Автори: Xianghong Lei, Juan Liu
Опис
Метою цього дослідження була оцінка раннього склерозу стегнової кістки у пацієнтів з гіпертонією за допомогою тканинної доплерівської візуалізації (TDI).
Матеріали/методи
Було набрано 100 пацієнтів з артеріальною гіпертензією і розділено на групу A (товщина інтима-медіа стегнової артерії (IMT) ≥1,0 мм) і групу B (IMT стегнової артерії <1,0 мм), по 50 випадків в кожній групі на основі IMT стегнової кістки. Крім того, в це дослідження були включені 50 здорових людей з контрольної групи. Будова стегнової стінки і IMT стегнової артерії досліджували за допомогою високочастотного УЗД. Імпульсна хвиля (PW) -TDI використовувалася для отримання кривої руху задньої стінки стегнової артерії. Також були отримані тривалості першого (Т1) і другого (Т2) піків.
Отримані результати
IMT групи A, групи B і здорової контрольної групи становили 1,17 ± 0,12 мм, 0,74 ± 0,11 мм і 0,71 ± 0,09 мм відповідно зі значною статистичною різницею (P <0,05). Тривалість першого піку (T1) в 3 групах склала 135,6 ± 16,6 мс, 134,5 ± 18,5 мс і 129,8 ± 12,4 мс, відповідно, без статистичної різниці (F = 1,868 P = 0,158) . Тривалість другого піку (T2) групи A, групи B і здорової контрольної групи становила 234,7 ± 39,8 мс, 209,3 ± 34,9 мс і 169,8 ± 19,5 мс відповідно зі статистично значущою різницею (F = 50,411 P = 0,000).
Діагностична чутливість, площа специфічності під кривою (AUC) і порогове значення для ранньої діагностики артеріосклерозу стегнової артерії по T1 склали 56,0% (95% ДІ: 41,3-70,0%), 66,0% (95% ДІ: 51,2-78,8%), AUC = 0,54 (95% ДІ: 0,42-0,66) і 130,5 мс відповідно. І це було 64,0% (95% ДІ: 49,2-77,1%), 62,0% (95% ДІ: 47,2-75,4%), AUC = 0,69 (95% ДІ : 0,59-0,80) і 214,5 мс відповідно для T2.
Вступ
Основні характеристики гіпертонії включають атеросклероз і зниження еластичності основної артерії. При тривалому підвищенні артеріального тиску при зміні гемодинамічної сили ендартерій пошкоджується і викликає агрегацію гладких м’язів судин стінки артерії, макрофагів і Т-лімфоцитів.
Зміни можуть включати гіперплазію сполучних тканин, таких як колаген і протеоглікани, і гладких м’язів судин; скорочення еластичних волокон; зниження еластичності судинної стінки; збільшення артеріальної жорсткості; і утворення кальцинованої атеробляшки на стінках. Зміни та порушення функцій є патологічною основою виникнення серцево-судинних та цереброваскулярних захворювань.
Ослаблення еластичності – це показник специфічності і чутливості змін кровоносної судини на ранній стадії, який відображає функціональний стан судини і відбувається раніше, ніж структурна зміна. Ослаблення еластичності судини і діагностика на ранній стадії важливі для профілактики і лікування серцево-судинних та цереброваскулярних захворювань.
Серцево-судинні та цереброваскулярні захворювання, викликані атеросклерозом, є провідними причинами хронічних патологій і смертності. Отже, раннє виявлення та втручання мають вирішальне клінічне значення для зниження їх частоти.
В даний час клінічна діагностика артеріосклерозу в основному спирається на морфологічні зміни, а доступних методів функціонального обстеження кровоносних судин недостатньо. Це дослідження було спрямоване на розробку ефективного способу оцінки атеросклерозу до появи морфологічних змін, що забезпечує надійний метод візуалізації для клінічної профілактики атеросклерозу.
Матеріал і методи
Пацієнти
В якості учасників були набрані сто пацієнтів з гіпертонією, які лікувалися протягом року. Це дослідження було схвалено комітетом з етики Медичного центру Тяньцзіньського союзу і відповідно до Гельсінкської декларації. Всі пацієнти підписали письмову інформовану згоду.
