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编号:10270357
高分辨力超声评价高血压病患者外周动脉早期动脉粥样硬化
http://www.100md.com 《中华超声影像学杂志》 2000年第10期
     作者:杨好意 乐桂蓉

    单位:华中科技大学同济医学院附属同济医院超声影像科 430030 武汉

    关键词:

    中华超声影像学杂志001016

    以往多项研究证明,内皮功能受损和内中膜复合体增厚是动脉粥样硬化形成的早期标志,发生于斑块形成之前。在对动脉粥样硬化形成的危险因素研究中发现,高血压、高脂血症、糖尿病、吸烟、饮酒、炎症都可引起不同程度的内皮功能受损以及血管内中膜复合体的增厚和血管弹性下降。无创性高分辨力超声出现以前,评价动脉粥样硬化通常局限于病理学检查和动脉造影方法,这两种方法不适合疾病早期阶段的研究,也不适合评价药物疗效。而 近年来使用高分辨力超声检测外周血管内皮功能及内中膜复合体的厚度来评价早期动脉粥样硬化,引起了人们的广泛关注。

    一、 动脉粥样硬化形成的病理基础
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    血管内皮通过释放血管舒张因子(NO)及其他血管活性物质,在维持血管舒张、抑制血小 板聚集及平滑肌细胞增生等方面起着十分重要的作用[1]。损伤反应学说认为内皮 损伤诱导生长因子分泌,单核细胞粘附于内皮继续分泌生长因子,单核细胞向粘膜下移动, 形成脂质条纹,血小板聚集于无内皮覆盖的巨噬细胞,平滑肌细胞可能参与分泌血小板源性 生长因子(PDGF),最终形成了粥样斑块。

    Ross研究证实,所有4种细胞参与了动脉粥样硬化的形成,即内皮细胞、平滑肌细胞、血小板及单核/巨噬细胞。它们都分泌一种相似于PDGF的化学趋动剂。饮食诱导的高脂血症可引起内皮细胞和单核细胞的改变,继而产生单核细胞粘附和内皮下移动,脂质聚集形成泡沫细胞,平滑肌细胞聚集形成脂质条纹。血管分支处及分叉口处的脂质条纹进一步发展形成含有丰富平滑肌的纤维斑块,不管有无内皮层的中断(有些地方内皮分离,暴露泡沫细胞),血小板在此聚集,形成附壁血栓。动脉粥样硬化的早期和晚期病损均含平滑肌细胞和巨噬细胞,早期阶段以巨噬细胞为主,可能代表炎症反应形成,而晚期阶段则以平滑肌增生为主,说明防御失败,形成病理损伤[2]
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    二、 高分辨力超声检测血管内皮功能

    内皮细胞通过释放内皮衍生性舒张因子(NO)来调节内皮依赖性血管舒张,这种调节作用依赖于结构完整和功能正常的血管内皮。1980年,Furchgott等[3]证实,血管内注入 乙酰胆碱,内皮细胞可释放一种强有力的不稳定的血管舒张物质,称为内皮衍生性血管舒张 因子(EDRF)。乙酰胆碱介导血管舒张活动可能通过3种机制:①对交感神经末 梢去甲肾上腺素的抑制作用;②来源于内皮细胞的EDRF;③血管壁来源的前列环素的产物的 刺激作用。试验表明,静脉内注入乙酰水杨酸抑制血管前列腺素的产生后,未影响乙酰胆碱 注入引起的前臂血流增加,因此可以排除前列腺素对血管的的舒张作用。长期以来认为乙酰 胆碱激活突触前胆碱能受体,从而抑制了肾上腺素能神经传递,是导致血管舒张的主要机制 。但使用α受体阻断剂酚妥拉明先阻断肾上腺素能神经传递,乙酰胆碱的舒血管作用没有 减弱,反而增强,说明乙酰胆碱通过别的机制引起了血管舒张。再者,乙酰胆碱引起血管舒 张反应能力与硝普钠相差无几,硝普钠和EDRF一样,都是通过增加血管平滑肌内的环二磷 酸鸟苷(cGMP)来引发血管舒张的。这些现象间接表明乙酰胆碱通过作用于内皮细胞蕈毒碱 受体,释放EDRF引起血管舒张[4]。Joannides等[5]在人体肱动脉内注射N O生成的特异性阻断剂L-NMMA前后,计算在反应性充血状态下桡动脉血流的变化,发现L-N MMA注入后,桡动脉的血流依赖性血管舒张反应消除,转为血管收缩。其结果证实,内皮细 胞产生的血管舒张因子NO对维持血流依赖性舒张是必须的。
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    高分辨力超声检测血管内皮功能的研究,是通过测量反应性充血前后和舌下含服硝酸甘油 前后的血管内径变化值来实现的。反应性充血引起的血管扩张是内皮依赖性的,7.5 M Hz的超声探头轴向分辨力为 0.1 mm,可精确测量血管内径的微小变化,通过计算内径 变化的百分率来反映血管内皮功能[6,7]

