蔡璐 尹立雪 周婕 徐蕓

(1.西南醫(yī)科大學(xué)，四川 瀘州 646000；2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院心血管超聲科·超聲心臟電生理學(xué)與生物力學(xué)四川省重點實驗室, 四川 成都 610072)

維持性血液透析(maintenance hemodialysis，MHD)是腎臟功能替代治療的重要方式之一，其可改善終末期腎臟病患者的生存質(zhì)量。有研究表明，維持性血液透析可通過多種因素導(dǎo)致動脈粥樣硬化[1-6]。也有研究表明，維持性血液透析可導(dǎo)致左心室收縮功能障礙[7]。而透析相關(guān)性心血管疾病是MHD患者死亡的主要原因[1-2,4]，因此對MHD患者的動脈硬化情況及左心室-頸總動脈整體功能的早期檢測尤為重要。眾所周知，頸動脈病變與主動脈、冠狀動脈等血管病變高度相關(guān)，可作為觀察全身血管病變的一個窗口。本研究擬采用頸總動脈WI技術(shù)評價MHD患者頸總動脈硬化情況，分析其早期動脈硬化所致左心室—頸總動脈血流動力學(xué)變化，以探討WI技術(shù)對MHD患者頸總動脈早期粥樣硬化評價的可行性及其臨床應(yīng)用價值，同時分析其WI相關(guān)參數(shù)與左心室—頸總動脈整體功能的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 研究對象 MHD組：選擇在四川省人民醫(yī)院血液透析中心進行維持性血液透析的終末期腎臟病患者30例，其中男性14例，女性16例；年齡35～60歲，平均(46.7±10.5)歲。所有入組者均進行維持性血液透析時間超過1年，每周規(guī)律透析三次，每次透析3～4小時。對照組：經(jīng)常規(guī)體檢，血壓、腎功能、血脂、血糖、心電圖和超聲心動圖檢查均無異常發(fā)現(xiàn)的健康人群30例，其中男性15例，女性15例，年齡35～60歲，平均(44.6±11.2)歲。所有入選者均行雙側(cè)頸總動脈超聲檢查，排除頸總動脈已形成粥樣斑塊者，且入選者頸總動脈內(nèi)中膜厚度≤9mm，見表1。

表1 MHD組和正常對照組入組標準Table 1 Criteria of MHD group and normal control group

1.2 儀器及方法 采用Aloka Prosound 70彩色多普勒超聲診斷儀，血管超聲探頭頻率5～13MHz，心臟超聲探頭頻率為1～5MHz。

頸總動脈WI檢查：①頸總動脈取樣：檢查前，受檢者保持平靜休息5分鐘，測量肱動脈血壓兩次。受檢者取平臥位，按順序連接肢導(dǎo)聯(lián)心電圖后，受檢者的頭部偏向檢查的對側(cè)，于頸總動脈竇下2cm處，避開頸靜脈，作為WI的檢查部位。②測量頸總動脈內(nèi)中膜厚度，見圖1。啟動WI功能，調(diào)節(jié)Beam Steer(B)鍵在20°，使頸總動脈前后壁能夠同時清晰顯示，在B/M模式下啟動WI功能。將B模式取樣線上的兩個取樣門分別置于頸總動脈的前壁、后壁中-外膜交界區(qū)，保證二維取樣門與血管壁垂直；M型Sweep Speed設(shè)置為200mm/s，啟動WI的血流顯示鍵，保持聲束與血流的夾角≤60°。③采集圖像和數(shù)據(jù)：操作者屏氣，實時描記頸總動脈血管壁運動軌跡，保持圖像采集穩(wěn)定，見圖2。按Select鍵采樣，描記的圖形超過7個，確認符合WI圖像描記要求后凍結(jié)圖像進入分析步驟；再次測量血壓后錄入，系統(tǒng)將自動取3次血壓的平均值，之后再挑選5個以上連續(xù)且相對平穩(wěn)的波形存儲用于分析，見圖3、圖4。

左心室功能測量：受檢者左側(cè)臥位，平靜呼吸。取左心室長軸切面，分別獲取左心室后壁及室間隔厚度、左心房前后徑、左心室舒張期最大內(nèi)徑、左心室收縮期最小內(nèi)徑；取心臟四腔心及二腔心平面，以二維Simpson法測量計算左心室射血分數(shù)EF值。在心臟四腔心切面，測量舒張早期峰值速度E及舒張晚期峰值速度A，計算E/A；切換組織多普勒DTI模式，測量舒張早期峰值速度E’、舒張晚期峰值速度A’，計算E’/A’及E/E’。

