血管内皮功能障碍患者动脉压力容积指数与反应性充血指数的相关性

李刚，刘月，余朝萍，许锋成，龚厚文，赵红薇，刘天虎，王宏宇

1成都市郫都区人民医院，成都611730；2北京大学首钢医院血管医学中心

血管内皮细胞具有合成、分泌功能，在体内参与各种生理活动，如血管舒缩、炎症反应、凝血等。血管内皮功能障碍是多种心血管疾病的扳机点，能作为未来急性心血管事件发生的独立预测因子[1,2]。外周动脉张力测定法通过美国FDA认证，是相对简单、便捷的血管内皮功能无创检测技术，其通过对比阻断血流前后血管的容积变化得出反应性充血指数(RHI)，用来评价血管内皮功能，检测过程至少需15 min[3]。在一次心脏泵血中，血管内压力的升高不仅能推动血液流向外周还能改变该处的血管容积。通过分析血压变化与血容积的关系，Hidehiko Komine利用采集到的数据拟合出一条压力-容积曲线，根据这条“S”形曲线构建了反映压力-容积关系反正切函数，该函数的系数命名为动脉压力容积指数(API)，其代表血管弹性。利用此技术PASESA便携式检测仪已通过多国的专利认证，此设备能在90 s内完成API的测定[4]。由于测量API和RHI的过程中，二者均需阻断上臂动脉血流，通过分析阻断前和释放后动脉容积的变化经过计算得出结果，两种测量具有相似流程，并均将血管容积作为重要的计算指标，由于血流介导的内皮舒张功能亦会影响血管弹性，提示API具有评估内皮功能的潜在作用。目前API的研究主要集中于动脉僵硬度方面，尚未关注内皮功能的研究，本研究旨在分析API与RHI的关系，阐明API对血管功能的评估作用。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2018年1-12月于成都市郫都区人民医院心血管内科就诊的患者300例。纳入标准：①年龄≥18岁；②自愿参加本研究项目，意识清楚且能理解和配合研究者。排除标准：①3个月内发生过慢性心力衰竭急性加重、急性心力衰竭、急性心肌梗死；②年龄>80岁；③明确诊断有缺血性或出血性脑卒中；④上、下肢缺如且不能配合完成API、RHI及脉搏波传导速度检测设备的操作。本研究通过成都市郫都区人民医院医学伦理委员会批准(【2017】第005号),受试者均签署知情同意书。

1.2 调查问卷 对符合纳入研究标准患者，告知其相关情况，如患者自愿参加本项目研究并且依从性好的，填写知情同意书，发放设计的调查问卷并由患者自己填写，内容包括患者年龄、性别、身高、体质量指数(BMI)、吸烟情况(选项包括从不、偶尔、每周少于5支、经常、已戒)、饮酒情况(选项包括从不、1～2次/周、3～5次/周、每天饮酒、已戒)、运动情况(选项包括几乎无运动、1～3次/周、4～6次/周、6次以上/周)、每日摄入食盐量(选项包括12 g/d以上、6 g/d～12 g/d、6 g/d以下)及高血压、糖尿病的患病和用药情况。之后专职护士负责问卷收集，并在基线表格中填入有关数据，如冠心病患者需行冠状动脉血管造影(CAG)检查明确，高血压患者需动态血压检查明确等。

1.3 动脉功能指标测定 患者禁烟、禁酒、禁食、禁用咖啡至少8 h后，使用Endo-PAT2000无创血管内皮功能诊断系统和便携式动脉波检测仪(PASESA检测技术)进行血管功能检测。测量前20 min开启Endo-PAT设备，保证室内温度适宜，光线温和，周围环境相对安静。嘱被检者取平卧位或坐位安静休息至少20 min。采用血压计测量血压，记录血压值。双侧手指戴上指套，确保指套固定且指腹能触及指套内的丝线。用固定器使五指分开，避免相互触碰，调整姿势，安静测量基线5～10 min。将压脉带戴于非惯用手臂的上臂，加压使远端血流阻断(施加的压力值=收缩压+60 mmHg)，安静测量5 min。轻柔地打开放气阀，迅速放气并松开压脉带，安静测量至少5 min。以上操作由训练有素的项目参与者执行，最终RHI检测1次，记录测得的RHI值。嘱被检者安静休息2～5 min后，取坐位进行使用便携式动脉波检测仪(AVE-2000)测定API，至少进行2次测量，时间间隔2～5 min，2次结果的平均值作为最终的API检测结果[3,5]。随后使用血压脉搏测量装置VS-1500A检测臂踝脉搏波传导速度(Ba-PWV)，将袖带捆绑于四肢，心音检测器置于心前区，安静测量5 min，记录测量值。采用德国西门子SOMATOM Definition AS螺旋CT机进行冠状动脉钙化积分(CACS)检查。通过CACS软件进行定量分析，并由专业的放射科医师进行积分统计。冠状动脉狭窄程度的GEMINI积分通过CAG检查测定，根据CAG Judkins法由心脏科介入医师进行操作，两名以上的资深介入医师评估结果。