    内皮细胞功能异常不仅存在于已形成的动脉粥样硬化患者,即使在斑块出现以前,有动脉粥样硬化危险因素的健康人亦存在内皮细胞功能低下。Celermajer等[6]首先使用高 分辨力超声检测吸烟成年人和高脂血症儿童的血管内皮功能,以肱动脉和股动脉作为靶动脉 。结果发现,危险因素组反应性充血引起的血流介导性血管扩张明显低于正常对照组,而用 硝酸甘油引起的非内皮依赖性血管扩张无显著差别。其研究还发现在8岁左右的高脂血症儿 童及青年吸烟者都有内皮细胞功能障碍,说明重要的生理学变化在10岁以内即可发生。M alorano等[8]发现酗酒者内皮细胞功能受损,心脏舒张功能减弱,这可能是饮酒者 中心血管疾病发生率较高的原因。年龄老化是动脉粥样硬化的危险因素,Taddei等[9 ]研究年龄与内皮细胞功能之间的关系,通过测量乙酰胆碱和硝普钠肱动脉内注入后前臂 血流量增加的百分率来表示内皮细胞功能,发现随着年龄的增长,血管内皮细胞功能随之减 弱。
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    众所周知,高血压是老年人中心血管意外与死亡的重要危险因素[10]。大量数据 证实,在实验性高血压动物模型和原发性高血压临床试验中,内皮依赖性血管扩张功能都受 到损害。血流介导的扩张依赖于内皮对血流剪切力的反应从而释放EDRF即NO的能力,剪切力 是刺激内皮细胞的主要机制之一。高血压患者血流剪切力小,所以内皮细胞功能降低[ 11]。Tesfamarian等[12]研究高血压鼠肠系膜动脉内皮介导的血管扩张反应, 并与正常鼠做比较,发现高血压鼠的内皮依赖性血管舒张反应显著低下,提示内皮细胞功能 改变在高血压疾病形成中可能起着重要作用。许多学者用体外超声显像法证实原发性 高血压患者存在血管内皮功能损伤,从而促进早期动脉粥样硬化的发生[13-15] 。Deng用体外超声研究老年原发性高血压患者的肱动脉,发现正常对照组中血流介导的血管 扩张与年龄呈负相关,高血压组的内皮细胞功能进一步降低,逐步回归分析表明,平均动脉 压是引起血管内皮功能低下的独立危险因素[16]
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    关于降压治疗对损伤的内皮细胞功能是否具有改善作用尚有争议。Nagy等[17]用血 管紧张素转换酶抑制剂Benazepzil治疗存在内皮细胞功能损伤的尚未经治疗的高血压患者, 在服用 10 mg Benazepzil 2 h后,肱动脉的血流介导性血管扩张显著改善,但每天服用 10 mg Benazepzil连续1个月后,却未发现血流介导性血管扩张进一步改善。Muiesan等 [18]研究表明联合降压治疗6~12个月或用Nifedepine治疗2个月,观察到血流介导性血 管扩张明显改善,说明降压治疗能够改善高血压患者的内皮细胞功能。由于高分辨力超 声可无创性重复评价内皮细胞功能,因此对于具有动脉粥样硬化危险因素的患者有助于降压 治疗的选择。

    三、高分辨力超声测量外周血管内中膜复合体厚度

    1.外周动脉内中膜复合体厚度(IMT)与全身性动脉粥样硬化的关系
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    无创性高频超声显像方法出现以前,评价动脉粥样硬化局限于病理学及动脉造影研究,而大多数对颈总动脉(CCA)的研究使用狭窄率来评价粥样硬化的程度。但血管狭窄只在粥样硬化的晚期阶段才出现,早期阶段可能有动脉壁的增厚和血管内径增加,因此测量IMT来研究动脉粥样硬化的早期变化引起了广泛的兴趣[19]

    Kopp等[20]用高频超声体外显像法测定CCA的IMT,在CCA直段非斑块处测量,并同 时检测颈总动脉分叉处或者颈内动脉斑块,表示为突向管腔的最大IMT,半定量化将斑块分为4级:Ⅰ级,无斑块;Ⅱ级,单侧斑块,IMTm≤ 2 mm;Ⅲ级,单侧颈总动脉斑块,IMTm> 2 mm或双侧斑 块,但至少一侧IMTm≤ 2 mm;Ⅳ级,双侧斑块IMTm均> 2 mm。结果发现随着IMT的增加, 斑块发生率及严重程度亦随之增加。踝肱指数(ABI)可用来无创性 估计下肢动脉粥样硬化的程度,一般至少一侧下肢ABI<0.9 即可提示下肢动脉疾病 。Bots等[21]研究表明随CCA的IMT增加,其ABI则呈下降趋势,二者呈明显负相关 ,说明测量CCA的IMT可间接反映下肢动脉粥样硬化。颈总动脉粥样硬化发生较晚,即使IMT 的轻度增厚,可能预示其他动脉粥样硬化的发生[22]
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    2.IMT的测量方法

