超极速脉搏波技术定量评估年龄相关颈动脉弹性衰退的应用价值及平均动脉压对其的影响

高 慧，朱正球，戴 萍，王 晗，邹 冲，栾 云，刘 牛，黄 辉

（江苏省中医院 南京中医药大学附属医院，江苏 南京 210029）

动脉粥样硬化（Atherosclerosis，AS）及其导致的动脉弹性衰退是心血管疾病重要的发病基础与危险因素。既往大量研究已证实，随着动脉管壁僵硬度的持续增加，心脑血管事件的发生率及心脑血管疾病的病死率均显著增高。脉搏波速度 （Pulse wave velocity，PWV）是近年来评估AS 进展程度的可靠指标，通过PWV 检测动脉弹性衰退程度已成为预测心血管事件发生及评估预后的重要手段[1]。超极速脉搏波（Ultrafast pulse wave velocity，ufPWV）是一种基于超高速超声定量检测PWV 的新技术，通过实时记录脉搏波传递速度并自动测量局部血管收缩起始脉搏波速度（PWV of beginning systole，PWVBS） 及收缩末期脉搏波速度（PWV of ending systole，PWV-ES） 来精确检测动脉壁的弹性功能变化情况。以往研究表明[2]血压对于PWV 的测值存在显著影响，然而血压对于新技术ufPWV 检测年龄相关的动脉弹性衰退进展的影响，目前仍所知甚少。故本研究欲利用ufPWV 技术对不同年龄段人群的颈动脉血管进行弹性检测，并评估不同平均动脉压（Mean artery pressure，MAP）对ufPWV 定量评估年龄相关颈动脉弹性衰退的影响。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2016 年3 月—2019 年3 月在南京中医药大学附属医院体检中心、老年科及心血管内科检查或就诊并完成ufPWV 检查的患者为研究对象；排除标准：6 月内发生心脑血管事件，确诊恶性肿瘤、严重的自身免疫性疾病、传染性疾病、慢性肾功能不全，及其他导致患者无法配合检查的情况。所有入组受试者均签署知情同意书，并通过我院伦理委员会审查。最后共纳入435 例患者，其中男227 例，平均年龄（57.5±14.1）岁；女208 例，平均（53.3±15.4）岁。再根据年龄段 （25～＜35 岁、35～＜45 岁、45～＜55 岁、55～＜65 岁、≥65 岁）依次分为5 组。检测并记录所有研究对象的年龄、性别、身高、体质量、收缩压（SBP）、舒张压（DBP）、体质量指数（BMI）及MAP（MAP=（SBP+2×DBP）/3）、低密度脂蛋白（LDL）、高密度脂蛋白（HDL）、总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、空腹血糖（FG）、尿酸（UA）、肌酐（Scr）等临床资料（表1）。

表1 研究对象一般资料（）

表1 研究对象一般资料（）

1.2 仪器与操作方法

使用Super Sonic Imagine Aix Plorer 超声成像诊断仪，探头（SL2-10），频率2～10 MHz。患者保持静息平卧位，垫高颈部，先行双侧颈动脉常规扫查，随后选择颈总动脉较平直段，尽量避开斑块处，清晰显示前后壁内中膜结构。待图像稳定后，嘱患者屏气3 s，启动ufPWV 成像系统并自动完成ufPWV 扫描与测量，获得PWW-BS、PWV-ES（图1）。测量误差Δ<1.0 m/s 视为有效测量，所有测量均重复3 次，并取双侧颈总动脉ufPWV 均值作为最终结果。将所有数据及图像记录并储存，后续进一步分析。

1.3 统计学处理

2 结果

2.1 研究对象的一般资料

各年龄段 （25～＜35 岁、35～＜45 岁、45～＜55 岁、55～＜65 岁、≥65 岁）间BMI、LDL、TC、FG、Scr、SBP、DBP、MAP、PWV-BS 及PWV-ES 均有显著统计学差异（P<0.05）；而HDL、TG、UA 则无统计学差异（分别为P=0.060、0.340 及0.066），详见表1。

2.2 PWV-ES、PWV-BS 及MAP 与年龄的相关性分析

PWV-BS、PWV-ES 及MAP 与年龄均呈正相关（P 均<0.001）；然而，PWV-ES 与年龄的相关度显著优于PWV-BS 及MAP （分别为r=0.615，0.25 及0.25）（图2）。

图1 颈动脉ufPWV 参数测量。图1a： 32 岁青年人的左侧颈总动脉PWV-BS、PWV-ES 分别为5.74 m/s、6.40 m/s。图1b：57 岁老年人左侧颈总动脉PWV-BS、PWV-ES 分别为6.68 m/s、10.73 m/s。Figure 1.ufPWV measurements of carotid artery.Figure 1a:A 32-year-old youth whose PWV-BS and PWV-ES of the left common carotid artery were 5.74 m/s,6.40 m/s respectively.Figure 1b:A 57-year-old patient whose PWV-BS,PWV-ES of the left common carotid artery were 6.68 m/s,10.73 m/s respectively.

图2 PWV-BS、PWV-ES、MAP 与年龄相关性。Figure 2.Correlation between PWV-BS,PWV-ES,MAP and age.