Критерії включення були наступними:
- пацієнти, відповідні діагностичному довіднику ВООЗ/ISH;
- пацієнти у віці 45-65 років;
- пацієнти з 10-20-річним анамнезом артеріальної гіпертензії.
Критерії виключення були наступними:
- пацієнти з вторинною артеріальною гіпертензією
- пацієнти з нирковою недостатністю
- пацієнти з дисфункцією щитовидної залози або поєднаним метаболічним захворюванням
- пацієнти з діабетом
- пацієнти з захворюванням сполучної тканини.
Всі пацієнти були обстежені за допомогою високочастотного ультразвукового дослідження стегнової артерії і були розділені на 2 групи в залежності від товщини інтима-медіа всередині стегнової артерії.
Група А представляла собою групу гіпертонії (100 стегнових артерій), до якої увійшли 50 пацієнтів (23 чоловіки і 27 жінок) у віці 46-65 років (в середньому 53,3 ± 7,3 року) з IMT ≥1,0 мм.
Група B представляла собою групу гіпертонії (100 стегнових артерій), до якої увійшли 50 пацієнтів (24 чоловіки і 26 жінок) у віці 47-67 років (в середньому 54,7 ± 7,4 року) з IMT <1,0 мм.
В якості контрольної групи було вибрано 50 здорових контролів (25 чоловіків і 25 жінок) у віці 45-65 років (в середньому 53,0 ± 9,0 років) одночасно. Критеріями включення для здорового контролю були учасники без гіпертонії, гіперліпідемії, діабету, ішемічної хвороби серця або ниркової недостатності; не вживати алкоголь і не палити; артеріальний тиск в межах норми; і високочастотне ультразвукове дослідження показало IMT <1,0 мм.
Устаткування
Ми використовували апарат Philips IU22 з датчиком S5-1 з частотою 2,5-5 МГц і датчиком l9-3 з частотою 5-10 МГц.
Вимірювання артеріального тиску
Пацієнтам було неробхідно 10 хвилин відпочинку перед вимірюванням артеріального тиску, а також заборонялося палити і пити каву протягом 30 хвилин. Ми уточнювали, що необхідний порожній сечовий міхур.
Два вимірювання проводилися безперервно з інтервалом 1-2 хвилини, і було отримано середнє значення. Вимірювання повторювали, коли значення систолічного або діастолічного тиску в двох вимірах відрізнялися більш ніж на 5 мм рт. Було записано середнє значення 3 результатів вимірювань.
Вимірювання інтима-медіа (IMT) стегнової артерії
У положенні лежачи на животі з повністю оголеними кінцівками, лікар використовував лінійний датчик для спостереження за морфологічними особливостями судинної стінки стегнової артерії, такими як товщина стінки. Товщина IMT на ділянці довгої осі стегнової артерії (відстань між першою зоною сильного ехо-сигналу і другою ехо-зоною, утвореною середньою оболонкою і зовнішньою оболонкою) (зобр. 1А) у безперервний спосіб вимірювалася 3 рази, з використанням середнього показника.
Зображення 1: Обстеження IMT і кривої руху задньої стінки стегнової артерії в імпульсному режимі тканинного доплера. На лівій стороні (A) показана кольорова 2D-діаграма стегнової артерії вздовж її осі, тоді як на правій стороні малюнка стегнова артерія, розташована в задній частині зони спостереження гілок стегнової вени, показано місце вимірювання інтима-медіа стегнової артерії. Після того, як дистальна частина стегнової артерії (B) була заблокована, крива руху 1 задньої стінки, виміряна за допомогою імпульсно-хвильового доплера була негативною для першого піку, тоді як крива руху 2 була позитивною для другого піку. IMT – товщина інтима-медіа.
Вимірювання кривої руху задньої стінки стегнової артерії
Манжета сфігмоманометра була поміщена на дистальному кінці стегнової артерії для вимірювання артеріального тиску, де стовпчик ртуті показував тиск на 10 мм рт. ст. вище систолічного тиску стегнової артерії, щоб заблокувати кровоносний потік.
Місце спостереження розташовувалося на задній стінці стегнової артерії, яка перебувала перед гілкою стегнової вени. Датчик S5-1 містився в вертикальну ділянку для сканування. Лінія відбору проб повинна бути перпендикулярна напрямку судини, а ширина вікна для відбору результатів щоб становила 4 мм.
