超極速脈搏波技術定量評估頸動脈彈性和MHR的相關性研究*

吳林琳，朱正球，張 穎，王銀萍，何姍姍，季雯晶，劉福明，鄒 沖，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.心內科；3.GCP中心，南京 210029)

動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是心腦血管疾病發生、發展的重要的病理基礎，也是威脅人類健康及生命的首要疾病。AS本質上是一種慢性炎癥性疾病[1]，故近年來單核細胞與高密度脂蛋白膽固醇比值(monocyte/high-density lipoprotein cholesterol ratio，MHR)作為一種參與AS炎性反應和氧化應激過程的新型指標[2]，受到越來越多的重視。目前，國內外有關MHR的研究主要將其應用于評估冠狀動脈狹窄程度、不良心腦血管事件遠期預后等方面[3-4]，而MHR與動脈彈性之間是否存在相關性研究較少。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分支之一，以每秒高達2 000幀頻的速度采集圖像，通過實時描記頸總動脈管壁的運動，精確檢測局部血管收縮起始脈搏波速度(pulse wave velocity-beginning systole，PWV-BS)及收縮末期脈搏波速度(pulse wave velocity-ending systole，PWV-ES)。本研究探討ufPWV技術定量評估頸動脈彈性，并分析其與MHR的相關性，旨在為AS的早期診斷及預防提供新的手段和視角。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年1月至2021年6月于本院超聲醫學科行ufPWV檢測的287名志愿者，其中男109人，女178人。納入標準：知情并自愿接受血常規、生化指標檢查，并順利完成頸動脈ufPWV有效測值的成人(≥18周歲)受試者。排除標準：(1)妊娠、哺乳期婦女；(2)半年內有心腦血管事件發生；(3)甲狀腺功能異常；(4)自身免疫性疾病及外周血管疾病史；(5)肝腎功能不全；造血系統疾病和腫瘤等嚴重疾病史。記錄受試者年齡、性別、體重指數(BMI)、收縮壓(SBP)、舒張壓(DBP)、心率及臨床病史，包括高血壓、高脂血癥、冠心病、腦梗死、吸煙、飲酒。吸煙史定義為每天平均吸煙數≥1支，且持續時間超過6個月；飲酒史定義為每周平均飲酒精的量≥100 mL，且持續時間超過1年；高血壓和高脂血癥的診斷分別參考《中國高血壓防治指南(2018年修訂版)》[5]和《中國成人血脂異常防治指南(2016年修訂版)》[6]。根據MHR四分位截點將受試人群分為4組：Q1組(<3.56,n=71),Q2組(3.56～<4.75,n=72),Q3組(4.75～<6.05,n=72),Q4組(≥6.05,n=72)。本研究經江蘇省中醫院倫理委員會批準(2019NL-164-02)。

1.2 方法

1.2.1實驗室檢測

空腹8～10 h后于上午采集參與者靜脈血標本(5 mL)，利用離心機(BY-600A，北京白洋醫療設備有限公司)以3 000 r/min離心10 min，自動生化分析儀(AU5800，貝克曼庫爾特公司)分析血清高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、血糖(GLU)水平。血細胞分析儀(UniCel DxH 800，貝克曼庫爾特公司)檢測單核細胞、紅細胞、白細胞等血液常規指標。MHR=單核細胞計數/HDL-C。

1.2.2ufPWV儀器與操作方法

采用法國聲科Aixplorer Supersonic彩色超聲診斷儀，探頭SL10-2頻率2.0～10.0 MHz。囑患者平臥，頭部稍后仰，選取頸總動脈長軸切面，調整探頭使血管壁平直，清晰顯示管壁內中膜，避免管壁前方有甲狀腺及頸靜脈等結構，避開AS斑塊，使用系統自動測量法獲取頸總動脈后壁內中膜厚度(cIMT)，重復3次，記錄平均值作為最終值；囑患者屏氣5 s，進行ufPWV檢測，待圖像穩定后，系統自動測量PWV-BS及 PWV-ES，成功測量3次，并取平均值作為最終值，見圖1。

A：右側頸總動脈cIMT；B：右側頸總動脈PWV-BS及PWV-ES。

1.3 統計學處理

2 結 果

2.1 各組基線資料比較

各組年齡、心率、DBP、高血壓病史、高脂血癥史、腦梗死病史、GLU、TC比較差異無統計學意義(P>0.05)，而性別、BMI、SBP、吸煙史、飲酒史、冠心病史、TG、HDL-C、LDL-C、單核細胞、cIMT、PWV-BS、PWV-ES比較差異有統計學意義(P<0.05)。Q4組PWV-BS、PWV-ES、cIMT均高于其他組，差異有統計學意義(P<0.05)。Q3組PWV-BS、PWV-ES高于Q1、Q2組(P<0.05)，cIMT無明顯差異(P>0.05)。 Q1與Q2組間PWV-BS、PWV-ES、cIMT比較差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 MHR四分位分組的基線資料比較

2.2 相關性分析

Pearson相關性分析結果顯示，MHR與PWV-BS(r=0.360，P<0.001)、PWV-ES(r=0.458，P<0.001)及cIMT(r=0.359，P<0.001)均呈正相關，見圖2。

