动脉粥样硬化( atherosclerosis,AS)是一组称为动脉硬化的血管病中最常见且最重要的一种。动脉硬化的共同特点是动脉发生了非炎症性、退行性和增生性改变,导致管壁增厚变硬,失去弹性和管腔缩小。AS的特点是在上述病变过程中,受累动脉的病变从内膜开始,先后有脂质和复合碳水化合物积聚、出血和血栓形成、纤维组织增生和钙质沉着,并有动脉中层的逐渐退变和钙化。病理变化主要累及体循环系统的大型弹力型动脉(如主动脉)和中型肌弹力型动脉(以冠状动脉和脑动脉罹患最多,肢体各动脉、肾动脉和肠系膜动脉次之)。受累动脉弹性减弱,脆性增加,易于破裂,其管腔逐渐变窄甚至完全闭塞,也可扩张而形成动脉瘤。可引起整个循环系统或个别器官的功能紊乱。美国心脏病学会2004年发布的统计资料表明,AS仍是美国头号杀手。随着经济社会的发展,血管性疾病的发病率已经排在各种疾病之首,是全球性重负和新世纪的挑战。经过长期的研究现已明确,颈动脉粥样硬化(carotid arteries atherosclerosis,CAS)与主动脉粥样硬化大约同时进行,而较冠状动脉粥样硬化发生要早。CAS与冠心病(cronary artery disease,CAD)、缺血性脑血管疾病显著相关,而且随着冠状动脉粥样硬化病变支数的增多,CAS严重程度也有明显增加。内皮细胞功能的损害往往是AS发生的始动环节,同时伴有动脉弹性功能的改变。所以,研究早期动脉弹性功能的改变对AS的发生、发展及其并发症的防治具有重要意义。动脉弹性减退是多种心血管危险因素对血管壁损害的综合表现,是早期血管病变的特异性和敏感性标志,临床上可以通过检测动脉可扩张性或弹性来反映动脉的病理改变。动脉弹性很难直接测得,目前一般采用非侵入性方法来定量评估动脉弹性功能,其评价方法主要有内径差、脉压、脉搏波传导速度(pulse wave velocity,PWV)、收缩期压力反射波增强指数(argumentation index,AI)、大动脉弹性指数、小动脉弹性指数、脉搏波舒张期衰减参数和血压测量时的袖带内压力震荡波分析、脉搏压力波测定及超声测定动脉直径随压力的改变程度。一直以来,临床上主要采用测量动脉PWV的方法作为动脉弹性的非侵入性测量方法。随着科学技术的日新月异,逐渐有应用超声检查评价动脉弹性的报道。Peterson于1960年提出的弹性系数(Ep)及僵硬度(β)均为能反映血管弹性(或顺应性)的物理变量,并在其后的研究中证实Ep和β均与PWV呈正相关。近年来,超声技术已经进展到无创检测可伸缩性、环周应力以及动脉内-中膜厚度(intima-media thickness,IMT)的微细变化。超声测量的这些参数能够反映血管的扩张性,已成为无创检测动脉功能的重要方法。随着超声技术的不断提高,利用组织多普勒成像(tissue Doppler imaging,TDI)、组织速度成像(tissue velocity imaging,TVI)、背向散射积分(integrated backscatter,IBS)等方法已用于临床评价动脉弹性。大量研究证实:高分辨力B型超声显像法检测颈动脉IMT已被公认是判定CAS的可靠指标;并认为IMT与动脉弹性存在良好的线性关系。后者是反映动脉缓冲系统早期功能改变的可靠指标。回声跟踪(echo-tracking,ET)技术是新近应用于临床的一项新技术,能够对血管前后壁的运动轨迹进行实时跟踪和描记,自动计算血管内径随心动周期的变化,并以曲线形式加以显示,其内置的数字化图像管理系统(enhance digital management system,e-DMS)可以自动计算Ep、β、顺应性(arterial compliance,AC)、AI及PWV等弹性指标,为快速、准确评价动脉血管的弹性功能提供了可能。本文的第一部分为动物实验研究。