应用QAS及X-strain技术评价不同钙浓度透析液对维持性血液透析患者颈动脉弹性及形变能力的早期影响

邢雨薇，郑敏，李硕，候利芳，孙素丽

· 论著 ·

应用QAS及X-strain技术评价不同钙浓度透析液对维持性血液透析患者颈动脉弹性及形变能力的早期影响

邢雨薇1，郑敏1，李硕2，候利芳3，孙素丽1

目的 采用血管硬度检测技术（QAS）及应变与应变率成像技术（X-strain）评价进行不同钙浓度维持性血液透析患者颈动脉的弹性和形变能力的早期改变。方法 随机选择60例标准钙透析患者，根据即将使用透析液浓度的不同分为：低钙组（使用低钙透析液，钙1.25 mmol/L）、标准钙组（使用标准透析液，钙1.50 mmol/L），每组30例。检测患者生化指标：包括血钙、血磷、甲状旁腺素（PTH）水平等，行颈动脉常规超声测得内中膜厚度（IMT）、阻力指数（RI）等相关参数，应用QAS技术和X-strain技术检测两组患者双侧颈动脉，分别得出两组数据顺应性系数CC、膨胀系数DC、弹性系数（α）、弹性系数（β）、脉搏波传导速度（PWV）、反射波增强指数（Alx）和最大圆周应变（Cs）、最大圆周应变率（Csr）等参数，进行统计学分析，比较其差异并进行相关性分析。结果 ①血液透析6个月后低钙组的血钙、血磷、钙磷乘积较标准钙组显著降低（P＜0.05），而PTH水平显著升高（P＜0.05）。②血液透析6个月后低钙组IMT、RI、α、β、PWV、Alx数值较标准钙组显著降低（P＜0.05），而Cs、Csr数值显著升高（P＜0.05）。③IMT、α、β、PWV、Cs、Csr之间有相关性。④血钙对颈动脉弹性功能的影响显著。结论 QAS技术及X-strain技术可以较早评价不同钙浓度维持性血液透析患者颈动脉弹性及形变能力，了解心血管疾病的发展情况，及早调整方案，有益于临床诊疗。

血液透析患者；超声；颈动脉；弹性；形变能力

终末期肾病（ESRD）是指肌酐清除率小于15 ml/min是慢性肾脏疾病终末阶段，维持性血液透析（MHD）是ESRD患者通常采用的不完全性肾脏的代替性疗法。有研究表明MHD大大提高患者患心血管疾病的几率[1]。大部分MHD患者采用标准钙透析（即透析液含钙量1.5 mmol/L）并结合钙磷结合剂使用，使心脏和血管等组织异位钙化的问题日益加重，增加了心血管系统的负荷。为改善这一情况，部分患者采用低钙透析液（透析液含钙量1.25 mmol/L）[2]。本研究通过血管成像技术（QAS）及应变率成像技术（X-strain）的应用，对不同钙浓度MHD患者颈动脉的弹性和形变能力的早期变化进行评估，为提高MHD患者的总体生存质量及远期诊疗效果给予相应临床依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 随机选择2015年4月～2015年10月到哈尔滨医科大学附属第一医院血液透析中心进行维持性血液透析治疗的ESRD患者60例，其中男性28例，女性32例，平均年龄（36.70±12.45）岁，入组者透析龄均在3个月以上，行常规颈动脉超声检查均排除形成明显斑块者（IMT厚度≥1.5 mm）。导致肾衰竭的原发性肾脏病（包括肾小球肾炎、肾病综合征、IgA肾病、肾盂肾炎、痛风性肾病、药物性肾病、多囊肾等）约占60%，糖尿病性肾脏病约20%，原发性高血压性肾脏病约10%，不明原因肾脏病约10%。患者在入组前均进行标准钙维持性血液透析并配以活性维生素D3和碳酸钙口服，入组后随机分为低钙组和标准钙组，每组30例。低钙组改为选用低钙透析液（钙浓度1.25 mmol/L），标准钙组选用标准钙透析（钙浓度1.5 mmol/L），两组患者配以活性维生素D3和碳酸钙口服，血液透析6个月后，复查生化类指标，采集相应颈动脉超声数据。

1.2 仪器与方法 选用Esaote公司出产MyLab90型多普勒超声诊断仪，配有LA523探头，频率4-13MHz，配备QAS及X-strain分析软件。入组时以及连续透析6个月后复查时，受检患者行颈动脉的超声检查，当天检测生化指标，测量血压，行颈动脉的超声检查，连接同步肢体导联心电图，检测各项参数。

1.2.1 生化指标的测定 60位受检者在进行超声检查当天采血，检测血钙，血磷，血镁，钙磷乘积，甲状旁腺素（PTH），进行记录。

1.2.2 常规超声检查 患者取仰卧位，头略偏向检测的对侧，短轴及长轴切面上观察颈动脉内膜的光滑程度及有无斑块。M型超声图像下测取颈总动脉的内-中膜厚度（IMT）、收缩期管腔的内径（Ds）、舒张期管腔的内径（Dd）、管径变化差值ΔD（ΔD=Ds-Dd）。在频谱多普勒图像条件下测取双侧颈总动脉的收缩期峰值流速（PSV）、舒张期末期流速（EDV）和阻力指数（RI）。

