超聲WI技術(shù)評價(jià)維持性血液透析患者頸總動(dòng)脈早期粥樣硬化及心血管整體功能*

蔡璐 尹立雪 周婕 徐蕓

(1.西南醫(yī)科大學(xué)，四川 瀘州 646000；2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院心血管超聲科·超聲心臟電生理學(xué)與生物力學(xué)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 四川 成都 610072)

維持性血液透析(maintenance hemodialysis，MHD)是腎臟功能替代治療的重要方式之一，其可改善終末期腎臟病患者的生存質(zhì)量。有研究表明，維持性血液透析可通過多種因素導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化[1-6]。也有研究表明，維持性血液透析可導(dǎo)致左心室收縮功能障礙[7]。而透析相關(guān)性心血管疾病是MHD患者死亡的主要原因[1-2,4]，因此對MHD患者的動(dòng)脈硬化情況及左心室-頸總動(dòng)脈整體功能的早期檢測尤為重要。眾所周知，頸動(dòng)脈病變與主動(dòng)脈、冠狀動(dòng)脈等血管病變高度相關(guān)，可作為觀察全身血管病變的一個(gè)窗口。本研究擬采用頸總動(dòng)脈WI技術(shù)評價(jià)MHD患者頸總動(dòng)脈硬化情況，分析其早期動(dòng)脈硬化所致左心室—頸總動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)變化，以探討WI技術(shù)對MHD患者頸總動(dòng)脈早期粥樣硬化評價(jià)的可行性及其臨床應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)分析其WI相關(guān)參數(shù)與左心室—頸總動(dòng)脈整體功能的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 研究對象 MHD組：選擇在四川省人民醫(yī)院血液透析中心進(jìn)行維持性血液透析的終末期腎臟病患者30例，其中男性14例，女性16例；年齡35～60歲，平均(46.7±10.5)歲。所有入組者均進(jìn)行維持性血液透析時(shí)間超過1年，每周規(guī)律透析三次，每次透析3～4小時(shí)。對照組：經(jīng)常規(guī)體檢，血壓、腎功能、血脂、血糖、心電圖和超聲心動(dòng)圖檢查均無異常發(fā)現(xiàn)的健康人群30例，其中男性15例，女性15例，年齡35～60歲，平均(44.6±11.2)歲。所有入選者均行雙側(cè)頸總動(dòng)脈超聲檢查，排除頸總動(dòng)脈已形成粥樣斑塊者，且入選者頸總動(dòng)脈內(nèi)中膜厚度≤9mm，見表1。

表1 MHD組和正常對照組入組標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria of MHD group and normal control group

1.2 儀器及方法 采用Aloka Prosound 70彩色多普勒超聲診斷儀，血管超聲探頭頻率5～13MHz，心臟超聲探頭頻率為1～5MHz。

頸總動(dòng)脈WI檢查：①頸總動(dòng)脈取樣：檢查前，受檢者保持平靜休息5分鐘，測量肱動(dòng)脈血壓兩次。受檢者取平臥位，按順序連接肢導(dǎo)聯(lián)心電圖后，受檢者的頭部偏向檢查的對側(cè)，于頸總動(dòng)脈竇下2cm處，避開頸靜脈，作為WI的檢查部位。②測量頸總動(dòng)脈內(nèi)中膜厚度，見圖1。啟動(dòng)WI功能，調(diào)節(jié)Beam Steer(B)鍵在20°，使頸總動(dòng)脈前后壁能夠同時(shí)清晰顯示，在B/M模式下啟動(dòng)WI功能。將B模式取樣線上的兩個(gè)取樣門分別置于頸總動(dòng)脈的前壁、后壁中-外膜交界區(qū)，保證二維取樣門與血管壁垂直；M型Sweep Speed設(shè)置為200mm/s，啟動(dòng)WI的血流顯示鍵，保持聲束與血流的夾角≤60°。③采集圖像和數(shù)據(jù)：操作者屏氣，實(shí)時(shí)描記頸總動(dòng)脈血管壁運(yùn)動(dòng)軌跡，保持圖像采集穩(wěn)定，見圖2。按Select鍵采樣，描記的圖形超過7個(gè)，確認(rèn)符合WI圖像描記要求后凍結(jié)圖像進(jìn)入分析步驟；再次測量血壓后錄入，系統(tǒng)將自動(dòng)取3次血壓的平均值，之后再挑選5個(gè)以上連續(xù)且相對平穩(wěn)的波形存儲(chǔ)用于分析，見圖3、圖4。

