Phương pháp đo độ cứng động mạch

Sau một thời gian, các nhà khoa học đã nhận thấy chỉ với hai chỉ số huyết áp chưa đủ để giải thích hết bản chất nguyên nhân của các bệnh lý tim mạch. Chính vì vậy các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu đánh giá bản chất động mạch hay độ cứng động mạch, bởi động mạch là một phần quan trọng của hệ tuần hoàn, và nó cũng có ảnh hưởng trực tiếp đến nhiều bệnh lý tim mạch.

1. Độ cứng động mạch là gì?

Trước tiên chúng ta cần biết lưới động mạch là một phần của hệ thống tuần hoàn trong cơ thể chúng ta, nó có hai chức năng thiết yếu đó là chức năng tạo đệm chủ yếu bởi các động mạch đàn hồi ở gần tìm và chức năng dẫn truyền. Hai chức năng này kết hợp với nhau trên khắp hệ thống động mạch. Tính đàn hồi giảm và chức năng ống dẫn sẽ tăng dần theo dạng bậc thang khi đi từ động mạch chủ đến động mạch ngoại biên. Tất cả gắn liền và phối hợp chức năng với tim để tạo thành một hệ tuần hoàn thống nhất.

Chính vì tim có vai trò đặc biệt trong hệ tuần hoàn nên rất được chú ý, quan tâm nghiên cứu. Còn hệ động mạch có vai trò khiêm tốn hơn nên ít được quan tâm nghiên cứu. Tuy nhiên, khi mà hai chỉ số huyết áp ngoại biên không đủ để có thể giải thích hết bản chất nguyên nhân của các bệnh lý tim mạch thì huyết động nội mạch đã được chú ý hơn. Các nhà khoa học còn cho rằng mọi biến cố tim mạch đều xảy ra qua đường động mạch. Chính vì vậy độ cứng động mạch đã được chú ý nghiên cứu nhiều hơn.

Độ cứng động mạch là thuật ngữ được sử dụng để xác định khả năng của động mạch dãn ra và co lại theo chu kỳ co bóp tống máu của tim. Các thuật ngữ khác như: dung suất, trương phồng và độ đàn hồi đều là khía cạnh khác nhau của độ cứng động mạch. Các thuật ngữ này tuy có quan hệ với nhau nhưng không hoàn toàn đồng nghĩa với nhau, mọi người cần hiểu đúng để phân biệt.

Độ cứng động mạch cũng không đồng nghĩa với xơ cứng động mạch, vữa xơ động mạch hay lắng đọng canxi thành mạch.

Trong cơ thể chúng ta, các động mạch lớn không đơn giản chỉ là những đường ống dẫn máu. Mà chúng còn hoạt động như một bộ đệm cho dòng máu đi ra từ tim. Chức năng này được thực hiện thông qua tính đàn hồi của thành động mạch. Để đánh giá chi tiết về lưới động mạch cần có thông tin về kiểu xung động mạch – tức là các kiểu sống áp lực động mạch- và thông tin về cách di chuyển của thành động mạch trong đáp ứng đối với các biến đổi của các dạng sóng áp lực – các dạng sóng căng phồng động mạch.

Độ cứng động mạch là thuật ngữ được sử dụng để xác định năng lực của động mạch dãn ra và co lại theo chu kỳ co bóp tống máu của tim

2. Các chỉ số của độ cứng động mạch

2.1. Áp lực mạch đập (PP)

Áp lực mạch đập là hiệu số giữa huyết áp tâm thu và huyết áp tâm trương. Chỉ số này từ lâu đã được công nhận là một dấu hiệu có giá trị của độ cứng động mạch. Nguyên nhân là vì nó phụ thuộc vào cung lượng tim, độ cứng động mạch lớn và sự phản hồi sóng.

Tuy nhiên huyết áp mạch đập không nắm giữ giá trị nào của sự biến đổi về lượng, vì vậy nó không phải là một thước đo thực sự của độ cứng động mạch. Song các dữ liệu nghiên cứu cho thấy áp lực mạch đập dự báo nguy cơ bệnh mạch vành tốt hơn việc đo huyết áp ở những người trên 50 tuổi.

