UFPWV无创、定量及早期评价颈动脉僵硬度的临床研究

王文文,吴传美,傅小芳,王 勇,顾雄梅,马宏伟（通讯作者）

（上海市第八人民医院超声医学科 上海 200233）

动脉硬化发病率逐年增高，严重威胁着人类健康。高血压可引起机体小动脉发生病理性改变，糖尿病常引起周围血管发生病变，脂质代谢异常可导致脂质在动脉血管壁沉积，引起血管壁功能和结构发生改变，此三类疾病均可对血管造成不同程度的损害，致血管壁弹性降低，僵硬度增加，从而导致动脉硬化的发生。因此，早期检测动脉血管壁僵硬度，并及时采取干预措施，可有效预防和降低心血管事件的发生。

所谓脉搏波传导速度（pulse wave velocity，PWV）是指血液由左心室泵出至动脉血管的过程中产生的脉搏波沿血管壁传播产生的速度[1,2]。已有研究和临床统计数据表明，PWV的测定是评价动脉壁扩张性和僵硬度的预测因子。以往应用于临床和科研的PWV检测方法有三种：一种是利用光电传感器检测容积脉搏波信号[3]，此法通常采用两种传感器：透射式光电传感器和反射式光电传感器[4]。但透射式传感器很难区分大动脉和小动脉的脉搏波。反射式光电容积测量无法进行深部大动脉的信号探测，并且容易受到血管周围组织电信号的干扰。一种是应用压力传感器记录体表动脉搏动所产生的压力波信号[5]，但此方法仅限于测量较表浅的动脉[6]。还有一种是基于多普勒效应的超声波传感器,其所采集的也是容积脉搏波信号，因其受传统超声处理平台所限，该方法操作相对较复杂，可重复性差。

超声极速脉搏波成像技术（Ultra fast pulse wave velocity,UFPWV）是由法国声科影像公司推出的一项评估动脉弹性的新技术，拥有高达2000Hz的帧频，采用类似组织多普勒的颜色标示动脉壁的运动过程（红色朝向探头、蓝色背离探头），极速捕获动脉血管壁在脉搏波的传导过程中产生的细微运动和方向，快速准确地计算出脉搏波速度，包括收缩期开始时的脉搏波速度（Pulse wave velocity at beginning of the systolic,BS-PWV）及收缩期结束时的脉搏波速度（Pulse wave velocity at ending of the systolic,ES-PWV）[7]。该方法还可清晰显示血管纵切面前后壁的内中膜。不需录入血压值，如此避免了其它因素的影响，提高了精确度，操作简单、快捷、重复性好。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2019年11月—12月本院病例，纳入研究合计198例，其中126例为年龄50～69岁之间、非高血压人群，同时选取相对应年龄正常人72例作为正常对照。对研究对象行问卷调查，采集既往病史、饮食锻炼、吸烟及饮酒情况及有无高血压病史等。

病例入选标准：①有血糖、血脂增高病史或相关家族史，且能够配合完成颈动脉超声检测的患者；②窦性心律；③无高血压病史。排除标准：①各种类型心律失常患者；②颈动脉支架植入或颈动脉内膜剥脱手术；③动脉闭塞患者；④有高血压病史者；⑤无法配合或拒绝行相关检查者。

1.2 仪器与方法

采用法国声科AixPlorer型彩色超声多普勒诊断仪，内置UltraFast™极速成像技术，探头SL15-4或SL10-2，频率2～10MHz。检查前嘱受检者休息片刻（建议10min左右），取仰卧位，颈后垫高，充分暴露颈部，选择血管模式，采取二维及彩色多普勒超声对下肢动脉管壁、管径、内膜进行检查，观察是否存在斑块。获取颈总动脉长轴切面，扫查时调整探头使得声束垂直于颈总动脉前后壁，避开斑块所在处，调节仪器，清晰显示颈总动脉前后壁的内中膜，点击触摸屏上“PWV”，同时嘱受检者屏住呼吸，保持探头2s固定，获取收缩期起始（Beginning of the systole，BS）血管壁扩张最快速度和收缩期结束（End of the systole，ES）血管壁回缩最快速度（图1）。此次数据采集由两名经过统一培训的医师完成，标准差控制在10%以内，每个受检者数据采集3次，最终取其平均值进行统计分析。

