动脉弹性功能无创早期检测方法及临床意义

刘葳++李继敏

摘 要 近年来心脑血管疾病逐年增多，有较高的致死及致残率。目前临床医生对无临床症状的动脉硬化人群关注不够。识别无症状的高危人群，可予以早期治疗，减少心脑血管疾病的致残和致死率，减少医疗费用，改善患者生活质量。本文综述目前动脉硬化的早期无创性检测方法（如脉搏波传导速度等）及应用。

关键词 冠心病 动脉硬化 检测

中图分类号：R543.5 文献标识码：A 文章编号：1006-1533（2014）14-0032-04

心血管疾病严重危害人类健康，动脉病变是其病理生理基础。动脉病变包括结构和功能改变，在动脉结构发生改变之前，其功能多已出现不同程度异常。动脉功能改变已成为筛查早期血管病变的重要靶点，其与心血管疾病预后的关系引起高度重视。

动脉弹性取决于动脉壁的僵硬度或可扩张性，以及动脉腔径的大小。动脉弹性减退的机制尚不完全清楚。一般认为，动脉壁弹性蛋白比例下降，导致动脉硬化，动脉壁脂肪退行性变，导致动脉粥样硬化形成，最终使动脉僵硬度增加。此外，动脉内压越大，胶原纤维的作用就越大，动脉僵硬度越高。本文综述目前临床常用反映动脉弹性功能的无创性检查方法。

脉压

脉压为收缩压和舒张压的差值，正常脉压值在30～40 mmHg[1]，通过标准血压检测和计算得到脉压。

脉压与心血管病危险之间关系密切，脉压增大表明大动脉弹性降低，僵硬度增加，而肱动脉脉压增大往往是动脉弹性功能明显减退的晚期标志，脉压作为评估动脉弹性功能的指标尚不够敏感，准确性也欠佳[2]。

脉搏波传导速度（pulse wave velocity，PWV）

心脏将血液搏动性地射入主动脉，主动脉壁产生脉搏压力波，并以一定的速度沿血管壁向外周血管传导。通过测量记录2个动脉部位间的脉搏波传导时间和距离，可计算出PWV，如选择颈动脉和股动脉测定颈股PWV、肱动脉和踝动脉测定臂踝PWV、颈动脉和肱动脉测定上臂PWV等。由于动脉系统具有不同的组织学结构，其动脉僵硬度也不同，如颈股PWV和颈桡PWV分别代表了弹力型动脉和肌性动脉的僵硬度。目前研究最为广泛的是颈股PWV。大量的临床资料显示，臂踝PWV和颈股PWV呈正相关[3-5]。测量PWV时，要求受检者空腹或餐后2 h以上，检查前1 d及当天禁酒，检查当天禁饮咖啡、浓茶及吸烟，避免穿高领衣服。受试者取坐位或平卧位，安静休息5 min后开始检测。

平面张力法

该法是测量PWV的传统方法，主要适用于浅动脉，如颈动脉、股动脉和桡动脉等。选定测量部位后，测量2点间的体表距离，并输入计算机，将压力感受器置于测量部位搏动最明显处，启动PWV测定装置。需要注意：①传感器在动脉的位置很重要，因为操作者手的活动和受检者的活动可能产生假象。②下按的力量恰能将动脉压平。③探头尽量垂直于血管轴线。因此，准确检测颈股PWV需经适当的培训和掌握一定的技巧。

示波测量技术

近年来，随着测量技术的进步，使用先进的示波测量技术，通过测量臂踝PWV，实现PWV测量的自动化，提高了测量效率和准确性。示波法的优点是方法简便，重复性好，与传统平面张力法测定的颈股PWV相关性好。示波法测量臂踝PWV作为筛查和判断心血管疾病预后的工具，用途更广泛。

依据美国心脏协会1993年外周血管疾病诊疗指南，正常标准为臂踝PWV≤1 400 mm/s，大于正常值的20%～30%为轻度升高，大于30%～50%为中度升高，50%以上为重度升高。PWV可评价全部动脉而不是局部动脉壁的僵硬度[6]。PWV反映动脉僵硬度增加与心脏和血管病变的进展有关[3]。Boutlouyrie等[7]首次证实，PWV所反映的主动脉僵硬度是高血压患者发生冠状动脉事件（致命和非致命心肌梗死，冠状动脉血运重建和心绞痛）的重要预测因素。现在的PWV自动测量系统操作简便，有利于临床广泛应用[8]。大量的临床资料显示，臂踝PWV和颈股PWV呈正相关，可准确评价动脉弹性功能，识别动脉壁早期的病理征象，对于高血压患者的死亡率、心血管病发病率，判断脑卒中事件具有独立预测价值。目前PWV是唯一被欧洲高血压指南推荐为心血管危险分层的指标[9]。以PWV为标志的动脉硬度增加还与痴呆等认知功能有关[10]。

但PWV是主动脉僵硬病变较晚期的标志，不受反射波影响，而且是血压依赖性的，易受到长时间结构改变的影响。因此，PWV的敏感性较差，不易发现动脉弹性的轻微改变。应用常规方法测量PWV，可提供动脉僵硬度的较长一段变化，但不适合短期观察性研究[11]。

心踝血管指数

心踝血管指数（cardio-ankle vaseular index，CAVI）的计算公式为：In（收缩压/舒张压）×2血液密度/（收缩压-舒张压）×PWV2。CAVI的检测方法主要是袖带压力振荡法和超声法。

袖带压力振荡法

受检者静卧于床，将测量电极夹在两手腕，测量心音的微音器放置在胸骨第二肋水平，4个箍带分别缠在两上臂和两脚踝。仪器测量开始后，先给右侧上下肢的箍带充气，存储波形，放气完毕后再给左侧上下肢的箍带充气，存储波形，由动脉硬化检测仪自动计算出CAVI数值。

