Độ Cứng Động Mạch: Tất tần tật những điều bạn cần biết
Sau một thời gian, các nhà khoa học nhận thấy rằng chỉ hai chỉ số huyết áp (tâm thu và tâm trương) là chưa đủ để giải thích hết nguyên nhân của các bệnh lý tim mạch. Vì vậy, họ đã tiến hành nghiên cứu đánh giá bản chất động mạch, hay còn gọi là độ cứng động mạch. Động mạch là một phần quan trọng của hệ tuần hoàn và có ảnh hưởng trực tiếp đến nhiều bệnh lý tim mạch.
1. Độ Cứng Động Mạch Là Gì?
Định nghĩa: Độ cứng động mạch là khả năng của động mạch giãn 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 các khía cạnh khác nhau của độ cứng động mạch, tuy có liên quan nhưng không hoàn toàn đồng nghĩa.
Để hiểu rõ hơn, chúng ta cần biết rằng hệ thống động mạch có hai chức năng chính: tạo đệm (nhờ các động mạch đàn hồi gần tim) và dẫn truyền. Tính đàn hồi giảm dần và chức năng ống dẫn tăng dần từ động mạch chủ đến các động mạch ngoại biên. Tất cả phối hợp nhịp nhàng với tim để tạo thành một hệ tuần hoàn thống nhất. (Tham khảo: https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/HYPERTENSIONAHA.121.17462)
Trước đây, tim thường được chú ý nhiều hơn trong nghiên cứu về hệ tuần hoàn. Tuy nhiên, khi nhận thấy hai chỉ số huyết áp ngoại biên không đủ để giải thích hết các bệnh lý tim mạch, các nhà khoa học đã quan tâm hơn đến huyết động nội mạch và cho rằng mọi biến cố tim mạch đều có liên quan đến động mạch.
Lưu ý quan trọng: Độ cứng động mạch không đồng nghĩa với xơ cứng động mạch, vữa xơ động mạch hay lắng đọng canxi thành mạch. Xơ vữa động mạch là tình trạng mảng bám tích tụ trong lòng động mạch, làm hẹp hoặc tắc nghẽn dòng máu. (Tham khảo: https://www.heart.org/en/health-topics/cholesterol/about-cholesterol/atherosclerosis)
Trong cơ thể, các động mạch lớn không chỉ là ống dẫn máu đơn thuần mà còn hoạt động như một bộ đệm cho dòng máu từ tim. Chức năng này được thực hiện nhờ tính đàn hồi của thành động mạch. Để đánh giá chi tiết về hệ thống động mạch, cần có thông tin về kiểu xung động mạch (sóng áp lực động mạch) và cách thành động mạch phản ứng với các biến đổi của sóng áp lực (sóng căng phồng động mạch).
2. Các Chỉ Số Của Độ Cứng Động Mạch
2.1. Áp Lực Mạch Đập (PP)
Định nghĩa: Áp lực mạch đập là hiệu số giữa huyết áp tâm thu (số đo khi tim co bóp) và huyết áp tâm trương (số đo khi tim giãn ra). Ví dụ, nếu huyết áp của bạn là 120/80 mmHg, thì áp lực mạch đập là 120 - 80 = 40 mmHg.
Ý nghĩa: Chỉ số này từ lâu đã được công nhận là một dấu hiệu có giá trị của độ cứng động mạch vì nó phụ thuộc vào cung lượng tim (lượng máu tim bơm ra), độ cứng của động mạch lớn và sự phản hồi sóng. (Tham khảo: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5564247/)
Lưu ý: Tuy nhiên, áp lực mạch đập không phải là thước đo thực sự của độ cứng động mạch vì nó không nắm giữ giá trị của sự biến đổi về lượng. Dù vậy, các nghiên cứu cho thấy áp lực mạch đập có khả năng dự báo nguy cơ bệnh mạch vành tốt hơn so với việc đo huyết áp thông thường ở những người trên 50 tuổi.