1.2.3 QAS检测 选择颈总动脉分叉处近端2～3 cm处检测，短轴方向探查获得颈动脉管壁最大前后径，按顺时针方向将探头旋转近似90度得到颈动脉的长轴方向切面，前后管壁清晰的显示时启动QAS软件，测取此段血管壁的运动轨迹，连续性稳定采集6个以上心脏运动周期的动脉运动轨迹，当标准差（SD）＜30%时冻结并存储图像。采集的血管弹性参数包括：顺应性系数（CC）、膨胀系数（DC）、弹性系数α及β、脉搏波传导速度（PWV）、反射波增强指数（Alx）。

1.2.4 X-strain检测 选取与QAS检测同一位置颈动脉，短轴切面清晰显示各节段管壁时启动X-strain模式，连续性稳定的获取不少于3个以上心脏运动周期的图像，存储并在脱机状态下对其进而分析，获得颈动脉的应变参数，得出血管壁的最大圆周应变（Cs）和圆周应变率（Csr）。

1.3 统计学分析 采用SPSS 18.0统计软件进行分析；计量资料采用均数±标准差（±s）表示，两组间比较采用组间配对t检验，两变量的相关性采用Pearson和Spearman法进行相关性分析；回归性分析采用非条件Logistic回归分析；计数资料采用例数（构成比）表示，组间比较采用χ2检验；P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床生化指标的比较 MHD患者的血钙水平、血磷水平、钙磷乘积数值、PTH水平的差异有统计学意义（P＜0.05），低钙组血钙数值明显减低（P＜0.01），血磷、钙磷乘积数值降低（P＜0.05），PTH水平升高（P＜0.05），标准钙组患者血钙数值明显升高（P＜0.05），血磷、钙磷乘积数值升高（P＜0.05），PTH水平降低（P＜0.05）（表1）。

2.2 常规颈动脉超声参数、QAS技术参数及X-strain技术参数比较 取颈动脉参数的双侧平均数值，对其采用统计学分析。同组受检者治疗前后，两组CC、DC比较差异均无统计学意义（P＞0.05）；两组 IMT、RI、α、β、PWV、Alx、Cs、Csr比较差异均有统计学意义（P＜0.05），其中低钙组患者RI、α、β数值减低（P＜0.05），IMT、PWV、Alx数值明显减低（P＜0.05），Cs、Csr数值明显升高（P＜0.05），标准钙组患者RI、α、β数值升高（P＜0.05），IMT、PWV、Alx数值明显升高（P＜0.05），Cs、Csr数值明显减低（P＜0.05）（表2，图1～4）。透析6个月后，低钙组较标准钙组IMT、RI、α、β、PWV、Alx数值明显减低（P＜0.05），Cs、Csr数值明显升高（P＜0.05）（表2，图1～4）。

2.3 颈动脉管壁的形变能力及弹性指标的相关性分析 受检者观察前颈动脉IMT、X-strain技术、QAS技术参数分析表明：IMT、Cs、Csr、α、

β、CC、DC、PWV具有显著的相关性。CC数值与α、β、Pwv数值呈负相关，与IMT、DC、Cs、Csr数值呈正相关。DC数值与IMT、α、β、PWV、Alx数值呈负相关，与CC、Cs、Csr数值呈正相关。Cs、Csr数值与IMT、α、β、PWV数值呈负相关，与CC、DC数值呈正相关，与Alx数值无相关性。Alx数值与IMT、CC、PWV数值呈正相关，与DC数值呈负相关，与α、β、Cs、Csr数值无相关性（表3）。

表1 两组患者生化指标比较

表2 两组颈动脉管壁弹性参数比较

图1 低钙组入组时颈动脉的Cs及Csr曲线

图2 低钙组透析6个月颈动脉的Cs及Csr曲线

图3 标准钙组入组时颈动脉的Cs及Csr曲线

图4 标准钙组透析6个月后颈动脉的Cs及Csr曲线

2.4 颈动脉管壁弹性相关因素的多元Logistic回归分析 多因素分析结果显示：动脉反射波增强指数（OR=1.565，95%CI：1.12～2.00，P＜0.05）、血钙（OR=1.217，95%CI：0.78～1.52，P＜0.05）是影响颈动脉管壁的弹性的高危因素（表4）。

表3 IMT、QAS及Xstrain参数相关性分析

表4 影响颈动脉管壁的弹性的相关因素多元Logistic回归分析结果

3 讨论

研究证实，MHD患者是心血管疾病的高危人群，其动脉粥样硬化的发病率显著高于同龄、无基础疾病的非透析人群[3,4]。MHD患者体内钙磷代谢紊乱，钙磷水平偏高，可导致并加速患者动脉粥样硬化进展，使用低钙透析液可有效降低血管损害[5]。传统超声通过评价颈动脉硬化程度，可间接反映全身动脉情况，主要评估颈动脉发生明显形态学改变，即斑块形成后的情况。近年来研究表明，颈动脉在未发生明显形态学改变前，动脉的弹性及形变能力均开始减退，心血管疾病可依据动脉弹性的减低早期发现。