2.2. Dung suất và trương phồng động mạch

Dung suất động mạch (Comliance-C) là sự thay đổi về thể tích cho một đơn vị thay nhất định về áp lực đã được xác định theo công thức sau: C = Δ V / ΔP (m3 / kPa ).

Lưới động mạch trong một cơ thể không thay đổi về chiều dài, do đó khi khảo sát trên một mạch máu cụ thể, ta có thể tính dung suất cắt ngang C = ΔA / ΔP (A diện tích cắt ngang lòng mạch). Hay để đơn giản ta cũng có thể tính như sau C = ΔD / ΔP (D đường kính mạch máu) cũng đủ đánh giá dung suất tại chỗ của mạch máu cần khảo sát.

Trương phồng mạch (Distensibility-D) là dung suất chia thể tích ban đầu cho một đơn vị biến đổi áp lực D = ΔV / (V × ΔP) kPa-1 . Với V là thể tích ban đầu.

2.3. Mô đun đàn hồi

Mô đun đàn hồi là mối quan hệ giữa sức ép và sức căng.

Mô đun đàn hồi áp lực căng (Ep): Ep = (ΔP * D) / ΔD (kPa). Với D là đường kính tâm trương.ΔP là hiệu áp tâm thu trừ tâm trương.ΔD là hiệu số đường kính tâm thu trừ tâm trương.Mô đun đàn hồi (E) là mô đun đàn hồi theo chiều dọc của động mạch, nó đòi hỏi thông số về độ dày thành để tính toán theo công thức sau: E =(D/2h) * Ep (kPa). Ở đây h là độ dày thành.

2.4. Chỉ số độ cứng

Chỉ số độ cứng là chỉ mục của độ cứng động mạch độc lập với áp lực, được tính theo công thức sau: β = ln (Ps / Pd) / [(Ds-Dd)/Dd] trong đó:

Ps: áp lực tâm thuPd: áp lực tâm trươngDs: đường kính động mạch tâm thuDd: đường kính động mạch tâm trương

2.5. Chỉ số gia tăng (Alx)

Chỉ số gia tăng là tỷ lệ áp lực gia tăng của động mạch chủ lên trên áp lực mạch đập, có thể tính theo công thức sau: AIx = [(Ps – Pi) / (Ps-Pd)] x 100% trong đó:

Pi: áp lực tại điểm sóng phản hồi.

Chỉ số gia tăng có nhiều hạn chế như kết quả sai lầm khi điểm uốn không dễ thấy, và nó còn bị ảnh hưởng bởi nhịp tim.

2.6. Tốc độ sóng mạch (PWV)

Tốc độ sóng mạch là một đo lường gián tiếp độ cứng động mạch trên một đoạn. Thời gian truyền sóng mạch được đo bằng hai trương lực mạch kế đặt trên đoạn mạch ngoại vi, khoảng cách được đo trực tiếp trên da. Công thức tính tốc độ sóng mạch:

PWV = Khoảng cách / Δt (ms-1 ). Trong đó Δt = thời gian truyền sóng.

Ngoài ra, tốc độ sóng mạch còn được tính theo một công thức khác:

PWV = √ (E x h/2rρ). Trong đó ρ là tỉ trọng của chất lỏng (1,05 cho máu).

2.7 Dung suất hệ thống

Kỹ thuật đo dung suất hệ thống dựa trên ghi mạch ở mức độ các động mạch quay và nhận diện phản xạ ở kỳ tâm trương như là sóng hình sin tắc dần.

C = ∆V/∆P (cm3 /mmHg)

3. Các phương pháp đo độ cứng động mạch

Các phương pháp đo độ cứng động mạch được chia thành hai nhóm là Đo độ cứng động mạch không xâm nhập và Đo độ cứng xâm nhập

3.1. Đánh giá độ cứng động mạch không xâm nhập

3.1.1. Độ cứng động mạch vùng hay một đoạn động mạch

Độ cứng động mạch vùng hay một đoạn động mạch được đánh giá thông qua tốc độ sóng mạch (PWV). Khi tâm thất trái co đẩy máu vào động mạch chủ, việc giãn thành động mạch chủ tạo ra một sóng áp lực mạch. Sóng này lan truyền đến các mạch ngoại biên với tốc độ khác nhau, tùy thuộc vào phân đoạn động mạch. Ở người động mạch cứng hơn, tốc độ lan truyền sẽ nhanh hơn.

