Các phương pháp đánh giá độ cứng động mạch

Cĩ một số phương pháp đánh giá độ cứng động mạch trên lâm sàng, chúng được chia ra 2 nhĩm: đánh giá cứng động mạch khơng xâm lấn và đánh giá độ cứng động mạch cĩ xâm lấn [84],[85].

1.2.2.1. Đánh giá độ cứng động mạch khơng xâm lấn

- Đánh giá thơng qua tốc độ lan truyền sĩng mạch PWV (Pulse Wave Velocity): Dựa trên tốc độ lan truyền sĩng mạch, sĩng áp lực mạch

sinh ra và lan truyền đến ngoại biên với tốc độ khác nhau tùy thuộc bản chất phân đoạn động mạch. Động mạch cĩ độ cứng cao, PWV lan truyền nhanh hơn so với động mạch cĩ độ cứng thấp [86].

+ PWV được quyết định bởi các yếu tố: Tính đàn hồi của thành động mạch, hình thái học của động mạch và độ nhớt của máu.

+ Chỉ số PWV được xác định theo phương trình của của Moëns- Kortewe [86].

PWV = √[(E.h) / (2r.ρ)] Trong đĩ: E là Modun đàn hồi của Young,

h là độ dày thành mạch r là bán kính

ρ là tỉ trọng máu

+ PWV chỉ đánh giá được cứng động mạch một vùng hay một đoạn động mạch.

+ PWV được tính bằng đo thời gian truyền sĩng mạch giữa đầu xa - đầu gần của đoạn động mạch và khoảng cách giữa hai điểm đo. Sĩng mạch trong từng động mạch (cảnh, đùi, quay và động mạch chày) cĩ thể thu nhận được thơng qua phương pháp ghi khơng xâm nhập bằng nhiều loại cảm biến khác nhau hoặc bằng đầu dị doppler liên tục. Thời gian truyền sĩng mạch được tính là thời gian trễ giữa sĩng mạch đầu gần và đầu xa xác định bởi phương pháp đo chân đến chân (foot-to-foot) hai chân sĩng áp lực. Chân sĩng mạch là điểm huyết áp tâm trương (HATTr) tối thiểu hoặc nét bắt đầu hướng lên của áp lực tâm thu sĩng mạch. Khoảng cách giữa hai điểm ghi đo trên bề mặt cơ thể bằng thước dây. Khoảng này khơng là khoảng cách đúng của sĩng mạch đi, mà chỉ là một ước lượng. Cách này cĩ thể tăng ở người béo phì và thấp ở bệnh nhân cĩ động mạch quanh co, gấp khúc.

+ Chỉ số PWV cĩ thể được đo tại các vị trí khác nhau:

 Giá trị PWV cảnh-quay, từ động mạch cảnh đến động mạch quay.  Giá trị PWV đùi-chày, từ động mạch đùi chung đến động mạch chày.  Giá trị PWV cảnh- đùi, từ động mạch cảnh đến động mạch đùi chung.  Giá trị PWV cánh tay-mắt cá chân, từ động mạch cánh tay đến

- Đánh giá độ cứng động mạch tại chỗ: Được đánh giá dựa trên sự co

giãn, giãn nở của thành động mạch thơng qua sự biến đổi về dung tích động mạch xảy ra do sự biến đổi về áp lực trong lịng mạch gây ra sự giãn nở của mạch máu.

+ Đánh giá độ cứng động mạch tại chỗ thơng qua các tính chất và cơng thức sau:

 Độ giãn nở mạch máu, được tính theo cơng thức [86]: D = ΔA / (A × PP) = (Ds2 –Dd2) / Dd2 × PP = (2ΔD × Dd + ΔD2) / Dd2 × PP

Trong đĩ:

ΔA: Khác biệt diện tích cắt ngang tâm thu và tâm trương động mạch PP: là áp lực máu

Ds và Dd: Đường kính động mạch tối đa, tối thiểu theo áp lực. ΔD: Thơng số khác biệt đường kính tâm thu và tâm trương. Dd: Đường kính động mạch cuối tâm trương.

 Co giãn động mạch được tính theo cơng thức [86]: C (cm2/ mmHg hoặc m2/Pa) = ΔA / PP

= π (Ds2-Dd 2) / 4PP = π (2.ΔD × Dd + ΔD2) / 4PP.

 Đánh giá cứng động mạch tại chỗ thơng qua chỉ số Modun đàn hồi: Mơ đun đàn hồi Young là một chỉ số đánh giá cứng động mạch, dựa trên nguyên tắc đo độ căng thành động mạch. Được tính tốn dựa vào thay đổi đường kính lịng động mạch và độ dày thành động mạch thể hiện như sau [86]:

Mơ đun đàn hồi (E)= (PP x D) / (ΔD × h) Trong đĩ:

h: Độ dày thành động mạch. PP: Áp lực máu trong lịng mạch. D: Đường kính động mạch.