2.2. Dung Suất và Trương Phồng Động Mạch
Dung suất động mạch (Compliance - C): Là sự thay đổi về thể tích cho một đơn vị thay đổi nhất định về áp lực. Công thức tính: C = ΔV / ΔP (m3 / kPa ). Trong đó:
- ΔV: Sự thay đổi thể tích.
- ΔP: Sự thay đổi áp lực.
Vì chiều dài lưới động mạch trong cơ thể không thay đổi, khi khảo sát trên một mạch máu cụ thể, ta có thể tính dung suất cắt ngang: C = ΔA / ΔP (A là diện tích cắt ngang lòng mạch). Hoặc đơn giản hơn, C = ΔD / ΔP (D là đường kính mạch máu) cũng đủ để đánh giá dung suất tại chỗ.
Trương phồng mạch (Distensibility - D): Là dung suất chia cho thể tích ban đầu cho một đơn vị biến đổi áp lực: D = ΔV / (V × ΔP) kPa-1 . Trong đó:
- V: Thể tích ban đầu.
2.3. Mô Đun Đàn Hồi
Định nghĩa: Mô đun đàn hồi là mối quan hệ giữa sức ép và sức căng, cho biết độ cứng của vật liệu.
Mô đun đàn hồi áp lực căng (Ep): Ep = (ΔP * D) / ΔD (kPa). Trong đó:
- D: Đường kính tâm trương.
- ΔP: Hiệu áp tâm thu trừ tâm trương.
- ΔD: 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, cần thông số về độ dày thành để tính toán: E =(D/2h) * Ep (kPa). Trong đó:
- h: Độ dày thành mạch.
2.4. Chỉ Số Độ Cứng
Định nghĩa: Chỉ số độ cứng là chỉ mục của độ cứng động mạch độc lập với áp lực, được tính theo công thức:
β = ln (Ps / Pd) / [(Ds-Dd)/Dd]
- Trong đó:
- Ps: Áp lực tâm thu.
- Pd: Áp lực tâm trương.
- Ds: Đường kính động mạch tâm thu.
- Dd: Đường kính động mạch tâm trương.
- Trong đó:
2.5. Chỉ Số Gia Tăng (AIx)
Định nghĩa: Chỉ số gia tăng là tỷ lệ áp lực gia tăng của động mạch chủ lên trên áp lực mạch đập, được tính theo công thức:
AIx = [(Ps - Pi) / (Ps-Pd)] x 100%
- Trong đó:
- Pi: Áp lực tại điểm sóng phản hồi.
- Trong đó:
Lưu ý: Chỉ số gia tăng có nhiều hạn chế, ví dụ như kết quả sai lầm khi điểm uốn không dễ thấy và bị ảnh hưởng bởi nhịp tim.
2.6. Tốc Độ Sóng Mạch (PWV)
Định nghĩa: Tốc độ sóng mạch là một đo lường gián tiếp độ cứng động mạch trên một đoạn. Khi tim bơm máu vào động mạch chủ, một sóng áp lực được tạo ra và lan truyền dọc theo các động mạch. Tốc độ lan truyền của sóng này phụ thuộc vào độ cứng của thành động mạch. Động mạch càng cứng, sóng lan truyền càng nhanh.
Cách đo: 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 (m/s). Trong đó:
- Δt = Thời gian truyền sóng.
Ngoài ra, tốc độ sóng mạch còn được tính theo công thức khác:
PWV = √ (E x h/2rρ). Trong đó:
- ρ: 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.
Công thức:
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 chính:
- Đo độ cứng động mạch không xâm nhập (không cần can thiệp vào cơ thể).
- Đo độ cứng động mạch xâm nhập (cần can thiệp vào cơ thể).