圖1 MHD組患者頸總動脈內(nèi)中膜厚度

Figure1InternalmedialthicknessofarteriacarotiscommunisinMHDgroup

圖2 實時描記MHD組患者頸總動脈血管壁運動軌跡

Figure2RealtimetracingthemovementofthevascularwallofthearteriacarotiscommunisintheMHDgroup

圖3 Select鍵采樣符合標準的WI圖像Figure 3 Select key sampling of standard WI images

圖4 MHD組患者WI系統(tǒng)分析后結(jié)果

Figure4ResultsofWIsystemanalysisoftheMHDgrouppatient

2 結(jié)果

經(jīng)統(tǒng)計檢驗，兩組間常規(guī)參數(shù)：患者的年齡、心率、收縮壓、舒張壓、雙側(cè)頸動脈內(nèi)中膜厚度(MT)、LVEF、E/A，對照組的E’/A’、E/E’值符合正態(tài)分布、方差齊。WI參數(shù)：MHD組與對照組的W1、W2、AC、PWVβ、W1-W2符合正態(tài)分布、方差齊。對照組的PWVwi、β、EP、NA符合正態(tài)分布，MHD組的PWVwi、β、EP、NA不符合正態(tài)分布。

2.1 兩組常規(guī)參數(shù)比較 兩組間年齡、性別、心率比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；MHD組患者SBP、DBP較對照組高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)；MHD組左心房前后徑、左心室舒張期最大內(nèi)徑較對照組增大、室間隔厚度較對照組增厚，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。兩組頸總動脈內(nèi)中膜厚度(IMT)均在正常范圍內(nèi)，但MHD組IMT較對照組增厚，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。兩組間E’/A’及E/E’差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，而LVEF、E/A差異無統(tǒng)計學(xué)意義，見表2。

2.2 兩組WI參數(shù)比較 MHD組W1、W2、W1-W2、PWVwi、β、EP、PWVβ均較對照組明顯升高，(P<0.01)，AC較對照組明顯減低(P<0.01)，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義，見表3 。

表2MHD組與正常對照組相關(guān)參數(shù)的統(tǒng)計學(xué)比較

Table2StatisticalcomparisonoftherelatedparametersintheMHDgroupandthenormalcontrolgroup

項目MHD組正常對照組一般情況年齡46．7±10．544．6±11．2心率(次/分)74．2±1169．7±8．8收縮壓(mmHg)144．1±16．1①112．8±9．5舒張壓(mmHg)86．0±8．7①70．5±6．6頸動脈超聲IMT(mm)0．7±0．09①0．59±0．07心臟超聲LVEF0．68±0．060．7±0．05E/A0．79±0．241．3±0．31LAD(mm)34．4±3．0①30．3±3．0LVDD(mm)45．5±7．9①41．1±2．4LVSD(mm)10．3±1．8①9．2±1．2LVPWD(mm)9．7±1．59．2±1．2E/E’8．2±3．53①6．14±1．93E’/A’0．77±0．26①1．5±0．24

注：與對照組比較，①P<0.01。IMT：頸動脈內(nèi)中膜厚度；LVEF：左心室射血分數(shù)；LAD：左心房舒張期內(nèi)徑；LVDD：左心室舒張期內(nèi)徑；LVSD：左心室收縮期內(nèi)徑；LVPWD：左心室后壁厚度

表3MHD組與正常對照組相關(guān)參數(shù)的統(tǒng)計學(xué)比較

Table3StatisticalcomparisonoftherelatedparametersintheMHDgroupandthenormalcontrolgroup

項目MHD組正常對照組WI參數(shù)W1(mmHg·m/s3)11．18±6．99①7．74±3．71W2(mmHg·m/s3)2．50±0．73①1．56±1．07W1-W2(s)242．2±12．2①267．5±15．8NA(mmHg·m/s3)39．0331．65AC(mm2/kPa)0．78±0．29①0．92±0．35PWVβ(m/s)7．15±1．44①5．31±1．13PWVVwi(m/s)7．16①4．78±1．20β8．8①6．73±2．38EP(KPa)126①80±29．79

