于 冬 YU Dong劉吉良 LIU Jiliang田東旭 TIAN Dongxu

論著

頸動脈多普勒能量圖中出現(xiàn)流空區(qū)的危險因素

于 冬1YU Dong
劉吉良1LIU Jiliang
田東旭2TIAN Dongxu

作者單位 1. 冀中能源峰峰集團有限公司總醫(yī)院超聲科河北邯鄲 056200 2. 大連醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院超聲科 遼寧大連 116023

目的探討頸動脈多普勒能量圖中出現(xiàn)流空區(qū)的原因，建立頸動脈多普勒能量圖的Logistic回歸模型，篩選該現(xiàn)象出現(xiàn)的危險因素并分析出現(xiàn)原因。資料與方法回顧性分析行能量多普勒檢查的172例男性受檢者的臨床資料，觀察舒張期頸動脈管腔邊緣是否出現(xiàn)流空區(qū)，測量受檢者肱動脈收縮壓、舒張壓和壓力差，頸動脈內(nèi)膜-中膜厚度（IMT），是否檢出動脈粥樣硬化斑塊，并收集受檢者年齡、體重指數(shù)（BMI）、血糖、血脂、吸煙史及腦血管意外病史情況，建立Logistic模型，分析流空區(qū)出現(xiàn)的危險因素。結(jié)果172例受檢者中，內(nèi)膜-中膜增厚89例，收縮壓增高97例，舒張壓增高7例，脈壓差增大90例，年齡≥65歲92例，動脈粥樣硬化斑塊84例，長期吸煙史63例，腦血管意外病史11例，糖尿病79例，高脂血癥101例，BMI異常13例。多普勒能量圖顯示有流空區(qū)98例，無流空區(qū)74例。經(jīng)Logistic回歸分析，頸動脈IMT、肱動脈收縮壓、肱動脈壓力差、是否有動脈粥樣硬化斑塊、年齡對頸動脈管腔內(nèi)舒張期是否出現(xiàn)流空區(qū)為有統(tǒng)計學(xué)意義的變量（OR=50.643、47.248、29.426、32.667、20.514，P＜0.05）。結(jié)論頸動脈IMT增厚、收縮壓增高、壓力差增大、動脈粥樣斑塊形成及年齡≥65歲是頸動脈管腔內(nèi)出現(xiàn)流空區(qū)的危險因素。流空區(qū)為動脈粥樣硬化診斷提供血流動力學(xué)信息，對動脈硬化程度評價有輔助作用。

頸動脈；超聲檢查，多普勒，彩色；血流動力學(xué)；危險因素

動脈粥樣硬化是基于個體遺傳背景受多種后天危險因素作用緩慢發(fā)展的血管病變[1]，普遍存在于心血管高危人群中。超聲檢查可以觀測頸動脈內(nèi)膜-中膜厚度（intima media thickness，IMT）及檢查是否有粥樣斑塊，但是不能直接客觀地反映動脈壁僵硬程度和彈性順應(yīng)性狀態(tài)，而且在實際工作中也存在一定的局限性，如其測量程序環(huán)節(jié)復(fù)雜、難以嚴(yán)格遵守質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)并規(guī)范測量。多普勒能量圖不受超聲入射角影響，可以顯示低速血流，目前用于觀察頸動脈管腔邊緣處低速血流分布，然而目前對頸動脈多普勒能量圖中出現(xiàn)流空區(qū)的研究鮮有報道。本研究旨在探索應(yīng)用多普勒能量圖觀測流空區(qū)出現(xiàn)的危險因素，探究流空區(qū)與動脈粥樣硬化的聯(lián)系，應(yīng)用病理生理學(xué)及血流動力學(xué)原理解釋其形成原因。通過對流空區(qū)的檢測，判斷動脈壁僵硬度和彈性順應(yīng)性，為動脈粥樣硬化診斷提供更多輔助信息及診斷依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集2014年1—12月在冀中能源峰峰集團有限公司總醫(yī)院超聲科行頸動脈超聲檢查的172例受檢者，均為男性；年齡45～80歲，平均（65.48±9.74）歲；頸動脈IMT平均厚度（0.81±0.37）mm。納入標(biāo)準(zhǔn)：頸動脈IMT可清晰顯示的正常人群和動脈粥樣硬化者。排除標(biāo)準(zhǔn)：冠心病、心瓣膜病、收縮性心力衰竭、多發(fā)性大動脈炎、頸動脈嚴(yán)重狹窄或閉塞、心率≥100次/分、紅細胞計數(shù)異常[正常值（4.0～5.5）×1012/L]。記錄所有受檢者年齡、心率、肱動脈收縮壓、舒張壓和壓力差，計算體重指數(shù)（BMI），檢測紅細胞計數(shù)、空腹血糖、血脂。

