动态向量血流评估妊高症颈动脉切应力的研究

张 翔 徐 琦 朱张茜 陈 玲 黄佩佩 郑 洁 丁欢欢 周淑静 林增巧 季晓丽

妊高症(hypertensive disorders of pregnancy,HDP)是妊娠期常见的并发症,若血压控制不良,可出现不同程度的靶器官功能障碍,严重危害母婴双方健康。该疾病是全球孕产妇、胎儿和新生儿发病、早产、死亡的主要原因之一[1,2]。HDP病因和发病机制一直是国内外研究焦点,目前多数研究者认为胎盘灌注异常和全身内皮功能障碍是其发病的重要因素[3～5]。

血管壁切应力(wall shear stress,WSS)是指血流对管壁内皮表面产生的摩擦力,物理单位是帕斯卡(Pa)[6]。超声动态向量血流成像技术(vector flow imaging,V Flow)是近年来新兴的基于传统彩色多普勒原理的动态向量血流技术,可用于检测任意位置WSS参数,该技术测量WSS优于以往的技术[7～9]。有研究利用肱动脉血流介导的舒张功能测定来评估HDP患者是否发生血管内皮损伤[10,11];另有研究利用V Flow技术测量颈动脉WSS对动脉粥样硬化开展研究,以评估血管内皮功能[12,13]。基于WSS参数反映血管内皮功能和HDP患者可发生血管内皮功能障碍的研究基础,本研究利用V Flow技术对HDP患者颈动脉WSS进行评估,并对数据进行横断面研究分析,探讨该技术在评估HDP患者颈动脉的血管功能,角度新颖,目前国内外鲜有报道,可为临床评估HDP发生血管内皮功能障碍提供新的思路和检查方法。

材料与方法

1.研究对象：选择2020年1月～2021年5月定期产检于笔者医院的孕妇123例,孕妇年龄为19～41岁,平均年龄为30.11±5.23岁,平均妊娠天数为242.16±27.31天。纳入标准：参照《妊娠期高血压疾病诊治指南(2020版)》[14]分类标准,所有研究对象均为窦性心律。排除标准：怀孕前或孕20周之前有高血压、恶性肿瘤、心脏病、糖尿病、甲状腺功能异常、服用影响血液动力学药物、颈动脉超声检查图像显示不满意者。本研究经笔者医院医学伦理学委员会审核通过(伦理学审批号：2020-268),所有研究对象均征得本人知情同意后进行检查。

2.分组：根据是否患妊娠期高血压疾病及患病严重程度,将研究对象分为：妊娠期高血压组(A组,25例)、子痫前期组(B组,28例)、重度子痫前期组(C组,18例)、正常对照组(D组,52例)4个组。

3.仪器与方法：(1)仪器：应用深圳迈瑞Resona 7S彩色多普勒超声诊断仪,搭配L11-3U线阵探头,探头频率(3.0～11.0)MHz,配置V Flow模块,具备WSS测量功能。(2)检查方法：检查前先测量静息状态下血压及心率。使用常规二维超声测量双侧颈动脉内中膜厚度,多普勒超声检查测量其中一个心动周期的收缩期峰值流速(PSV)、搏动指数(PI)、阻力指数(RI)。在双侧颈总动脉分叉处近心端2cm处进行V Flow动态检查,调整图像深度为3～4cm、频率5MHz、箭头生命周期25ms、箭头密度10%、标尺50cm/s,测量管壁内径及后壁的WSS参数,获得WSS平均值(WSSmean)、WSS最大值(WSSmax)(图1),共测量3次取平均值并记录。所有检查由具有5年以上血管超声检查工作经验的医生完成。

图1 V Flow模式下分析测量右侧颈总动脉后壁WSSmean和WSSmax参数A.正常孕妇;B.妊高症孕妇

结 果

1.一般资料比较：A、B、C、D组4组研究对象(共123例)的一般资料比较,年龄、妊娠天数、妊娠前BMI、心率比较,差异均无统计学意义(P均>0.05)。A、B、C组的收缩压和舒张压均较D组高,差异均有统计学意义(P均 <0.001)。两组间使用LSD检验进行比较,显示各组间收缩压及舒张压,差异均有统计学意义(P均<0.05),详见表1和图2。4组研究对象的尿蛋白、24h尿蛋白定量、头晕症状、眼底检查结果比较,差异均有统计学意义(P均<0.001),详见表2。

表1 4组研究对象一般资料比较

表2 4组研究对象一般资料比较[n(%)]

