640层容积CT评价原发性高血压患者升主动脉弹性变化的可行性和临床意义

王晓灿，杨 飞，朱月香，崔书君△

(1.河北北方学院，河北张家口 075000；2.河北北方学院附属第一医院CT室,河北张家口 075000)

高血压作为导致心血管事件发生的因素之一，发病率及病死率极高，因此及早地预防和治疗高血压显得尤为重要[1]。随着对高血压生理病理的研究，高血压病变的实质就是血管的病变结果[2]，同时血管弹性的自然老化进程和高血压的进展，导致血管的硬化，从而弹性减低影响其功能。对于早期检测血管弹性功能的降低，可以通过药物或者改变生活习惯来及时逆转动脉弹性的持续降低。国内外已有相关研究，利用CT血管造影(CTA)结合心电门控技术来评价血管弹性[3-4]。通过测量心动周期中主动脉管径变化，认为CTA血管成像可以作为主动脉管腔测量的有效方法，有较好的可行性。但是目前很少有关于高血压患者动脉弹性特点的研究，本研究利用640层容积CT回顾性分析原发性高血压患者升主动脉弹性的变化特点及临床价值。

表1 两组一般资料比较

1 资料与方法

1.1一般资料 收集2016年1月至2017年4月拟行冠脉CTA检查的受检者的影像资料及相关临床资料，从中筛选90例临床确诊为原发性高血压患者，定为高血压组，平均年龄(55.71±8.8)岁；60例血压正常者，作为对照组，均按照年龄分为40～<50岁、50～60岁、>60岁3组，所有入选的受检者均仔细询问身高、体质量、吸烟史、是否饮酒、是否高血脂、心率、高血压病程、血压控制情况等一般资料。所有入选的高血压患者均符合中国高血压防治指南2010高血压诊断标准，并经临床证实诊断为原发性高血压。排除标准：碘对比剂过敏者、贫血、严重肾脏功能不全、甲状腺疾病患者、心功能不全者及屏气不能配合者。见表1。本研究患者均签署知情同意书，并经医院伦理委员会批准通过。

1.2方法

1.2.1扫描技术 采用日本东芝公司Aquilion ONE 320排容积CT结合心电门控技术进行扫描，使用双筒高压注射器，经外周静脉注射等渗低浓度对比剂碘克沙醇(320 mg I/mL) 50～70 mL，速率为5 mL/s,以相同速率注入生理盐水30 mL，并在检查期间测量患者收缩压及舒张压，采用手动触发扫描，扫描范围为气管分叉处至膈肌水平，扫描体位为足先进、仰卧位，扫描参数：管电压120 kV，管电流为自动毫安秒，重建层厚0.5 mm，重建技术为自适应迭代降噪算法(AIDR)，层间距0.25 mm，FOV 32 cm×32 cm，矩阵512×512,机架旋转速度0.35 s/r。

1.2.2图像处理与测量 原始数据0%～100%每间隔10%RR间期进行数据重建，一共得到10个时相数据，并将所有容积数据传输至Vitrea FX 图像后处理工作站，根据软件自动生成的左心室收缩-舒张曲线(图1)，选取最佳收缩期、舒张期图像，进行曲面重建，生成与主动脉走形一致的中心曲线，选取主动脉根部上2.5 cm为兴趣层面，测量出该层面主动脉官腔在收缩期和舒张期的面积大小(图2)，为了测量的准确性，测量层面尽量一致，由2人对同一层面进行测量，最后取其平均值，来降低测量的误差。

图1 软件自动生成的左室收缩-舒张曲线

1.2.3动脉弹性的评价 根据文献[5-7]，采用较常用的3个参数进行评价，包括动脉扩张性(artery distensibility，AD)、动脉顺应性(artery compliance，AC)、动脉僵硬度β，公式AD=(△S/Sd)/PP、AC=△S/PP、β=In(Ps/Pd)/(△S/Sd)。其中△S为管腔截面积最大值与最小值的差值，Sd为管腔截面积的最大值，Ps、Pd为外周收缩压与舒张压，PP为收缩压与舒张压的差值，In为对数。