1.2 超聲檢查 采用HITACHI EUB-8500彩色多普勒診斷儀，啟用L54M變頻探頭，選用血管檢查條件?；颊呷⊙雠P位，充分暴露頸部，然后選取頸動脈竇近心端10～15 mm范圍，避開動脈斑塊區(qū)，顯示頸動脈長軸調(diào)整角度使頸動脈長軸與聲束垂直，開啟血管能量圖，調(diào)整取樣框大小，將角度偏轉(zhuǎn)設(shè)為0°，保證頸動脈觀察范圍被取樣框覆蓋，使用能量圖M型顯示，不對M型取樣線進行角度偏轉(zhuǎn)（0°），使M型取樣線與頸動脈長軸垂直。調(diào)節(jié)二維圖像增益為5～8，多普勒能量圖增益為45～48，觀測頸動脈能量圖M型波型舒張期是否出現(xiàn)流空區(qū)。采取同樣體位，采用Philips iU Elite彩色多普勒超聲診斷儀，L12-5淺表探頭，使用血管檢查條件，應(yīng)用Qlab IMT測量軟件，選取頸動脈竇近心段10～15 mm處，測量頸動脈IMT，同時觀察頸動脈內(nèi)是否有動脈粥樣斑塊。

1.3 圖像分析 由2名有5年以上超聲診斷經(jīng)驗的主治醫(yī)師獨立完成數(shù)據(jù)采集工作，1名醫(yī)師測量管壁IMT，另1名醫(yī)師觀測是否存在流空區(qū)。在應(yīng)用多普勒能量圖M型波型分析時發(fā)現(xiàn)，血管腔內(nèi)收縮晚期至舒張期內(nèi)血流邊緣與動脈內(nèi)膜間出現(xiàn)無血流充盈區(qū)域，且此區(qū)域直徑＞1 mm，定義為流空區(qū)。頸動脈IMT≥1.0 mm為內(nèi)膜增厚，局限性IMT≥1.5 mm為斑塊[2-3]。

1.4 觀察指標(biāo) 評估指標(biāo)包括頸動脈能量圖是否出現(xiàn)流空區(qū)、頸動脈后壁管壁IMT值、左側(cè)肱動脈收縮壓、左側(cè)肱動脈舒張壓、左側(cè)肱動脈壓力差、年齡、BMI、是否有動脈粥樣硬化斑塊、是否為糖尿病患者、是否為高脂血癥患者、是否有腦血管意外病史、是否有長期吸煙史。評估指標(biāo)的各變量名及賦值說明見表1。

表1 頸動脈能量圖出現(xiàn)流空區(qū)現(xiàn)象多因素Logistic回歸分析變量賦值標(biāo)準(zhǔn)