2.3 各年龄段PWV-ES 根据MAP 分层后的亚组比较

高MAP 亚组 （MAP ≥100 mmHg，1 mmHg ≈0.133 kPa） 及低MAP 亚组 （MAP<100 mmHg）的PWV-ES 均随年龄的不断增长而增高。低MAP 亚组在25～＜35 岁、35～＜45 岁、45～＜55 岁、55～＜65 岁、≥65 岁各组中PWV-ES 均值分别为5.81、6.93、7.81、9.42、10.35 m/s，各年龄段之间比较具有显著差异（P<0.001）；高MAP 亚组在上述各组中PWV-ES 均值分别为7.73、7.96、9.03、10.22、9.74 m/s，各年龄段之间亦具有显著差异 （P=0.013）；在25～＜35 岁、35～＜45 岁、45～＜55 岁、55～＜65 岁年龄段高MAP 亚组PWV-ES 明显高于低MAP 亚组 （P 均<0.05），而在≥65 岁年龄段并无明显差异（P=0.10）（图3）。

3 讨论

图3 PWV-ES 随年龄增长MAP 分层比较。*P＜0.05，**P＜0.01。Figure 3.Age-related increase in PWV-ES and stratified by MAP categories.

动脉粥样硬化性心血管疾病目前仍是全世界范围内导致死亡的最主要原因[3]。心血管疾病的预防在于对高危个体的早期识别与干预，而PWV 被认为对于心血管事件风险具有良好的独立预测价值。既往的PWV 技术（如颈-股脉搏波技术及肱-踝脉搏波技术等）因其操作复杂、距离测量稳定性差、人员操作经验依赖性强等不足，使PWV 在临床应用中受限。而ufPWV 凭借20 000 帧/s 的超高帧频，在3 s 内就可获取血管壁的脉搏波传播细节，自动计算PWV-BS 和PWV-ES，评价血管管壁的僵硬度。已有研究[4]证实ufPWV 在颈动脉弹性评估中具有较高的准确性和可重复性，本研究应用ufPWV 对不同年龄段颈动脉弹性进行评估并观察MAP 对其测值的影响，进一步揭示该技术在临床应用中的价值。

年龄是AS 发生与发展的独立危险因素，多种危险因素如高血压、糖尿病、肥胖、高脂血症、高尿酸血症等可能加速年龄引起AS 病变过程。本研究结果显示，随着年龄增长，BMI、LDL、TC、FG、Scr、SBP均逐步增高，说明中老年人较青年人AS 的风险亦在逐步增高。而与此同时，PWV-BS 及PWV-ES 均随年龄增长而增高，提示ufPWV 技术可对年龄相关颈动脉弹性减退实现定量评估。进一步分析显示，PWV-ES、PWV-BS 及MAP 均与年龄存在显著正相关，而PWV-ES 与年龄相关性明显高于PWV-BS 及MAP，这说明PWV-ES 在年龄相关的颈动脉弹性定量评估中的价值明显优于PWV-BS，此与刘冬等[5]、戴萍等[6]研究结果一致。因此本研究后续分析即选取PWV-ES 作为颈动脉弹性定量指标来进一步评估MAP 对ufPWV 测值的影响。

血压是除年龄外影响PWV 的另一重要因素。Diaz 等[7]发现高血压人群的PWV 较正常血压人群明显增高；Baldo 等[8]发现，即使在健康人中，理想血压与正常血压两组间PWV 仍有显著差异。然而由于ufPWV 为新型技术，目前血压对该技术测值影响的研究甚少，故本研究对每个年龄段按MAP 进行分层后比较发现，高MAP 亚组及低MAP 亚组PWVES 均随年龄增长而增高，同年龄段比较发现在25～＜35 岁、35～＜45 岁、45～＜55 岁、55～＜65 岁年龄段高MAP 亚组PWV-ES 明显高于低MAP 亚组。这表明MAP 对各年龄段PWV-ES 均有影响，并且伴随机体衰老，高血压会进一步加速血管粥样硬化进程，促使其僵硬度快速增加而导致弹性显著衰退。此外，高血压所致的AS 还可能与致动脉硬化的脂质浸润、炎症反应之间存在协同作用[9]。

即使是25～＜35 岁年龄段的青年人，两亚组间PWV-ES 也具有显著差异，提示ufPWV 可能在高血压发生的极早期即可敏感检测到动脉结构及弹性的受损情况。另外值得注意的是，尽管PWV-ES 随年龄增长而不断增高，但≥65 岁年龄段两亚组间PWV-ES 并无显著差异。究其原因，首先，考虑≥65岁人群动脉已存在不同程度的粥样硬化，这会削弱高血压改变动脉管径进而改变动脉弹性的能力；其次，AS 虽然是一种伴随一生且不断进展的慢性疾病，但动脉管壁的弹性并不会随着其进展而无限降低[10]，这可能是≥65 岁的人群PWV-ES 不再进一步增高的重要原因，不过还有待今后进一步研究证实。

综上所述，PWV-ES 可作为ufPWV 技术对颈动脉弹性减退定量评估的有效指标，血压对其测值具有重要的影响，因此在颈动脉弹性评估中要充分考虑年龄与血压双重因素的影响，从而为临床及早发现颈动脉弹性功能减退提供客观的定量指标，并进行有效干预，以期大大减少心血管事件发生的风险。