超声多普勒对颈总动脉云雾样声像的临床研究

    【摘要】  目的  探讨颈总动脉（CCA）云雾样声像（CUI）的血流动力学特点,以此论证其性质。方法  将原发性高血压患者和正常人双侧CCA内CUI观察区限于分叉部以下长约3～4cm,高频超声在其两端分别测量上游最大流量（UFQmax）,下游最大流量（DFQmax），二者差值为最大返流量（RQmax）；返流最大截面积（RAmax）和对应2D截面积（Acui）；偏离轴心流体（DAVF）最大流速至轴心距离（r-a）。结果  原发性高血压组（观察组）CUI内返流频谱特点呈脉动流模式，两组RQmax、Acui、RAmax及r-a 值比较差异有非常显著性（P<0.01），观察组RQmax与r-a值相关性好（P<0.05）。结论  观察组CUI所致血流动力学改变符合达西定律,其CUI充当了多孔介质。

　　【关键词】  颈总动脉；云雾样声像；超声多普勒；血流动力学
  
　　Clinical study on cloudy ultrasonic image of carotid artery detected in ultrasonic Doppler

　　ZHANG Hong，ZHOU Min.

　　Department of Ultrasonography,Guangzhou Disabled Persons Rehabilitation Center,Guangzhou 510635,China

　　【Abstract】  Objective  To study the blood flow behavior of Cloudy-like Ultrasonic Image （CUI）on common carotid artery （CCA） and infer the property of CUI.Methods  The CUI of bilateral CCA provided by patients with essential hypertension and healthy subjects was fixed 3～4cm length below bifurcation.High frequency ultrasony （HFU） was used to the following:maxi-up-flow quantity UFQmax and maxi-down-flow quantity DFQmax measured at the two points,maxi-regurgitation quantity RQmax （difference between above）;maxi-regurgitation area ratio RAmax,Acui （the area of 2D corresponded to the former）;r-a ［distance between maxi flow velocity of the deviate axes-velocity fluid （DAVF） to axes-velocity］.Results  Revers-flow velocity wave with pulsating-mode showed in patients CUI.RQmax,RAmax,Acui,r-a compared between the two groups all were P<0.01;RQmax was related to r-a （P<0.05） in investigated group.Conclusion  The CUI of investigated group play an important role in the system as porous medium being concordant to the Darcy law on haemodynamics.

　　【Key words】  common carotid artery;cloud-like ultrasonic image；ultrasonic doppler;haemodynamics

    笔者用高频超声在绝大多数成年人双侧颈总动脉（CCA）内发现云雾样声像（CUI）的存在，此前无文献记载，也许超声诊断学方面误认为声学假象而受到忽视。本研究从血流动力学方面探讨其临床价值。

　　1  资料与方法

　　1.1  一般资料 

　　n123例，男10例，女13例，平均年龄（63.39±14.23）岁,双侧CCA（n1=46），均符合WHO/ISH 1999年高血压诊断标准。并排除CCA有软、硬斑块者;严重心衰、心律失常和瓣膜性疾病等亦不作为本研究对象。正常n221例，男10例，女11例，平均年龄（57.48±16.18）岁，双侧CCA（n2=42）。由2D、PW确定上述CCA内存在CUI（图1）。

　　1.2  研究方法 

　　仪器：EUB-8500超声诊断仪，探头频率7.5～13MHz。方法：被检者取仰卧位，（1）2D、CDFI于收缩末期后测量两组返流最大截面积（RAmax）及对应CUI截面积（Acui）（手动法）（图2）。（2）2D、PW在观察区两端测量收缩期血管截面积（椭圆法）同时测量峰值流速（Vmax）（取3个心动周期平均值）［1］，获得近心端dS1、V1和远心端dS2、V2，根据质量流量守恒定律dS1V1=dS2V2［2］计算同一血管内上游最大流量（UFQmax）和下游最大流量（DFQmax）及两者差值为最大返流量（RQmax）,即UFQmax-（DFQmax+RQmax）=0。（3）CVI于收缩期测量偏离轴心流体（DAVF）最大流速与同侧内膜距离（a）、管腔内径（D）,D/2=r 为理论轴心流速距离，r-a 为DAVF最大流速与轴心距离［3，4］（图3）。

　　1.3  统计学方法 

　　数据用（x±s）表示，组间比较用t检验，非参数（Mann-Whitney）检验，方差分析，P<0.05为有统计学意义；相关性分析用Pearsons分析，P<0.05为相关性好。

　　2  结果

　　2.1  超声多普勒对颈总动脉云雾样声像的临床研究 

　　两组CUI均位于CCA分叉部以下管腔一侧，横切约在8→4点顺时针范围，观察组CUI近分叉部回声密集，全程多次取样均获得脉动流模式反向血流频谱,对照组反向血流频谱出现时间较迟（图2、图4）。CVI显示收缩期观察组CUI区流速明显缓慢，其两端存在速度差，来自上游血流最大流速明显偏离管腔中线［4］，表现为DAVF流态，对照组改变不明显（图3）。    图1a  CCA无云雾样声像收缩期单向血流频谱（频谱为正常三峰形,频窗存在,包络线较光滑）  图1b  CCA有云雾样声像收缩期双向血流频谱（频谱呈双峰形，频窗消失，包络线较粗糙）  图2a  观察组颈总动脉内云雾样声像图  图2b  对照组颈总动脉内云雾样声像图  图2c  观察组CCA云雾样声像与其内返流信号图（左图红色区为RAmax，右图CUI区为Acui）  图2d  对照组CCA云雾样声像与其内返流信号图（左图蓝色区为RAmax，右图CUI区为Acui）  图3  观察组和对照组CCA观察区彩色速度图（3a：观察组CUI区流速明显减低，DAVF明显偏离轴心为层流声像；3b：对照组CCA内无轴心速度偏离声像）    图4a  观察组CCA观察区双向血液信号图（以此搜索CUI的远心端）  图4b、图4c  观察组CCA观察区双向血流信号图（4b：返流血流及其脉动流式频谱；4c：DAVF及其频谱）  图4d  对照组CCA观察区双向血流信号图（蓝色及向下频谱为返流信号）