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 20.0軟件，以頸動脈能量圖是否出現(xiàn)流空區(qū)為因變量（X0），其余變量（X1～X11）作為自變量建立Logistic模型（納入標(biāo)準(zhǔn)：P≤0.05，排除標(biāo)準(zhǔn)：P＞0.1），對回歸參數(shù)估計值采用Wald χ2檢驗，對整個模型的擬合情況采用似然比值檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 臨床與實驗室結(jié)果 172例受檢者中，收縮壓增高97例，舒張壓增高7例，脈壓差增大90例，年齡≥65歲92例，動脈粥樣硬化斑塊84例，有長期吸煙史63例，有腦血管意外病史11例，糖尿病79例，高脂血癥101例，BMI異常13例。臨床和實驗室結(jié)果見表2。

2.2 超聲結(jié)果 72例受檢者中，IMT增厚89例。無流空區(qū)74例：血流分布比例均衡，收縮期及舒張期管腔內(nèi)血流緊貼動脈內(nèi)膜，血流邊緣平緩，無切跡，血流呈持續(xù)均勻充盈狀態(tài)，舒張期未見流空區(qū)（圖1）；有流空區(qū)98例：收縮期血流邊緣與動脈內(nèi)膜貼合好，收縮晚期與舒張期血流邊緣出現(xiàn)切跡，與動脈內(nèi)膜貼合度差，可見流空區(qū)，其中9例舒張晚期出現(xiàn)血流斷流現(xiàn)象（圖2）。超聲結(jié)果見表2。

2.3 Logistic回歸結(jié)果 結(jié)果見表3所示，Logistic回歸分析最后一步篩選出5個自變量：頸動脈后壁管壁IMT值（X1）、肱動脈收縮壓（X2）、肱動脈壓力差（X4）、年齡（X5）、是否檢出動脈粥樣斑塊（X7）變量在流空區(qū)出現(xiàn)相關(guān)因素判斷中差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。舒張壓（X3）、BMI（X6）、吸煙史（X11）、是否為糖尿病患者（X8）、是否為高脂血癥患者（X9）、是否有腦血管意外病史（X10）變量在流空區(qū)出現(xiàn)相關(guān)因素判斷中差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。將5個變量帶入公式（1）建立Logistic回歸模型，對模型進行似然比檢驗，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=32.996，P＜0.05）。

Logit(P)=－3.806+3.925X1+3.855X2+3.382X4

表2 172例患者臨床、實驗室及超聲結(jié)果（例）

3 討論

3.1 應(yīng)用多普勒能量圖觀察管腔內(nèi)紅細胞分布的優(yōu)越性 多普勒能量圖的成像原理是以紅細胞散色能量（功率）的總積分進行彩色編碼顯示，M型測量分析；其技術(shù)特點為能量圖不受超聲入射角的影響，不受血管壁運動影響，能顯示低流量、低速血流（最低顯示流速為0.2 mm/s）[4]。應(yīng)用此項技術(shù)可觀察頸動脈管腔內(nèi)血流播散情況，進行波型分析，判斷頸動脈邊緣處血流狀態(tài)細微變化。

3.2 Logistic回歸結(jié)果分析 應(yīng)用Logistic回歸模型篩選出有統(tǒng)計學(xué)意義的因素，由于人體具有統(tǒng)一性，各危險因素并非各自獨立，可能存在交互作用，本研究篩選出頸動脈IMT、收縮壓、壓力差、是否有動脈粥樣斑塊及年齡5個特征變量，回歸系數(shù)均大于0，且P＜0.05，在流空區(qū)出現(xiàn)相關(guān)因素判斷中有顯著差異，即頸動脈IMT增厚、肱動脈收縮壓升高、壓力差增大、動脈粥樣斑塊形成及所處年齡組這5個特征變量出現(xiàn)的越多，流空區(qū)出現(xiàn)的概率越高。林萍等[5]和劉芳等[6]進行流行病學(xué)研究篩選的動脈硬化危險因素為IMT、年齡、收縮壓、壓力差，與本研究流空區(qū)出現(xiàn)的危險因素基本一致，提示流空區(qū)出現(xiàn)與動脈粥樣硬化各項高危因素密切相關(guān)。

