主動脈夾層（Aortic dissection，AD）的發(fā)生，嚴重危及著人類生命健康[2]。IRAD 研究表明，大約80%的AD 患者伴有高血壓癥狀。目前針對升主動脈疾病的指南提出升主動脈直徑達到55 mm 為手術干預指征[3]。然而，大約60%～70% AD 的患者主動脈直徑并未達到指南提出的手術標準，單純應用主動脈直徑來評估主動脈并發(fā)癥的風險已經(jīng)受到了廣泛質(zhì)疑[4]。因此，尋找其它能夠早期識別主動脈病變的敏感指標至關重要[1]。但應用2D-STE 評價升主動脈應變（Circumference strain，CS）的研究極少[5]，本研究將應用2D-STE 對高血壓及其并發(fā)Stanford A 型夾層患者的CS 進行評估，這可能有助于早期識別高血壓并發(fā)的AD，進而提高患者生存質(zhì)量、降低其病死率。

1 資料與方法

1.1 研究對象

本研究共納入128 例患者：連續(xù)納入2019 年3月—2021 年1 月大連醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院就診，經(jīng)CTA 檢查確診為Stanford A 型主動脈夾層且具有原發(fā)性高血壓病史的患者25 例作為D組；收集年齡及性別匹配的同期就診的原發(fā)性高血壓患者73例，并根據(jù)升主動脈直徑分為A 組（內(nèi)徑＜35 mm，n=25）、B 組（內(nèi)徑35～＜45 mm，n=26）、C 組（內(nèi)徑≥45 mm，n=22）[4，6]；另篩選經(jīng)實驗室及影像學檢查證實的年齡及性別亦匹配的健康志愿者30 例作為對照組（n=30）。高血壓定義為在不使用降壓藥的情況下，在不同時間連續(xù)測量3 次肱動脈收縮壓（SBP）≥140 mmHg（1 mmHg≈0.133 kPa）和（或）舒張壓（DBP）≥90 mmHg[7]。排除標準包括：主動脈發(fā)育不全、主動脈縮窄、馬凡綜合征、原發(fā)性瓣膜疾病、急性主動脈炎、圖像質(zhì)量不佳者。記錄每位患者的個人信息，包括年齡、性別、體質(zhì)量、身高、體表面積（BSA）、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）、SBP、DBP 和脈壓（PP）。

本研究經(jīng)大連醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院倫理委員會批準，所有受試者均知情同意。

1.2 超聲心動圖的采集與測量

采用Philips EPIQ 7C 型超聲診斷儀采集患者的超聲心動圖，使用X5-1 探頭，并調(diào)整幀頻50～90幀/s。囑患者左側(cè)臥位，充分暴露胸部，同步記錄心電圖。在采集超聲心動圖之前，使用袖帶血壓計測量肱動脈血壓。在胸骨旁左室長軸切面上測量左室舒張末期內(nèi)徑（LVEDd）、左室收縮末期內(nèi)徑（LVESd）、舒張期室間隔厚度（IVS）和舒張期左室后壁厚度（LVPW）。采用雙平面Simpson 法測量左室射血分數(shù)（LVEF）。并計算LVMI 和相對室壁厚度（RWT）。測量升主動脈的收縮期內(nèi)徑（Ds）和舒張期內(nèi)徑（Dd）。

1.3 2D-STE 的測量

于主動脈瓣上方3 cm 處獲得胸骨旁短軸切面超聲心動圖。所有圖像均使用離線分析軟件QLAB中的心肌短軸應變系統(tǒng)進行分析。手動調(diào)整感興趣區(qū)（ROI）的寬度以覆蓋主動脈壁的內(nèi)膜和外膜，應盡可能使ROI 寬度最小。此時，管壁將被分成6 個大小相等的節(jié)段，并自動生成6 條CS 曲線。測量升主動脈各節(jié)段CS 的峰值應變，并將其絕對值記錄為CS（Stanford A 型夾層患者僅計算內(nèi)膜尚未撕裂的管壁節(jié)段）。由1 名操作員重復3 次測量，并記錄最終平均值以供分析。應用BSA 對CS 進行校正，得到CS’。

記錄每個受試者從Q 波到整體CS 峰值的時間間隔和心動周期時間。應用心動周期時間標化CS峰值時間得到最終達峰時間（TTP）。

升主動脈擴張性（D）=2×（Ds-Dd）/（Dd×PP）[6]；僵硬度指數(shù)（β1）=ln（SBP/DBP）/CS[6]；僵硬度指數(shù)（β2）=ln（SBP/DBP）/（（Ds-Dd）/Dd）[8]；彈性模量（E）=（Ds-Dd）/CS[6]。