　　2.2  两组Acui、RAmax和 r-a比较 

　　见表1。表1  两组Acui、RAmax、r-a值比较（略）注：与对照组比较,*P<0.01

　　2.3  两组UFQmax，DFQmax和RQmax比较 

　　见表2。表2  两组 UFQmax,DFQmax,RQmax 比较（略）注：RQmax=UFQmax-DFQmax,*AVONA，++ Npar Test

　　2.4  相关性分析 

　　（1）两组UFQmax与DFQmax相关性好，观察组：r=0.678，P<0.001;对照组：r=0.914，P<0.001。（2）观察组RQmax与r-a相关性好：r=0.38，P<0.05；对照组RQmax与 r-a不相关：r=0.036，P>0.05。

　　2.5  声像图与研究数据分析 

　　CUI结构特点：两组RAmax和Acui数据显示前者大小直接与后者成比例；CUI于观察组观察区显示轴心流速偏移呈不对称流体声像［5，6］，因而可将观察组CUI视为孔径在红细胞直径7～9μm范围的多孔结构（理论上为n个单元结构所组成）。CUI血流动力学特点:（1）心动周期图和循环中各节段血压变化图［7］提示左室和CCA最大压强梯度出现在收缩期，舒张期最小，因而正常人大动脉血流为脉动流（脉压4.0～5.3kPa）。Abassade P等所做一组原发性高血压患者药物试验—超声心动图测量胸主动脉PWV显示:用药前后脉压由9.45kPa降至8.17kPa，动脉两端PWV由10.5m/s降至7.15m/s,PWV与心率（HR）呈线性相关y=194x-53;r= 0.56;P=0.029。由此证实由脉冲波显示的PWV与流体压强梯度ΔP（kPa/s）成正比（ΔP=dp/dt，dp脉压，dt= 1/HR×60心动周期）［8］。本试验观察组返流速度与同时相DAVF速度绝对值成正比,方向相反，随脉压波动呈周期性变化，对照组却无此比例关系。即观察组反向PWV与流体压强梯度ΔP呈正比，与ΔP方向相反，收缩期获得RQmax（表2）可证实。（2）观察组r-a值和RQmax明显大于对照组（表1、表2），结果显示两者相关性好，流量的损失（DFQmax<UFQmax）使DAVF偏离轴心后仍处于层流状态。

　　3  讨论

　　综上所述，原发高血压组CUI血流动力学特点，无论从微观分析还是从宏观论证，均证明符合达西（Darcy）定律，即渗流公式：v=Q/s=-κ/η×dp/dx （v：渗流速度；s：渗流面积；Q：渗流量；κ：渗透系数；η：流体黏度；dp/dx：流体压强梯度），此为多孔介质中的渗流速度与压强梯度成正比，与压强梯度方向相反［2，9］（观察组反向流速视为渗流速度；观察组RQmax视为渗流量；κ/η 在观察组为一常数）。依此反向推理:原发性高血压组CUI具备了多孔介质功能，为多孔结构的假设成立。对照组尚无足够依据。

　　本试验以血流动力学特点与相关试验做参照论证了高血压组CCA内云雾样声像的性质，从而质疑其颈总动脉内有滞留物存在可能，将对生物流体力学和临床医学均有研究价值。

　　【参考文献】

　　1  Tortoli P,Bammbi G,Guidi F,et al.Toward a better quantitative measurement of aortic flow.Ultrasound Med Biol，2002,28（2）:249-257.

　　2  王海婴.大学基础物理学,第2版.北京：高等教育出版社,2004,162-164，175-177.

　　3  Tan TY,Schminke U,Lien LM,et al.Extracranial internal carotid artery occlusion:the role of common carotid artery volume flow.J Neuroimaging,2002,（2）：144-147.

　　4  曾照芳,翟建才.临床检验仪器学.北京：人民卫生出版社,2004,266.

　　5  Sugihara-Seki M,Skalak R.Force acting on spheres adhered to a vessel wall.Biorheology,1997,34（4-5）:249-260.

　　6  Sugihara-Seki M,Skalak R.Asymmetric flows of spherical particles in a cylindrical tube.Biorheology,1997,34（3）:155-169.

　　7  刘力生.高血压.北京：人民卫生出版社,2003,75-79.

　　8  Abassade P，Baudouy PY,Longuerille G,et al.Effects of sublingual nifedipine on the velocity of pulse wave evaluated by Doppler echocardiography of the thoracic aorta.Ann Cardiol Angeiol （Paris）,1993,42（6）:289-96.

　　9  严宗毅.低雷诺数流理论.北京：北京大学出版社,2002,107-108.

　　作者单位： 510635 广东广州，广州市残疾人康复中心超声科（△通讯作者）

　　（编辑：李建伟）

　　（收稿日期：2005-11-25）