本研究通过应用QAS及X-strain技术在形态学及功能方面同时评价不同钙浓度维持性血液透析对患者颈动脉的早期影响。QAS技术可以依据动脉血管的管壁运动状况，获得动脉血管的管壁相应弹性数据，从功能方面对动脉血管的管壁硬化程度进行真实评估。X-strain则利用二维斑点逐帧追踪感兴趣区域内的心肌组织的运动情况[6]，并与上一帧相应位置图像进行对照，真实反映出局部心肌组织的运动轨迹及形变情况[7]，因其不被组织运动方向与声束方向之间夹角造成的失真所影响，没有角度依赖性，进而可以准确获得该处组织应变及应变率[8,9]。颈动脉属于弹力型动脉，动脉管壁跟随心脏运动周期的变化在圆周方向运动，则通过X-strain技术的应用，获得颈动脉管壁的圆周应变Cs及应变率Csr，进而分析其形变能力。

对使用钙浓度不同的透析液的MHD患者颈动脉硬化程度的研究结果表明，在改用低钙透析后，患者血钙、血磷、钙磷乘积减低，常规颈动脉超声参数IMT、RI数值减低，颈动脉QAS技术参数α、β、PWV、Alx数值减低，X-strain技术参数Cs、Csr数值升高，表明进行低钙透析提高了无显著斑块形成的颈动脉管壁的形变能力及弹性功能；进行标准钙血液透析者，血钙、血磷、钙磷乘积数值均升高，常规颈动脉的超声参数IMT、RI数值升高，颈动脉QAS技术参数α、β、PWV、Alx数值升高，X-strain技术参数Cs、Csr数值降低，提示标准钙透析液加速了无显著斑块形成的颈动脉管壁的形变能力及弹性减低。

对MHD受检者颈动脉的研究表明，动脉的应变参数Cs、Csr数值与其弹性指标呈负相关，与其顺应性系数呈正相关，随IMT、α、β、PWV、Alx数值升高，维持性血液透析患者颈动脉发生硬化危险性减低，随Cs、Csr降低，颈动脉发生硬化危险性增加。血钙对颈动脉管壁的僵硬程度影响最显为著。

综上所述，通过降低钙离子在透析液中的浓度可较为有效的改善钙、磷紊乱情况，改善动脉管壁弹性和形变能力，QAS技术及X-strain技术可以较早期评估不同钙浓度透析对MHD患者颈动脉弹性及形变能力影响，进而了解心血管疾病的发展，及早调整治疗方案，对临床具有积极意义。

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本文编辑：田洪榛，田国祥

Evaluation the early effects of different calcium concentration on carotid artery elasticity and deformation capability in maintenance hemodialysis patients by QAS and X-strain technique

XING Yu-wei*, ZHENG Min, LI Shuo, HOU Li-fang, SUN Su-li.*Department of Ultrasound, the First Affiliated Hospital of Harbin Medical University, Harbin 150001, China.

Objective To evaluate the early effects of different calcium concentration on carotid artery elasticity and deformation capability in maintenance hemodialysis patients by quantitative artery stiffness (QAS) and X-strain technique. Methods 60 calcium dialysis patients were Randomly divided into two groups according to the dialysate concentrations: low calcium group (1.25 mmol/L) and standard calcium group (1.50 mmol/L). Each group had 30 patients. Biochemical indexes including but not limited to calcium, phosphorus, parathyroid hormone (PTH) were measured. intima-media thickness (IMT), resistance index (RI) and so on were measured by carotid artery ultrasonography. Compliance coefficient (CC), distention coefficient (DC), stiffness parameter α, stiffness parameter β, pulse wave velocity (PWV), augmentation index (AIx), circumferential strain (Cs) and circumferential strain rate (Csr) were measured by QAS and X-strain and compared between two groups. Results ①At 6 month after the hemodialysis, calcium, phosphorus and calcium-phosphorus product of the low calcium group were significantly decreased than that of the standard calcium group, while PTH was increased (P＜0.05). ②At 6 month after the hemodialysis, the values of IMT, RI, α, β, PWV and AIx of the low calcium group were decreased than that of the standard calcium group, while the values of Cs, Csr were increased (P＜0.05). ③There is a correlation among IMT, α, β, PWV, Cs and Csr. ④Calcium has a significant impact on the carotid artery elasticity. Conclusion QAS and X-strain technology can early detect the effects of different calcium dialysate on carotid elasticity and deformation capacity in maintenance hemodialysis patients. It has important implications for clinical timely adjustment of dialysis programs, as well as prevention.

Maintenance hemodialysis patients; Ultrasound; Carotid; Elasticity; Deformation capacity

R543.4

A

1674-4055(2016)11-1369-04

1150001 哈尔滨,哈尔滨医科大学附属第一医院超声科;2150001 哈尔滨,哈尔滨医科大学附属第四医院超声科;3150001哈尔滨,哈尔滨医科大学附属第一医院体检中心

郑敏,E-mail:zhengminchaosheng@163.com

10.3969/j.issn.1674-4055.2016.11.25