2 结 果

2.1高血压组升主动脉弹性变化特点 两组所有受检者的不同弹性参数在不同年龄段的分析对比(表2、3)。高血压组的AD、AC明显低于对照组，β明显高于对照组，且两组间弹性参数AD、AC、β在不同年龄段间均差异有统计学意义(P<0.05)。

2.2动脉弹性和年龄的关系

2.2.1动脉弹性与年龄的显著性分析 动脉弹性与年龄显著相关，AD、AC值与年龄呈负相关(高血压组：AD，r=-0.883、AC，r=-0.0872；血压正常组：AD，r=-0.886，AC，r=-0.892)，随着年龄的升高而逐渐下降，β值与年龄呈正相关(高血压组：r=0.823；血压正常组：r=0.849)，随着年龄的升高而逐渐升高。两组年龄与不同参数间的拟合曲线见图3，AD、AC值二次拟合最佳，β值三次拟合最佳。

A：高血压组一受检者最佳收缩期(30%)图像；B：高血压组同一受检者最佳舒张期(90%)图像；C：对照组一受检者最佳收缩期(30%)图像；D：对照组同一受检者最佳舒张期(80%)图像

图2测量方法

图3 对照组与高血压组各动脉弹性参数与年龄之间的曲线拟合

2.2.2血压正常组与高血压组在不同年龄段的动脉弹性参数的对比分析 正常血压组中不同年龄段间动脉弹性参数有显著性差异(AD：F=288.443，P<0.01；AC：F=118.108，P<0.01；β：F=132.691，P<0.01，高血压组不同年龄段间动脉弹性参数有显著性差异(AD：F=291.953，P<0.01；AC：F=133.546，P<0.01；β：F=72.248，P<0.01，进一步两两比较，高血压组与对照组不同年龄段间动脉弹性的S-N-K检验见表4，各年龄组之间均差异有统计学意义(P<0.01)。

表2 高血压组与对照组不同年龄段间的AD、AC、β比较

表3 高血压组和对照组不同年龄段间动脉弹性的t检验分析

表4 高血压组与血压正常组不同年龄段间动脉弹性的S-N-K检验

3 讨 论

高血压表现为体循环脉压的异常增高，动脉弹性是动脉血管机械特性的主要评价指标，代表了动脉本身的舒缩功能，正常的动脉弹性有利于维持正常的血压，保持组织充分的血液供应，并协调整个心血管系统的活动，大动脉弹性的降低是高血压发生、发展及并发症发生的促进因素。动脉弹性是指在单位压力作用下血管直径、面积或体积的变化，它由AD、AC、β等特性反映。

随着年龄增加，弹性自然下降，这是一种正常的生理变化过程，多种心血管危险因素比如高血压、高血脂、吸烟等也会加速这一进程的发展，从而导致一系列心血管疾病的发生。其中高血压是心血管事件的独立预测因子[8]，长期血压的升高，会导致血管结构改变与重塑，在血管还未发生器质性改变时即可发生功能的异常，但由于本身的代偿机制，大部分患者表现为亚临床现象，因此早期对动脉弹性的检测和评估，能使临床更早地干预及治疗。随着影像技术的发展，功能成像已然成为国内外的研究热点，各种检测技术对于评估动脉弹性发挥着各自的优势，超声新技术血管回声跟踪技术(ET)是近几年研究的热点[9-10]，但由于超声技术对于深部血管存在局限性，而且受患者自身条件和测量者本身技术影响因素较大，以及设备自身的局限性不能很好地全面显示大血管结构，因此降低了结果的准确性和重复性。文献[11-12]利用MRE技术，首次用猪主动脉模拟人类大血管，研究离体的猪主动脉不同区域主动脉壁弹性的变化，最终证实根据测量主动脉管腔的横截面积的变化，可以很好地去评价动脉弹性并且有较好的可重复性。

