超聲瞬時波強技術(shù)對高血壓患者多部位動脈參數(shù)臨床研究*

任亞娟，肖滬生，徐 芳△，劉 萍，馬菲菲，王艷春

1.上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院超聲科(上海200032)；2.上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院心內(nèi)科(上海200032)

瞬時波強(Wave intensity,WI)[1]是一項研究心血管系統(tǒng)血流動力學(xué)及心臟與血管相互關(guān)系的新技術(shù)[2]。該技術(shù)可以綜合反映心臟的收縮、舒張功能，循環(huán)系統(tǒng)能量變化并能體現(xiàn)動脈血管彈性及外周阻力的變化。目前該技術(shù)主要被應(yīng)用于頸總動脈、股動脈等大動脈的參數(shù)檢測，將該項技術(shù)運用于外周中小動脈檢測還少見報道。本文將該技術(shù)拓展性地運用于正常受試者及高血壓受試者的頸總動脈、橈動脈及足背動脈，對高血壓患者全身動脈的改變做全面分析，以期為原發(fā)性高血壓病的研究提供更多客觀依據(jù)，并拓展WI技術(shù)的應(yīng)用范圍。

對象與方法

1 研究對象 來源于2016年7月至2018年5月我院20～65歲正常受試者54例，原發(fā)性高血壓受試者55例。本次研究項目已經(jīng)通過了我院學(xué)術(shù)倫理委員會的審批，所有的受試者對項目的受試具體情況均表示完全知情并與課題組簽署了知情同意書。正常對照組納入標(biāo)準(zhǔn)：受試對象經(jīng)血壓、血脂、血糖、肝腎功檢測及心臟超聲檢查，結(jié)果為正常者。原發(fā)性高血壓受試者納入標(biāo)準(zhǔn)：2010年《中國高血壓防治指南》[3]高血壓診斷標(biāo)準(zhǔn)：在不同日期的不同時間段對檢測者進行血壓測量，之前，檢測者不能服用降壓藥物，結(jié)果顯示，收縮壓超過140 mmHg，舒張壓超過90 mmHg。排除標(biāo)準(zhǔn)：頸動脈有斑塊的受試者(超聲測量頸總動脈內(nèi)膜—中層厚度≥1.5 mm診斷為斑塊形成[4])；繼發(fā)性高血壓、甲亢患者及罹患有惡性腫瘤、嚴(yán)重的心腦血管疾病及其它系統(tǒng)和器官嚴(yán)重疾病的受試者。被納入的高血壓受試者，經(jīng)血脂、血糖、肝腎功檢測及心臟超聲檢查，結(jié)果為正常并無心肌肥厚者。

受試者均無吸煙嗜好，受試前24 h內(nèi)禁飲咖啡、濃茶，禁用血管收縮/擴張，心肌興奮/抑制類藥物。

2 儀器與方法

2.1 儀器：Prosound α7型彩色多普勒超聲診斷儀(制造企業(yè)：日本ALOKA公司)，血管線陣探頭(頻率：5～13 mHz)。

2.2 血壓測量：于端坐位采用水銀柱血壓計對平靜休息15 min后的受試者右上肢進行血壓測量兩次，取平均值作為WI檢測時的標(biāo)準(zhǔn)血壓。

2.3 頸總動脈WI檢查：受檢者朝天平臥，連接ECG，用超聲線陣探頭探測到頸總動脈膨大處，以其近心端1.5 cm處作為WI檢查部位，預(yù)設(shè)“Beam Steer(2D)”值為15°,“ Beam Steer (Flow)” 值為-15°，或者將兩者設(shè)置值調(diào)換；啟動WI功能后，可使動脈前后壁在側(cè)動超聲探頭下，顯示的最為清楚。B模式啟動時，將血流取樣門寬設(shè)置為3.5 mm，設(shè)置聲束血流夾角為60°，將前后取樣門分別放置在血管前后壁外膜-中層的交界處，開啟WI血流顯示鍵，觀察波形波動，待穩(wěn)定后，使用select鍵進行數(shù)據(jù)收集；完成收集后，輸入血壓值，挑選5個以上波形作為最佳波形，按確認(rèn)鍵后可顯示測量結(jié)果，連續(xù)檢測3次，取平均值(圖1)。

2.4 橈動脈(足背動脈)WI檢查：受檢者朝天平臥，連接ECG，將超聲線陣探頭放置于受檢者橈骨莖突內(nèi)側(cè)橈動脈搏動處(拇長伸肌腱和趾長伸肌腱之間足背動脈搏動處)，作為WI檢查部位。預(yù)設(shè)“Beam Steer(2D)”值為15°,“ Beam Steer (Flow)” 值為-15°，或者將兩者設(shè)置值調(diào)換；啟動WI功能后，可使動脈前后壁在側(cè)動超聲探頭下，顯示的最為清楚。B模式啟動時，將血流取樣門寬設(shè)置為2 mm，設(shè)置聲束血流夾角為60°，將前后取樣門分別放置在血管前后壁外膜-中層的交界處，開啟WI血流顯示鍵，觀察波形波動，待穩(wěn)定后，使用select鍵進行數(shù)據(jù)收集；完成收集后，輸入血壓值，挑選5個以上波形作為最佳波形，按確認(rèn)鍵后可顯示測量結(jié)果，連續(xù)檢測3次，取平均值(圖2、3)。