Mơ đun đàn hồi Young là chỉ số nĩi lên tỷ số sức ép trên sức căng thành động mạch, đo độ cứng nội tại thành động mạch cĩ liên quan chặt chẽ với huyết áp tại thời đo.

+ Phương pháp đánh giá cứng động mạch tại chỗ thơng qua độ giãn nở và độ đàn hồi mạch máu, liên quan chặt chẽ với huyết áp tại thời điểm đo, do biểu thức về độ giãn nở và co giãn động mạch là hàm số của huyết áp động mạch.

+ Để đánh giá sự độc lập giữa huyết áp và cứng động mạch tại thời điểm đo, người ta dùng chỉ số cứng mạch beta (β). Chỉ số beta được xây dựng trên cơ sở cĩ hiệu chỉnh tốn học cho huyết áp . Chỉ số beta được chứng minh độc lập với huyết áp tại thời điểm đo, được xây dựng dựa trên sự chuyển đổi logarit giữa tỷ lệ huyết áp tâm thu (HATTh) và HATTr [86]:

β= [ln (SBP/DBP) × D]/ ΔD; với SBP là HATTh và DBP là HATTr. Tuy nhiên, chỉ số tính tốn phức tạp do đĩ ít được sử dụng trong thực tiễn lâm sàng.

- Cứng động mạch hệ thống: Đánh giá cứng động mạch hệ thống,

bằng phương pháp khơng xâm lấn thơng qua:

+ Co giãn động mạch hệ thống: Co giãn động mạch hệ thống là mối quan hệ giữa sự biến đổi về thể tích với mỗi đơn vị biến đổi áp lực mạch.

Cơng thức tính [86]:

Co giãn động mạch hệ thống = Ad / [R × (Ps-Pd)]

Trong đĩ: Ad là phần diện tích dưới đường cong áp lực mạch kỳ tâm

trương (từ cuối tâm thu đến kết thúc kỳ tâm trương) R: Tổng trở kháng ngoại vi

Ps: Huyết áp động mạch chủ tâm thu Pd: Huyết áp động mạch chủ tâm trương

Phương pháp đánh giá này, sĩng áp động mạch chủ được gián tiếp đánh giá thống qua trương lực mạch kế đặt ở động mạch cảnh phải. HATTh trung tâm thu được thơng qua huyết áp đo được tại động mạch cánh tay cùng thời điểm đo. Khi đĩ tổng kháng trở ngoại biên được tính: Huyết áp trung bình chia cho lưu lượng dịng máu trung bình chảy trong động mạch.

Co giãn hệ thống cịn được tính theo phương pháp đơn giản hơn, tỷ số này được tính dựa trên thể tích tống máu và áp lực mạch đập [86]:

Co giãn hệ thống = SV/ ΔP Trong đĩ:

SV: Thể tích tống máu ΔP: Hiệu áp lực mạch đập

Tuy nhiên, phương pháp này cĩ tính chính xác khơng cao do ước tính thể tích tống máu thường khĩ khăn, khơng chính xác, do đĩ phương pháp này cĩ giá trị thấp trong nghiên cứu và thực tiễn.

Ngồi ra co giãn động mạch hệ thống được tính theo các phương pháp khác như: Theo sức chứa động mạch lớn và theo dao động mạch nhỏ thơng qua sự phân tích sĩng mạch và mơ hình Windkessel bổ sung (phân tích ký đồ mạch tâm trương). Tại phương pháp này, cảm biến trương lực mạch đặt ở vị trí động mạch quay và một cảm biến giao động đặt ở động mạch quay của cánh tay cịn lại. Phân tích ký đồ mạch dựa trên hai chức năng dung chứa và sự dao động. Sử dụng ký đồ mạch lượng giá hoạt động (dung chứa) động mạch lớn và dao động của động mạch nhỏ, đại diện cho nguồn sơ cấp của sĩng phản xạ hay sự dao động trong hệ động mạch. Tuy nhiên, tính chính xác của co giãn lấy từ mơ hình Windkessel bổ sung cần được đánh giá nhiều hơn. Phương pháp này gặp hạn chế do sự khác biệt trong co giãn động mạch cánh tay và động mạch chân, xuất phát từ ảnh hưởng mạnh đặc tính tuần hồn vùng.

Thơng qua phân tích dạng sĩng mạch động mạch trung tâm (Động mạch chủ, cảnh chung) cĩ thể cung cấp thơng tin về cứng động mạch hệ thống. Các dạng sĩng mạch trung tâm chịu ảnh hưởng khơng chỉ bởi độ cứng cục bộ (trung tâm) mà cịn bởi các tính chất đàn hồi của tồn bộ mạng động mạch.