1.3 统计学方法

本次实验数据采用Graphpad Prism5完成数据分析及图形绘制，计量资料以均数±标准差表示，多组间比较采用单因素方差分析，进一步两组间比较采用Q检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料比较

纳入研究合计198例，其中126例为年龄50-69岁之间、非高血压人群，同时选取相对应年龄正常人72例作为正常对照。根据血糖、血脂水平，分为血糖增高组（n=51）、血脂增高组（n=75）、血糖+血脂增高组（n=43）以及正常对照组（n=72）。采用方差分析，P＞0.05，差异无统计学意义。

2.2 使用方差分析法进行差异性分析，后经两两比较得知，PWV-BS、PWV-ES在血糖增高组、血脂增高组和血糖+血脂增高组均显著升高，差异有统计学意义（P＜0.05）；（见图2）。

2.3 PWV-BS、PWV-ES在血糖+血脂增高组较血糖增高组、血脂增高组有升高趋势，但未有显著差异（P=0.07）。

2.4 IMT未增厚者，PWV-BS、PWV-ES即有明显升高，差异有统计学意义（P＜0.05）。

3 讨论

糖尿病、高血压和冠心病死亡率和致残率逐年增高，且随着年龄的增加其发病率也随之增加。在糖尿病发生之前，往往表现为血糖升高，当血糖升高时，血液中胰岛分泌增加以弥补胰岛抵抗现象，高胰岛素可促进动脉硬化的发生和发展。长期高血压导致血管壁胶原蛋白含量增加，血管壁中弹性纤维组织变薄，导致血管壁张力减低，引起血管内皮发生损伤，使动脉壁结构和功能发生改变，动脉僵硬度增加，PWV也增高。脂质代谢异常是动脉硬化的重要因素，动脉硬化的病理基础是动脉壁坏死物质或脂质的沉积，致血管内皮功能失调，最终导致动脉管壁顺应性减低，动脉弹性减退，僵硬度增加[8]。UFPWV技术很好的弥补了颈股脉搏波速度股脉搏波速度（baPWV）、踝臂（ABI）及心踝（CAVI）等方法的不足，可以通过测量颈动脉的脉搏波传导速度，间接了解冠状动脉的血管壁僵硬度，为临床筛查动脉血管病变提供有效的临床参考价值。UFPWV作为一种新的检测动脉僵硬度的检查技术，可以通过测量收缩期开始时的脉搏波速度及收缩期结束时的脉搏波速度，可反映动脉血管弹性功能的变化情况，因其操作起来便捷、受干扰因素少、可重复性高，已广泛为临床接受并应用。

随着“治未病”深入人心，积极预防心脑血管事件的发生远比治疗更有意义，有价值的心脑血管指标可以有效地防止或减少心脑血管意外的发生。PWV作为评估动脉硬化的有效指标[9]，已经越来越广泛应用于临床。本次研究中，通过超声检测颈动脉脉搏波传导速度，发现血糖和血脂增高人群颈动脉脉搏波传导速度明显高于正常人群，血糖和血脂可作为独立因素影响动脉壁僵硬度，两种因素常同时存在，影响动脉PWV值。本次研究结果还说明：颈动脉PWV可作为健康人群心血管疾病筛查指标，相比其它检查，经超声检测PWV更为经济、便捷，尤其适用于中老年人群。外周血管病变为糖尿病常见并发症，PWV可作为其重要检测手段[10]，为临床预测和防治糖尿病提供一定的参考价值。由此可见，PWV对于已罹患糖尿病或脂质代谢异常的患者可起到监测动脉血管功能的作用，对有相关疾病风险的人群亦可起到早期监测和警示的作用。动脉血管在发生动脉粥样硬化之前，其结构和功能往往已经发生了改变，而血管弹性又是反映血管功能状况的重要指标。动脉粥样硬化多发生在大中动脉，颈动脉作为大动脉，因其位置表浅，扫查方便，故常作为PWV值常规检测部位，尤其适用于大规模筛查体检或者流行病研究。此次研究还表明在两名医生的操作下，PWV测值的检测具有较好的稳定性和重复性。但本次研究仍存在一定的缺陷，因样本含量较小，最终统计分析的数据可能与实际结果存在一定的偏差，还需增大样本含量做进一步研究。本研究虽证明了通过超声测量劲动脉PWV值在健康筛查中的价值，但因研究对象为中老年人群，无法将此结果推广至所有人群，但对于中老年人群心脑血管疾病风险评估仍具有重要参考价值。