研究背景动脉弹性(Aortic Elasticity)是指在单位压力作用下血管直径、横截面积或体积的变化,它依赖于血管的几何和机械特性,是动脉壁的功能学反映。动脉弹性降低,僵硬度增加被认为是一系列心血管疾病发生发展的独立影响因素。在动脉病变发展过程中,动脉弹性功能的改变往往早于动脉形态及管壁病变的临床可见改变,因此对动脉弹性功能改变的早期客观评价,将有利于相关心血管疾病的预防及治疗,从而有效地控制心血管疾病的发病率及死亡率。目前对于动脉壁功能改变的直接结构观察和定量评估比较困难,临床上一般通过间接获得多种功能参数进行动脉弹性功能的评价。包括脉压、反射波增强指数(Augumentation Index, AI)、大、小动脉弹性指数(C1,C2)和脉搏波传导速度(Pulse Wave Velocity, PWV)等。各种弹性功能参数可通过特定仪器或相关的影像学方法获得。早期,超声技术被首先应用于动脉弹性的评估中,尤以浅表动脉为主,然而受操作者本身影响较大,重复性及一致性较差。随着影像技术的不断进展,MR以其优秀的软组织分辨率在心脏功能评价中得到应用,进而应用于大动脉管壁结构及功能的评价中,然而MR受到扫描时间及空间分辨率等各方面因素的影响,加之费用比较昂贵,未能普及应用。以往CT主要应用于血管形态及解剖结构的显示,近年来其在心血管功能学评估中的应用得到发展。相关研究采用MSCT结合回顾性心电门控对主动脉进行多期采集,通过血管截面积的变化来评价其弹性功能,认为MSCT在血管弹性评估中具有可行性。双源CT实现了83ms的优秀时间分辨率,对患者心率的要求大大下降,结合心电门控技术,可以在心动周期的任意时相重组满意的图像,为准确评估动脉弹性及大范围人群的普及应用提供了客观条件。然而目前该技术尚缺乏足够的临床数据,其准确性及临床应用价值还需进一步研究。目的利用心电门控DSCT对健康人胸主动脉随心动周期的搏动规律进行研究,探讨其在动脉弹性评估中的可行性及潜在临床应用价值；并以此作为参考标准,观察动脉瘤处动脉壁的弹性变化规律,旨在寻找一种安全、客观的可用于动脉疾病形态及功能综合评估的有效方法。材料与方法1.实验研究：将碘普胺(350mg/ml)与盐水以1：32混匀,注入实验用硅胶管(内径约7.60mm),两端封堵后以一定弯曲弧度固定,利用DSCT进行扫描。采用血管半自动测量软件对DSCT扫描所得硅胶管重组图像进行10个层面的测量,层面间间距为10mm,评价血管自动测量软件的准确性。2.健康者研究：收集2008.12-2010.04来我院行胸部大血管检查的2700名患者的病历资料,共筛选出56例无心血管疾病的相对健康者作为研究对象(男39例,女17例,平均年龄46±10),研究对象按年龄分为三组(A<40岁,B40-50岁,C>50岁)。所有研究对象均行回顾性心电门控下DSCT扫描,将扫描数据每间隔5%RR间期重建,以主动脉窦管结合部作为参考平面,测量其上25±2.5mm处升主动脉及同层降主动脉的平均直径及截面积,分析健康人群胸主动脉随心动周期的搏动规律及管壁弹性特点。动脉弹性评价指标包括心动周期中主动脉平均直径变化率(%Ao),可扩张度(AoD),顺应性(AoC)及僵硬度(AoSI)。3.动脉瘤患者研究：收集11例动脉瘤患者资料(男9例,女2例,平均年龄65±9岁),动脉瘤最大直径R>5cm。采用回顾性心电门控DSCT扫描,原始数据每间隔5%RR间期进行数据重建,共20期。利用血管测量软件测量动脉瘤近端及动脉瘤最大径处管腔面积,评价动脉瘤管壁弹性变化特点。结果1.实验研究结果利用血管半自动测量软件对硅胶管10个层面测量后得到硅胶管平均内径为7.64mm,与硅胶管实际内径7.6mm比较,相对误差为0.53%。误差主要发生于硅胶管两端的测量层面。2.健康者研究结果DSCT扫描图像显示强化动脉血管与周围组织对比明显,所有研究对象均准确测量。2.1动脉搏动规律研究随心脏搏动,主动脉管腔发生周期性变化,升主动脉(AA)最大管径及最小管径出现时相分别为24.02±4.99%,95%CI(22.68%,25.35%),93.5±4.04%,95%CI(92.4%,94.6%)；同层降主动脉(DA)最大管径及最小管径出现时相分别为25.63±4.77%,95%CI(24.35%,26.9%)及96.6±4.58%,95%CI(95.38%,97.83%),晚于升主动脉。最大及最小管径出现时相与心率无明显相关性(AA,r=0.251,p=0.189及r=0.126,p=0.514；DA,r=0.141,p=0.3及r=0.087,p=0.552)。2.2动脉弹性评估升主动脉(AA)与降主动脉(DA)相比,动脉直径、横截面积及AoC具有显著差异,%Ao及AoD无明显差异。降主动脉僵硬度与升主动脉不同,但仅在A组(age<40)具有明显统计学差异。随年龄增加,主动脉在整个心动周期的直径及面积变化程度减小,弹性(%Ao,AoD, AoC)下降,僵硬度(AoSI)增大,年龄与各弹性参数间(%Ao, AoD, AoC及AoSI)的总体相关性在升主动脉为r=-0.747,-0.734,-0.545和0.650,降主动脉为r=-0.690,-0.681,-0.568和0.627(P<0.05or0.01)。不同年龄组及主动脉不同节段动脉弹性的年龄依赖性不同,以A组降主动脉的可扩张度与年龄最为相关(r=-0.828)。3.动脉瘤患者研究结果3.1动脉瘤近端及动脉瘤处管腔均随心脏搏动产生舒缩变化。动脉瘤近端面积-时相曲线呈上升-下降趋势,类似于胸段降主动脉；而动脉瘤处面积-时相曲线呈无规律的多次上升-下降趋势。3.2动脉瘤近端可扩张度为AoDabove=(1.05±0.8) mmHg-1动脉瘤处为AoDaaa=(0.45±0.5)mmHg-1二者之间差异具有统计学意义(p<0.05)。与胸段降主动脉比较,动脉瘤近端AoD亦明显下降((1.05±0.8)vs(2.17±0.58)),二者之间具有显著统计学差异(p<0.01)。结论1.作为一种动脉弹性功能评价的新方法,DSCT可以在无需增加额外辐射剂量的前提下,完成动脉形态及功能学的综合评估；2.动脉管腔随心脏搏动产生规律性变化,心脏收缩期扩张最大,舒张晚期扩张最小,降主动脉的舒缩时相晚于升主动脉；3.动脉弹性随年龄增加而降低,不同年龄组及主动脉不同节段动脉弹性的年龄依赖性不同；4.动脉瘤处管壁弹性小于非动脉瘤处及健康者,弹性下降与动脉瘤的发生发展存在相关性。总之,DSCT结合血管半自动测量软件可准确评估动脉血管的弹性变化,在相关弹性病变早期检测及治疗效果评估方面具有潜在临床应用价值。