PWV = √[(E.h) / (2r.ρ)], trong đó

E là Modun đàn hồi của Young.h là độ dày thành mạch.r là bán kính.ρ là tỷ trọng máu.

Tốc độ sóng mạch động mạch cảnh – động mạch đùi phản ánh tốc độ sóng mạch động mạch chủ và được coi là tiêu chuẩn vàng đo độ cứng động mạch. Đây là một yếu tố quan trọng dự báo độc lập tỷ lệ mắc mới và tỷ lệ tử vong vì bệnh tim mạch trong dân số chung và trong các bệnh nhân tăng huyết áp, bệnh nhân suy thận giai đoạn cuối và người cao tuổi.

3.1.2. Độ cứng động mạch tại chỗ

Được đánh giá qua độ trương phòng và dung suất động mạch.

Trương phồng động mạch được tính theo công thức

D = ΔA / (A × ΔP)

= (Ds 2 –Dd 2 ) / Dd 2 × ΔP

= (2ΔD × Dd + ΔD 2 ) / Dd 2 × ΔP.

Với:

ΔA là sự khác biệt diện tích cắt ngang tâm thu và tâm trương động mạch.ΔP là hiệu áp mạch.Ds và Dd là đường kính động mạch tối đa và tối thiểu theo sự thay đổi áp suất. ΔD là sự khác biệt trong đường kính động mạch tâm thu và tâm trương. Dd đường kính động mạch cuối tâm trương

Dung suất động mạch là biểu hiện của sự biến đổi thuần túy trong dung tích động mạch cho một đơn vị biến đổi áp lực và được tình: Dung suất ký hiệu C (cm2 /mmHg hoặc m2 /Pa)

C = ΔA / ΔP = π (Ds 2 -Dd 2 ) / 4ΔP

= π (2.ΔD × Dd + ΔD2 ) / 4ΔP.

Độ cứng động mạch độc lập với tác động của huyết áp được gọi là chỉ số cứng mạch beta (β).

β = [ln (SBP / DBP) × D] / ΔD; trong đó:

SBP huyết áp tâm thu.DBP huyết áp tâm trương

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng độ cứng động mạch cục bộ có liên hệ đáng kể với tăng nguy cơ tim mạch ở bệnh nhân thận giai đoạn cuối.

3.1.3. Độ cứng động mạch hệ thống

Được đánh giá dựa vào một trong các chỉ số sau đây:

Dung suất động mạch hệ thống: dung suất động mạch là sự biến đổi về thế tích với mỗi đơn vị biến đổi áp lực mạchChỉ số gia tăng: phân tích ký đồ sóng mạch.Phân tích sóng mạch thể tích số hóaChỉ số cứng mạch lưu động: dựa vào ghi huyết áp lưu động 24 giờ cho phép tính độ dốc hồi quy của áp suất tâm trương trên huyết áp thâm thu. Chỉ số cứng động mạch lưu động (AASI) = AASI = 1 – (hệ số góc hồi quy của huyết áp tâm trương / huyết áp tâm thu).

3.2. Đánh giá độ cứng động mạch xâm nhập

Để xác định độ cứng mạch cần nhất hai thông số đó là huyết áp tại chỗ động mạch khảo sát và biến thiên kích thước mạch máu tương ứng. Trong đó đo huyết áp xâm nhập là tiêu chuẩn vàng của đánh giá huyết áp. Còn kích thước mạch máu biến thiên có được từ chụp nhuộm mạch máu có thuốc cnar quang.

Đo áp lực xâm nhập có thể chỉ bằng dụng cụ đơn giản là một cột thủy tinh nước được nối với mạch máu. Vào năm 1733, hệ thống này đã được sử dụng để đo huyết áp của ngựa. Ngày nay, cột thủy tinh đã được thay bằng ống chất dẻo để sử dụng đo áp lực tĩnh mạch trung tâm trên lâm sàng.

Việc đánh giá độ cứng động mạch xâm nhập cũng được chia thành:

Đánh giá độ cứng mạch vùng xâm nhập

Đánh giá độ cứng mạch tại chỗ xâm nhập

Đánh giá độ cứng mạch hệ thống hay chỉ số gia tăng xâm nhập