多模态超声评估尿毒症患者动静脉造瘘术前桡动脉弹性变化及病理对照研究

胡艳 董磊 郭丽苹 饶先刚

[摘要] 目的 探討多模态超声评估尿毒症患者动静脉造瘘术前桡动脉弹性变化的临床应用价值。 方法 选取2017年1月～2018年8月于我院就诊的45例门诊体检者及经肾内科确诊的78例拟行动静脉瘘的尿毒症患者，根据桡动脉（RA）病理结果将病例组分为轻度病变组和中-重度病变组，对所有受检者桡动脉分别进行常规二维超声、超声弹性成像及血管回声跟踪技术检查，将所得结果进行对比分析，并将弹性参数PWVβ、Ep、β、AC、B/A与桡动脉病变程度作相关性分析，进一步绘制ROC曲线，计算曲线下面积（AUC）、临界值、灵敏度及特异度。结果 ①二维超声显示：除对照组与轻度病变组桡动脉内-中膜（IMT）比较，差异无统计学意义（P>0.05）外，其他组间的IMT比较差异均有统计学意义（P<0.05）。②超声弹性成像（UE）显示：各组间比较差异均有统计学意义（P<0.05）。③血管回声跟踪技术（ET）显示：除AI参数在各组间比较，差异均无统计学意义（P>0.05）外，其他参数在各组间比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。④相关性分析：除AI参数外，PWVβ、Ep、β、AC、B/A弹性参数与桡动脉病变程度具有显著相关性（P<0.001），其中弹性参数PWVβ、Ep、β、B/A与桡动脉病变程度呈正相关（r=0.895、0.889、0.847、0.803）;弹性参数AC与桡动脉病变程度呈负相关（r=-0.833）。⑤弹性参数PWVβ、Ep、β、AC 、B/A值的曲线下面积分别为0.897、0.857、0.769、0.750、0.677。 结论 UE及ET技术较常规二维超声能客观、准确的评估拟行动静脉瘘尿毒症患者的桡动脉弹性变化，其中，ET技术的弹性参数PWVβ的灵敏度和特异度较好，是动静脉瘘术前评估桡动脉弹性变化的有价值指标。

[关键词] 血管回声跟踪技术;超声弹性成像技术;桡动脉;尿毒症;动静脉瘘

[中图分类号] R445.1          [文献标识码] B          [文章编号] 1673-9701（2020）05-0118-05

Multimodal ultrasound in assessing elastic changes of radial arteries before arteriovenous fistula in uremic patients： A case-control study

HU Yan1   DONG Lei2   GUO Liping1   RAO Xian'gang1

1.Department of Ultrasound， Zhongshan Hospital Affiliated to Dalian University， Dalian 116000， China;2.Department of Ultrasound， the 960th Hospital of PLA， Ji'nan   250031， China

[Abstract] Objective To investigate the clinical value of multimodal ultrasound in assessing the elasticity of radial artery before arteriovenous fistula in patients with uremia. Methods 45 cases of outpatient physical examinees from Zhongshan Hospital Affiliated to Dalian University between January 2017 and August 2018 were selected as the control group， and 78 cases of uremic patients with arteriovenous fistula diagnosed by nephrology department from the same period were selected and were grouped into mild lesions and moderate-severe lesions groups according to the results of radial artery （RA） pathology. All subjects were examined with conventional two-dimensional ultrasound， elastography， and vascular echo tracking techniques. The results were compared and analyzed， and the correlation between elastic parameters PWVβ， Ep， β， AC， B/A and RA were analyzed. The ROC curve was further drawn to calculate the area under the curve （AUC）， critical value， sensitivity and specificity. Results （1） Two-dimensional ultrasound showed that： except that there was no statistical difference in intima media thickness （IMT） of RA between the control group and the mild group （P>0.05）， there was statistical difference in IMT of RA between the other groups （P<0.05）. （2） Ultrasonic Elastography （UE） showed that the differences between groups were statistically significant （P<0.05）. （3） Vascular echo tracking technology （ET） showed that except for AI parameters， the differences of other parameters were statistically significant between the groups （P<0.05）. （4） Correlation analysis： except for AI parameters， elastic parameters such as PWVβ， Ep， β， AC， B/A were significantly correlated with the degree of RA lesions（P<0.001）， among which the elastic parameters PWVβ， Ep， β， B/A were positively correlated with the degree of RA lesions （rs were 0.895， 0.880， 0.847， 0.803）; the elasticity parameter AC was negatively correlated with the degree of RA lesions （rs=-0.833）. （5） The AUC of the elasticity parameters PWVβ， Ep， β， AC， B/A values were 0.897， 0.857， 0.769， 0.750， 0.677， respectively. Conclusion UE and ET technology can objectively and accurately evaluate the elasticity changes of radial artery in patients scheduled to arteriovenous fistula as compared with conventional two-dimensional ultrasound. Among them， the sensitivity and specificity of the elastic parameter PWVβ of ET technology are better， which is a valuable indicator of radial artery elasticity changes before arteriovenous fistula.