表3 二分類Logistic回歸模型分析結(jié)果

圖1 男，50歲，未出現(xiàn)流空區(qū)波型。收縮期及舒張期管腔內(nèi)血流緊貼動脈內(nèi)膜，血流邊緣平緩，無切跡（箭）

圖2 男，52歲，出現(xiàn)流空區(qū)波型。收縮晚期與舒張期血流邊緣與動脈內(nèi)膜貼合度差，可見流空區(qū)（箭）

出現(xiàn)流空區(qū)各危險因素分析：①IMT與流空區(qū)：IMT增厚是本模型中流空區(qū)出現(xiàn)的顯著相關(guān)因素。IMT增厚為動脈粥樣硬化的早期表現(xiàn)，動脈粥樣硬化發(fā)生從內(nèi)膜開始，并有動脈中層逐漸蛻變鈣化，常累及大中等肌性動脈。目前IMT增厚是評價動脈硬化的最敏感指標(biāo)，亦是本研究中流空區(qū)出現(xiàn)的重要危險因素，當(dāng)頸動脈IMT增厚，大動脈管壁彈性順應(yīng)性降低，儲血功能明顯減退，對收縮期高速血流緩沖能力減弱，導(dǎo)致收縮期與舒張期血流量分布狀態(tài)失衡。心臟收縮期時頸動脈管腔內(nèi)紅細胞總量多、密度高，舒張期時頸動脈管腔內(nèi)紅細胞總量少、密度降低，以上改變在管腔邊緣處更為顯著，此現(xiàn)象使紅細胞在管腔邊緣處呈潮汐樣分布，導(dǎo)致多普勒能量圖顯示管腔邊緣處出現(xiàn)流空區(qū)。②收縮壓及壓力差與流空區(qū)：收縮壓增高及壓力差增大會使動脈管壁的環(huán)狀擴張范圍增大，管腔內(nèi)血流狀態(tài)及壁面切應(yīng)力發(fā)生相應(yīng)改變。在血流分布失衡基礎(chǔ)上，舒張期管腔邊緣紅細胞分布進一步降低，故流空區(qū)現(xiàn)象出現(xiàn)風(fēng)險增高。③動脈粥樣硬化斑塊與流空區(qū)：在動脈粥樣硬化的發(fā)展過程中，通常首先出現(xiàn)IMT增厚，然后動脈粥樣硬化斑塊逐漸形成，最終導(dǎo)致管腔狹窄或閉塞。動脈粥樣硬化斑塊形成是動脈粥樣硬化程度加重的表現(xiàn)，觀察時雖然避開了動脈斑塊區(qū)，但此時動脈管壁的一般生理性質(zhì)已經(jīng)發(fā)生改變：IMT增厚，管壁彈性順應(yīng)性降低，因此流空區(qū)出現(xiàn)風(fēng)險增加。④年齡與流空區(qū)：隨著年齡的逐年增長，傳統(tǒng)暴露因素不斷增加。根據(jù)張梅等[7]研究（51±9）歲年齡組，以3年為觀察周期，頸動脈IMT年平均增長速度為0.023 mm，當(dāng)患者年齡≥65歲，IMT增長速度加快。年齡因素在促進IMT增加的基礎(chǔ)上，導(dǎo)致血管彈性順應(yīng)性降低，促使流空區(qū)現(xiàn)象出現(xiàn)。

3.3 流空區(qū)出現(xiàn)的血流動力學(xué)因素討論 管腔內(nèi)血流狀態(tài)分為層流、湍流及渦流區(qū)。本研究主要討論層流區(qū)域血流動力學(xué)改變，選擇頸動脈竇前10～15 mm處，此處是觀察頸動脈層流區(qū)血流變化的最佳部位，血流狀態(tài)相對穩(wěn)定，壁面切應(yīng)力過渡平緩，干擾因素少，重復(fù)性好。動脈內(nèi)湍流及渦流區(qū)域（如頸動脈竇、動脈板塊處等）管壁承受壁面切應(yīng)力過大，內(nèi)膜在高速紊亂血流沖擊下易受損，且損傷修復(fù)較慢，動脈粥樣硬化發(fā)生及進展風(fēng)險較高，故湍流及渦流區(qū)域不是觀察動脈硬化血流一般狀態(tài)改變的理想部位。

