基于上臂袖带振荡波评估动脉僵硬度的新指标及其影响因素

王夕富，沙蕾，陈晴晴，沈崔琴，杜联芳，梁夫友，李朝军

1.上海交通大学附属第一人民医院放射科，上海 200080；2.上海市嘉定区江桥医院超声科，上海 201803；3.上海交通大学附属第一人民医院超声科，上海 200080；4.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海 200240

动脉僵硬度是反映动脉功能的重要指标，与内外环境等危险因素密切相关，可预警心脑血管事件[1]。脉搏波传播速度(pulse wave velocity，PWV)是定量动脉僵硬度的“金标准”[2]。PWV检测设备门槛要求高，存在操作者依赖，社区或家庭推广应用困难。因此，筛选反映动脉僵硬度的新指标，便可在社区或家庭方便获取，将实现动脉硬化监测和预防端口前移。动脉波速指数(arterial velocity-pulse index，AVI)是通过分析肱动脉振荡波获取，有望替代PWV的新指标[3]。既往研究表明，AVI能反映中心大动脉僵硬度，是心血管事件的独立预测指标[4]。中国自然人群中，AVI随年龄变化的情况如何，相关影响因素如何尚不明确。本研究采用上臂袖带振荡波检测一个较大样本的自然人群AVI参数，分析其影响因素，旨在探讨AVI的临床价值，为动脉僵硬度的无创监测提供一个新的临床证据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2020年8～12月在上海交通大学附属第一人民医院进行健康体检的自然人群的临床体检资料。入选标准：(1)既往无心脑血管事件病史；(2)上臂袖带振荡波分析参数数据完整有效者。排除标准：(1)既往有心脑血管事件发生病史者；(2)罹患心肺功能不全、严重心率失常、周围动脉闭塞症、肝肾功能衰竭和恶性肿瘤者；(3)上臂袖带振荡波分析参数数据不完整者。最终入组2 581 例，其中男性 1 068 例，女性 1 513 例；年龄 13～101 岁，平均(54.8±16.6)岁。依据年龄五分位数，即把年龄由大到小排列并分为五等分，处于四个分割点位置的年龄数值分别为 69 岁、61.9 岁、51.6 岁和 38 岁，把受试者分为五组，分别为≥69岁组651例，其中男性332例，女性319例，平均年龄(70.9±12.7)岁；≥61.9 岁组484 例，其中男性212 例，女性272 例，平均年龄(65.4±1.9)岁；≥51.6 岁组 482 例，其中男性 184 例，女性 298 例，平均年龄(57.3±2.8)岁；≥38 岁组 464 例，其中男性 166 例，女性298例，平均年龄(45.0±4.1)岁；＜38岁组500例，其中男性174例，女性326例，平均年龄(29.9±5.5)岁。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有入组者均签署知情同意书。

1.2 检查方法 上臂袖带振荡波分析[3]：采用便携式动脉波检测仪(PASESA AVE-2000Pro)获取受试者AVI、收缩压和舒张压数据。具体方法：受试者端坐位，静息10 min。受试者左臂穿过袖带，肘关节置于对应的凹槽内，使左前臂测量点与心脏保持在同一水平，启动仪器，自动获取AVI值。重复测量AVI 3 次取平均值，相邻两次测量时间间隔应大于3 min。计数公式如下，其中，A 为无量纲常数，此处取值为20，见图1。

图1 袖带振荡波一阶微分计数AVI示意图

1.3 观察指标 (1)五组受试者的一般资料：包括受试者性别构成比、年龄、身高、体质量、体质量指数、SBP、DBP和血管僵硬度指标AVI；(2)AVI与年龄和血管危险因素的相关性；(3)AVI 与左室射血分数(ejection fraction，EF)的相关性。

1.4 统计学方法 应用SPSS13.0 统计软件分析数据。计量资料符合正态分布，以均数±标准差()表示，五组间计量资料比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用SNK-q 检验；计数资料比较采用χ2检验；相关性分析采用Pearson 相关分析；采用线性回归分析组内AVI与年龄的线性关系，建立线性方程。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 五组受试者的一般资料比较 与61.9 岁组比较，≥38 岁组和＜38 岁组的女性受试者比例均高于男性，差异有统计学意义(P＜0.05)；61.9 岁组和≥51.6 岁组的受试者身高均低于＜38 岁组，而体质量和体质量指数均高于＜38 岁组，差异具有统计学意义(P＜0.01)。＜38 岁组和≥38 岁组间，受试者身高、体质量和体质量指数差异有统计学意义(P＜0.01)；五组间，受试者收缩压随年龄增加而增加，差异有统计学意义(P＜0.01)。舒张压随年龄变化幅度低，部分组间受试者舒张压差异有统计学意义(P＜0.01)。在五组间，受试者AVI 值差异存在统计学意义，且随年龄增加而增加(P＜0.01)，见表1。

表1 五组受试者的一般资料比较()

表1 五组受试者的一般资料比较()

注：1 mm Hg=0.133 kPa；与≥69岁组比较，aP＜0.05；与≥61.9岁组比较，b P＜0.05；与≥51.6岁组比较，cP＜0.05；与≥38岁组比较，dP＜0.05。

