超極速脈搏波技術在腎功能異常患者頸動脈彈性衰退定量評估中的應用價值

沈碧瀟，朱正球，張心怡，何姍姍，馬學慧，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，江蘇 南京 210029)

動脈硬化是腎損傷的獨立危險因素[1]，而脈搏波傳導速度(pulse wave velocity,PWV)是目前反映動脈硬化程度的“金標準”[2]。不僅如此，PWV的增高目前已被視作腎臟靶器官損害評估的重要指標，與最終心血管事件的發生密切相關[3]。然而，既往檢測PWV的相關技術如頸-股脈搏波技術，存在距離測量誤差較大、檢測方法及標準不統一等問題，使得其結果可重復性及穩定性均難以讓人滿意。超極速脈搏波(ultrafast pulse wave velocity,ufPWV)作為一種新型的超極速超聲成像技術，通過實時(2 000幀·s-1)測量頸動脈PWV從而定量檢測動脈血管局部彈性的變化[4]。本研究利用ufPWV技術定量評估頸動脈彈性并分析其與預估腎小球濾過率(estimated glomerular filtration rate，eGFR)之間的相關性，探討該技術在腎功能異常患者頸動脈彈性評估中的應用價值。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2016年1月至2019年12月于我院體檢或住院并最終行ufPWV檢測的患者為研究對象。收集所有患者的病史及一般資料，記錄性別、年齡、體重指數(body mass index，BMI)、收縮壓、舒張壓及血生化指標如甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)、總膽固醇(TC)、空腹血糖(GLU)、血肌酐(Scr)、尿素(UREA)、尿酸(UA)等數據，并根據公式計算出eGFR[5]。納入標準：年齡>18歲，雙側頸動脈內中膜及脈搏波相關參數均能夠成功測量；排除標準:6個月內曾發生心腦血管事件者，惡性腫瘤患者，患有嚴重的神經系統疾病、自身免疫性疾病、傳染性疾病者，妊娠、哺乳期婦女，先天性腎畸形、腎疾病或腎缺如患者，腎移植患者，透析患者，肝功能異常患者，合并糖尿病或甲狀腺功能異常者，其他情況導致無法配合調查者。共納入495例患者，平均年齡(55.2±14.4)歲，其中男260例，女235例。根據美國腎臟基金會在2002年制訂的《K/DOQI慢性腎臟病臨床實踐指南》[6]中的標準依據eGFR(ml·min-1·1.73 m-2)將研究對象分為兩組：腎功能異常組90例(eGFR<60 ml·min-1·1.73 m-2且最近3個月病情穩定)，腎功能正常組405例(eGFR≥60 ml·min-1·1.73 m-2)。所有入組受試者均簽署知情同意書，本研究通過我院倫理委員會審查。

1.2 儀器與方法

采用法國聲科Supersonic AixPlorer彩色多普勒超聲診斷儀，探頭選用SL10-2(頻率2.0～10.0 MHz)，選擇PWV模式。患者取平臥位，微抬下頜，先行頸動脈常規二維掃查，在頸總動脈長軸切面清晰顯示血管前后壁內中膜，注意選取頸總動脈平直段并盡量避開動脈粥樣硬化斑塊位置，儀器自動測量頸總動脈后壁內中膜厚度(carotid intima-media thickness，cIMT)，重復測量3次取平均值；隨后指導患者屏氣，探頭不施壓，圖像穩定后點擊PWV按鍵，系統自動測得收縮起始脈搏波速度(pulse wave velocity-beginning of systole,PWV-BS)、收縮結束脈搏波傳導速度(pulse wave velocity-ending of systole,PWV-ES)，同時Δ<1.0 m·s-1視為有效測量(圖1)。每位受試者同側頸總動脈均重復有效測量3次，并取平均值，取雙側頸總動脈測值的均值為該個體最終測值，留存數據及圖像，待后續分析。

A.二維超聲圖cIMT自動描線測量；B.頸總動脈ufPWV測量參數：PWV-BS、PWV-ES分別為4.87、5.57 m·s-1

1.3 統計學處理

采用SPSS 22.0統計軟件進行數據分析。計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，若兩組方差齊性檢驗P<0.05，則采用校正后獨立樣本t檢驗；分類資料組間比較采用卡方檢驗；相關性采用Pearson相關分析。采用Logistic逐步回歸分析篩選腎功能異常的影響因素，以PWV-ES為自變量，加入性別、UREA、UA、LDL、年齡等變量進行校正，并計算其優勢比(odds ratio，OR)值及95%置信區間(confidence interval，CI)。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 兩組患者一般資料比較

腎功能正常組和腎功能異常組的性別、年齡、血壓、TG、LDL、HDL、GLU、Scr、eGFR、UEAR、UA、cIMT、PWV-ES差異均有統計學意義(均P<0.05)，兩組間BMI、TC、PWV-BS差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 兩組基線資料的比較