血管內(nèi)的壁面切應(yīng)力與動脈粥樣硬化有直接的關(guān)系。既往研究認為在層流狀態(tài)下斑塊最初發(fā)生在低切率區(qū)，易于沉積，血小板易于凝聚，故病變應(yīng)與流動分離、駐點及死區(qū)有關(guān)[8-11]，低壁面切應(yīng)力范圍增加后，動脈粥樣斑塊形成風(fēng)險明顯增高[12]。本研究層流區(qū)域流空區(qū)出現(xiàn)可能與管腔邊緣低壁面切應(yīng)力范圍大小有關(guān)，在低壁面切應(yīng)力區(qū)域紅細胞數(shù)量明顯減少，流動速度極低，以至于無角度依賴性，能最大程度地顯示低速血流的能量，多普勒超聲也不能檢測出該區(qū)域的紅細胞散射能量，導(dǎo)致流空區(qū)現(xiàn)象出現(xiàn)。

3.4 本研究的局限性 ①受檢者頸部脂肪層過厚及設(shè)備增益調(diào)節(jié)不當(dāng)會導(dǎo)致觀測結(jié)果不準(zhǔn)確，需進一步嚴(yán)格規(guī)范。②流空區(qū)出現(xiàn)后一段時間內(nèi)動脈粥樣斑塊出現(xiàn)風(fēng)險的高低，有待對所收集資料進行跟蹤采集，深入研究。③本研究并未對流空率進行量化測量研究，流空率是否可客觀量化評價動脈粥樣硬化后血管僵硬度及彈性順應(yīng)性程度還有待進一步研究。

總之，本模型篩選出的各危險因素并非各自獨立，存在交互作用，以IMT改變最為重要，收縮壓增高、壓力差增大、動脈粥樣斑塊形成及患者年齡≥65歲4個因素均不同程度地促進IMT厚度增加，當(dāng)以上因素出現(xiàn)越多時，流空區(qū)出現(xiàn)概率會進一步增加。層流區(qū)域出現(xiàn)流空區(qū)是動脈管壁生理性質(zhì)發(fā)生細微變化的結(jié)果，與低壁面切應(yīng)力范圍增加有關(guān)，是動脈粥樣硬化的彩色多普勒能量圖特異性超聲表現(xiàn)，此特征為動脈粥樣硬化診斷提供血流動力學(xué)依據(jù)，對動脈硬化診斷有輔助作用。

[1]李蕾,葛輝玉,左佳薇,等. 外周動脈僵硬度與左心室舒張功能的相關(guān)性研究. 中國超聲醫(yī)學(xué)雜志,2013,29(7): 601-605.

[2]張敏郁,王建華. 超聲新技術(shù)評價頸動脈易損斑塊的研究進展. 中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2014,22(3): 229-232.

[3]中國醫(yī)師協(xié)會超聲醫(yī)師分會. 血管超聲檢查指南. 中華超聲影像學(xué)雜志,2009,18(11): 993-1012.

[4]周永昌,郭萬學(xué). 超聲醫(yī)學(xué). 第4版. 北京: 科學(xué)技術(shù)文獻出版社,1989: 108-110.

[5]林萍,夏稻子,劉穎,等. 高頻超聲對高血壓患者的頸動脈內(nèi)膜-中膜厚度及斑塊形成檢測. 中國超聲醫(yī)學(xué)雜志,2003,19(2): 95-96.

[6]劉芳,楊浣宜,李建蓉,等. 國人頸動脈內(nèi)膜-中膜厚度與心血管疾病的相關(guān)性研究. 中國超聲醫(yī)學(xué)雜志,2003,19(1): 34-36.