左心室功能測量：受檢者左側(cè)臥位，平靜呼吸。取左心室長軸切面，分別獲取左心室后壁及室間隔厚度、左心房前后徑、左心室舒張期最大內(nèi)徑、左心室收縮期最小內(nèi)徑；取心臟四腔心及二腔心平面，以二維Simpson法測量計(jì)算左心室射血分?jǐn)?shù)EF值。在心臟四腔心切面，測量舒張?jiān)缙诜逯邓俣菶及舒張晚期峰值速度A，計(jì)算E/A；切換組織多普勒DTI模式，測量舒張?jiān)缙诜逯邓俣菶’、舒張晚期峰值速度A’，計(jì)算E’/A’及E/E’。

圖1 MHD組患者頸總動(dòng)脈內(nèi)中膜厚度

Figure1InternalmedialthicknessofarteriacarotiscommunisinMHDgroup

圖2 實(shí)時(shí)描記MHD組患者頸總動(dòng)脈血管壁運(yùn)動(dòng)軌跡

Figure2RealtimetracingthemovementofthevascularwallofthearteriacarotiscommunisintheMHDgroup

圖3 Select鍵采樣符合標(biāo)準(zhǔn)的WI圖像Figure 3 Select key sampling of standard WI images

圖4 MHD組患者WI系統(tǒng)分析后結(jié)果

Figure4ResultsofWIsystemanalysisoftheMHDgrouppatient

2 結(jié)果

經(jīng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，兩組間常規(guī)參數(shù)：患者的年齡、心率、收縮壓、舒張壓、雙側(cè)頸動(dòng)脈內(nèi)中膜厚度(MT)、LVEF、E/A，對照組的E’/A’、E/E’值符合正態(tài)分布、方差齊。WI參數(shù)：MHD組與對照組的W1、W2、AC、PWVβ、W1-W2符合正態(tài)分布、方差齊。對照組的PWVwi、β、EP、NA符合正態(tài)分布，MHD組的PWVwi、β、EP、NA不符合正態(tài)分布。

2.1 兩組常規(guī)參數(shù)比較 兩組間年齡、性別、心率比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；MHD組患者SBP、DBP較對照組高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；MHD組左心房前后徑、左心室舒張期最大內(nèi)徑較對照組增大、室間隔厚度較對照組增厚，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。兩組頸總動(dòng)脈內(nèi)中膜厚度(IMT)均在正常范圍內(nèi)，但MHD組IMT較對照組增厚，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。兩組間E’/A’及E/E’差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，而LVEF、E/A差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見表2。

2.2 兩組WI參數(shù)比較 MHD組W1、W2、W1-W2、PWVwi、β、EP、PWVβ均較對照組明顯升高，(P<0.01)，AC較對照組明顯減低(P<0.01)，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見表3 。

表2MHD組與正常對照組相關(guān)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)比較

Table2StatisticalcomparisonoftherelatedparametersintheMHDgroupandthenormalcontrolgroup

項(xiàng)目MHD組正常對照組一般情況年齡46．7±10．544．6±11．2心率(次/分)74．2±1169．7±8．8收縮壓(mmHg)144．1±16．1①112．8±9．5舒張壓(mmHg)86．0±8．7①70．5±6．6頸動(dòng)脈超聲IMT(mm)0．7±0．09①0．59±0．07心臟超聲LVEF0．68±0．060．7±0．05E/A0．79±0．241．3±0．31LAD(mm)34．4±3．0①30．3±3．0LVDD(mm)45．5±7．9①41．1±2．4LVSD(mm)10．3±1．8①9．2±1．2LVPWD(mm)9．7±1．59．2±1．2E/E’8．2±3．53①6．14±1．93E’/A’0．77±0．26①1．5±0．24

注：與對照組比較，①P<0.01。IMT：頸動(dòng)脈內(nèi)中膜厚度；LVEF：左心室射血分?jǐn)?shù)；LAD：左心房舒張期內(nèi)徑；LVDD：左心室舒張期內(nèi)徑；LVSD：左心室收縮期內(nèi)徑；LVPWD：左心室后壁厚度

表3MHD組與正常對照組相關(guān)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)比較

Table3StatisticalcomparisonoftherelatedparametersintheMHDgroupandthenormalcontrolgroup

項(xiàng)目MHD組正常對照組WI參數(shù)W1(mmHg·m/s3)11．18±6．99①7．74±3．71W2(mmHg·m/s3)2．50±0．73①1．56±1．07W1-W2(s)242．2±12．2①267．5±15．8NA(mmHg·m/s3)39．0331．65AC(mm2/kPa)0．78±0．29①0．92±0．35PWVβ(m/s)7．15±1．44①5．31±1．13PWVVwi(m/s)7．16①4．78±1．20β8．8①6．73±2．38EP(KPa)126①80±29．79