本研究是利用640层容积CT结合心电门控技术，可以完成对整个心动周期的图像进行重建，实现对大动脉的动态观察，同时有较高的的空间分辨率和超快速扫描，避免了血管搏动影响也保证了图像的清晰度，这也是评价动脉弹性的基础。有国外研究者GANTEN等[13]利用心电门控MSCT对腹主动脉瘤弹性进行初步研究，认为动脉瘤处的血管壁较正常腹主动脉弹性下降，并且瘤体近端的正常血管壁弹性也有所下降，并且在早期弹性就开始下降,因此动脉弹性的定量评价可以预防主动脉瘤的发生和发展，为评价动脉弹性提供了方便可行的方法。本研究中将得到的全心动周期的动态图像，通过强大的后处理功能，可以得到垂直与升主动脉中心任何位置的横截面，测量感兴趣层面在不同RR间期的面积变化，计算出评价动脉弹性的相关参数，这种方法目前应用较成熟，且可重复性很好，国外学者LI等[8]运用这种方法评价大样本正常人的胸主动脉弹性，得出年龄是动脉弹性的独立影响因子，进一步证实了MSCT评价动脉弹性的可行性。

随着心脏的收缩舒张，主动脉的管腔也会有规律的发生变化，根据左室收缩-舒张曲线的提示(图1)，最佳收缩期在30%～45%，左心室的容积达到最小值，最佳舒张期在70%～90%，左心室的容积达到最大值，在这两个时相主动脉管腔横截面积达到最大值和最小值，从升主动脉窦管结合部上大约25 mm处转折为主动脉弓的位置，受到的血流的冲击最大，能够较好地代表弹性变化的能力，因此选取这个位置作为感兴趣层面，可以较好地评价主动脉的收缩性，本研究中，在正常血压组，动脉弹性随着年龄的增长而降低，这与李亮等[14]对健康人胸主动脉弹性的测量结果一致，从图2可以看出，随着年龄的增长，AD、AC呈现降低趋势，曲线的下降坡度很陡，因此两者的敏感性很高，会随着年龄的升高而很快下滑，对于β而言，在40～<50岁，变化比较平缓，超过50岁后，β才会明显升高，因此在评价年轻者的血管弹性时β不够敏感，对于年轻者而言，年龄是动脉弹性下降的主导因素，年长者由于身体各方面机能的衰退，会加速血管的硬化，弹性下降，β的急速升高，有研究表明人体体内内皮细胞氧化亚氮(NO)可以调节大动脉僵硬度，随着年龄的增长，内皮细胞NO会减少，逐渐导致内皮功能的异常，导致大动脉的弹性下降，单纯性收缩期高血压是血管自然“衰老”的结果[15]。

高血压各年龄组的AD、AC均明显低于对照组，β均高于对照组，且均差异有统计学意义(P<0.05)，高血压患者较血压正常者的主动脉收缩性具有一定的差异，在高血压病理状态下，弹力纤维和胶原蛋白的比例失调，内膜脂类物质沉积，导致血管的纤维性硬化，僵硬度增加，导致了血管弹性的进一步降低，从而高血压患者的弹性功能明显低于血压正常者，有相关的研究指出，主动脉弹性的减退，会导致冠脉血流储备下降，引起冠脉循环障碍，从而引发冠心病等一系列的心血管疾病[16]。进一步国内学者研究，利用128层CT冠脉成像评价冠状动脉的狭窄程度与的冠状动脉弹性变化的相关性，不仅证实了两者间的负相关也说明了MSCT评价血管弹性的可行性[17]。

综上所述，640层容积CT评价原发性高血压患者升主动脉弹性特点可行性较好，高血压患者较血压正常者的主动脉弹性明显降低，且主动脉弹性随年龄的增长而降低，不同的评估参数灵敏度也不同。

本研究的局限性与展望：(1)由于年轻人尤其是40岁以下的CTA病例较难收集，不能全面地评价动脉弹性随年龄升高的变化特点；(2)有研究表明，肥胖者由于心输出量较大，左室负荷也会相应的增加，对血管弹性也会有一定的影响[18-19]，应该进一步分析比较肥胖者与正常者的弹性差异；(3)动脉弹性下降是多重因素的综合结果，应该分析其与不同临床资料的相关性，这也是笔者下一步研究的方向。