首先检测健康新西兰白兔颈总动脉的ET指标作为正常值,然后观察AS造模各阶段ET指标的改变,并结合病理结果,观察弹性指标在早期AS时是否发生变化,以探讨ET技术评价早期AS的可行性、准确性及弹性参数随AS的进展而改变的情况。本文的第二部分是应用ET技术检测健康成人颈动脉弹性指标,初步确定正常人颈动脉弹性参数的正常值及其影响因素,为临床诊断AS提供依据。本文的第三部分是在第二部分的基础上,应用ET技术评价各级高血压患者的颈动脉弹性功能。旨在探讨收缩压、舒张压、脉压等对动脉弹性的影响,并观察颈动脉IMT在各级高血压患者中的变化情况及与各弹性指标的相关性。第一部分:血管回声跟踪技术定量评价兔早期颈总动脉硬化的实验研究目的:首先应用高分辨力超声探查新西兰白兔颈总动脉的结构,再运用ET技术检测其弹性参数。以健康试验兔颈动脉弹性数据为基准,观察AS不同阶段的管壁结构和弹性变化,并结合颈总动脉病理变化判断早期AS弹性参数变化情况,着重探讨ET技术定量评价兔早期AS的可行性、准确性及各弹性参数的敏感性。方法:将4月龄39只健康新西兰白兔随机分为4组:即对照组、AS造模1、2组,每组各10只,雌雄各半;AS造模3组9只,雄兔5只,雌兔4只。0周时首先应用内配ET技术及内置数字化图像管理系统的Aloka SSD-5500 SV彩色多普勒超声诊断仪检测各试验兔麻醉后的右侧颈总动脉壁的形态和ET各指标,次日清晨禁食、水,于试验兔耳缘静脉取血进行血脂检测。之后对照组饲喂基础颗粒饲料,各造模组均饲喂高脂颗粒饲料(85%基础饲料、1%胆固醇、10%蛋黄粉、4 %猪油),每只均为100g/d,分两次饲喂,12小时一次。自由饮水。于喂养4周末将对照组和造模1组重复上述超声和血脂检测;于8周末将对照组和造模2组重复上述超声和血脂检测;于12周末将对照组和造模3组重复上述超声检测。分别于4、8周末检查完毕后将造模1组、造模2组处死(静脉气体栓塞法),于12周末将造模3组和对照组检查完毕后处死,按超声检测部位取出颈总动脉并进行病理分析。结果:每组各有8只试验兔进入数据统计,即各造模组雌雄各4只,对照组雄兔5只,雌兔3只。(1)0周时各组试验兔体重、收缩压、舒张压、血脂、心率、ET各指标无显著差别( P均> 0.05)。(2)对照组在4、8、12周末分别与造模1、2、3组体重、收缩压、舒张压、心率差异均无显著意义( P均> 0.05)。(3)造模1组于4周末血胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇均较对照组0周的基础状态显著增高(P < 0. 001),造模2组于8周末、造模3组于12周末上述血脂指标均显著高于对照组0周的基础状态(P < 0. 001)。(4)病理结果:对照组颈总动脉内膜光滑,内皮细胞排列整齐,厚薄均匀,平滑肌细胞层次清晰排列紧密,间质少,无脂质沉积。造模4周时内膜及平滑肌细胞间可见微量的脂质沉积,平滑肌层细胞排列较对照组疏松。造模8周时内膜内可见少量脂质沉积及散在分布的泡沫细胞,平滑肌层细胞间质增多,排列疏松。造模12周时管壁局部轻度隆起,内皮细胞数目略减少,内膜内出现较明显的脂质及泡沫细胞、增厚弥漫,部分平滑肌细胞萎缩,肌纤维间间质成分显著增多。(5)Ep于4周末时开始较0周时显著增高(P < 0.05);12周末分别与8周末、0周相比差异有统计学意义(P < 0.05、0.001)。β于8周末开始较0周时的对照组明显增高(P < 0.001);12周末分别与8周末、0周比较差异有统计学意义(P < 0.05、0.001)。PWV于8周末开始较0周明显增高(P < 0.05),12周末与0周比较差异有统计学意义(P < 0.001)。AC、Ds及Dd于12周末较0周时呈现明显变化(P < 0.05)。AI始终变化不明显。