1.4 統(tǒng)計分析

本研究數(shù)據(jù)均采用SPSS 20.0 和MedCalc 統(tǒng)計學軟件進行處理，連續(xù)變量表示為，組間差異比較采用單因素方差分析。分類變量用頻率和百分比表示，并使用χ2檢驗進行分析。采用Pearson 相關分析評估CS’與其他參數(shù)的相關性。應用單因素和多因素回歸分析篩選與AD 相關的變量。應用ROC 曲線確定獨立預測因子并計算曲線下面積（AUC）。應用Delong 法評價各變量間AUC 差異。為了評估觀察者內(nèi)和觀察者間的重復性，分別從5 組中隨機抽取共25例，采用組內(nèi)相關系數(shù)（ICC）評價CS 測量的一致性。P＜0.05 為具有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 一般資料比較

本研究共納入128 例患者，平均年齡（62.7±11.6）歲，以男性為主（71例，55.5%）。5 組間年齡、性別、身高差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），體質(zhì)量、BSA、BMI、SBP、DBP、PP 差異有統(tǒng)計學意義（P ＜0.05）。與對照組比較，高血壓組PP 進行性升高（P＜0.05，表1）。

表1 基本參數(shù)特征（）

表1 基本參數(shù)特征（）

注：1：與A 組相比，P＜0.05；2：與對照組相比，P＜0.05；3：與B 組相比，P＜0.05；4：與C 組相比，P＜0.05。

2.2 左心室相關參數(shù)

與對照組比較，高血壓組IVS、LVPW 明顯增厚，LVEDd、LVMI、RWT 顯著增大（P＜0.05）。5 組間LVESd、LVEF 差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05，表2）。

表2 左心室相關參數(shù)（）

表2 左心室相關參數(shù)（）

注：1：與對照組相比，P＜0.05；2：與A 組相比，P＜0.05；3：與B 組相比，P＜0.05。

2.3 主動脈相關參數(shù)

C 組與D 組間升主動脈直徑無明顯統(tǒng)計學意義。高血壓組CS’均小于對照組，且從A 組到C 組呈遞減趨勢（P＜0.001，圖1）。A 組和B 組的TTP 均明顯長于對照組，B 組的TTP 也明顯長于A 組（P＜0.001，表3）。與對照組相比，高血壓組β1、和E 均顯著高于對照組（P＜0.001），高血壓組D 顯著低于對照組（P＜0.001）。應用2D-STE 測得的β1 與應用二維超聲測得的β2 呈正相關（r=0.632，P＜0.001）。

表3 主動脈相關參數(shù)（）

表3 主動脈相關參數(shù)（）

注：1：與對照組相比，P＜0.05；2：與A 組相比，P＜0.05；3：與B 組相比，P＜0.05；4：與C 組相比，P＜0.05。

圖1 應用2D-STE 測量CS。圖中彩色圓形環(huán)所示區(qū)域為ROI。圖1a～1c 分別為正常人、高血壓患者及夾層患者的CS 曲線圖。其CS 值為21.9%，13.2%及9.4%。AO：升主動脈，LA：左心房，PA：肺動脈，RA：右心室。Figure 1.The measurement of CS by 2D-STE.The area covered by the color ring is the ROI.Figure 1a～1c: Representative CS curves of healthy patient,hypertensive patient and patient with AD.The CSs were 21.9%,13.2% and 9.4%.AO: ascending aorta,LA: left atrium,PA: pulmonary artery,RA: right atrium.

2.4 CS 的診斷性能

在調(diào)整了年齡，性別，BMI 等基線特征后只有PP（OR，1.079（1.001～1.162）；P＜0.05），直徑（OR，1.139（1.001～1.296）；P＜0.05）和CS’（OR，0.230（0.100～0.526）；P＜0.001）仍然是AD 的獨立預測因子（表4）。PP、直徑和CS’ 的ROC AUC 分別為0.795、0.903 和0.934（表5）。CS’的最佳截斷值為≤4.08%（敏感性96%；特異性82%；AUC=0.934；P＜0.001）。此外，將PP、直徑和CS’聯(lián)合診斷AD 的效果明顯優(yōu)于單獨使用直徑（AUC=0.965 vs 0.903；P＜0.05，圖2）。

表4 單因素及多因素Logistic 回歸分析結果

表5 ROC 曲線數(shù)據(jù)

圖2 預測AD 的ROC 曲線。Figure 2.ROC curve for predicting AD.