注：與對照組比較，①P<0.01。。w1：瞬時(shí)加速度波強(qiáng)；w2：瞬時(shí)減速度波強(qiáng) w1-w2：w1到w2的時(shí)間；NA：負(fù)向波面積；AC：動(dòng)脈順應(yīng)性；PWVβ：單點(diǎn)脈搏波傳導(dǎo)速度；PWVwi：WI脈搏波傳導(dǎo)速度；β：動(dòng)脈彈性參數(shù)—頸動(dòng)脈僵硬度；EP：血管的壓力-應(yīng)變彈性系數(shù)

2.3 兩組WI參數(shù)的相關(guān)性分析 兩組的W1值均與SBP水平呈正相關(guān)(r=0.32，P<0.01)，與PWVβ值呈正相關(guān)(r=0.31，P<0.05)；兩組的w1-w2值與心率負(fù)相關(guān)(r=-0.54，P<0.01)，見表4。

3 討論

心血管疾病是MHD患者死亡的主要原因[1]，而動(dòng)脈硬化是導(dǎo)致其發(fā)生心血管疾病的重要危險(xiǎn)因素[3,5]。現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，除高血壓、糖尿病、高血脂等傳統(tǒng)的危險(xiǎn)因素之外，血液透析本身引起的一系列內(nèi)外環(huán)境的變化也會(huì)導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能紊亂，最終形成動(dòng)脈粥樣硬化。同時(shí)，血液透析也會(huì)對左心室收縮功能造成影響[2-6]。因此，對MHD患者動(dòng)脈硬化的早期檢測，對其左心室—頸總動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)以及頸總動(dòng)脈早期粥樣硬化對心血管整體功能的影響進(jìn)行早期準(zhǔn)確的評價(jià)，對MHD患者的治療選擇和評估預(yù)后有重要意義。

表4MHD組及對照組的WI參數(shù)相關(guān)性分析

Table4CorrelationanalysisofWIparametersinMHDgroupandnormalcontrolgroup

參數(shù)rPW1值與SBP032P<001W1值與PWVβ031P<005w1?w2值與心率?054P<001

超聲已被廣泛應(yīng)用于評估動(dòng)脈粥樣硬化，通常包括對動(dòng)脈血管結(jié)構(gòu)和功能的評估。動(dòng)脈粥樣硬化主要病變在其血管的內(nèi)膜層，傳統(tǒng)的超聲方法可以通過測量動(dòng)脈內(nèi)中膜厚度(IMT)從而從結(jié)構(gòu)上來評價(jià)早期動(dòng)脈硬化。但研究發(fā)現(xiàn)，IMT與年齡及血壓水平有密切的關(guān)系，且IMT的測量值在正常范圍的人群，可能其動(dòng)脈血管已發(fā)生血流動(dòng)力學(xué)的改變[8]。因此，使用IMT不能通過其動(dòng)脈血管形態(tài)學(xué)的變化來反映血管功能學(xué)上的變化。既往研究表明使用回聲跟蹤(Echo-Tracking，ET)技術(shù)可以從功能學(xué)上對動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)行早期檢測[9-13]。然而ET技術(shù)僅限于對血管功能的評價(jià)，而缺乏對心血管系統(tǒng)整體評價(jià)的能力。

WI技術(shù)基于ET技術(shù)，通過檢測循環(huán)系統(tǒng)中動(dòng)脈血管內(nèi)任意點(diǎn)的WI來評估心血管整體功能。WI波形由出現(xiàn)于收縮早期的正向W1波、收縮中期的反向波、收縮晚期的正向W2波構(gòu)成，在此基礎(chǔ)上，還可以顯示W(wǎng)1-W2、β、EP、PWVβ、PWVwi、AC等值[14-18]。研究表明[15-20]，正常人群頸動(dòng)脈W1的大小與左心室的最大dP/dt相關(guān)，因此W1值主要與左心室的收縮功能相關(guān)；收縮晚期出現(xiàn)的W2主要與血壓的下降和血流速度降低有關(guān)，其值的大小主要取決于收縮晚期到舒張?jiān)缙诘淖笮氖夜δ軤顟B(tài)。W1-W2與左心室的射血時(shí)間相關(guān)。β、AC分別代表動(dòng)脈的僵硬度和順應(yīng)，EP為血管的壓力-應(yīng)變彈性系數(shù)，以上三個(gè)ET指標(biāo)主要反映動(dòng)脈血管本身的彈性功狀態(tài)；而PWVβ為單點(diǎn)脈搏波傳導(dǎo)速度、PWVwi為WI脈搏波傳導(dǎo)速度，主要表示動(dòng)脈血管的血流動(dòng)力學(xué)情況。可見，通過WI技術(shù)獲取的相關(guān)參數(shù)，不僅可以從功能上評價(jià)動(dòng)脈血管硬化情況，還可以進(jìn)一步評價(jià)其左心室-頸總動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，能夠更為全面地反映其心血管系統(tǒng)的整體功能。