注：與對照組比較，①P<0.01。。w1：瞬時加速度波強；w2：瞬時減速度波強 w1-w2：w1到w2的時間；NA：負向波面積；AC：動脈順應(yīng)性；PWVβ：單點脈搏波傳導(dǎo)速度；PWVwi：WI脈搏波傳導(dǎo)速度；β：動脈彈性參數(shù)—頸動脈僵硬度；EP：血管的壓力-應(yīng)變彈性系數(shù)

2.3 兩組WI參數(shù)的相關(guān)性分析 兩組的W1值均與SBP水平呈正相關(guān)(r=0.32，P<0.01)，與PWVβ值呈正相關(guān)(r=0.31，P<0.05)；兩組的w1-w2值與心率負相關(guān)(r=-0.54，P<0.01)，見表4。

3 討論

心血管疾病是MHD患者死亡的主要原因[1]，而動脈硬化是導(dǎo)致其發(fā)生心血管疾病的重要危險因素[3,5]。現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，除高血壓、糖尿病、高血脂等傳統(tǒng)的危險因素之外，血液透析本身引起的一系列內(nèi)外環(huán)境的變化也會導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能紊亂，最終形成動脈粥樣硬化。同時，血液透析也會對左心室收縮功能造成影響[2-6]。因此，對MHD患者動脈硬化的早期檢測，對其左心室—頸總動脈血流動力學(xué)狀態(tài)以及頸總動脈早期粥樣硬化對心血管整體功能的影響進行早期準確的評價，對MHD患者的治療選擇和評估預(yù)后有重要意義。

表4MHD組及對照組的WI參數(shù)相關(guān)性分析

Table4CorrelationanalysisofWIparametersinMHDgroupandnormalcontrolgroup

參數(shù)rPW1值與SBP032P<001W1值與PWVβ031P<005w1?w2值與心率?054P<001

超聲已被廣泛應(yīng)用于評估動脈粥樣硬化，通常包括對動脈血管結(jié)構(gòu)和功能的評估。動脈粥樣硬化主要病變在其血管的內(nèi)膜層，傳統(tǒng)的超聲方法可以通過測量動脈內(nèi)中膜厚度(IMT)從而從結(jié)構(gòu)上來評價早期動脈硬化。但研究發(fā)現(xiàn)，IMT與年齡及血壓水平有密切的關(guān)系，且IMT的測量值在正常范圍的人群，可能其動脈血管已發(fā)生血流動力學(xué)的改變[8]。因此，使用IMT不能通過其動脈血管形態(tài)學(xué)的變化來反映血管功能學(xué)上的變化。既往研究表明使用回聲跟蹤(Echo-Tracking，ET)技術(shù)可以從功能學(xué)上對動脈粥樣硬化進行早期檢測[9-13]。然而ET技術(shù)僅限于對血管功能的評價，而缺乏對心血管系統(tǒng)整體評價的能力。

WI技術(shù)基于ET技術(shù)，通過檢測循環(huán)系統(tǒng)中動脈血管內(nèi)任意點的WI來評估心血管整體功能。WI波形由出現(xiàn)于收縮早期的正向W1波、收縮中期的反向波、收縮晚期的正向W2波構(gòu)成，在此基礎(chǔ)上，還可以顯示W(wǎng)1-W2、β、EP、PWVβ、PWVwi、AC等值[14-18]。研究表明[15-20]，正常人群頸動脈W1的大小與左心室的最大dP/dt相關(guān)，因此W1值主要與左心室的收縮功能相關(guān)；收縮晚期出現(xiàn)的W2主要與血壓的下降和血流速度降低有關(guān)，其值的大小主要取決于收縮晚期到舒張早期的左心室功能狀態(tài)。W1-W2與左心室的射血時間相關(guān)。β、AC分別代表動脈的僵硬度和順應(yīng)，EP為血管的壓力-應(yīng)變彈性系數(shù)，以上三個ET指標主要反映動脈血管本身的彈性功狀態(tài)；而PWVβ為單點脈搏波傳導(dǎo)速度、PWVwi為WI脈搏波傳導(dǎo)速度，主要表示動脈血管的血流動力學(xué)情況?？梢?，通過WI技術(shù)獲取的相關(guān)參數(shù)，不僅可以從功能上評價動脈血管硬化情況，還可以進一步評價其左心室-頸總動脈血流動力學(xué)狀態(tài)，能夠更為全面地反映其心血管系統(tǒng)的整體功能。

