脉搏波传导速度与动脉硬化的关系

【摘要】 目前临床用于筛查动脉硬化的主要方式有血管造影技术、血管内超声技术和脉搏波传导速度（pulse wave velocity，PWV）测量技术。冠状动脉造影术、血管内超声技术因其有创，费用较高，操作复杂等特点，难以将其作为常规检查项目。而PWV测量技术通过检测脉搏波，可以评估血管的弹性，观察脉搏波的强度、形态、节律等外在表现形式，提取脉搏波信号传递的丰富特征，分析掌握疾病的相关信息。针对目前PWV相关研究，做出系统综述。

【关键词】 脉搏波传导速度 动脉硬化 无创检测

Relationship between Pulse Wave Velocity and Arteriosclerosis/BIAN Wenhui， LI Jie， DAI Xueshuai， WANG Yamin. //Medical Innovation of China， 2025， 22（02）： -179

[Abstract] At present， the main clinical methods for screening arteriosclerosis include angiography， intravascular ultrasound and pulse wave velocity （PWV） measurement. Coronary angiography and intravascular ultrasound are difficult to be used as routine examination because of their invasive， expensive and complicated operation. By detecting pulse wave， PWV measurement technology can evaluate the elasticity of blood vessels， observe the intensity， shape， rhythm and other external manifestations of pulse wave， extract the rich characteristics of pulse wave signal transmission， and analyze and master the relevant information of diseases. Based on the current PWV related research， a systematic review is made.

[Key words] Pulse wave velocity Arteriosclerosis Noninvasive detection

First-author's address： The First Clinical Medical College of Shandong University of Traditional Chinese Medicine， Jinan 250355， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2025.02.040

随着社会经济的发展，人口老龄化的增加，心血管疾病已经成为威胁人们健康的重要因素，心血管疾病的发生发展与血管硬度的增加息息相关，动脉硬化的早期诊断有助于预防和治疗心血管疾病，因此脉搏波传导速度（pulse wave velocity，PWV）测量技术越来越受到人们的关注，PWV测量技术的应用有利于对心血管疾病的早期筛查及防治，本文通过对PWV的原理、影响因素、检测方法优缺点等的系统描述，旨在让读者对PWV有更加深入的认识和了解，通过临床应用可及早发现动脉硬化，通过影响因素等的分析做出相应的干预和治疗[1]。

1 PWV的测定原理

脉搏波是心脏搏动时对血管产生的波动，从主动脉根部出发，沿动脉血管和血流向外周传播。其速度主要与血管弹性、管腔大小、管壁厚度和血液密度有关。由于管腔大小、管壁厚度、血液密度变化较小，因此动脉顺应性是影响PWV的主要因素。脉搏波传导速度反映了动脉僵硬程度，其速度越慢，表明动脉顺应性越好、动脉硬化程度越低[2]。临床应用时，通过测量脉搏波两点之间的时间差（pulse transit time，PTT）和两点之间的距离（D）可以得到PWV，即PWV=D/PTT。因此计算PWV受到D和PTT测量精度的影响[3]。

2 PWV的影响因素

2.1 年龄与PWV

随着年龄增长，人体细胞、组织等功能下降，血管逐渐发生了结构性改变和功能性退变。血管内皮细胞功能障碍，慢性炎症，动脉弹性蛋白减少，胶原纤维沉积，血管壁逐渐硬化，这些因素促进了心血管疾病的发生发展。年龄是影响管壁弹性的重要因素，不论是正常人群还是高血压人群，随着年龄增长，动脉弹性逐渐降低。桑大森[4]发现年龄越大，动脉硬化发生率越高，PWV也就越高。牟文英等[5]发现脉压是预测心血管的重要危险因素，在年轻女性中影响较小，而随年龄的增长，女性脉压变化幅度逐渐变大。