    一般选用颈动脉作为研究目标动脉[19,22]。可在以下水平测量IMT值:①颈总动 脉处,在颈动脉球部近心端 1 cm处测量;②颈动脉分叉处,在颈总动脉分支处近心端 1 cm 处测量;③颈内动脉处,在距离分支远心端 1 cm处测量。但通常CCA超声显示效果最佳,颈 动脉分叉处次之,ICA显示最差,故常测量CCA的IMT值。由超声的基本物理定律知道,只有 声束从较低密度组织进入较高密度组织时,它所产生的图像才和此界面的解剖位置一致,因 为中膜比外膜密度低,这样在中膜和外膜的的界面超声成像同其真正的解剖位置相一致,这 是我们选择颈总动脉的后壁作为测量点的原因。测量后壁由腔内膜形 成第一条高回声带至由中膜外膜形成的第2条高回声带之间的距离,即为内中膜复 合体厚度。必须注意的是测量时应避开斑块[23]。将高分辨力超声测量结果与组织 学分层研究相比较,发现CCA后壁腔内膜界面至中外膜界面的距离完全可 以代表内中膜复合体厚度[24]
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    动脉粥样硬化危险因素群体研究中,CCA的IMT值呈右偏峰,平均值在 0.5~1.0 m m,超过 2 mm者小于5%。颈动脉分叉处IMT值较大,而CCA的IMT值较小。一般颈内动脉 的IMT值具有较大的可变性,即较大值及较小值占的比重多。男性的IMT值则较女性大[ 19]

    3.IMT增加的危险因素

    已有许多研究表明,大多心血管危险因素可引起颈动脉IMT增加,如年龄、高脂血症、高血压、吸烟等[25]。Ferrara等[26]用高频超声检测原发性高血压患者颈 动脉壁的早期 改变,发现年龄与颈动脉的IMT值呈正相关,尤其当高血压存在时,年龄与IMT值相关斜率明 显上升。后退法多元线性回归分析表明,除年龄、血压以外,血清甘油三酯与空腹血糖均显 示了与IMT值的相关性,Bots等[27]亦证实孤立性收缩期高血压的老年患者,其CCA 的IMT值明显高于正常组,并且其颈动脉粥样硬化斑块发生率亦较高,但未达到统计学意义 。Lakka等[28]前瞻性研究发现随着收缩压上升,CCA的IMT值随之增加,而舒张压与 IMT无独立相关性,得出收缩压轻度上升即可加速动脉粥样硬化进程的结论,指出在评价心 血管疾病危险因素及高血压的疗效时应重点放在收缩压水平。
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    家族性高脂蛋白血症是一种以低密度脂蛋白升高以及肌腱部黄瘤为特征的常见的遗传性疾病。此类患者易患冠状动脉性心脏病。有研究表明患者CCA的IMT显著高于年龄、性别相匹配的对照组,高频超声检测重复性好,对于判断降脂药物疗效及防治心血管并发症具有重要意义 [29]

    Temelkova-Kurktschiev等[30]发现糖尿病亦可增加颈动脉的IMT,IMT与血压、 口服葡萄糖耐量实验 2 h血糖、甘油三酯、蛋白尿、总胆固醇/HDL显著相关,而与血浆HDL 浓度负相关。

    四、动脉壁弹性及僵硬度的测定

    动脉粥样硬化性疾病可能通过以下机制导致血管壁弹性减退:①内膜斑块特别是纤维性斑块和钙化斑块直接导致血管壁变僵硬,血管弹性下降;②内膜斑块形成增加了血管壁的厚度,致使弹性下降;③广泛内膜增厚及斑块形成阻断了营养成分从管腔向管壁弥散,使管壁坏死、纤维化,进一步降低血管弹性。大量研究表明冠状动脉粥样硬化严重程度与腹主动脉或颈动脉等主要动脉分支硬化程度呈正相关,因此,通过用超声分类分级评价早期动脉粥样硬化外周动脉如颈动脉的弹性改变可能比单独通过传统的冠状动脉疾病危险因素评价能更好 地预测缺血性心脏病的发生发展。常用的动脉弹性参数有僵硬指数(β)、弹性指数(Ep)、膨 胀性(C)[31]
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    Stefanadis等[32]用动脉造影技术研究冠状动脉疾病患者的升主动脉弹性,发现病 变组升主动脉弹性显著降低,指出其原因可能与冠脉血流减少有关。Pearson等[33] 用经食管超 声心动图评价年龄、高血压对胸主动脉壁厚度及僵硬度的影响,发现动脉壁僵硬度随年龄增 加而增加,高血压组比正常对照组的动脉壁厚度、僵硬度显著升高,而性别间的动脉壁僵 硬度无差别。Hirai等[34]发现心肌梗死患者腹主动脉和颈总动脉的僵硬度比正 常组显著增加,而多支冠脉病变组的僵硬度比单支病变组又高,说明测定弹性动脉的机械特 性可以预测冠状动脉粥样硬化的严重程度,为粥样硬化引起的改变提供足够可靠的信息。

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    (收稿日期:2000-05-22)

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