Sĩng áp lực động mạch bao gồm: sĩng phát sinh từ tống máu thất trái và sĩng dội lại từ ngoại biên. Cứng động mạch tăng khi PWV trong động mạch chủ dội về gốc động mạch chủ sớm trong kỳ tâm thu muộn khi tâm thất vẫn cịn tống máu, kết hợp sĩng dội với sĩng phát sinh từ thì tống máu làm gia tăng HATTh trung tâm. Tăng HATTh trung tâm và áp lực máu làm tăng sức căng thành động mạch, tiến triển của xơ vữa động mạch và phì đại thất trái do tăng hậu gánh.

Chỉ số gia tăng (AIx) thường dùng và đơn giản để đo tác động của phản hồi sĩng. Chỉ số AIx được tính theo cơng thức [86]:

AIx (%) = (ΔP / PP) × 100 Trongđĩ:

ΔP: là huyết áp gia tăng hay PP: là áp lực máu.

Đỉnh tâm thu thứ hai là vai của sĩng mạch và đỉnh đầu tiên là điểm tối đa của áp lực tâm thu trung tâm. Để xác định tác động của sĩng phản hồi trên tâm thất trái và động mạch vành, AIx nên tính từ sĩng áp lực của động mạch trung tâm, tức là động mạch chủ lên hay mạch cảnh.

- Đánh giá độ cứng động mạch thơng qua chỉ số cứng mạch động mạch lưu động (AASI)

Đánh giá qua kết quả đo huyết áp lưu động 24 giờ (ABPM) bằng chỉ số cứng động mạch lưu động AASI (Ambulatory arterial stiffness index) [87], [88].

Chỉ số AASI được tính tốn dựa trên phép tính độ dốc hồi qui của HATTr trên HATTh, các giá trị này thu được thơng qua các phép đo mặc định của ABPM trong 24 giờ.

Cơng thức tính chỉ số cứng động mạch lưu động AASI [87]: AASI = 1 - (hệ số gĩc hồi quy của HATTr/ HATTh) Trong đĩ:

HATTr: Huyết áp tâm trương. HATTh: Huyết áp tâm thu.

Đánh giá cứng động mạch bằng chỉ số AASI được khuyến cáo trong lâm sàng do tính thực tiễn cao. Nĩ thực hiện một cách thường qui ở bệnh nhân THA thơng qua đánh giá ABPM, mặt khác nĩ đảm bảo tốt tính riêng tư và cá nhân hĩa khi đánh giá. AASI cĩ thể bị ảnh hưởng và phụ thuộc vào tính chất cơ học của các tiểu động mạch nhỏ. Khi huyết áp thay đổi trong 24 giờ, AASI cĩ thể bị thay đổi ở các thời điểm biến đổi huyết áp khác nhau, đây chính là hạn chế khi đánh giá cứng động mạch bằng chỉ số AASI.

- Đánh giá độ cứng động mạch bằng chỉ số Tim-Cổ chân

CAVI là một chỉ số khơng xâm lấn mới, đánh giá tổng thể độ cứng động mạch từ gốc động mạch chủ tới động mạch cổ chân [89],[90]. CAVI tăng theo tuổi và trong nhiều bệnh lí xơ vữa động mạch cũng như liên quan đến với nhiều yếu tố nguy cơ của bệnh mạch vành như THA, ĐTĐ, rối loạn lipid máu và hút thuốc lá. Hơn nữa, CAVI giảm khi kiểm sốt được ĐTĐ và THA cũng như bỏ hút thuốc lá. Gần đây cĩ các báo cáo cho thấy CAVI và một vài thơng số chức năng thất trái cĩ mối tương quan, chỉ ra sự kết nối giữa cơ tim và chức năng mạch máu. Những cứ liệu trên chứng minh CAVI là một chỉ số sinh lí bệnh của xơ vữa động mạch và cũng cĩ thể là một chỉ số theo dõi những thay đổi trong điều trị.

Hình 1.4. Phương pháp đo CAVI

*Nguồn: Theo Shirai K. và cộng sự. (2011) [90]

+ Nguyên lí: CAVI được xây dựng dựa trên giả thuyết về thơng số độ cứng ß [89],[90].