Лікарем була отримана крива руху задньої стінки стегнової артерії, а 3 криві повного серцевого циклу були записані і збережені на жорсткому диску. Також, були виміряні тривалості першого і другого піків кривої руху задньої стінки стегнової артерії в межах одного серцевого циклу (зобр. 1B).
Статистичний аналіз
Для статистичного аналізу використовували програмне забезпечення SPSS 17 (SPSS, Inc., Чикаго, Іллінойс, США). Дані вимірювання нормального розподілу висловлювали середнім значенням і стандартним відхиленням, і 2 групи A і B порівнювали з контрольною групою за допомогою t-критерію незалежної вибірки, а T1 і T2 трьох груп порівнювали за допомогою дисперсійного аналізу. Дані підрахунку виражені в частоті. Різниця P <0,05 було статистично значущою.
Порівняння IMT
Чітко відображаються IMT 300 ультразвукових виявлень стегнової артерії у 150 учасників дослідження. У 100 високочастотних ультразвукових судинах з 50 пацієнтів контрольної групи був виявлений гладкий ендотелій без прикріплених бляшок. Товщина IMT стегнової артерії склала 0,71 ± 0,09 мм.
У 50 випадках в групі А (група гіпертонії, з IMT ≥1,0 мм), 100 судин мали потовщений ендотелій, грубий і негладкий, в просвіті 46 судин були прикріплені бляшки. Кольорова допплерівська візуалізація потоку (CDFI) відображала цю частину наповнення судини без звуження. Товщина IMT склала (1,17 ± 0,12) мм.
Високоефективне ультразвукове дослідження 100 судин в 50 випадках групи B показало, що ендотелій стегнової артерії був гладким і без прикріплених бляшок. CDFI показав хороше кровонаповнення без порушення. Товщина IMT склала 0,74 ± 0,11 мм. IMT групи A був значно вище, ніж у контрольної групи (P <0,05). Не було виявлено суттєвої різниці в IMT між групою B і здоровою контрольною групою (P> 0,05).
Пікова тривалість
Тривалість першого і другого піків задньої стінки стегнової артерії порівнювали для 3 груп після того, як стегнова артерія була заблокована дистальним кровотоком.
Тривалість першого піку (T1) в 3 групах становила 135,6 ± 16,6 мс, 134,5 ± 18,5 і 129,8 ± 12,4 мс відповідно. Статистично значущої різниці між трьома групами не було (F = 1,868, P = 0,158).
Тривалість другого піку (T2) склала 234,7 ± 39,8 мс, 209,3 ± 34,9 мс і 169,8 ± 19,5 мс відповідно зі статистично значущими відхиленнями (F = 50,411 P = 0,000).
Кореляція між IMT і T1, T2
Значна позитивна кореляція між T2 і IMT була виявлена у пацієнтів з артеріальною гіпертензією (r = 0,25, P = 0,01), (зобр. 2B). Однак T1 і IMT не корелювали (P> 0,05), (зобр. 2A).
Зображення 2: Графік розкиду кореляції Пірсона між IMT і T1: T2 (A): T1 і IMT; (B) T2 і IMT.
Т1 і Т2 як еталони для оцінки атеросклерозу стегнової артерії
Діагностична чутливість, площа специфічності під кривою (AUC) і значення відсікання для раннього атеросклерозу стегнової артерії по T1 склали 56,0% (95% ДІ: 41,3-70,0%), 66,0% (95% ДІ: 51 , 2-78,8%). AUC = 0,54 (95% ДІ: 0,42-0,66) і 130,5 мс відповідно (зобр. 3А).
Це було 64,0% (95% ДІ: 49,2-77,1%), 62,0% (95% ДІ: 47,2-75,4%), AUC = 0,69 (95% ДІ: 0,59-0,80) і 214,5 мс відповідно для T2 (зобр. 3B).
Зображення 3: Крива ROC використовувалася для оцінки T1 і T2 в якості еталону оцінки величини раннього артеріосклерозу стегнової артерії: (A) T1 як еталон; (B) T2 як еталон.
Обговорення
Традиційне ультразвукове дослідження, магнітно-резонансна томографія і комп’ютерна томографія визначають тільки структуру стінки судини, морфологію і природу бляшки, які можуть надати тільки анатомічну і біологічну інформацію, але не механічні характеристики.