2.2 高血压与PWV

高血压是心血管疾病重要的危险因素，血压水平越高，心脑血管疾病发生的危险概率越大[6]。血压升高时，血管内部张力、剪切力等发生变化，使内皮细胞损伤，管壁变厚，导致炎症反应，氧化应激增加，血管内皮通透性增加，利于脂质沉着，管壁弹性降低，促进了动脉粥样硬化的发生。刘玥等[7]发现，与正常人相比，高血压患者的PWV明显升高，在经过药物等相关降压治疗后，高血压患者动脉弹性逐渐恢复，血管的顺应性得到了改善，PWV沿血管传播的速度下降。血压指标预测PWV对评价动脉硬化有较高价值，但单纯使用血压指标并不能理想地适用于正常高压人群血管病变的早期风险评估。

2.3 高血糖与PWV

研究表明，动脉弹性与血糖水平有关[8]，高血糖是动脉粥样硬化发生的重要危险因素。高血糖所引起的病理生理的变化对动脉硬化程度有一定的影响，如氧化应激、山梨醇旁路代谢被异常激活、反应性的晚期糖化终产物及前体的产生、炎症因子的大量产生等，这些改变导致血管内皮功能的紊乱，加速了动脉粥样硬化的发展。沈莉莉等[9]发现与健康人相比，2型糖尿病患者PWV参数明显增高，且随着动脉硬化程度的升高而增高。孙琳等[10]发现糖尿病患者动脉弹性功能的改变早于动脉弹性结构的改变，而PWV技术可提前发现动脉弹性功能的异常。

2.4 高血脂与PWV

高血脂是心血管疾病的重要危险因素。组织细胞具有内分泌的功能，其功能的紊乱会导致分泌过多的促炎因子，血管内皮细胞在多种炎症因子的作用下，发生内皮功能障碍、泡沫细胞形成、平滑肌细胞增殖、细胞外基质重构，导致动脉弹性指数和血管容受能力下降，加速了动脉硬化的发生和发展[11]。游弘等[12]发现正常血脂水平者与合并高血脂者臂踝脉搏波传动速度（brachial-ankle pulse wave velocity，baPWV）比较差异有统计学意义，表明高血脂与PWV呈正相关。梁秋月[13]通过超声极速成像技术（ultrafast ultrasound imaging，UFI）对颈总动脉的弹性进行测量，发现合并高血脂患者的脉搏波传导速度明显增快。因此高血脂水平促进了炎症反应的发生，进而促进了PWV。

2.5 性别与PWV

研究表明，性激素对心血管疾病的影响是多方面的[14]。既可以通过影响其危险因素直接的影响心血管系统，也可通过改变管径、血压等作用于血管壁间接的影响。PWV可以评估动脉硬化程度，其受性激素尤其是雌激素影响较大。雌激素影响机体的脂肪代谢，增加高密度脂蛋白，降低低密度脂蛋白，降低基质金属蛋白酶-9的活性，抑制动脉粥样硬化斑块的发展，降低动脉僵硬度。与雌激素不同，雄激素不能通过改变管径及血压来影响动脉僵硬度。性别对PWV的影响，表现最显著年龄段主要集中在40～55岁，这大概与性激素水平变化有关。牟文英等[5]发现脉压是预测心血管重要危险因素，相比男性而言，女性PWV受脉压影响较大。刘冬等[15]发现PWV在不同年龄组内、不同性别间均有差异，且男性PWV高于女性PWV。这可能与女性激素水平在青春前期、青春期、绝经前期及绝经后期的不同年龄阶段有较大的差异有关。

因此血压、血糖、血脂、年龄、性别等因素都可以直接或间接的影响动脉僵硬度，从而影响PWV。这些不同因素均可以在不同方面影响PWV，因此在测量PWV时，需要对血压、血糖、血脂、年龄、性别等进行检测。

3 PWV的检测方法

3.1 传统PWV测定方法

传统PWV的测量位置包括肱踝、颈股、颈桡等。临床中常用的位置主要是颈股和臂踝。颈股脉搏波传导速度和臂踝脉搏波速度都是测量动脉顺应性的常用指标，且均被看作是心血管事件发生的独立危险因素，都可评估心血管风险。其中颈股动脉脉搏波传导速度（carotid-femoral pulse wave velocity，cfPWV）的增大提示主动脉硬度增高，baPWV增大提示大动脉和中动脉系统的弹性减退，颈-桡动脉脉搏波传导速度（carotid-radial pulse wave velocity，crPWV）增大提示外周动脉硬度增加。

