超极速脉搏波技术定量评估颈动脉弹性和MHR的相关性研究*

吴林琳，朱正球，张 颖，王银萍，何姗姗，季雯晶，刘福明，邹 冲，黄 辉△

(江苏省中医院/南京中医药大学附属医院：1.超声医学科；2.心内科；3.GCP中心，南京 210029)

动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)是心脑血管疾病发生、发展的重要的病理基础，也是威胁人类健康及生命的首要疾病。AS本质上是一种慢性炎症性疾病[1]，故近年来单核细胞与高密度脂蛋白胆固醇比值(monocyte/high-density lipoprotein cholesterol ratio，MHR)作为一种参与AS炎性反应和氧化应激过程的新型指标[2]，受到越来越多的重视。目前，国内外有关MHR的研究主要将其应用于评估冠状动脉狭窄程度、不良心脑血管事件远期预后等方面[3-4]，而MHR与动脉弹性之间是否存在相关性研究较少。超极速脉搏波(ultrafast pulse wave velocity，ufPWV)技术是新型超极速超声成像的重要分支之一，以每秒高达2 000帧频的速度采集图像，通过实时描记颈总动脉管壁的运动，精确检测局部血管收缩起始脉搏波速度(pulse wave velocity-beginning systole，PWV-BS)及收缩末期脉搏波速度(pulse wave velocity-ending systole，PWV-ES)。本研究探讨ufPWV技术定量评估颈动脉弹性，并分析其与MHR的相关性，旨在为AS的早期诊断及预防提供新的手段和视角。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018年1月至2021年6月于本院超声医学科行ufPWV检测的287名志愿者，其中男109人，女178人。纳入标准：知情并自愿接受血常规、生化指标检查，并顺利完成颈动脉ufPWV有效测值的成人(≥18周岁)受试者。排除标准：(1)妊娠、哺乳期妇女；(2)半年内有心脑血管事件发生；(3)甲状腺功能异常；(4)自身免疫性疾病及外周血管疾病史；(5)肝肾功能不全；造血系统疾病和肿瘤等严重疾病史。记录受试者年龄、性别、体重指数(BMI)、收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、心率及临床病史，包括高血压、高脂血症、冠心病、脑梗死、吸烟、饮酒。吸烟史定义为每天平均吸烟数≥1支，且持续时间超过6个月；饮酒史定义为每周平均饮酒精的量≥100 mL，且持续时间超过1年；高血压和高脂血症的诊断分别参考《中国高血压防治指南(2018年修订版)》[5]和《中国成人血脂异常防治指南(2016年修订版)》[6]。根据MHR四分位截点将受试人群分为4组：Q1组(<3.56,n=71),Q2组(3.56～<4.75,n=72),Q3组(4.75～<6.05,n=72),Q4组(≥6.05,n=72)。本研究经江苏省中医院伦理委员会批准(2019NL-164-02)。

1.2 方法

1.2.1实验室检测

空腹8～10 h后于上午采集参与者静脉血标本(5 mL)，利用离心机(BY-600A，北京白洋医疗设备有限公司)以3 000 r/min离心10 min，自动生化分析仪(AU5800，贝克曼库尔特公司)分析血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、血糖(GLU)水平。血细胞分析仪(UniCel DxH 800，贝克曼库尔特公司)检测单核细胞、红细胞、白细胞等血液常规指标。MHR=单核细胞计数/HDL-C。

1.2.2ufPWV仪器与操作方法

采用法国声科Aixplorer Supersonic彩色超声诊断仪，探头SL10-2频率2.0～10.0 MHz。嘱患者平卧，头部稍后仰，选取颈总动脉长轴切面，调整探头使血管壁平直，清晰显示管壁内中膜，避免管壁前方有甲状腺及颈静脉等结构，避开AS斑块，使用系统自动测量法获取颈总动脉后壁内中膜厚度(cIMT)，重复3次，记录平均值作为最终值；嘱患者屏气5 s，进行ufPWV检测，待图像稳定后，系统自动测量PWV-BS及 PWV-ES，成功测量3次，并取平均值作为最终值，见图1。

A：右侧颈总动脉cIMT；B：右侧颈总动脉PWV-BS及PWV-ES。

1.3 统计学处理

2 结 果

2.1 各组基线资料比较

各组年龄、心率、DBP、高血压病史、高脂血症史、脑梗死病史、GLU、TC比较差异无统计学意义(P>0.05)，而性别、BMI、SBP、吸烟史、饮酒史、冠心病史、TG、HDL-C、LDL-C、单核细胞、cIMT、PWV-BS、PWV-ES比较差异有统计学意义(P<0.05)。Q4组PWV-BS、PWV-ES、cIMT均高于其他组，差异有统计学意义(P<0.05)。Q3组PWV-BS、PWV-ES高于Q1、Q2组(P<0.05)，cIMT无明显差异(P>0.05)。 Q1与Q2组间PWV-BS、PWV-ES、cIMT比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 MHR四分位分组的基线资料比较

2.2 相关性分析

Pearson相关性分析结果显示，MHR与PWV-BS(r=0.360，P<0.001)、PWV-ES(r=0.458，P<0.001)及cIMT(r=0.359，P<0.001)均呈正相关，见图2。