年龄(岁)≥69≥61.9≥51.6≥38＜38 F/χ2值P值女/男(例)319/332 272/212a 298/184a 298/166ab 326/174ab 42 973 0.001平均年龄(岁)70.96±12.71 65.42±1.95a 57.33±2.82ab 45.03±4.06abc 29.98±5.45abcd 3 034.861 0.001身高(cm)162.50±8.01 163.24±7.71 163.09±7.66 164.12±7.36 167.03±27.90abcd 8.174 0.001体质量(kg)62.93±11.46 64.67±11.37a 64.44±10.53 64.12±10.63 62.46±13.98abcd 4.143 0.002体质量指数(kg/m2)23.77±3.67 24.20±3.50a 24.15±3.11 23.71±2.92b 22.65±4.34abcd 14.544 0.001收缩压(mmHg)137.40±23.45 136.82±20.43 130.43±20.51ab 124.25±19.36abc 115.37±16.51abcd 101.226 0.001舒张压(mmHg)75.88±13.28 77.73±11.48a 79.49±12.20a 79.68±13.07ab 74.12±11.84abc 16.547 0.001 AVI 22.40±8.09 21.93±6.45 19.80±6.33ab 16.47±5.55abc 12.68±2.84abcd 214.146 0.001

2.2 AVI与年龄和血管危险因素的相关性 五组受试者的AVI与年龄均呈线性相关(P＜0.05)。各组线性回归曲线图见图2。总样本中，AVI与年龄、体质量指数、收缩压和舒张压呈正相关(r=0.539、0.072、0.486、0.192，P＜0.01)，与身高呈负相关(r=-0.111，P＜0.01)，与体质量无相关性(r=-0.034，P=0.096)。

图2 AVI与年龄相关分析图

2.3 AVI与左室射血分数的相关性 为明确AVI与左心室收缩功能关系，随机获取124例受试者的EF值，行相关性分析。结果表明AVI 与EF 呈负相关(r=-0.246，P=0.006)，见图3。

图3 124例受试者AVI与EF相关性分析图

3 讨论

动脉僵硬度是心脑血管事件的独立危险因素，动态监测意义重大[5]。基于袖带振荡波获取的AVI是评估动脉僵硬度的新指标。本研究基于2 581 例自然人，发现AVI随年龄增加而增加，并与年龄、体质量指数、收缩压、舒张压和左心室功能密切相关。

动脉硬度增加是动脉硬化的早期改变，AVI 可评估动脉僵硬度。PWV是定量动脉僵硬度的“金标准”，是心脑血管事件和全因死亡率的独立预测因素[6]。PWV检测设备门槛高，且存在操作者依赖，不利于社区或家庭推广应用[7]。AVI检测设备轻巧，操作简单且智能化[8]。既往研究发现，日本社区人群AVI 平均值16.6[9]。中国自然人群的AVI 如何？尚未见到相关报道。本研究获取了2 581 名受试者的AVI 平均值为18.87，高 于 OKAMOTO 等[9]的 研 究 中 AVI 平 均 值16.6。这可能是因为本研究受试者平均年龄54.8 岁，高于OKAMOTO等[9]研究中平均年龄45.5岁。本研究还发现，AVI与年龄呈线性正相关，与收缩压和舒张压等呈正相关，提示AVI 可监测动脉老化过程和高血压所致的动脉硬化。一项相似的芬兰青年人心血管风险研究发现，动脉僵硬度增加与成年后心脑血管事件发生密切相关，提示动脉僵硬度增加可能是器官老化不可避免的结果[10]。因此，在青年人群中适时开展动脉僵硬度筛查，具有动脉硬化监测端口前移的意义。AVI作为PWV的替代指标，测量便捷、耗时少，大致2～3 min，可同时获得收缩压和舒张压，利于在青年人群中应用[8]。

AVI 含有心脏收缩功能信息，可预警心血管事件。AVI 是通过分析上臂肱动脉袖带震荡波获取(图1)，收缩期肱动脉震荡波呈双峰，前锋高于后峰。前锋为心脏射血动脉顺应性扩张所致，后峰为前锋沿动脉树向外周传播，遇动脉分叉形成反射波，并与前向波叠加所致[11]。故而，基于袖带振荡波获取的AVI 不仅含有动脉僵硬度信息，而且含有心脏收缩功能信息。本研究发现，AVI与左心室射血分数呈负相关，这与张絮洁等[11]的理论分析结果一致。既往研究表明，AVI还可评估冠心病患者动脉粥样硬化的严重性和复杂性[12]。动脉僵硬度与心力衰竭耦联发病，即心脏-血管耦联[13]。一项前瞻性研究发现，出院时AVI≥26 的急性心力衰竭患者，发生全因死亡或心力衰竭复发率是AVI＜26 患者的 2.75 倍(95%CI：1.411～5.349)[14]。舒张性心衰患者的AVI 值也增高，其心血管事件发生的风险是舒张功能正常患者的3.12 倍[15]。这是因为，动脉僵硬度增加可导致主动脉收缩压增高，舒张压降低。主动脉收缩压是心脏的后负荷，增高时可导致心肌做功和氧耗增加。舒张压主要维持冠状动脉供血，降低时可导致心肌灌注不良，进而诱发心血管事件的发生。值得一提的是，本研究还发现，AVI 与体质量指数成正相关，而与身高成负相关。这可能是因为肥胖可导致动脉硬化、动脉僵硬度增加，而身高者动脉反射距离长，反射波叠加于前向波的舒张期，致AVI 测值减低。

综上所述，本研究采用袖带振荡波获得一个较大样本人群的新动脉僵硬度指标AVI，结果表明AVI 与年龄呈线性正相关，与血压、体质量指数、射血分数密切相关，提示袖带振荡波分析法可便捷、简单和“一站式”获得血压和AVI参数，评估动脉僵硬度。

本研究还存在一定的局限性：研究对象是健康体检的自然人群，未对患病史、用药情况和血糖血脂等影响因素进行控制，其结果可能存在一定的偏倚；为探讨AVI 与射血分数的关系，本研究仅获取124 例受试者的心脏射血分数，样本量较少可能会对结果有一定的影响。