2.2 cIMT、PWV- BS、PWV- ES與年齡的相關性

腎功能正常組年齡與PWV-ES(r=0.657，P<0.001)的相關性顯著優于cIMT(r=0.618，P<0.001)及PWV-BS(r=0.310，P<0.001)；腎功能異常組年齡與PWV-ES(r=0.400，P<0.001)的相關性亦顯著優于cIMT(r=0.350，P<0.001)及PWV-BS(r=0.110，P=0.303)，見圖2。

2.3 eGFR與cIMT、PWV- BS、PWV- ES的相關性

腎功能正常組eGFR與PWV-ES(r=0.413，P<0.001)的相關性顯著優于cIMT(r=0.379，P<0.001)及PWV-BS(r=0.159，P<0.001)；腎功能異常組eGFR與cIMT(r=0.248，P=0.018)存在相關性，但eGFR與PWV-BS(r=0.130，P=0.222)及PWV-ES(r=0.059，P=0.582)均無相關性。見圖3。

2.4 PWV- ES增高預測腎損傷的邏輯回歸分析

邏輯回歸分析顯示，PWV-ES增高可作為評估腎功能損害的危險因素(Model 1：OR=1.265，P<0.001)；在校正了性別、UREA、UA及LDL后，PWV-ES可獨立于上述因素并能成功預測發生腎功能損害的風險(Model 2：OR=1.262，P=0.005)；但該因子的預測價值不能獨立于年齡因素而存在，表現出較強的年齡依賴性(Model 3：OR=0.933，P=0.535)。

3 討 論

慢性腎臟病(CKD)發病率高，全球患病率約13.4%，且預后差，僅僅需腎臟替代治療的終末期腎病患者就達490.2萬～708.3萬[7]。據報道，約50%的CKD患者死于CKD相關心血管事件[8]。CKD及腎功能損傷是心血管疾病和心血管事件發生的獨立危險因素，而心血管疾病相關的動脈硬化又可進一步促進CKD及腎功能損傷的發生發展，二者形成惡性循環，嚴重威脅著患者的預后及生活質量[8]。因此，如何早期發現并準確評估CKD患者動脈硬化的進展，是目前降低腎功能衰竭和相關心血管事件發生風險的關鍵之一[9]。本研究證實，ufPWV技術是反映腎損傷患者頸動脈硬化的敏感手段，其指標PWV-ES增高可作為腎損傷發生風險可能的危險因素。

腎臟是一個代償功能極其強大的臟器。既往研究表明，當出現eGFR下降時，至少有50%以上的腎單位已發生損傷[10]。故而，eGFR這一臨床常用指標對腎代償能力耗竭之前的腎損害即早期腎損害的評估往往顯得無能為力。研究顯示，正常的腎臟儲備能力或代償能力會隨著年齡的不斷增長而持續降低。本研究發現，腎功能正常組和腎功能異常組的cIMT及PWV-ES均有顯著差異；但與年齡的相關性分析顯示，無論在腎功能正常組還是腎功能異常組，PWV-ES與年齡的相關性均顯著優于PWV-BS及cIMT，與既往的研究[11]相符。這說明PWV-ES是一種敏感的動脈硬化進展評估方法，對于腎代償能力耗竭之前的腎損害評估可能具有潛在的應用價值。

A、B、C分別為腎功能正常組年齡與cIMT、PWV-BS及PWV-ES的相關性分析散點圖；D、E、F分別為腎功能異常組年齡與cIMT、PWV-BS及PWV-ES的相關性分析散點圖

表2 逐步邏輯回歸分析PWV-ES增高預測腎功能損害的風險

進一步與eGFR的相關性分析顯示，在腎功能正常組，PWV-ES與eGFR的相關性顯著高于PWV-BS及cIMT；而在腎功能異常組，PWV-ES、PWV-BS與eGFR均無顯著相關性。這可能是因為：(1)腎功能異常組的樣本量偏小；(2)本課題組前期研究[11]證實，PWV-ES的值存在某種“上限”，即其值不會隨著動脈硬化程度的增加而無限增高；(3)隨著腎損傷的進展，會出現很多混雜因素的影響，如長期用藥、血壓增高、貧血等，均可導致上述結果。這也提示我們，ufPWV技術應用于腎功能正常人群，包括腎儲備能力衰退但腎功能仍正常的人群，可能較腎功能明顯損害或腎功能衰竭人群更加敏感及可靠。另外，一旦出現明顯的腎損傷，有大量的實驗室指標如eGFR、UREA、尿蛋白、Scr等可以用于檢測，但對于早期的隱形腎損傷臨床缺乏相關的檢測指標，故該技術在其中可能具有一定的應用價值。最后，本研究的邏輯回歸分析顯示，PWV-ES增高是腎功能損害的潛在危險因素，并且獨立于性別、UREA、UA及LDL等常見動脈硬化危險因素，但具有一定年齡依賴性，這提示我們在應用該技術時，使用年齡個體化的診斷閾值可能較固定閾值更加科學合理。

綜上所述，ufPWV技術可定量評價腎功能異常患者頸動脈的彈性衰退，其代表性參數PWV-ES增高可作為腎損傷發生可能的危險因素，提示其在CKD及腎損害發生發展及臨床評估中可能具有潛在應用價值。