1.4 血生化检查 抽取患者空腹肘正中静脉血5 mL，使用自动分析仪检测TC、HDL-C、LDL-C、空腹血糖(FPG)、血尿素氮(BUN)及血清肌酐(SCr)。

1.5 统计学方法 采用SPSS26.0统计软件包。利用单样本Kolmogorov-Smirnov检验判断计量资料是否服从正态分布。在数据描述中，正态分布的计量资料用表示，非正态分布的计量资料用中位数(四分位数间距)[M(QR) ]进行统计学描述，分类资料用构成比进行统计学描述。正态分布的计量资料成组间比较采用成组设计资料的t检验，非正态分布的连续计量资料采用Mann-WhitneyU检验进行组间比较，分类变量资料采用四格表χ2检验进行组间比较。相关性分析采用Spearman相关性分析、多元线性回归分析。使用ROC曲线评估API作为内皮功能评价指标准确性。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 研究人群的基线特征 本研究发放并收回问卷300份。基线情况如表1所示，本研究共纳入300例患者，男144例、女156例，高血压的患病率为51%，糖尿病的患病率为13%，冠心病的患病率为54.33%。以RHI=1.67作为标准，RHI≤1.67者分为内皮功能障碍组，RHI>1.67者分为内皮功能正常组。内皮功能障碍组和内皮功能正常组各包括150例受试者。两组在男女构成比、BMI水平、吸烟率、每周饮酒至少3次者的占比、每日摄入食盐量小于12 g的占比、TC、HDL-L、LDL-L、FPG、BUN水平以及Ba-PWV的差异均无统计学意义。两组在平均年龄(t=-14.54,P<0.01)、每周至少参加1次运动的患者占比(χ2=21.28,P<0.01)及有无冠心病(χ2=92.55,P<0.01)、有无高血压(χ2=63.51,P<0.01)、有无糖尿病(χ2=21.49,P<0.01)的差异有统计学意义。内皮功能障碍组的年龄、冠心病、高血压及糖尿病患病率较内皮功能正常组更高，每周运动>4次者的占比(2.67%)较内皮功能正常组低。虽然内皮功能障碍组的SCr高于内皮功能正常组但仍在正常范围内(Z=-2.22,P<0.05),GEMINI积分和CACS均高于内皮功能正常组(Z分别为-10.42、-10.86,P均<0.01)。

表1 内皮功能障碍组与内皮功能正常组的临床基线资料比较

2.2 两组API比较 内皮功能障碍组、内皮功能正常组API分别为32.00(8.25)、24.00(8.00)，两组API比较差异有统计学意义(Z=-10.93,P<0.01)。控制年龄、高血压、糖尿病、冠心病后，在不超过70岁的人群中，两组间API差异有统计学意义，见表2。

2.3 RHI、API的相关性分析 Spearman相关性分析结果显示,API与年龄、高血压、糖尿病、冠心病、Ba-PWV、GEMINI、CAG呈正相关(r分别为0.696、0.451、0.255、0.690、0.613、0.627、0.681，P均<0.01)，与每周运动量呈负相关(r=-0.262，P<0.01)；RHI与年龄、高血压、糖尿病、冠心病、Ba-PWV、GEMINI、CAG呈负相关(r分别为-0.773、-0.520、-0.303、-0.675、-0.762、-0.710、-0.761，

表2 内皮功能障碍组与内皮功能正常组控制年龄、高血压、糖尿病、冠心病后API比较[M(QR) ]

P均<0.01)，与每周运动量呈正相关(r=0.297，P<0.01)。API与RHI呈负相关(r=-0.799，P<0.01)。以RHI作为因变量，将API、冠心病、高血压、糖尿病、GEMINI和CAG分别作为自变量进行多元线性回归分析，并调整年龄、每周运动量及血肌酐的影响，发现API(t=-12.922,P<0.01)、高血压(t=-4.892,P<0.01)、冠心病(t=-3.038,P<0.05)、糖尿病(t=-2.483,P<0.05)、GEMINI(t=-4.733,P<0.01)及CAG(t=-2.036,P<0.05)中API对RHI的变化影响最大，见表3。

