頸動脈血流速度與亞臨床左心室舒張功能的關系
——丹陽研究

曾凌凱, 李一博, 梁君雅, 陳 超, 何安霞, 劉 鳴,

(1. 南京中醫藥大學附屬醫院(江蘇省中醫院)心內科,南京 210029; 2. 南京中醫藥大學附屬醫院(江蘇省中醫院)高血壓研究所,南京 210029; 3. 南京中醫藥大學附屬醫院(江蘇省中醫院)心臟超聲科,南京 210029)

心力衰竭(heart failure, HF)作為主要的心血管疾病,目前在世界范圍廣泛流行,嚴重威脅人類健康[1]。動脈粥樣硬化是HF的重要危險因素,因此成為預防HF發生發展的關鍵環節之一。頸動脈內中膜厚度(carotid intima-media thickness, cIMT)作為動脈粥樣硬化的一個標志性的替代終點[2],日益成為干預的靶點[3]。事實上,研究表明在不同的臨床和不同人種的背景下,cIMT均可以預測HF的發生[4-5]。臨床實踐中,在采集cIMT數據的同時也會采集頸動脈血流速度。少量研究表明,頸動脈血流參數,如收縮期峰值血流速度(peak systolic velocity, PSV)和舒張末期血流速度(end diastolic velocity, EDV)也可預測未來的心血管事件[6]。

綜上,HF的早期預防顯得尤為重要。近年來,隨著超聲心動圖成像技術的發展,基于二維斑點追蹤成像技術的左心室整體縱向應變(left ventricular global longitudinal strain, LVGLS)使得評估亞臨床左心室收縮功能障礙成為可能。研究表明,即便在左心室射血分數(left ventricular ejection fraction, LVEF)正常的情況下,LVGLS已經出現下降,成為HF早期預防的敏感指標[7]。事實上,LVGLS是心血管事件和死亡的獨立預測因子[8]。同樣,相對于傳統的舒張功能指標E/A比值,利用組織多普勒技術測量的二尖瓣環舒張早期血流速度(e’)以及E/e’是亞臨床舒張功能的指標[9]。

然而,目前關于頸動脈血流速度參數(PSV和EDV)與亞臨床左心室功能的關系尚不完全清楚,因此本研究擬在丹陽社區自然人群中探討它們之間的關系。

1 資料與方法

1.1 研究對象

研究對象基于自然人群流行病學調查研究——“丹陽研究”。丹陽研究是一個正在開展的、前瞻性的高血壓流行病學研究[10-11]。南京中醫藥大學附屬醫院倫理委員會同意本項目的研究方案(2017NL-045-02),所有受試者均簽署知情同意書并同意參加本研究。本部分研究對象為2021年10月8日—10月27日在丹陽車站社區納入的受試者(n=750),在排除頸動脈圖像缺失(n=109)或者心超圖像缺失人群后(n=80),最終納入本研究供統計分析的樣本量為561例。

1.2 一般資料采集

個人基本資料包括姓名、性別、出生日期、身高、體重、腰圍、婚姻狀況、教育程度等,計算體重指數(body mass index, BMI),BMI=體重(kg)/身高(m)2。個人史包括吸煙史、飲酒史、既往疾病史(如高血壓、糖尿病和高脂血癥)及目前服用藥物情況(如服用降壓藥、降糖藥和降脂藥)等。使用歐姆龍7 130示波血壓監測儀(歐姆龍,日本)連續3次測量受試者的血壓,每次至少間隔1 min,取3次讀數的平均值作為最終血壓值。高血壓定義為收縮壓≥140 mmHg和(或)舒張壓≥90 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),或目前正在服用降壓藥物;糖尿病定義為空腹血糖≥7.0 mmol/L和(或)正在使用降糖藥物;高脂血癥定義為總膽固醇≥6.2 mmol/L或低密度脂蛋白膽固醇≥4.1 mmol/L或甘油三酯≥2.3 mmol/L或高密度脂蛋白膽固醇<1.0 mmol/L和(或)正在使用降脂藥物;冠狀動脈粥樣硬化心臟病(coronary artery disease, CAD)是通過自我報告的心肌梗死史、冠狀動脈旁路移植術或經皮冠狀動脈介入治療來定義。估算的腎小球濾過率(estimated glomerular filtration rate, eGFR)根據CKD-EPI(chronic kidney disease epidemiology collaboration)方程來估算[12]。

