正常人頸總動脈、肱動脈、脛后動脈血流動力學參數分析

任亞娟 徐芳 徐智章 張愛宏 肖滬生 銀浩強 彭欣

超聲技術具有實時、無創、動態、直觀的優點,近年來廣泛用于血管病變的檢查, 對動脈血管病變的早期發現及早期預防具有重要的價值。但很少用于全身多處動脈的血流動力學分析, 本文通過超聲檢測正常人頸總動脈、肱動脈、脛后動脈的血流動力學參數旨在為分析人體動脈血流動力學改變提供更多的信息,為了解人體動脈近端動力、遠端阻力及血管彈性提供一定的科學依據。

1 資料和方法

1.1 研究對象

數據來源于2011年5月本院健康人群中的自愿受檢者30例, 其中男性7例, 女性23例, 年齡20～39歲, 平均（27.5±4.4）歲。受檢者無吸煙嗜好, 間隔用餐1 h以上。

1.2 儀器和方法

1.2.1 儀器 采用ALOKA公司 SSD 5500SV彩色多普勒超聲診斷儀, 血管寬頻探頭頻率5～13 MHz。

1.2.2 檢測方法 受檢者平臥于檢查床上, 連接心電圖, 前后分三次選取左側頸總動脈起始段、左肘橫紋近心端1.5 cm范圍肱動脈及左側內踝后方脛后動脈搏動最明顯處, 利用超聲探頭尋找三處動脈的縱切面, 測量三段動脈的血管內徑, 然后適當調節增益、濾波等設置, 取樣門寬1 mm, 且放在管腔中央, 取樣線與血管夾角＜60°, 選取select鍵檢查獲得頸總動脈、肱動脈、脛后動脈多普勒血流流速曲線。待多普勒血流流速曲線穩定后, 按動“凍結”鍵進行測量分析。測量三段動脈心電圖QRS波起點與多普勒血流流速曲線起點間的時間差（動脈血流流速波傳導時間）、血流加速度及收縮期射血面積（圖1～4）。

圖1 左側頸總動脈內徑的測量 圖2 心電圖QRS波起點與左側頸總動脈血流流速波起點間的時間差（即血流流速波傳導時間）的測量 圖3 左側肱動脈血流加速度的測量 圖4 左側脛后動脈收縮期射血面積的測量

1.3 統計學處理

2 結 果

30例健康人左側頸總動脈的血管內徑平均為（6.05±0.48）mm, 動脈血流流速波傳導時間平均為（114.15±11.52）ms、血流加速度平均為（15.02±3.40）m/s2、收縮期射血面積平均為（14.98±3.20）cm2。左側肱動脈的血管內徑平均為（3.16±0.42）mm, 動脈血流流速波傳導時間平均為（184.18±12.67）ms、血流加速度平均為（10.59±2.71）m/s2、收縮期射血面積平均為（8.43±3.68）cm2。左側脛后動脈的血管內徑平均為（2.10±0.29）mm, 動脈血流流速波傳導時間平均為（292.61±16.49）ms、血流加速度平均為（6.36±1.69 ）m/s2、收縮期射血面積平均為（5.12±3.32）cm2（表1）。

表1 30例正常人左側頸總動脈的血流動力學參數檢測結果

3 討 論

心血管系統是一個連續密閉的管道系統, 心動周期中左心室節律性的收縮將血液搏動性地射入主動脈,再由中央動脈流向周圍及末梢動脈, 該過程中血液作為流體在血管中不斷地循環, 因此, 血管的血流動力學變化可反映心臟泵血功能、血管的彈性及外周阻力的變化。本文通過運用超聲檢查技術對全身多處動脈的血流動力學參數進行檢測及分析, 得到一些信息, 如能對這些參數標準化處理, 則可通過早期發現血管的血流動力學改變推測血管病變的發生。本文為超聲分析人體多處動脈血流動力學參數作初步嘗試, 期望能為分析動脈血流動力學改變提供更多信息, 為了解人體動脈近端動力及遠端阻力提供一定的科學依據。