(6)Ep与β、Ds与Dd呈良好的正相关(r=0.6803、0.7539,P均< 0.001);β、Dd与PWV呈良好的正相关(r =0.5575、0.5405,P均< 0.05);AC与PWV呈负相关(r =-0.5442,P < 0.05)。结论:ET技术作为一种无创检查手段用于评价早期AS的动脉弹性减低是准确、可靠的,有望成为AS的筛选方法,在评价AS方面具有广泛的应用前景。第二部分:血管回声跟踪技术评价健康成人颈总动脉弹性及其影响因素的研究目的:动物实验已证实ET技术能准确评价早期AS的弹性改变,所以,研究弹性参数的正常值势在必行。本研究旨在探讨ET技术定量评价健康志愿者颈动脉弹性参数及其影响因素,确定相关参数的正常值,为临床诊断AS提供依据。方法:研究对象为180例健康志愿者,年龄20～76岁,平均年龄51.2±21.4岁。将受检者分为6个年龄组,即20～29岁组、30～39岁组、40～49岁组、50～59岁组、60～69岁组及70岁以上组;每组各30人,男女各半。应用血管ET技术获取双侧颈总动脉Ep、β及AC三项指标,并分析其与年龄、性别、IMT、心率和血压的关系。结果:(1)年龄与Ep和β显著正相关(r =0.704、0.653,P均< 0.001),而与AC显著负相关(r =-0.5878,P < 0.01);收缩压、脉压与Ep显著正相关(r =0.613、0.609,P均< 0.001);性别、心率、舒张压及IMT与Ep、β及AC相关性不显著。(2)在<40岁各年龄组中随增龄Ep和β逐渐增高(P均< 0.001),而AC减低(P均< 0.001);但在≥40岁各年龄组之间各参数变化较小,与40～49岁组之间无显著性差异。(3) Ep、β和AC的正常值在≥40岁时分别为118.68±34.25、8.70±2.55和0.73±0.26。<40岁时随年龄不同而异。结论:应用血管ET技术能够准确测定颈动脉弹性功能参数,为临床定量评价颈动脉弹性提供了一种可靠的新手段。第三部分:血管回声跟踪技术定量评价高血压病患者颈总动脉弹性的临床研究目的:在第二部分研究的基础上,探讨高分辨力超声显像结合ET技术定量评价原发性高血压患者颈总动脉弹性的可行性及临床应用价值,分析血压、IMT等因素与动脉弹性指标的相关性。方法:选择原发性高血压患者60例,男34例,女26例,年龄45～68岁,平均年龄56.17±8.78岁。按血压水平分为1级高血压组、2级高血压组和3级高血压组,每组各20例;以健康志愿者20例为正常对照组,男12例,女8例,年龄45～67岁,平均年龄54.77±9.55岁。应用高频线阵探头测量双侧颈总动脉IMT,采用ET技术获取双侧颈总动脉Ep、β及AC三项指标,分析这些指标与血压的关系。结果:(1)各组间收缩压、舒张压、脉压及平均动脉压差异均有统计学意义(P <0.05、0.001)。(2)随收缩压、舒张压、脉压的逐步升高Ep、β及IMT逐渐升高,而AC降低,各组间比较差异有统计学意义( P < 0.05、0.001);Ds、Dd在1级高血压组与对照组之间无明显变化,而2级高血压组、3级高血压组与对照组相比显著增大(P < 0.01)。(3)在本组高血压病患者中Ep、β、Ds、Dd、IMT和收缩压、舒张压、脉压、平均动脉压显著正相关(P < 0.05、0.01、0.001),AC与收缩压、舒张压、脉压、平均动脉压显著负相关(P < 0.05、0.01、0.001);Ep、β、Ds、Dd、IMT和心率相关性不显著。(4)Ep、β与IMT呈显著正相关(r =0.5953、0.7757,P均< 0.001),与AC显著负相关(r =-0.5237,P < 0.001)。Ds、Dd与IMT呈正相关(r =0.2750、0.2903,P < 0.05)。结论:随着血压的逐渐升高颈总动脉弹性逐渐减退,而IMT逐渐增厚;应用ET技术能够准确的定量评价颈总动脉弹性。