1.3 生化指標采集

囑受試者禁食、禁藥過夜,由專業護士采集肘靜脈血10 mL,在4 ℃條件下離心(離心半徑17.5 cm,4 000 r/min,10 min),將離心后上清液置于-20 ℃保存,避免反復凍融,送至江蘇省中醫院檢驗科測定常規生化指標。

1.4 頸動脈超聲指標采集

受試者側躺于硬質平板床上,由一名訓練有素的超聲醫學科醫師使用GE Vivid E90(通用電氣醫療系統中國有限公司,中國)超聲儀采集雙側頸總動脈、頸內動脈、頸外動脈的常規圖像,截取最優圖像保存。依據所留存的圖像測量雙側頸總動脈內中膜的厚度、斑塊的厚度和數量等其他常規頸動脈超聲測量指標。對于多普勒頻譜分析,根據頸總動脈、頸內動脈、頸外動脈的一個心動周期,由機器系統自動描記PSV和EDV頸動脈血流速度參數。

1.5 超聲心動圖指標的采集

受試者側躺于平板床,由一名訓練有素的心臟超聲醫生使用飛利浦CX-50型心臟彩色多普勒超聲儀(飛利浦,美國)采集相關指標。左心室質量(left ventricular mass, LVM)按美國心臟超聲協會(American Society of Echocardiography, ASE)推薦的公式[13]計算,并除以體表面積得出左心室質量指數(left ventricular mass index, LVMI)。左心室肥厚[14](left ventricular hypertrophy, LVH)定義: 男性LVMI>115 g/m2;女性LVMI>95 g/m2。改良Simpson法用于測量左心室射血分數(left ventricular ejection fraction, LVEF)。脈沖多普勒技術記錄舒張早期峰值流速(E)和舒張晚期峰值流速(A),組織多普勒技術測量e’。

使用心血管超聲定量分析軟件9.0版本(飛利浦,美國)對采集的圖像進行離線斑點追蹤分析。凍結左心內膜最清晰的一幀圖像,在自動跟蹤心肌運動的變化后,手動檢查心內膜表面。調整整個心動周期的心內膜曲線的擬合,依據ASE“17節段法”將左心室前壁、前間隔、后間隔、下壁、后壁、側壁,按照基底部、中間部、心尖部分為16節段,再加上心尖帽,共17個室壁節段將心室分為17個節段。得出17個節段應變,由系統自動獲取LVGLS,為了便于統計及分析,整體縱向應變(global longitudinal strain, GLS)采用絕對值形式。

1.6 統計學處理

2 結 果

2.1 受試者臨床、超聲心動圖和頸動脈彩超特征

研究納入561例參與者,平均年齡(58.2±11.7)歲,其中女性339例(60.4%)。表1按性別總結了受試者的基本特征。與女性相比,男性吸煙比例(41.0%vs0.9%)和飲酒比例(34.7%vs2.9%)更高,心率(-4.4次/min)更慢,eGFR[-4.41 mL/(min·1.73 m2)]更低(P<0.001)。男性的代謝參數,如腰圍、BMI、血壓、血糖和血清肌酐更高(P≤0.044)。此外,男性頸總動脈IMT(+0.08 mm,P<0.001)更厚和斑塊檢出率(53.6%vs39.2%,P=0.001)更高。男性LVMI(+6.71 g/m2)更大(P<0.001),但左心室肥厚患病率較低(10.1%vs18.0%,P=0.020),女性LVGLS(+1.0%)、E(+0.06 m/s)、E/e’(+0.4)更大(P≤0.022)。

表1 人群統計學和實驗室特征

如表2所示,對于EDV,左側頸總動脈、頸內動脈和頸外動脈的測量值均大于右側(P≤0.046);對于PSV,左側頸總動脈、頸內動脈的測量值大于右側(P<0.001)。