3.1.1 颈股动脉脉搏波传导速度 cfPWV是测量主动脉硬化程度的常用指标。被认为是评估动脉僵硬度的“金标准”。临床检测时，将PWV压力传感器分别置于受试者颈动脉和股动脉搏动最明显的部位，同时获取颈动脉和股动脉两个点的脉搏波形，通过其形态等特征点计算时间PTT，再在体表直接测量脉搏波行进的距离D，通过计算距离与时间的比值可以得出cfPWV。

林桐[16]研究表明，cfPWV与冠状动脉病变程度有明确的相关性。黄志坚[17]研究发现cfPWV可反映动脉硬化程度，cfPWV越高，管壁所受的牵拉力越大，以致管壁弹性发生变化，顺应性降低，且收缩压的增大，脉搏的增快，加剧了冠脉缺血情况。曲娜等[18]研究发现随着cfPWV的增加，动脉顺应性降低，收缩期的血流前向波和反射波叠加，使得收缩压峰值升高，而舒张压降低，最终脉压差升高，使冠状动脉灌注减少，加重了缺血应激反应，这种缺血应激必然会加重冠状动脉病变程度。

3.1.2 臂踝脉搏波传导速度 研究表明，baPWV具有和cfPWV相似的评估心血管疾病风险的能力。检测前，嘱受检者取平卧位，安静状态下确保休息时间gt;5 min，检查时，双上肢放于身体两侧，将四肢血压袖带固定好，分别缚于双侧上臂肱动脉和脚踝颈动脉，连接心音传感装置，仪器将自动输出baPWV值。

辛保凤等[19]认为baPWV是反映动脉弹性和僵硬度的客观指标。baPWV与动脉顺应性、僵硬度程度相关，动脉顺应性越差，僵硬度越高，baPWV也就越快。应用baPWV技术，可及早地筛查动脉硬化相关疾病。黄文杰[20]认为baPWV可切实反映大动脉及中动脉血管弹性，baPWV数值越低，说明动脉血管壁弹性越好，硬度越低。baPWV水平越高，患有冠心病的概率越大，病变支数越多。

在传统检测方法中，cfPWV两点测量点的距离较远，脉搏波经过了主动脉大部分区域，所以在预测心血管风险方面准确性高，可靠性强。但测量cfPWV时患者需要暴露腹股沟区域，操作不便，配合度低[3]。baPWV检测方法简便，检测者无需暴露腹股沟，配合度高，且对检查者技术要求较低，可重复性较好，在利用动脉诊断仪测量四肢血压的同时还能获取踝肱指数（ankle-brachial index，ABI），用以反映冠状动脉和下肢外周病变程。但在很大程度上受到年龄、时间、血流动力学等方面的影响，同一个个体，测量的时间不同，血压和心率等可能不同，所得到的结果也会有差别[19]。传统PWV的测量均依赖于PWV传导时间和两点间距离的测量，存在一定的局限性，在测量过程中，两点之间的距离有一定的误差，在一定程度上也影响了PWV的准确性。PWV检测的大多是全身一长段动脉的平均传导速度，但全身动脉系统各段管腔的硬度并非均匀一致，局部的病变（动脉瘤等）均会影响PWV的测值。且该方法在实际的操作过程中，肥胖人群较难测量。

3.2 血压年龄估测法

有研究表明，通过血压和年龄估算脉搏波传导速度（ePWV）在临床上具有较高的预测价值，可作为测量脉搏波传导速度cfPWV和baPWV的替代方法。该研究将人群划分为正常人群和风险人群（符合其中任意一项：吸烟、心肌梗死病史、脑卒中病史、血脂异常、高血压、高血糖、腹型肥胖），将获取的年龄和平均动脉压带入以下的计算公式，可以估算脉搏波的传导速度。

（1）平均动脉压（mean arterial pressure，MAP）=（收缩压+2×舒张压）/3或舒张压+1/3脉压差。（2）正常人群：ePWV=9.025-0.132×年龄+0.001×年龄2+0.001×年龄×MAP-0.000 002×年龄2×MAP+0.029×MAP。（3）风险人群：ePWV=10.312-0.228×年龄+0.003×年龄2+0.002×年龄×MAP-0.000 017×年龄2×MAP+0.015×MAP。