- Giả thuyết thơng số độ cứng ß [89]:

ß = ln(Ps/Pd)/(∆D/Dd) (1) - Phương trình Bramwell-Hill: PWV2 = (∆P/ρ) x (V/∆V) (2) Trong đĩ: Ρ: là tỉ trọng máu V: là thể tích ∆V: là biến thiên thể tích ∆P=Ps-Pd

- Mặt khác: liên hệ giữa biến thiên thể tích và đường kính [89]: V/∆V = (D/∆D)/2 (2’)

- Thay thế vào phương trình (2), ta được: D/∆D = (2ρ/∆V) x PWV2 (3)

CAVI = ln(Ps/Pd) x (2ρ/∆P) x PWV2

Từ phương trình trên ta thấy, CAVI cĩ nguồn gốc từ thơng số β, được tính theo PWV và sẽ được đo bằng độ dài động mạch với biến thiên huyết áp thay vì đo bằng biến thiên đường kính động mạch.

PWV được tính bằng độ dài động mạch chia cho thời gian dẫn truyền sĩng mạch từ điểm xuất phát động mạch chủ ra tới động mạch chày trước. Thơng số này sẽ được máy đo dựa vào phân tích mạch kí dựa vào thuật tốn đặc biệt. Từ đĩ, CAVI được tính theo cơng thức trên.

+ Đặc điểm: Với sự kết hợp tham số độ cứng Beta và phương trình Bramwell-Hill đã giúp cho CAVI đánh giá được độ cứng động mạch trên tồn bộ động mạch, bắt đầu từ quai động mạch chủ lên đến động mạch mắt cá chân. Chính sự kết hợp của tham số Beta trong phép tính đã giúp CAVI độc lập với huyết áp tại thời điểm đo.

Các nghiên cứu đã chứng minh lợi điểm rõ ràng của CAVI: + Là kỹ thuật đo khơng xâm lấn, dễ dàng thực hiện.

+ Độc lập với huyết áp tại thời điểm đo.

+ Đánh giá được độ cứng trung tâm và ngoại biên.

Với những ưu điểm này: CAVI được đánh giá là chỉ số cĩ lợi, phù hợp dùng để đánh giá thường xuyên những tổn thương mạch máu cơ quan đích và nguy cơ tim mạch.

1.2.2.2. Đánh giá độ cứng động mạch xâm lấn

Đánh giá độ cứng động mạch xâm lấn được coi là tiêu chuẩn vàng trong đánh giá độ cứng động mạch. Phương pháp này địi hỏi cần hai thơng số huyết áp tại chỗ động mạch và sự biến thiên kích thước động mạch tại thời điểm đo tương ứng. Phương pháp đo cần được thực hiện chính xác thuần thục, huyết áp xâm lấn được đánh giá thơng qua thiết bị đo xâm nhập, đồng thời với đo kích thước động mạch được đánh giá thơng qua chụp mạch xâm lấn qua da.

Huyết áp xâm lấn được đánh giá dựa trên sự tác động trực tiếp của áp lực dịng máu lên bộ phận nhận cảm áp lực thơng qua hệ thống tiếp nhận và chuyển đổi tín hiệu. Các tín hiệu đĩ được thể hiện dưới dạng sĩng dao động liên tục.

Đánh giá huyết áp xâm lấn địi hỏi kỹ thuật phức tạp, chi phí cao, tuy nhiên phản ánh huyết áp chính xác. Được áp dụng trong theo dõi liên tục huyết áp ở bệnh nhân gây mê, hồi sức cấp cứu và các thủ thuật tim mạch [91].

- Đánh giá đường kính động mạch

Đánh giá thơng qua kết quả chụp động mạch cĩ thuốc cản quang thơng qua hệ thống chụp mạch DSA, đường kính động mạch được hệ thống máy tự động đo và phân tích.

Phương pháp phức tạp, chi phí cao, tuy nhiên là tiêu chuẩn vàng đánh giá kích thước động mạch. Kích thước động mạch sẽ được đo lại ở 2 thời điểm: tâm thu và tâm trương.

Vị trí đánh giá, thơng thường của phương pháp là tại gốc động mạch chủ lên. Bằng phương pháp xâm lấn, độ cứng động mạch cũng được đánh giá thơng qua vận tốc sĩng mạch. Vận tốc sĩng đoạn động mạch chủ lên - động mạch đùi được xác định bằng phương pháp xâm nhập kết hợp ngay trong lúc chụp động mạch vành nhờ bộ phận đánh giá trên hệ thống chụp mạch. Phương pháp này dựa phép ghi điện tim đồ với ghi áp lực động mạch xâm nhập tuần tự tại hai vị trí động mạch chủ lên và động mạch đùi chung, kết hợp phần mềm tính thời gian truyền sĩng để phân tích cho ra kết quả. Chiều dài đường đi sĩng được đo bằng chiều dài của catheter bắt đầu từ đỉnh ống đặt lịng mạch đến đuơi catheter. PWV xác định bằng cơng thức cổ điển khoảng cách chia cho thời gian.