3.1. Đánh Giá Độ Cứng Động Mạch Không Xâm Nhập
3.1.1. Độ Cứng Động Mạch Vùng hay Một Đoạn Động Mạch
Phương pháp: Đánh giá thông qua tốc độ sóng mạch (PWV). Khi tâm thất trái co bóp, máu được đẩy vào động mạch chủ, làm giãn thành động mạch và tạo ra một sóng áp lực. Sóng này lan truyền đến các mạch ngoại biên với tốc độ khác nhau, tùy thuộc vào phân đoạn động mạch. Ở người có động mạch cứng hơn, tốc độ lan truyền sẽ nhanh hơn.
Công thức:
PWV = √[(E.h) / (2r.ρ)]
- Trong đó:
- E: Modun đàn hồi của Young.
- h: Độ dày thành mạch.
- r: Bán kính.
- ρ: Tỷ trọng máu.
Tiêu chuẩn vàng: 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 để 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 do bệnh tim mạch ở dân số chung, bệnh nhân tăng huyết áp, suy thận giai đoạn cuối và người cao tuổi. (Tham khảo: https://www.escardio.org/Journals/E-Journal-of-Cardiology-Practice/Volume-10/Arterial-stiffness-assessment-and-clinical-implications)
3.1.2. Độ Cứng Động Mạch Tại Chỗ
Phương pháp: Đánh giá qua độ trương phồng và dung suất động mạch.
Trương phồng động mạch (D):
D = ΔA / (A × ΔP)
= (Ds 2 –Dd 2 ) / Dd 2 × ΔP
= (2ΔD × Dd + ΔD 2 ) / Dd 2 × ΔP.
- Trong đó:
- ΔA: Sự khác biệt diện tích cắt ngang tâm thu và tâm trương động mạch.
- ΔP: Hiệu áp mạch.
- Ds và Dd: Đường kính động mạch tối đa và tối thiểu theo sự thay đổi áp suất.
- ΔD: 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 (C):
C = ΔA / ΔP = π (Ds 2 -Dd 2 ) / 4ΔP
= π (2.ΔD × Dd + ΔD2 ) / 4ΔP.
Chỉ số cứng mạch beta (β): Độ cứng động mạch độc lập với tác động của huyết áp.
β = [ln (SBP / DBP) × D] / ΔD
- Trong đó:
- SBP: Huyết áp tâm thu.
- DBP: Huyết áp tâm trương.
Nghiên cứu cho thấy: 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
Phương pháp: Đánh giá dựa vào một trong các chỉ số sau:
- Dung suất động mạch hệ thống: Sự biến đổi về thể tích với mỗi đơn vị biến đổi áp lực mạch.
- Chỉ số gia tăng: Phân tích ký đồ sóng mạch.
- Phân tích sóng mạch thể tích số hóa.
- Chỉ số cứng mạch lưu động (AASI): Dựa vào ghi huyết áp lưu động 24 giờ cho phép tính độ dốc hồi quy của áp suất tâm trương trên huyết áp tâm thu. 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
Nguyên tắc: Để xác định độ cứng động mạch, cần hai thông số: huyết áp tại chỗ động mạch khảo sát và biến thiên kích thước mạch máu tương ứng. Đo huyết áp xâm nhập là tiêu chuẩn vàng để đánh giá huyết áp, còn kích thước mạch máu biến thiên có được từ chụp nhuộm mạch máu có thuốc cản quang.
Lịch sử: Vào năm 1733, một hệ thống đơn giản gồm cột thủy tinh nước nối với mạch máu đã được sử dụng để đo huyết áp của ngựa. Ngày nay, cột thủy tinh đã được thay bằng ống chất dẻo để đo áp lực tĩnh mạch trung tâm trên lâm sàng.
Phân loại:
- Đánh giá độ cứng động mạch vùng xâm nhập.
- Đánh giá độ cứng mạch tại chỗ xâm nhập.
- Đánh giá độ cứng động mạch hệ thống hay chỉ số gia tăng xâm nhập.
Bài viết tham khảo nguồn: Hội Tim mạch học Việt Nam