[Key words] Vascular echo tracking technology; Ultrasonic elastography technology; Radial artery; Uremia; Arteriovenous fistula

血液透析是终末期肾病患者接受肾移植替代治疗的主要治疗手段[1]，动静脉瘘是建立透析通路的首选方法，其中桡动脉是动静脉瘘手术中首选动脉[2]，桡动脉管壁的弹性对于动静脉瘘的形成及成熟至关重要，因此，准确评估桡动脉弹性对动静脉瘘手术成败意义重大，超声弹性成像（Ultrasonic elastography，UE）和血管回声跟踪技术（Echo-tracking technique，ET）作为一种新的血管超声检测手段，可以更有效的对血管弹性进行客观评价，本研究主要应用该技术检测拟行动静脉瘘尿毒症患者桡动脉的弹性变化，并通过病理证实该技术的可行性，预期能为临床术前评估提供准确有价值的信息。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年1月～2018年8月于大连大学附属中山医院拟行动静脉造瘘手术患者78例，其中男42例，女36例，年龄40～80岁，平均（57.60±9.46）岁。收集同期于我院就诊的健康体检者45例。其中男25例，女20例;年龄40～79岁，平均（55.82±8.79）岁。将受检者分为正常组和病例组，根据病理结果将病例组分为两组[3，4]：轻度病变组：血管组织结构大致正常或血管壁略增厚，内膜尚光整，内弹力膜完整，无异常细胞浸润;中-重度病变组：血管壁明显增厚伴或不伴透明变性，内弹力膜部分断裂或破坏，泡沫细胞浸润和（或）附壁血栓和（或）粥样硬化斑块形成等。轻度病变组46例，其中男25例，女21例;中-重度病变组32例，其中男17例，女15例。三组间年龄、体质指数（Body mass index，BMI）比较，差异均无统计学意义（P>0.05）;与对照组比较，轻度病变组及中-重度病变组的收缩压（Systolic blood pressure，SBP）和舒张压（Diastolic blood pressure，DBP）增高，差异有统计学意义（P<0.05），轻度病变组与中-重度病变组比较，SBP和DBP相近，差异无统计学意义（P>0.05）。见表1。

1.2 仪器设备

采用HITACHE ARIETTA 70彩色多普勒超声诊断仪，频率3.5～12.0 MHz线振探头，内置UE及ET技术检测功能及分析软件。

1.3 方法

1.3.1 常规二维超声检查  检查室保持温度适宜，20℃～25℃，测定前1 h禁烟、酒、咖啡等，受检者去枕平卧，充分暴露受检侧上肢，自然放于身体侧面，上臂稍外展前臂处于稍内旋位，掌心向上。于橈骨头上约1.0 cm桡动脉搏动较明显处轻置超声探头，在二维超声模式下，检查血管走行、管壁回声强度、内膜光滑程度、管腔有无狭窄及闭塞、有无附壁斑块形成及斑块大小、个数、有无中层钙化及血流动力学改变等。纵向扫查桡动脉长轴断面，于前、后壁内膜线回声均清晰显示下行IMT测量。

1.3.2 UE技术检查  在二维超声模式下切换至UE模式，将探头置于桡动脉血管表面皮肤处，取管腔长轴，使声束通过管腔中央部分，调整取样容积大小和取样框位置，选取感兴趣的区域（A区）于桡动脉后壁，B区为桡动脉管腔内血液区域。采用手动加压对其规律均匀施压，待超声诊断仪显示压力与频率综合数字指标为较稳定的2～3时，冻结图像。UE图像中可见管腔内血液呈蓝、绿、红三色分布，近前壁为蓝色，近后壁为红色，二者间呈绿色。A区只包括管壁本身，避免纳入周围脂肪、肌肉、其他软组织等，B区选取包含蓝、绿、红三色范围血液区，利用仪器分析软件自动计算出血管内血液和血管壁弹性的应变率及应变率比值（B/A值）。