本研究MHD組和對照組對比，MHD組的內(nèi)膜增厚，β、EP、PWVβ、PWVwi均較對照組明顯升高(P<0.01)；MHD組的AC較對照組明顯減低(P<0.01)。出現(xiàn)這種結(jié)果的可能機(jī)制如下：對于進(jìn)行維持性血液透析的終末期腎臟病患者，除外高血壓(原發(fā)或繼發(fā))、貧血、繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn)、脂代謝紊亂等對血管造成損害以外，血液透析本身也會(huì)導(dǎo)致一系列引起動(dòng)脈硬化的危險(xiǎn)因素[2-3]，如營養(yǎng)不良-炎癥-動(dòng)脈粥樣硬化(MIA)綜合征、氧化應(yīng)激、高同型半胱氨酸血癥、細(xì)胞因子的異常表達(dá)等均會(huì)直接或間接的導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能的紊亂，造成血管內(nèi)膜的損傷，引起血管的舒張功能障礙，從而導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化，甚至形成明顯的斑塊。因此，本研究中代表MHD組患者的血管彈性參數(shù)均明顯下降，代表動(dòng)脈硬化所致血流動(dòng)力學(xué)改變的參數(shù)均明顯升高。說明，在常規(guī)超聲所測量的IMT基礎(chǔ)上，通過超聲WI技術(shù)，可以探測到MHD患者頸總動(dòng)脈粥樣硬化所導(dǎo)致的血管功能的早期變化，并且量化其血管功能的變化及其血流動(dòng)力的改變。

本研究結(jié)果可見，MHD組與對照組比較，w1、w2均明顯升高，w1-w2明顯減低，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。其中，W1值與SBP水平呈正相關(guān)(r=0.32，P<0.01)；W1值與PWVβ呈正相關(guān)(r=0.31，P<0.05)；MHD組經(jīng)常規(guī)超聲心動(dòng)圖所測量的EF值均在正常范圍以內(nèi)，且與對照組的EF值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)合其頸總動(dòng)脈血管功能評估的結(jié)果，考慮原因?yàn)椋琈HD組患者存在早期的動(dòng)脈粥樣硬化，其心血管系統(tǒng)的血流動(dòng)力學(xué)也相應(yīng)的發(fā)生變化，因心臟射血的外周阻力增加，為克服外周阻力，心臟功能尚處于代償階段時(shí)，為使左心室射血分?jǐn)?shù)在正常范圍，左心室的收縮功能會(huì)代償性增強(qiáng)，而相對的射血時(shí)間則會(huì)縮短，因此W1值較對照組增加，而W1-W2值較對照組減低。此外，W1-W2值與心率負(fù)相關(guān)，考慮與心率增快時(shí)左心室射血時(shí)間縮短有關(guān)。可見超聲WI技術(shù)可反映MHD患者頸總動(dòng)脈粥樣硬化所導(dǎo)致的左心室-頸總動(dòng)脈的血流動(dòng)力學(xué)變化。

而本研究中，W2與常規(guī)超聲心動(dòng)圖所測的左心室舒張功能各參數(shù)并沒有明顯相關(guān)性，與動(dòng)脈彈性參數(shù)亦無明顯相關(guān)性，其反映左心室舒張功能的價(jià)值有待于進(jìn)一步研究，也有可能與本研究例數(shù)相對較少有關(guān)。

4 結(jié)論

超聲WI技術(shù)可以在MHD患者頸總動(dòng)脈出現(xiàn)粥樣斑塊前，全面量化評價(jià)其頸總動(dòng)脈粥樣硬化導(dǎo)致的動(dòng)脈血管功能變化，并進(jìn)一步反映MHD患者左心室-頸總動(dòng)脈的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，以評價(jià)其心血管系統(tǒng)的整體功能。對MHD患者動(dòng)脈粥樣硬化的早期檢測、心血管功能的綜合評估，對臨床早期干預(yù)、預(yù)防心血管系統(tǒng)并發(fā)癥、改善MHD患者生活質(zhì)量、提高M(jìn)HD患者生存率均具有重要的意義。超聲WI技術(shù)無創(chuàng)傷，檢測的數(shù)據(jù)可以在機(jī)實(shí)時(shí)分析且操作便捷，無絕對禁忌癥，臨床應(yīng)用前景較廣。

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