Інший класичний метод визначення еластичності стінки артерії – визначення швидкості пульсової хвилі (PWV). Незважаючи на простоту і зручність використання, PWV має багато недоліків.
По-перше, неможливо отримати справжню довжину артерії, по якій проходить пульсова хвиля, і тому вона є приблизною оцінкою з використанням відстані до тіла.
По-друге, всередині області деформація кровоносної судини і заміна внутрішнього тиску в аорті плечовою артерією впливають на значення PWV і призводять до відхилення.
Як нова технологія, візуалізація еластичності кровоносних судин в основному використовується для оцінки морфології атеробляшок артерій і визначення вразливих бляшок.
Завдяки блокуванню кровотоку на дистальному кінці стегнової артерії у пацієнтів з гіпертонією, це дослідження встановило модель трансформації гемодинаміки; Тестування кривої руху задньої стінки стегнової артерії виявилося простим і неінвазивним. CDFI демонстрував гарне кровонаповнення без пошкоджень і відбивав еластичність стінки стегнової артерії до зміни морфології стінки і, таким чином, надавав надійні докази для ранньої діагностики атеросклерозу. Раніше опубліковані дослідження показали, що атеросклероз стегнової артерії може побічно прогнозувати коронарний атеросклероз і може бути більш чутливим і точним, ніж інші периферійні судини.
Тканинна доплерівська візуалізація (TDI) продемонструвала високу чутливість для функціональної оцінки міокарда і хороший дозвіл в часі і просторі. Тканинний доплер може виявляти суттєвий рух з низькою швидкістю і може бути придатний для виявлення руху стінки стегнової артерії в будь-який час серцевого циклу, реалістично відображаючи стан руху стінки судини in vivo.
Крім того, він може інтуїтивно оцінити еластичність артерії, а також практичний і здійснимий для вимірювання руху стегнової артерії. Після того як в цьому дослідженні кровотік на дистальному кінці стегнової артерії був заблокований, опір кровотоку і його бічний тиск на стінку посудини збільшилися. Ступінь руху стінки судини збільшився, і крива руху стінки стегнової артерії стала більш чіткою і легкою для вимірювання, що зменшило відхилення.
Перший пік кривої руху задньої частини стегнової артерії, який вимірюється за допомогою PW-TDI, був негативним, тоді як другий пік і механізм його утворення були позитивними. Перший пік був сформований швидким кровотоком серця до латерального тиску стінки стегнової артерії, піддатливістю вазодилатації і пружною віддачею стегнової артерії. Активна сила створювалася серцевим кровотоком і не відображала самоеластічність судини.
Не було виявлено суттєвої різниці в тривалості першого піку між 3 групами в цьому дослідженні. Після того, як тиск в серцевій діастолічній артеріальній порожнині різко знизився, еластичність артеріальної стінки в заблокованому положенні зменшилася, і кровотік став високошвидкісним.
Бічний тиск на стінку судини з боку кровотоку, піддатливість стегнової артерії і пружна віддача давали другий пік. Діючою силою була пружна віддача стегнової артерії. Чим гірше були піддатливість судин і еластичність артерій, тим довше була хвиля; і навпаки, чим краще були піддатливість та еластичність артерії, тим коротше була тривалість.
Порівняння трьох груп IMT показало, що IMT в групі A була значно більше, ніж у контрольній групі, тоді як IMT в групі B істотно не відрізнялася від такої в контрольній групі.
Однак були виявлені істотні відмінності в тривалості другого піку кривої руху задньої стінки стегнової артерії учасників. Цей результат свідчить про те, що функція еластичності судинної стінки вже знизилася до того, як IMT стегнової артерії товщають.
Тим часом, ранній склероз стегнової артерії оцінювався на основі кривої ROC з використанням T1 і T2 в якості еталонів. Площа ROC під кривою (AUC) з використанням T1 і T2 в якості еталонів для оцінки раннього склерозу стегнової артерії склала AUC = 0,54 і AUC = 0,69, відповідно.
Значення AUC для T2 було порівняно вище, ніж для T1, що вказувало на те, що доплерівская візуалізація може бути ефективним показником для оцінки раннього склерозу стегнової артерії до того, як зміниться IMT стегнової артерії.