表2 人群的頸動脈血流參數

2.2 頸動脈血流參數與亞臨床心功能的關系

如表3所示,單因素分析顯示: 雙側頸總動脈PSV、EDV與LVMI和LVH呈負相關(r為-0.362--0.145;P≤0.001)。(1) 收縮功能: 僅右側PSV與LVEF正相關(r=0.091;P=0.036),EDV與LVGLS正相關(r=0.119;P=0.005)。(2) 舒張功能: 雙側PSV、EDV均與E峰、E/A比值、e’正相關(r為0.171-0.476;P<0.001),與E/e’比值負相關(r為-0.264--0.166;P<0.001)。在校正年齡、BMI、性別、收縮壓、空腹血糖、吸煙史、飲酒史、降壓治療、降糖治療、降脂治療、總膽固醇、eGFR等混雜因素后(表4),結構方面: 僅右側EDV與LVMI仍然顯著相關(r=-0.088;P=0.040)。收縮功能方面: 僅右側PSV與LVEF和LVGLS顯著正相關(r分別為0.121、0.093;P≤0.029)。舒張功能方面: 僅PSV與E峰以及e’(r為0.108-0.160;P≤0.011)。最后,進一步校正cIMT和頸動脈斑塊后結果基本類似,見表5?；谛詣e的亞組分析顯示結果與上述主分析類似;此外,回歸分析也得出類似的結論(具體數據未展示)。

表3 頸動脈血流參數與亞臨床心功能的關系(單因素分析)

表4 頸動脈血流參數與亞臨床心功能的關系(校正模型)

表5 頸動脈血流參數與亞臨床心功能的關系(全變量校正模型)

3 討 論

本研究發現,即使進一步調整cIMT及頸動脈斑塊這兩個重要的混雜因素后,PSV仍與亞臨床舒張功能指標(e’)顯著正相關。據我們所知,本研究是國內首次基于較大樣本量探討頸動脈血流速度相關參數與亞臨床左心室功能的關系,并發現PSV降低與亞臨床左心室舒張功能(e’降低)下降有關。

目前,關于PSV與左心室舒張功能關系的研究尚少,我們首次報道了PSV速度下降與亞臨床左心室舒張功能減退獨立相關。Chuang等[6]研究發現,頸動脈血流速度PSV的降低顯著增加未來不良心血管事件的發生風險,這與本次研究一致。此外,既往cIMT與左心室舒張功能關系的研究表明[15]: 與頸動脈無硬化組相比,頸動脈粥樣硬化組LVEF下降,e’、E/A減小,A峰、E/e’增加,也提示頸動脈硬化(cIMT增厚)患者左心室舒張功能減退。本次研究在進一步校正cIMT和頸動脈斑塊等混雜因素后,仍然發現PSV降低與左心室亞臨床舒張功能減退顯著相關,提示PSV有可能作為預防HF潛在的干預靶點。

我們認為可能的病理生理學機制主要有以下3個方面。第一,頸動脈血流速度降低會導致剪切應力降低,從而導致動脈粥樣硬化的發生[16],進而對心臟功能產生影響。第二,研究報道在高血壓合并左心室肥厚的患者,頸總動脈舒張期血流受損[17],所以頸動脈血流的可分配性降低和低舒張期灌注壓可能是心臟功能下降的另一個原因。第三,HF患者來自外周動脈的波反射幅度增加會降低頸動脈血流速度[18]。本研究亦發現左側和右側的頸動脈血流速度差異顯著,且右側與心臟收縮和舒張功能的關系更加明顯,推測其原因可能與我們的樣本量較小,或與當地居民右利手居多有關,在我們今后的研究中尚需進一步探討這種差異的具體機制。

本研究的優點有以下幾點: 首先,本研究采集了受試者較詳細的基本信息和表型(如教育,吸煙、飲酒史、疾病史和用藥史,以及血糖、血脂等),從而可以校正包括cIMT及頸動脈斑塊等潛在的混雜因素,進而探索頸動脈血流速度對亞臨床舒張功能的獨立作用。其次,本研究在相對較大樣本的自然人群開展,便于進行基于性別的亞組分析,研究結果具有一定的可推廣性。當然,除了上述優點,本研究也有不足之處。首先,本研究為橫斷面研究,無法闡明頸動脈PSV降低與亞臨床左心室舒張功能減退(e’降低)的因果關系,未來我們在后續的前瞻性研究中可以進一步闡明它們之間的因果關系以及探討PSV對HF的預測價值。其次,本研究僅在江蘇丹陽社區開展,具有一定的地域局限性,并不能完全代表國內其他區域,需要開展多中心的流行病學研究進一步驗證。最后,由于舒張功能減退的患者較少,不能依據舒張功能減退進行亞組分析,未來可以在臨床研究中進行驗證。

綜上所述,本研究在丹陽社區人群中發現頸動脈PSV降低與左心室亞臨床舒張功能減退獨立相關,有可能為HF的預防提供新的視角。