2.5 CS’與其他參數(shù)相關性

CS’與β2（r=-0.472，P＜0.001），PP（r=-0.340，P＜0.001），LVMI（r=-0.378，P＜0.001）呈負相關，但與D呈正相關（r=0.483，P＜0.001）。

2.6 重復性分析

CS 及TTP 結果顯示出良好的重復性（表6）。

表6 觀察者內(nèi)及觀察者間一致性

3 討論

3.1 主動脈僵硬度

在高血壓患者中，主動脈滋養(yǎng)血管管腔逐步狹窄、增厚，導致了中膜的缺血性壞死、血管壁彈性纖維減少及膠原纖維增多[9]。而彈性纖維的主要作用是為血管壁提供彈性能力，膠原纖維則是血管載荷的承擔者，在一定程度上限制血管橫向擴張[10]。主動脈管壁的彈性表現(xiàn)在管壁在收縮期的擴張以及在舒張期的回縮[11]，隨著高血壓患者主動脈管壁損害程度的增加，血管壁在舒張期不能回彈至其初始位置，導致了血管壁的逐步擴張，達到一定程度則有并發(fā)AD 的風險，危及患者的生命。在本研究中，高血壓組的D 明顯低于對照組，β2 及E 則高于對照組，且這種趨勢隨著管徑增寬程度的增加而愈發(fā)明顯。這些結果反映了高血壓患者主動脈彈性降低、僵硬度增加，與高血壓主動脈病變病理特征相符。

3.2 主動脈生物力學特征

除了傳統(tǒng)僵硬度參數(shù)外，血管生物力學參數(shù)早已被證明是反映血管功能的有力指標，但由于CT或MRI 的成像時間或價格的限制，并不適用于主動脈應變的監(jiān)測或危重患者的床旁評估。Bu等[12]應用2D-STE 對冠心病患者的升主動脈CS 進行了測量，結果指出CS 可以提高對冠心病的診斷。而應用2D-STE 評價高血壓及其并發(fā)夾層患者的CS 的研究少之又少。在本研究中，我們首次應用2D-STE 評價了高血壓及其并發(fā)AD 患者的CS。結果表明，高血壓組CS’較對照組明顯減低，且隨著升主動脈直徑不斷增寬，高血壓各組CS’呈遞減趨勢，AD 組最低。這可能是因為高血壓促使主動脈管壁發(fā)生重塑，隨著其血管損害程度的不斷增加，其生物力學功能也不斷下降，最終可能導致AD 的發(fā)生。同時，D 組升主動脈平均直徑僅為（48.63±10.93）mm，未達到預防干預標準，這與以往研究一致[4]。而我們的研究結果表明，CS’可以用于預測高血壓患者的AD。在調(diào)整了年齡，性別和BMI 之后，只有PP，直徑和CS’仍然是AD 的獨立預測因子，并且CS’的ROC AUC最大。CS’的最佳截斷值為≤4.08%。此外，ROC 曲線顯示，PP、直徑和CS 聯(lián)合診斷AD 時效果明顯優(yōu)于單獨使用直徑。這可能有助于對AD 患者的危險分層。我們的結果還顯示，CS’與D 呈正相關，與傳統(tǒng)的僵硬度參數(shù)β2 呈負相關。并且，應用2D-STE 測得的β1 與應用二維超聲測得的β2 呈正相關，這都說明了CS 能夠敏感地識別升主動脈生物力學功能的異常改變。

我們還對CS TTP 進行了測量，結果顯示，高血壓組TTP 明顯大于對照組，且隨著高血壓患者升主動脈管徑的擴張，TTP 延長更加明顯。主動脈的擴張和回縮是一系列連續(xù)的電-生理過程造成的。一方面，高血壓患者心肌發(fā)生不同程度的重構，導致左室壁肥厚、左室擴大，使得電沖動傳導時間延遲，同時，由于后負荷的增加，高血壓患者的等容收縮期延長，導致了高血壓患者達峰時間的延長。而另一方面，在心動周期恒定時，由于高血壓患者應變達峰時間即擴張時間的延長，主動脈回縮至原始長度的時間繼發(fā)減少，這也使高血壓患者管壁更加擴張，主動脈損害不斷加重。此外，有研究表明，血管壁損害的各向異性會隨著動脈粥樣硬化而加劇[13]，高血壓患者伴有不同程度的動脈粥樣硬化[14]，這也就導致了本研究中C 組及D 組患者主動脈各個方向的管壁應變差異較大，CS 曲線過于離散，因此我們未對其T 進行計算與統(tǒng)計分析，當然這也需要進一步的病理學研究對我們的假設進行支持。

本研究尚存在幾點不足：首先，2D-STE 依賴于二維超聲圖像，部分患者因圖像質(zhì)量無法達到準確跟蹤和分析的標準而被我們排除在外，這可能會對我們的研究人群造成潛在影響。其次，仍需要大量前瞻性研究來證實CS 在臨床工作中的作用。