表3 调整年龄、每周运动量、肌酐前后的RHI多元线性回归分析

2.4 API诊断内皮功能障碍的效能 绘制的ROC曲线分析显示，API诊断血管内皮功能障碍的ROC曲线下面积为0.864，API=27.5作为最佳截断值时，诊断血管内皮功能障碍的灵敏度为82.7%，特异度为70%。

3 讨论

本研究结果显示，API与RHI有相关性，是内皮功能障碍的独立影响因素，具有诊断内皮功能障碍的潜力。API是拟合袖口压力与动脉容积变化用于评估血管弹性的指标。经过东京大学冈本将辉的重复性测试，显示API是值得信赖的非侵袭性动脉硬化指标。通过纳入7 248例成年人进行横断面研究，API显示出与目前已知的心血管疾病的危险因素存在关联[6]。研究进一步分析了API与Framingham风险评分之间的关系，结果显示API与Framingham评分有关，说明API是未来心血管事件的预测因子。而根据API指导健康的生活方式和药物使用能有效预防心血管事件发生[7]。先前研究结果显示，API与脉搏波传导速度(PWV)、颈动脉顺应性具有显著相关性，与本研究结果中关于Ba-PWV的分析结果一致[8]。在患有冠状动脉疾病的108例患者中，冠状动脉狭窄组API高于非冠状动脉狭窄组，而Ba-PWV两组间并无统计学差异，提示API除了与动脉的僵硬度相关外还具有显示动脉结构性病变程度的作用。进一步量化分析，研究结果显示，将API=24作为诊断冠状动脉狭窄标准的灵敏度是63.6%，特异度是66.7%[8]。在一项关于2809例年龄大于40岁受试者的横断面中，将API=31作为检测亚临床动脉粥样硬化的标准具有较高的敏感性和特异性[9]。本研究结果显示，API=27.5可作为诊断内皮功能障碍的标准，其诊断的灵敏度为82.7%，特异度为70%。关于我们人群的研究中，研究者亦验证了API能成功的区分出健康、早期动脉粥样硬化和阻塞性冠状动脉疾病三大人群[10]。在动脉粥样硬化中，API与狭窄程度和狭窄血管的数量有关，建议进一步明确API的诊断标准[11]。研究者还分析了API与冠心病患者的最大耗氧量之间的关系，最大耗氧量是反映人体有氧运动的重要指标，说明API同样具有预测冠心病患者运动耐力的作用[12]。

血管内皮功能障碍不仅是血管疾病的早期表现，还是促进心脑血管疾病进展、恶化和多种并发症发生的关键环节[13]。RHI是一种外周血管内皮功能的测量指标，是全因病死率的独立预测因子能评估未来心血管事件发生风险[14]。在CHADS2评分为低血栓形成风险的非瓣膜导致的心房颤动患者中，RHI能预测该人群的血栓形成风险[15]。在临床诊疗中，RHI具有预测1年内不良心血管终末事件(全因死亡、非致死性的心肌梗死、需要住院治疗的心绞痛或心力衰竭、脑卒中、冠状动脉旁路移植术和经皮冠状动脉介入治疗)发生风险的作用，还有辅助快速判断冠状动脉粥样硬化病变的潜力，有利于临床上急诊部门快速分诊患者[16]。对需进行心血管手术、髋或膝关节置换的患者来说，术前RHI水平还能提示切口感染、卒中、术后死亡等术后不良事件的发生情况[17]。经皮冠状动脉介入治疗是诊断急性心肌梗死的有效措施，能显著延缓患者寿命，就算使用药物洗脱支架，支架内再狭窄仍是一个严峻的问题，而检测术前术后患者的RHI变化能判断支架内再狭窄的发生情况[18]。因此，血管内皮功能的健康状况在心血管疾病的诊治中有重要意义。从内皮功能障碍、动脉硬化至官腔狭窄是一个连续性的血管病变过程。API根据目前的研究显示出与动脉硬化乃至动脉狭窄关系密切，本研究通过分析API与RHI的关系，结果表明API与RHI相关，ROC曲线显示API诊断内皮功能障碍的准确性达86.2%，说明API与内皮功能关联性强，具有诊断内皮功能障碍的潜力。

针对心血管疾病最优的应对方式就是血管功能的早期监控，为实现这一目标，简便无创的内皮功能检测技术显得尤为重要[19,20]。本研究中使用的便携式PASESA检测仪仅需捆绑一个袖带能在90 s内完成API的测定。如果该技术能普遍应用于临床，能极大节省时间、减少人力资源和场地的耗费，有助于早期内皮功能的监测，实现全生命周期的血管状况监测。但本研究有一定局限性，首先本研究为单中心、小样本的横断面研究；其次，未分析降压药、降糖药、冠心病二级预防措施在本研究中的影响；最后，未细分饮酒种类和每次饮用量的影响。因此，仍需进一步研究来评估API在血管内皮功能检测方面的应用价值。