圖2 PWV-BS、PWV-ES、cIMT與MHR的相關性分析

2.3 MHR對PWV-BS、PWV-ES的影響

采用多元線性逐步回歸分析，分別以 PWV-BS、PWV-ES為因變量，以性別、年齡、BMI、心率、SBP、DBP、吸煙史、飲酒史、高血壓病史、高脂血癥史、腦梗死病史、冠心病史、GLU、TG、TC、 LDL-C、HDL-C、單核細胞、MHR為自變量，最終結果顯示MHR是PWV-BS(r=0.488，P<0.001)及PWV-ES(r=0.658，P<0.001)的獨立影響因素，見表2、3。

表2 PWV-BS影響因素的多元線性逐步回歸分析

表3 PWV-ES影響因素的多元線性逐步回歸分析

3 討 論

目前認為，動脈管壁的慢性炎性反應是AS的核心機制，并貫穿于心腦血管疾病發生、發展的始終[1]。MHR是近年來出現的一種新型炎性指標，它融合了單核細胞與HDL-C的特性，即單核細胞的促炎、致內皮功能損傷、促AS斑塊形成，與HDL-C的抗炎、抗氧化、抑制單核細胞活化和遷移、抗AS的相關生物疾病信息[7]，在理論上可為評估AS慢性炎癥程度提供新的視角。大量研究已證實，MHR較單一的單核細胞或HDL更能準確、全面地預測AS的發生、發展及動脈斑塊的形成[8]。本研究亦證實，隨著MHR的增高，AS相關危險因素BMI、SBP、TG、LDL-C均呈現增高趨勢；而有吸煙史、飲酒史、冠心病史的參與者亦有較高的MHR；AYDIN等[8]研究探討了原發性高血壓患者MHR與無癥狀靶器官損害之間的關系，發現MHR與cIMT存在正相關(r=0.486)。這些都說明MHR與AS的風險密切相關。

近年來，隨著研究者的不斷深入，AS的表型描述早已不再局限于經典的血管形態學改變(如粥樣硬化斑塊形成及心腦血管事件的發生)，AS所導致的動脈管壁微結構重塑及血管壁生物力學改變已成為新的研究熱點。脈搏波速度(pulse wave velocity，PWV)是定量評估動脈彈性衰退及AS進展的重要及可靠手段[5,9]。傳統的PWV測量方法主要包括頸-股脈搏波傳導速度(carotid-femoral pulse wave velocity，cfPWV)及肱-踝脈搏波傳導速度(brachial-ankle pulse wave velocity，baPWV)等，但其血管長度測量易出現較大誤差，且操作復雜，大大影響了其測值的穩定性及結果的可重復性[10]。有別于上述傳統PWV技術，ufPWV在原理層面利用瞬時超極速拍照技術描記管壁的運動軌跡并精確算出脈搏波瞬時通過取樣框的速度。這不僅大大減少了傳統PWV技術距離、時間測算的誤差，操作也更加簡便[11]。本研究中隨著MHR的增高，cIMT、PWV-BS及PWV-ES亦逐步升高；相關性分析結果顯示，cIMT、PWV-BS和PWV-ES均與MHR存在正相關，但PWV-ES與MHR的相關度要明顯高于PWV-BS及cIMT。這說明隨著MHR的增高，動脈管壁不僅發生了形態學改變，且反映動脈僵硬程度的脈搏波傳導速度也明顯增加，同時還顯示動脈彈性較cIMT與MHR存在更為密切的內在聯系。

本研究Q4組的cIMT、PWV-BS、PWV-ES均明顯高于其他組，但在Q3組與Q1組、Q2組組間比較時，僅PWV-BS、PWV-ES存在差異。這說明MHR輕度增高即可導致可探測的頸動脈彈性衰退進展，而此時的頸動脈形態結構指標，如cIMT，還未發生明顯的差異性改變。這與本課題組前期研究[12]發現在cIMT還未增厚的人群中，AS風險組的動脈彈性已較正常成人發生明顯衰退的研究結果相一致。而PWV-ES無論差異性還是相關性均優于其他指標，提示其在預測MHR輕度異常或早期AS時，可能具有更多的潛在參考價值。

本研究中進一步校正混雜因素后發現，PWV-BS與SBP、MHR呈正相關，而PWV-ES與SBP、MHR、年齡、LDL-C呈正相關。這說明MHR增高是動脈彈性衰退獨立危險因素之一，亦說明其可能是AS潛在的獨立危險因素之一。這與ZHOU等[13]對baPWV的研究發現MHR是動脈硬化的危險因素，可以預測發生AS的風險的結論相吻合。而進一步分析上述因變量會發現，SBP的升高會增加血管的壓力，容易引起內皮損傷和血管重塑，降低動脈的彈性[14]。衰老會導致彈力纖維減少，膠原纖維增加，血管順應性減低，導致血管壁PWV增高[15-16]。LDL-C則是因為發生脂質氧化后與巨噬細胞結合形成大量泡沫細胞，使脂質沉積，破壞血管內皮的完整性并損傷血管平滑肌細胞，加速脂質條紋與AS斑塊的形成，導致動脈彈性減退[17]。同時，增高的MHR預測PWV-ES增高較PWV-BS增高獨立于更多的動脈粥樣硬化危險因素，提示PWV-ES可能較PWV-BS 更為穩健，更能全面地反映年齡、血脂異常等危險因素作用下的AS進展。單核細胞、HDL-C并未進入最后的回歸方程，證實MHR在評估AS的價值較兩單一指標更優越。

綜上所述，ufPWV技術作為一種安全、可靠、便捷的新型超極速超聲成像技術，其指標PWV-ES與反映動脈慢性炎癥程度的MHR具有密切的內在聯系，可作為定量評估頸動脈彈性變化及AS進展的可靠影像學手段。