图2 4组研究对象的收缩压及舒张压比较A.收缩压;B.舒张压。*P<0.01

2.V Flow技术测量颈总动脉WSS参数的比较：A、B、C组3组的WSSmean和WSSmax参数分别都低于D组,差异均有统计学意义(P均<0.05)。各组研究对象的PI、RI、血管内径比较,差异有统计学意义(P<0.05),PSV结果比较差异无统计学意义,详见表3和图3。

表3 4组研究对象的WSS参数比较

图3 4组研究对象WSSmean和WSSmax参数比较A.WSSmean;B.WSSmax。*P<0.05,**P<0.01

3.颈总动脉WSSmean、WSSmax参数与血压的相关性分析：123例研究对象颈总动脉后壁WSSmean参数与收缩压、舒张压均呈负相关(r值分别为-0.384、-0.377,P<0.05),WSSmax参数与收缩压、舒张压均呈负相关(r值分别为-0.350、-0.332,P<0.05),详见图4。

图4 WSS参数与收缩压、舒张压的散点图及趋势拟合线A.WSSmean收缩压;B.WSSmean舒张压;C.WSSmax收缩压;D.WSSmax舒张压

讨 论

妊高症一般在妊娠20周以后发生,主要表现为血压升高、伴或不伴有蛋白尿和水肿,大部分患者血压可在产后逐渐恢复至正常;若血压控制不良,出现不同程度的靶器官功能障碍,进而影响重要脏器功能,甚至导致一系列并发症,严重危害母婴双方健康。随着国内生育政策的逐渐开放,以及各种社会因素影响,高龄孕产妇逐渐增多,且生育年龄的推迟也导致HDP发生的危险性加剧。然而,HDP的发病背景较为复杂,可能存在多通路、多机制、多因素的发病机制。目前认为胎盘灌注异常和全身血管内皮功能障碍是HDP发病的重要因素。WSS指血液在血管壁内皮表面沿流动方向施加的单位面积切向力。血管内皮通过感知血流产生的WSS,并将WSS对内皮细胞产生的机械力转化为细胞内生物化学信号,激活多个不同的通路,引起细胞反应,分泌和释放体内各种活性物质,从而调节血管内皮自身功能[15～19]。长期以来,WSS被认为与血管生成、血管重塑和血管张力调节密切相关,在维持血管稳态和内皮细胞的生理功能中起着重要作用,具有动脉粥样硬化保护作用,也是临床重要的血流动力学参数[20,21]。V Flow技术评估血管WSS简便、省时、无创、无辐射,测量颈动脉管壁WSS重复性好,它以流线方式实时显示血流方向及流速大小,且不依赖角度,有助于判断血管内血流动力学变化[8,22]。

本研究中,各组研究对象的尿蛋白、24h尿蛋白定量、头晕症状、眼底检查结果差异有统计学意义,与研究对象的分组相符合。本研究发现,3个患病组(A、B、C组)颈总动脉的WSSmean、WSSmax参数均有不同程度低于正常对照组(D组)。有研究利用V Flow技术测量颈动脉WSS来对动脉粥样硬化开展研究,以评估血管内皮功能[12,13]。当WSS减低或者震荡时,与动脉粥样硬化的形成直接相关,且低WSS具有促动脉粥样硬化作用[23,24]。本研究结果与这些研究报道相一致,提示HDP患者的动脉血管内皮细胞易发生障碍或损伤,具有促动脉粥样硬化作用,可为临床提供参考价值。且随着HDP严重程度加重,WSS呈下降趋势,预示随着HDP病情加重颈总动脉血管内皮功能在逐渐发生改变。研究进一步对所有研究对象的颈总动脉后壁WSS参数和血压进行相关性分析,结果发现颈总动脉后壁的WSSmean、WSSmax参数均与收缩压、舒张压呈负相关,推测随着孕妇血压的上升,病情逐渐加剧,WSS值逐渐减低,发生内皮功能障碍可能性越大。因此,V Flow技术测量WSS参数可以对HDP患者的颈总动脉血管内皮功能做出一定评估,为临床提供依据。

综上所述,基于V Flow技术测量颈总动脉WSS在妊高症患者中具有一定的潜在应用价值。本研究有一定的局限性：(1)V Flow成像技术是一个二维超声血流显像技术,无法精确获取血流的实际三维形状,存在一定局限性。(2)本研究选取的是同一医院的研究对象,可能存在选择偏倚的情况。因此,在今后的研究中,可以增加其他相关检查及其他医院的研究对象予以进一步论证。