1.3.3 ET技术检查  检查前，嘱受检者去枕平卧10 min，平静呼吸后，测量受检者右侧肱动脉SBP及DBP各3次，取其平均值并记录。在B/M显示模式下切换至ET模式，嘱受检者平静呼吸，将两条取样门分别置于桡动脉前、后壁的中-外膜层交界处，固定探头，实时追踪记录血管壁运动轨迹，在同步心电图记录图形及血管追踪曲线稳定时，采集由收缩和舒张血管壁运动产生的至少6个相位偏移信号波形，以曲线形式显示血管的内径变化，并存储在机内分析工具（e-DMS系统）中，将所测肱动脉血压输入后得出：僵硬度指数（Stiffness parameter，β）、血管压力-应变弹性系数（Pre-ssurestrain elasticty modulus，Ep）、顺应性（Arterial compliance，AC）、膨大指数（Augmentation velocity index，AI）、脉搏波传导速度（One-point pulse wave velocity，PWVβ）等指标。以上各超声测值均重复测量三次，取其平均值。

1.3.4 病理检查  所有病例组桡动脉标本均取自手术中对桡动脉的修剪，10%中性福尔马林固定24 h后石蜡包埋，分别进行HE、弹力纤维、VG染色。HE染色，主要观察血管组织结构大致正常，血管壁内膜略增厚，内膜尚完整;VG染色用于观察有无异常细胞浸润;弹力纤维染色用于观察内弹力膜是否完整，最后综合判断桡动脉血管病变程度。

1.4 统计学方法

采用SPSS20.0统计学软件进行分析处理，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，采用单因素方差分析，计数资料采用χ2检验，各检测指标的相关性采用Spearman秩相关分析，利用ROC曲线分析所得AUC评估相关检测指标的诊断效能。应用组内相关系数进行各检测指标的重复性检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 重复性评价

桡动脉弹性参数IMT、B/A、PWVβ、Ep、β、AC观察者间的ICC分别为0.90、0.92、0.96、0.95、0.92、0.93（ICC>0.75），观察者内的ICC分别为0.91、0.91、0.97、0.96、0.94、0.92（ICC>0.75），说明上述弹性参数重复测量的一致性好，而参数AI的观察者间的ICC和观察者内的ICC分别为0.68、0.67（ICC<0.75），说明上述参数重复测量的一致性一般。

2.2 超声检查

2.2.1 常规二维超声检查  除了轻度病变组与对照组IMT比较差异无统计学意义（P>0.05）外，其他组间比较差异均有统计学意义（P<0.05）。见表2、图1。

2.2.2 UE技术检查  B/A值在各组间比较差异均有统计学意义（P<0.05）。见表2、封三图2。

2.2.3 ET技术检查  除AI在各组间比较差异无统计学意义（P>0.05）外，其他弹性参数PWVβ、Ep、β、AC在各组间比较差异均有统计学意义（P<0.05）。见表2、封三图3。

2.3 相关性分析

弹性参数PWVβ、Ep、β、B/A与桡动脉病变程度呈正相关（r=0.895、0.889、0.847、0.803，P=000）;弹性参数AC与桡动脉病变程度呈负相关（r=-0.833，P=0.000）。

2.4 UE与ET诊断桡动脉弹性的效能比较

弹性参数PWVβ、Ep、β、AC 及B/A的AUC分别为0.897、0.857、0.769、0.750、0.677，灵敏度与特异度之和最大时，PWVβ、Ep、β、AC、B/A对应的轻度病变组与中-重度病变组的临界值分别为10.43（灵敏度84.4%，特异度78.3%）、257.6（灵敏度81.3%，特异度78.3%）、18.49（灵敏度75.0%，特异度76.1%）、0.055（灵敏度81.3%，特异度67.0%）、1.88（灵敏度62.5%，特异度69.6%）。见表3、图2。