2.5 測量指標(biāo)： W1(瞬時加速度波強)、W2(瞬時減速度波強)、NA(負(fù)向波面積)、R-W1(射血前期時間)、W1-W2(射血時間)、EP(血管壓力應(yīng)變彈性模量)、β(血管硬化參數(shù))、AC(血管順應(yīng)性)、PWVβ(脈搏波傳導(dǎo)速度)。

結(jié) 果

1 正常對照組與高血壓組的性別構(gòu)成比、年齡、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、甘油三酯、血總膽固醇、血糖值比較 差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，兩組具有可比性。原發(fā)性高血壓組的收縮壓和舒張壓均高于正常對照組，有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.01)。

原發(fā)性高血壓組頸總動脈、橈動脈及足背動脈處的W1、Ep、PWVβ值高于正常對照組，R-W1值低于正常對照組，有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.01)。兩組三處動脈的W2參數(shù)對比差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。原發(fā)性高血壓組頸總動脈及足背動脈處的NA值高于正常對照組，有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.01)。原發(fā)性高血壓組頸總動脈處的W1-W2值低于正常對照組，有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.01)。原發(fā)性高血壓組頸總動脈、橈動脈處的β值高于正常對照組，有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.01)。原發(fā)性高血壓組頸總動脈處的AC值低于正常對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

表1 正常對照組與原發(fā)性高血壓組一般情況比較

注：與正常組比較*P<0.01

表2 正常對照組與原發(fā)性高血壓組頸總動脈、橈動脈及足背動脈的WI技術(shù)參數(shù)比較

注：與正常組比較*P<0.05，△P<0.01

討 論

人體循環(huán)系統(tǒng)是以心臟作為能量的來源，通過心臟的舒縮，血液被有節(jié)律性地輸送到外周，同時也將能量以血流的動能及血管壁的勢能等形式傳向外周。循環(huán)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)有賴于心臟和血管的協(xié)調(diào)配合，瞬時波強技術(shù)是一項通過實時跟蹤動脈壁管徑變化和血流流速變化并通過計算WI各參數(shù)來表達動脈壁、血流的動力學(xué)及心臟與血管相關(guān)關(guān)系的一種新技術(shù)。該技術(shù)可綜合反映心臟的收縮、舒張功能，動脈壁的彈性、順應(yīng)性及動脈血管的外周阻力，并能對循環(huán)系統(tǒng)的能量變化給予表達，反映的信息量全面。目前，該技術(shù)主要被應(yīng)用于頸總動脈、股動脈等大動脈的檢測。本研究將該技術(shù)運用于原發(fā)性高血壓頸總動脈、橈動脈及足背動脈三處動脈的檢查，期望能對原發(fā)性高血壓早期全身多處動脈的改變做全面分析，為臨床提供更豐富的信息，也為拓展WI技術(shù)的應(yīng)用提供更多依據(jù)。

瞬時波強技術(shù)可反映人體的多種信息：

1 能量信息 周國輝、王威琪等在《血流測量中的(dP/dt)·(dv/dt)及其物理意義——兼論(dP/dt)·(dv/dt)的命名》一文中指出PV是單位面積單位時間血液流動的能量，Kim H.Parker亦提出了相同的觀點[5]。為了消除取樣時間的影響，該技術(shù)的設(shè)計者將P和V均乘以了時間的導(dǎo)數(shù)即對參數(shù)進行了時間標(biāo)稱化處理。標(biāo)稱化后得到的(dP/dt)·(dv/dt)則代表了血流強度的加速度[6]。肖滬生等人在《Wave Intensity的命名探討》一文中指出W1、NA、W2反映的是心臟收縮過程中外周血管內(nèi)血流的瞬時波強度[7]。因此，WI的參數(shù)W1、W2、NA值可反映心臟收縮早期、中期及晚期所測動脈段經(jīng)時間標(biāo)稱化后的單位面積單位時間能量的峰值，而WI曲線則可實時反映檢測部位動脈段經(jīng)時間標(biāo)稱化后的單位面積單位時間能量變化。換句話說，WI技術(shù)的參數(shù)和曲線可反映所測動脈段的血流能量變化，其中包括動脈管徑上儲存的勢能和血流攜帶的動能。