本研究MHD組和對照組對比，MHD組的內(nèi)膜增厚，β、EP、PWVβ、PWVwi均較對照組明顯升高(P<0.01)；MHD組的AC較對照組明顯減低(P<0.01)。出現(xiàn)這種結(jié)果的可能機制如下：對于進行維持性血液透析的終末期腎臟病患者，除外高血壓(原發(fā)或繼發(fā))、貧血、繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進、脂代謝紊亂等對血管造成損害以外，血液透析本身也會導(dǎo)致一系列引起動脈硬化的危險因素[2-3]，如營養(yǎng)不良-炎癥-動脈粥樣硬化(MIA)綜合征、氧化應(yīng)激、高同型半胱氨酸血癥、細胞因子的異常表達等均會直接或間接的導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能的紊亂，造成血管內(nèi)膜的損傷，引起血管的舒張功能障礙，從而導(dǎo)致動脈粥樣硬化，甚至形成明顯的斑塊。因此，本研究中代表MHD組患者的血管彈性參數(shù)均明顯下降，代表動脈硬化所致血流動力學(xué)改變的參數(shù)均明顯升高。說明，在常規(guī)超聲所測量的IMT基礎(chǔ)上，通過超聲WI技術(shù)，可以探測到MHD患者頸總動脈粥樣硬化所導(dǎo)致的血管功能的早期變化，并且量化其血管功能的變化及其血流動力的改變。

本研究結(jié)果可見，MHD組與對照組比較，w1、w2均明顯升高，w1-w2明顯減低，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義。其中，W1值與SBP水平呈正相關(guān)(r=0.32，P<0.01)；W1值與PWVβ呈正相關(guān)(r=0.31，P<0.05)；MHD組經(jīng)常規(guī)超聲心動圖所測量的EF值均在正常范圍以內(nèi)，且與對照組的EF值差異無統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)合其頸總動脈血管功能評估的結(jié)果，考慮原因為，MHD組患者存在早期的動脈粥樣硬化，其心血管系統(tǒng)的血流動力學(xué)也相應(yīng)的發(fā)生變化，因心臟射血的外周阻力增加，為克服外周阻力，心臟功能尚處于代償階段時，為使左心室射血分數(shù)在正常范圍，左心室的收縮功能會代償性增強，而相對的射血時間則會縮短，因此W1值較對照組增加，而W1-W2值較對照組減低。此外，W1-W2值與心率負相關(guān)，考慮與心率增快時左心室射血時間縮短有關(guān)?？梢姵昗I技術(shù)可反映MHD患者頸總動脈粥樣硬化所導(dǎo)致的左心室-頸總動脈的血流動力學(xué)變化。

而本研究中，W2與常規(guī)超聲心動圖所測的左心室舒張功能各參數(shù)并沒有明顯相關(guān)性，與動脈彈性參數(shù)亦無明顯相關(guān)性，其反映左心室舒張功能的價值有待于進一步研究，也有可能與本研究例數(shù)相對較少有關(guān)。

4 結(jié)論

超聲WI技術(shù)可以在MHD患者頸總動脈出現(xiàn)粥樣斑塊前，全面量化評價其頸總動脈粥樣硬化導(dǎo)致的動脈血管功能變化，并進一步反映MHD患者左心室-頸總動脈的血流動力學(xué)狀態(tài)，以評價其心血管系統(tǒng)的整體功能。對MHD患者動脈粥樣硬化的早期檢測、心血管功能的綜合評估，對臨床早期干預(yù)、預(yù)防心血管系統(tǒng)并發(fā)癥、改善MHD患者生活質(zhì)量、提高MHD患者生存率均具有重要的意義。超聲WI技術(shù)無創(chuàng)傷，檢測的數(shù)據(jù)可以在機實時分析且操作便捷，無絕對禁忌癥，臨床應(yīng)用前景較廣。

【參考文獻】

[1]Foley RN. Cardiac disease in chronic uremia: can it explain the reverse epidemiology of hypertension and survival in dialysis patients [J]. Seminars in Dialysis, 2010,17(4):275-278.

[2]Danielski M, Ikizler TA, Mcmonagle E,etal. Linkage of hypoalbuminemia, inflammation, and oxidative stress in patients receiving maintenance hemodialysis therapy[J]. American Journal of Kidney Diseases the Official Journal of the National Kidney Foundation, 2003, 42(2):286-294.