图2 PWV-BS、PWV-ES、cIMT与MHR的相关性分析

2.3 MHR对PWV-BS、PWV-ES的影响

采用多元线性逐步回归分析，分别以 PWV-BS、PWV-ES为因变量，以性别、年龄、BMI、心率、SBP、DBP、吸烟史、饮酒史、高血压病史、高脂血症史、脑梗死病史、冠心病史、GLU、TG、TC、 LDL-C、HDL-C、单核细胞、MHR为自变量，最终结果显示MHR是PWV-BS(r=0.488，P<0.001)及PWV-ES(r=0.658，P<0.001)的独立影响因素，见表2、3。

表2 PWV-BS影响因素的多元线性逐步回归分析

表3 PWV-ES影响因素的多元线性逐步回归分析

3 讨 论

目前认为，动脉管壁的慢性炎性反应是AS的核心机制，并贯穿于心脑血管疾病发生、发展的始终[1]。MHR是近年来出现的一种新型炎性指标，它融合了单核细胞与HDL-C的特性，即单核细胞的促炎、致内皮功能损伤、促AS斑块形成，与HDL-C的抗炎、抗氧化、抑制单核细胞活化和迁移、抗AS的相关生物疾病信息[7]，在理论上可为评估AS慢性炎症程度提供新的视角。大量研究已证实，MHR较单一的单核细胞或HDL更能准确、全面地预测AS的发生、发展及动脉斑块的形成[8]。本研究亦证实，随着MHR的增高，AS相关危险因素BMI、SBP、TG、LDL-C均呈现增高趋势；而有吸烟史、饮酒史、冠心病史的参与者亦有较高的MHR；AYDIN等[8]研究探讨了原发性高血压患者MHR与无症状靶器官损害之间的关系，发现MHR与cIMT存在正相关(r=0.486)。这些都说明MHR与AS的风险密切相关。

近年来，随着研究者的不断深入，AS的表型描述早已不再局限于经典的血管形态学改变(如粥样硬化斑块形成及心脑血管事件的发生)，AS所导致的动脉管壁微结构重塑及血管壁生物力学改变已成为新的研究热点。脉搏波速度(pulse wave velocity，PWV)是定量评估动脉弹性衰退及AS进展的重要及可靠手段[5,9]。传统的PWV测量方法主要包括颈-股脉搏波传导速度(carotid-femoral pulse wave velocity，cfPWV)及肱-踝脉搏波传导速度(brachial-ankle pulse wave velocity，baPWV)等，但其血管长度测量易出现较大误差，且操作复杂，大大影响了其测值的稳定性及结果的可重复性[10]。有别于上述传统PWV技术，ufPWV在原理层面利用瞬时超极速拍照技术描记管壁的运动轨迹并精确算出脉搏波瞬时通过取样框的速度。这不仅大大减少了传统PWV技术距离、时间测算的误差，操作也更加简便[11]。本研究中随着MHR的增高，cIMT、PWV-BS及PWV-ES亦逐步升高；相关性分析结果显示，cIMT、PWV-BS和PWV-ES均与MHR存在正相关，但PWV-ES与MHR的相关度要明显高于PWV-BS及cIMT。这说明随着MHR的增高，动脉管壁不仅发生了形态学改变，且反映动脉僵硬程度的脉搏波传导速度也明显增加，同时还显示动脉弹性较cIMT与MHR存在更为密切的内在联系。

本研究Q4组的cIMT、PWV-BS、PWV-ES均明显高于其他组，但在Q3组与Q1组、Q2组组间比较时，仅PWV-BS、PWV-ES存在差异。这说明MHR轻度增高即可导致可探测的颈动脉弹性衰退进展，而此时的颈动脉形态结构指标，如cIMT，还未发生明显的差异性改变。这与本课题组前期研究[12]发现在cIMT还未增厚的人群中，AS风险组的动脉弹性已较正常成人发生明显衰退的研究结果相一致。而PWV-ES无论差异性还是相关性均优于其他指标，提示其在预测MHR轻度异常或早期AS时，可能具有更多的潜在参考价值。

本研究中进一步校正混杂因素后发现，PWV-BS与SBP、MHR呈正相关，而PWV-ES与SBP、MHR、年龄、LDL-C呈正相关。这说明MHR增高是动脉弹性衰退独立危险因素之一，亦说明其可能是AS潜在的独立危险因素之一。这与ZHOU等[13]对baPWV的研究发现MHR是动脉硬化的危险因素，可以预测发生AS的风险的结论相吻合。而进一步分析上述因变量会发现，SBP的升高会增加血管的压力，容易引起内皮损伤和血管重塑，降低动脉的弹性[14]。衰老会导致弹力纤维减少，胶原纤维增加，血管顺应性减低，导致血管壁PWV增高[15-16]。LDL-C则是因为发生脂质氧化后与巨噬细胞结合形成大量泡沫细胞，使脂质沉积，破坏血管内皮的完整性并损伤血管平滑肌细胞，加速脂质条纹与AS斑块的形成，导致动脉弹性减退[17]。同时，增高的MHR预测PWV-ES增高较PWV-BS增高独立于更多的动脉粥样硬化危险因素，提示PWV-ES可能较PWV-BS 更为稳健，更能全面地反映年龄、血脂异常等危险因素作用下的AS进展。单核细胞、HDL-C并未进入最后的回归方程，证实MHR在评估AS的价值较两单一指标更优越。

综上所述，ufPWV技术作为一种安全、可靠、便捷的新型超极速超声成像技术，其指标PWV-ES与反映动脉慢性炎症程度的MHR具有密切的内在联系，可作为定量评估颈动脉弹性变化及AS进展的可靠影像学手段。