2 心臟功能 既往的研究表明：W1(瞬時加速度波強)主要與心臟收縮功能有關(guān)[8]。W2(瞬時減速度波強)主要與左心室主動停止射血的能力及舒張早期左心室的松弛能力有關(guān)[9]。

3 血管功能 WI技術(shù)是在eTRACKING基礎(chǔ)上發(fā)展而來，其中的Ep(血管壓力應(yīng)變彈性模量)、β(血管硬化參數(shù))、AI(管徑增大指數(shù)) 、PWVβ(脈搏波傳導(dǎo)速度)：主要與動脈彈性有關(guān)，當(dāng)動脈彈性降低，血管硬度越高時，這些指標(biāo)的值越大。而AC(血管順應(yīng)性)主要反映了動脈血管的順應(yīng)性，血管彈性降低，血管順應(yīng)性越差時，AC值越低。

4 外周阻力 心臟在射血中期，血液被外周動脈壁反彈向心臟反向傳導(dǎo)而形成反向波，外周傳導(dǎo)回來的反向波攜帶著外周的阻力信息[10]。多項的研究也表明，NA的大小主要與動脈彈性和外周阻力有關(guān)[11]，其大小與外周阻力成正比。

本研究結(jié)果顯示：原發(fā)性高血壓組頸總動脈、橈動脈及足背動脈處W1、Ep、PWVβ值高于正常對照組，R-W1值低于正常對照組，有統(tǒng)計學(xué)差異。兩組三處動脈的W2參數(shù)對比無統(tǒng)計學(xué)差異。原發(fā)性高血壓組頸總動脈及足背動脈處的NA值高于正常對照組，有統(tǒng)計學(xué)差異。原發(fā)性高血壓組頸總動脈處的W1-W2值低于正常對照組，有統(tǒng)計學(xué)差異。原發(fā)性高血壓組頸總動脈、橈動脈處的β值高于正常對照組，有統(tǒng)計學(xué)差異。原發(fā)性高血壓組頸總動脈處的AC值低于正常對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。從三處動脈的檢測結(jié)果可以看出原發(fā)性高血壓組的心臟收縮功能較正常對照組增高，外周血管阻力也較正常對照組增大，而頸總動脈和橈動脈、足背動脈的血管彈性和順應(yīng)性均較正常對照組變差。也就可以看出，高血壓不僅能造成大動脈的血管彈性改變，也同時損害了中小動脈的血管彈性。血管受損導(dǎo)致血管彈性降低，順應(yīng)性下降外周阻力增高，面對這一系列的改變，心臟為了對抗外周阻力，代償性地增大了心臟的收縮功能，這一結(jié)果與既往的研究相似[12]。另一方面，從能量學(xué)改變來講，原發(fā)性高血壓組三處動脈的W1、頸總動脈和足背動脈處的NA均較正常對照組增大，說明在心臟收縮早期和中期，心臟處于高賦能狀態(tài)，收縮力加大，而三處動脈的W2與正常對照組并無統(tǒng)計學(xué)差異，則說明心臟在收縮晚期和舒張期的能量與正常對照組比較并無統(tǒng)計學(xué)意義，心臟的舒張功能并無改變。

既往的研究顯示，R-W1包含了三個時間段。分別為左室等容收縮期時間、壓力波傳導(dǎo)時間和部分左心室射血時間[13]，本研究結(jié)果顯示，原發(fā)性高血壓組三處動脈的R-W1時間均較正常對照組縮短，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。分析原因，應(yīng)為原發(fā)性高血壓代償性的收縮力加強，外周阻力增大，動脈彈性降低，左室等容收縮期時間、射血時間縮短所致。原發(fā)性高血壓組頸總動脈處的W1-W2時間較正常對照組縮短也是相同的道理[14]。

另外，本研究在頸總動脈處可以觀察到原發(fā)性高血壓組的W1、NA、Ep、PWVβ、β、R-W1、W1-W2值均高于正常對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，AC值低于正常對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。在橈動脈處可以觀察到原發(fā)性高血壓組的W1、Ep、PWVβ、β、R-W1值均高于正常對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。在足背動脈處可以觀察到原發(fā)性高血壓組的W1、NA、Ep、PWVβ、R-W1值均高于正常對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義?？梢钥吹筋i總動脈、橈動脈、足背動脈處的WI技術(shù)參數(shù)都能反映心臟、血管、外周阻力及能量方面的信息，而以頸總動脈處的信息最為豐富，分析原因，可能是頸總動脈內(nèi)頸最寬，WI跟蹤門最能夠精確跟蹤，因此數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性更高。但將WI技術(shù)推廣應(yīng)用于外周中小動脈，則能更多地體現(xiàn)外周中小動脈的改變，具有一定意義。

綜上，WI技術(shù)可以應(yīng)用于全身多處動脈，可以為早期高血壓的心臟、血管改變提供更豐富的信息。