2.5 病理检查

轻度病变组桡动脉的血管组织结构大致正常，血管壁内膜略增厚，内膜尚完整，无异常细胞浸润;中-重度病变组桡动脉的血管壁内膜明显增厚，内弹力膜部分断裂或破坏，局部可见针细样裂缝。见封三图4。

3 讨论

尿毒症患者由于肾功能明显减退，循环系统受到长期慢性炎症和毒素的影响，导致内皮细胞损伤不能及时修复，出现内皮功能障碍并进行性加重。同时因贫血及酸性代谢产物排出障碍引起的酸中毒进一步促进组织缺氧，继而加速内皮细胞损伤及凋亡，血管壁炎性细胞浸润，通透性增加，最终导致动脉血管壁增厚，血管舒张功能下降，僵硬度增加。

目前，有许多检查方法可以用于检测血管弹性，但判断的金标准還是依靠动脉标本的病理组织学检查[5]。以往临床首选常规二维超声技术判断动脉血管的弹性，如血管内-中膜增厚、管壁有无斑块及管腔狭窄程度。现已有研究表明[6-7]，常规二维超声不足以检测出动脉血管的早期病变情况，并已有研究表明[8-9]，ET及UE技术可在动脉血管发生形态学改变之前，能早期准确地反映动脉血管的弹性变化。但以往研究仅限于超声检查，未与病理组织学检查进行对比分析，本研究应用多模态超声技术对拟行动静脉瘘尿毒症患者桡动脉弹性进行检测，常规二维超声研究结果显示，正常对照组与拟行动静脉瘘术尿毒症患者桡动脉轻度病变组进行比较，差异无统计学意义，因轻度病变组其病理特点仅表现为血管壁略增厚，无斑块形成，而且桡动脉属于肌性动脉，目前对桡动脉内中膜厚度还没有公认的参考标准，而且内-中膜厚度的测量受操作者影响较大，中-重度病变组与其他两组比较均有统计学差异，随病变逐渐加重，血管壁发生重构，内-中膜明显增厚并出现斑块等[10-12]。

UE技术是通过测定血管内血流与血管壁弹性的比值反映血管壁弹性的无创、简便的方法。本研究结果显示，与对照组比较，轻度病变组的B/A值升高，中-重度病变组的B/A值明显增高，各组间比较均有明显差异，这点与以往苏畅[13]、陈芳[14]研究结论一致，即B/A值越高，桡动脉弹性越差。动脉硬化早期，血管内皮功能受损引起血管舒张和收缩功能障碍，血管壁弹性降低;晚期，动脉壁发生重构且动脉斑块形成，以致血管壁僵硬度明显增加。有研究表明血管僵硬度与血管壁结构及成分密切相关，取决于胶原纤维与弹力纤维的比例，以及平滑肌细胞的含量、性质及空间构型的改变。

ET是通过收缩期和舒张期动脉内径变化确定动脉内径的扩张程度来评价血管的柔韧性，以往已有学者[15-16]研究证实，ET技术可更早、更准确地评估动脉弹性功能改变。本研究结果显示，弹性参数AI在对照组与轻度病变组及中-重度病变组组间、轻度病变组与中-重度病变组组间均无统计学差异;与对照组比较，轻度病变组、中-重度病变组PWVβ、Ep、β值均增高，而AC值减低;与轻度病变组比较，中-重度病变组PWVβ、Ep、β值明显升高，而AC值明显减低。PWVβ、Ep、β值随桡动脉病变程度逐渐增高，呈正相关，AC值随桡动脉病变程度逐渐降低，呈负相关，其中PWVβ值的灵敏度及特异度较好，当PWVβ≥10.43 m/s时，桡动脉病变程度已达中-重度水平，其灵敏度为84.4%，特异度为78.3%，这对于临床动静脉瘘术前评估桡动脉血管条件提供有价值的信息。

总之，本研究通过多模态超声技术检测桡动脉血管弹性，其中ET技术的弹性参数PWVβ检测桡动脉血管病变程度的灵敏度和特异度较好，提示PWVβ参数可辅助常规二维超声对尿毒症患者动静脉瘘术前桡动脉血管弹性作进一步评估，为临床术前评估尿毒症患者桡动脉血管病变程度提供有效方法。

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（收稿日期：2019-10-09）