[7]張梅,張運,張園園,等. 頸動脈及股動脈內(nèi)膜-中層厚度的自然演變. 中國超聲醫(yī)學(xué)雜志,2003,19(7): 13-16.

[8]楊錦茹,劉華勝,閆利華. 血流剪切率與頸動脈粥樣硬化斑塊的關(guān)系. 中國臨床醫(yī)學(xué)影像雜志,2004,15(1): 10-12.

[9]聶穎,陳寶霞,王方芳,等. 超聲檢測血透患者頸動脈粥樣硬化斑塊及血流動力學(xué)分析. 復(fù)旦學(xué)報(醫(yī)學(xué)版),2006,33(2): 201-205.

[10]Cicha I,Beronov K,Ramirez EL,et al. Shear stress preconditioning modulates endothelial susceptibility to circulating TNF-alpha and monocytic cell recruitment in a simplified model of arterial bifurcations. Atherosclerosis,2009,207(1): 93-102.

[11]肖飛. 頸動脈硬化斑塊穩(wěn)定性的超聲研究. 中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2011,19(10): 776-778.

[12] Megias-Rangil I,Merino J,Ferré R,et al. Subclinical atherosclerosis determinants in borbid obseity. Nutr Metab Cardiovase Dis,2014,24(9): 963-968.

（本文編輯 馮 婕）

Risk Factors of Flow-empty Area in Carotid Artery in Doppler Power Imaging

Purpose To explore the reason which resulted in the flow-empty area in carotid artery,establishing a logistic regression model of carotid artery by power Doppler ultrasound,screening the risk factors of the occurrence of this phenomenon and analyzing their reasons.Materials and MethodsClinical data of 172 male subjects who had undergone power Doppler ultrasound were analyzed retrospectively,whether there was flow-empty area at the edge of carotid artery lumen during diastole was observed,brachial artery systolic pressure,diastolic pressure and pressure difference,carotid artery intima media thickness,and the existence of atherosclerotic plaques was measured,the age,body mass index (BMI),blood glucose,blood lipid,history of smoking and cerebrovascular accident situation was collected to establish the logistic model to analyze the risk factors resulted in flow-empty area.ResultsAmong the 172 patients,intima media thickened in 89 cases,systolic blood pressure increased in 97 cases,diastolic blood pressure increased in 7 cases,the pulse pressure increased in 90 cases,with the age of 65 years or older in 92 cases,atherosclerotic plaque formation in 84 cases,long smoking history in 63 cases,cerebral vascular accident history in 11 cases,diabetes mellitus in 79 cases,hyperlipidemia in 101 cases,and abnormal BMI in 13 cases. Doppler energy imaging showed flow-empty area wave type in 98 cases,no flow-empty area wave type in 74 cases. 5 statistically significant variables for the occurrence of flow-empty area in carotid artery lumen during diastole were selected using logistic regression,which were carotid artery intima media thickness,BASP,the pressure difference of brachial artery,existence of atherosclerotic plaque,and the age of patients (OR=50.643,47.248,29.426,32.667 and 20.514,P＜0.05). Conclusion The risk factors resulted in "flow-empty area" in carotid artery are increased IMT,systolic BP and pressure difference,existence of atherosclerotic plaque and the age of 65 years or older. The flow-empty area provides hemodynamic information for the diagnosis of atherosclerosis,and it also plays a helping role in evaluating the degree of arteriosclerosis.

Carotid arteries; Ultrasonography,Doppler,color; Hemodynamics; Risk factors

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.11.007

于 冬

Department of Ultrasound,Jizhong Energy Fengfeng Group Hospital,Handan 056200,China

Address Correspondence to: YU Dong E-mail: 799060191@qq.com

衛(wèi)生部醫(yī)藥衛(wèi)生科技項目（13010520150815）；河北省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究重點課題（20150825）。

R445.1；R543.4

2015-08-16

修回日期：2015-09-18

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志2015年 第23卷11期：824-828

Chinese Journal of Medical Imaging 2015 Volume 23(11): 824-828