本文的實驗結果可以看出, 從頸總動脈到肱動脈再到脛后動脈, 血管的管徑不斷變細, 這反映了從心臟到外周, 血管的管徑是逐級不斷變細, 這與人體的解剖結構相符合。

循環系統的動力源是心臟, 介質是血液, 邊界是血管壁, 而心臟的舒縮是間歇性的, 這就導致了進入主動脈的血液具有間歇性, 這種間歇性的搏動使血液的流動成為脈動流, 不但具有沿血管半徑Y方向的徑向擴張力, 還具有沿血管軸向X方向的沖力。徑向的擴張力使血管壁產生徑向的舒縮。軸向的沖力使血管產生軸向的振動, 這兩種正交的作用力使血管壁呈現脈動性搏動, 壓力脈動和流量脈動分別形成壓力波和速度波, 并引起血管壁內的多種應力脈動, 導致多種應力波。多種應力波與壓力波和速度波復合疊加形成脈搏波。脈搏波的傳導速度 (pulse wave velocity, PWV)與動脈壁的生物力學特性、血管的幾何特性以及血液的密度等因素有一定的關系。脈搏波沿著動脈管壁傳向末梢血管。動脈管壁的順應性越大, 脈搏傳播速度就越慢; 動脈的擴張性越差、僵硬度越高、彈性越差, 脈搏波傳播速度就越快。PWV已被作為評估動脈僵硬度的一個指標廣泛應用[1-2]。本文中的心電圖QRS波起點與多普勒流速曲線間的時間即為文中提到的流速波傳導時間。實驗結果顯示從頸總動脈到肱動脈最后到脛后動脈, 動脈局部心電圖QRS波起點與多普勒流速曲線起點的時間差逐漸變長, 說明隨著血管與心臟間的距離變大, 血流流速波傳導所需要的時間變長, 這一時間作為脈搏波的一個組成部分也可反映血管彈性。肖滬生等[3]人應用ALOKA公司Prosoundα10彩色多普勒超聲診斷儀測量66例健康人頸動脈和右肱動脈的脈搏波傳導時間, 顯示右肱動脈脈搏波傳導時間與左右頸總動脈傳導時間差別比較具有統計學意義, 說明測量點距離心臟越遠。所需的傳導時間越長, 可以根據不同測量點的時間差計算出傳統的脈搏波傳導速度, 這與本文的研究結果相符合。因此, 是否該時間的檢測也可用于計算傳統的脈搏波傳導速度來反映動脈血管的彈性功能, 值得進一步探討。

另外, 本實驗的結果還顯示從頸總動脈到肱動脈最后到脛后動脈, 血流的加速度逐漸變小, 收縮期射血面積逐漸變小, 這可能與血流不斷的流向外周, 血流的能量不斷分散到各分支動脈, 各分支動脈的動力不斷變小有關。心室收縮射血過程中, 由于外周阻力的存在, 大動脈內的血液不可能迅速充盈至外周動脈, 在射血壓力的作用下, 大動脈壁的彈力纖維被拉長, 管腔擴大, 心臟收縮時所輸出的能量, 一部分由動能轉化成勢能, 暫時貯存在大動脈壁上[4]。隨著血管的延伸, 血流及管壁儲存的能量不斷分散到更小的分支動脈, 分支動脈血流的動力不斷下降, 血管的血流量也不斷分散到更小的血管。此外, 在病理狀態下, 即如果心臟的泵血功能降低或外周病變導致血管阻塞或血流阻力增加等均可引起動脈局部血流加速度及收縮期射血面積的改變; 因此血管局部的這兩項指標對心臟及血管功能的檢測均可提示有效的信息。

以上結果均表明超聲技術可以直觀反應血管的內徑及血流充盈程度, 并可反映血管的血流動力學變化,可以為臨床診斷血管病變提供有價值的參考資料。血流流速波傳導時間、血流加速度、收縮期射血面積對心臟及血管功能的檢測均可提示有效的信息。以上多項血流動力學參數多被用于心臟及大動脈功能的檢測,但很少被運用于外周動脈, 更鮮有多點檢測動脈血流動力學的報道。本文在不同動脈段檢測血管的血流動力學參數指標, 若能進行大樣本實驗, 統計獲得不同動脈的正常值并將該方法運用于不同病種患者的血流動力學檢測, 則有望能發現血管病變導致不同動脈中血流動力學的聯動改變, 揭示不同疾病導致的血流動力學改變的原理。

[1] Rolond A. 動脈僵硬度和脈搏波速度的臨床應用[M]. 王宏宇, 譯, 北京: 人民軍醫出版社, 2005: 10-11.

[2] 羅志昌. 脈搏波的工程分析與臨床應用[M]. 北京: 科學出版社, 2006:6-7.

[3] 肖滬生, 銀浩強, 徐智章, 等. 瞬時波強技術中脈搏波傳導時間檢測及臨床應用[J]. 上海醫學影像, 2008,17(4):273-276.

[4] 肖滬生, 銀浩強, 徐智章, 等. 脈象波強與瞬時加速度波強（W1）的相關性研究及意義[J]. 上海醫學影像, 2010,19(4): 242-245.