[3]Sato M, Ogawa T, Otsuka K,etal. Stiffness parameter as a predictor of the 4-year all-cause mortality of chronic hemodialysis patients[J]. Clinical & Experimental Nephrology, 2013, 17(2):268-274.

[4]Choi S J, Park M Y, Kim J K,etal. The 24-Month Changes in Body Fat Mass and Adipokines in Patients Starting Peritoneal Dialysis[J]. Peritoneal Dialysis International Journal of the International Society for Peritoneal Dialysis, 2017, 37(3):290.

[5]Guerin AP, Blacher J, Pannier B,etal. Impact of aortic stiffness attenuation on survival of patients in end-stage renal failure[J]. Circulation, 2001, 103(7):987.

[6]Yang L, Lin Y, Ye C,etal. Effects of peritoneal dialysis and hemodialysis on arterial stiffness compared with predialysis patients.[J]. Clinical Nephrology, 2011, 75(3):188.

[7]Assa S, Hummel YM, Voors AA,etal. Hemodialysis-induced regional left ventricular systolic dysfunction: prevalence, patient and dialysis treatment-related factors, and prognostic significance[J]. Clinical Journal of the American Society of Nephrology Cjasn, 2012, 7(10):1615.

[8]Kim GH, Youn HJ. Is Carotid Artery Ultrasound Still Useful Method for Evaluation of Atherosclerosis[J]. Korean Circulation Journal, 2017, 47(1):1-8.

[9]劉悅, 楊曉英, 王志宏. 血管回聲跟蹤技術(shù)評價血液透析患者血管內(nèi)皮功能[J]. 中國超聲醫(yī)學(xué)雜志, 2008, 24(6):543-545.

[10] 張宏. ET及FMD技術(shù)對血液透析患者血管功能的研究[D]. 首都醫(yī)科大學(xué), 2012.

[11] Song Y, De-Zhao W, Hong-Xia Z,etal. Echo-tracking technology assessment of carotid artery stiffness in patients with coronary slow flow[J]. Ultrasound in Medicine & Biology, 2015, 41(1):72.

[12] Várady E, Feher E, Levai A,etal. Estimation of vessel age and early diagnose of atherosclerosis in progeria syndrome by using echo-tracking.[J]. Clinical Hemorheology & Microcirculation, 2010, 44(4):297-301.

[13] Yu ZX, Wang XZ, Guo RJ,etal. Comparison of ultrasound echo-tracking technology and pulse wave velocity for measuring carotid elasticity among hemodialysis patients[J]. Hemodialysis International International Symposium on Home Hemodialysis, 2012, 17(1):19.

[14] Sugawara M, Niki K, Ohte N,etal. Clinical usefulness of wave intensity analysis[J]. Medical & Biological Engineering & Computing, 2009, 47(2):197-206.

[15] Niki K, Sugawara M, Chang D,etal. A new noninvasive measurement system for wave intensity: evaluation of carotid arterial wave intensity and reproducibility.[J]. Heart & Vessels, 2002, 17(1):12-21.

[16] 張若冰, 楊婭, 李治安,等. 正常人頸動脈WI分析及其與左心室功能的關(guān)系[J]. 北京生物醫(yī)學(xué)工程, 2010, 29(5):517-522.

[17] Bortel LMV, Backer TD, Segers P. Direct Measurement of Local Arterial Stiffness and Pulse Pressure[M]// Blood Pressure and Arterial Wall Mechanics in Cardiovascular Diseases. Springer London, 2014:23-35.

[18] Koh TW, Pepper JR, Desouza AC,etal. Analysis of wave reflections in the arterial system using wave intensity: a novel method for predicting the timing and amplitude of reflected waves.[J]. Heart & Vessels, 1998, 13(3):103.

[19] Ohte N, Narita H, Sugawara M,etal. Clinical usefulness of carotid arterial wave intensity in assessing left ventricular systolic and early diastolic performance[J]. Heart & Vessels, 2003, 18(3):107-111.

[20] Yu ZX, Wang XZ, Guo RJ,etal. Comparison of ultrasound echo-tracking technology and pulse wave velocity for measuring carotid elasticity among hemodialysis patients[J]. Hemodialysis International International Symposium on Home Hemodialysis, 2013, 17(1):19-23.