超声法

超声法可经腹壁直接探测主动脉血流，使用M型模式显示主动脉搏动随时展开的曲线，反映血流的压力波传导；同时用彩色多普勒血流成像反映流速波的传导，分别测得脉搏的压力波和流速波从主动脉瓣至踝动脉的全程传导时间，从而计算出PWV，然后通过公式换算得出CAVI。超声法被认为是更直观、有效的检测方法。

CAVI是临床评价大动脉僵硬度的新指标，测量结果对血压波动的依赖性小，具有较好的重复性[12]。CAVI与PWV不同，其主要与降主动脉的僵硬度和顺应性有关，反映主动脉、股动脉和踝动脉的整体僵硬度，为一项新的不依赖血压的动脉硬化评价指标。CAVI值越高，动脉硬化越严重，CAVI<8.0为正常，CAVI临界值在8.0～9.0；CAVI>9.0为动脉硬化。研究发现，与正常人组相比，患病组的CAVI值与年龄的相关性较弱[13]。与PWV比较，CAVI测量结果对血压波动的依赖性较低，是其优势。Horinaka等[14]的研究表明，CAVI与冠状动脉左主干斑块面积百分比呈正相关。Nakamura等[15]报道，CAVI与冠状动脉狭窄（>75%）的支数呈正相关。CAVI较PWV能更好地预测冠状动脉和颈动脉硬化的存在。CAVI对诊断急性冠状动脉疾病的准确度较稳定性心绞痛更高[16]。CAVI作为无创检测方法，能早期预测、诊断冠心病的发展[17]，不仅适用于常见的心血管疾病，而且已经逐渐应用于代谢综合征、慢性肾病、免疫性疾病等多种疾病[18-19]。在治疗上述疾病时，将降低CAVI作为治疗目标和临床干预治疗的评估终点，被认为是可行的。Shirai等[20]指出，虽然CAVI测量时不依赖于血压，但是其测量值有可能受长期高血压状态的影响[21]。动脉硬化的活体定量测定困难，CAVI与动脉硬化程度定量关系的确定，仍是难题。

反射波增强指数（augmentation index，AI）

通过对外周动脉或颈动脉收缩晚期的波形进行分析，可计算出AI，其能反映动脉弹性。但也有学者认为，将收缩晚期反射波所达到的压力除以收缩早期压力（即反射波发生前）更能反映动脉硬化情况[2]。

目前常用的测量仪器是SphygmoCor大动脉仪。记录桡动脉脉搏压力波形，通过电脑软件可计算外周动脉的AI。进一步使用转换方程，可将桡动脉压力波形转换成中心动脉压力波形，计算出中心动脉的AI。最近，通过使用先进的多点压力传感技术，基本实现了AI测量的自动化。将多点压力传感探头固定在手腕桡动脉处，探头自动寻找最强的桡动脉搏动点，采集压力波信号，计算出AI值。

AI能定量反映整个动脉系统的总体弹性，较敏感地显示因大小动脉弹性改变引起的压力波反射状况。但AI明显受到与压力反射有关的身高和心率等因素的影响。身高矮小或心率减慢者的AI均显著增加。在解释AI结果时，应注意考虑这些因素。因此，难以提供统一的AI正常值。有研究显示，AI可独立于心血管危险因素，预测心脑血管事件的发生和死亡。Hitsumoto等[22]的研究证实，保留肾功能患者的AI不仅能反映炎症、氧化应激和肾功能，而且还可预测心血管事件的发生。目前尚无证据显示AI是否可替代PWV，或具有独立于PWV的预测作用。AI检测方便，对药物作用的反应敏感，适合对比观察药物特别是降压药物的疗效[22]。

其他方法

检测动脉弹性功能的方法还有动态动脉硬化指数、大动脉弹性指数和小动脉弹性指数等。动态动脉硬化指数是反映整体动脉弹性功能的指标，受身高的影响。大动脉弹性指数主要反映大动脉血管弹性，而小动脉弹性指数是反映小动脉弹性。

动脉的可扩张性和顺应性

使用超声成像技术，可检测浅表动脉腔径自舒张期到收缩期的变化，即扩张幅度。根据该扩张幅度计算血管横截面积的变化，该变化除以脉搏压即为顺应性系数，再除以舒张末期横截面积则为可扩张性系数。可扩张性系数和顺应性系数能较准确地反映所测量动脉的弹性，其直观准确，特别适合观察影响血管功能药物的疗效。由于仅测量一段血管的弹性，因此不能准确了解其他部位血管的情况。此外，测量方法有一定的技术难度，测量结果对测量者依赖性强，不适应基层医疗单位大规模应用。

综上所述，大动脉弹性降低源于个体遗传背景，并受后天多种因素的影响。对亚临床血管病变，即大动脉弹性降低和僵硬度增加的深入认识，有利于有效控制心血管病的发病率和病死率。早期检测大动脉弹性状况，有助于采取积极有效的治疗方案及选择合理的药物，通过积极改善及逆转大动脉弹性，对提高相关疾病的预后、预防并发症的发生具有重要的临床价值，可能对临床血管病变的诊断及治疗有积极作用。社区医疗主要承担心脑血管疾病的一、二级预防工作。PWV等无创检测方法简便，可重复性，有较高的临床预测价值，可早期发现血管病变。在此基础上进行早期干预和治疗，从而减少急性心血管事件、脑卒中的发生。因此，动脉弹性功能的无创检测适合在基层医疗单位积极推广。

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（收稿日期：2014-05-12）

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（收稿日期：2014-05-12）