相比于其他的检测方法，ePWV获取方便，计算简单，费用较低，既可以节约国家的医疗资源，减少公众的医疗负担，又可以大大减轻个人的经济负担。但该研究ePWV的计算公式需要大规模多样本的数据，研究对象目前主要以男性为主，且研究结果可能存在一定的误差，后续还需要进一步分析验证[21]。

3.3 血管回声跟踪技术

血管回声跟踪技术（E-tracking，ET）是一种新的超声技术，可以及早地检测出动脉内中膜的增厚，动脉粥样斑块的进展，客观地评估动脉弹性的功能。ET利用相位跟踪方法可以实时采集血管收缩期和舒张期管壁运动时产生的移动信号，并对运动轨迹进行描述，通过测量收缩期和舒张期动脉内径数据的变化，得到相应的血管弹性参数来对血管的顺应性进行评估[22]。

饶琰等[23]发现急性心肌梗死患者通过应用ET可以有效评估外周血流动力学状态。陈秀明[24]发现ET不仅可以发现高血压患者的动脉顺应性的变化，及早地进行临床干预及治疗，改善预后，减少并发症的发生。ET的应用，对及时评估治疗前后动脉的顺应性，延缓动脉硬化进展具有重要作用。

ET操作方便，能动态跟踪与描记动脉内膜的运动轨迹，实时的采集数据信息，具有测量数据精确度高、可靠性强、操作方便、重复性好等特点，测定动脉顺应性，可以较早地预测血管硬化的趋势，对血管内皮功能做出准确的评估[25]。但其需要昂贵的设备及高水平技术人员，在一定程度上影响其临床应用。

3.4 超声极速成像技术

相比于传统PWV技术，UFI是一种新型的无创超声技术，它可通过检测颈动脉PWV来评价动脉硬度，能更早地监测血管的结构或功能[26]。UFI通过超高帧频对图像进行采样，实时的跟踪捕获局部脉搏波，快速记录血管壁的脉搏波传播细节，测量血管前壁收缩起始时和收缩结束时PWV。富维强等[6]发现UFI测量PWV可准确、敏感地评价动脉硬度。

UFI相对传统PWV来说，其准确性高、重复性好、稳定性强且不受传统PWV测量方法的限制。且与压力传感器方法相比，可以在短距离区间内实现脉搏波的测量。当然该检测方法也存在一定的局限性，超声设备价格较高，操作难度较大，操作人员需要有丰富的经验[27]。

4 小结

目前PWV测量技术方法较多，但相关数据尚不完善且精确度方面存在较大的误差，还需要对其进一步的研究和讨论。由于测量的是脉搏波实际距离而非动脉路径，且个人血管局部病变等特异性较强，所以测量上存在一定的误差。同时研究表明，脉压也是心血管危险的预测因子，用高血压的标准去评估可能会遗漏血压并不高但脉压较大的部分人群。且部分测量方法缺少针对不同人群、年龄、性别等建立PWV测量值数据库，数据还需进一步完善。

早期血管病变如动脉僵硬度的增加受到多种因素的影响，如血糖、血压、血脂、年龄、吸烟等。降低心血管事件的发生发展，改善预后，可以通过干预血管病变来实现。应用PWV技术，可以评估动脉硬化程度，预测心血管事件的发生。通过对高危人群的及早干预，可以减少相关疾病的发病率和死亡率。相信随着PWV测量技术的不断进步，相关数据库的不断完善，运用范围的不断扩大，在今后动脉评估等实际应用中扮演着必不可少的角色。

参考文献

[1]王珏，荆聪聪，崔骥，等.上肢脉搏波传导速度与脉图参数关联性研究[J].中国中医药信息杂志，2023，30（11）：144-150.

[2]黄德华，黄晓渝，郑伊颖，等.脉搏波传导速度、颈动脉硬化与冠状动脉病变的相关性研究[J].中国现代药物应用，2020，14（13）：53-56.

[3]赵鹏栋，肖汉光，任慧娇，等.基于脉搏波传导速度的动脉硬化无创检测方法进展[J].中国动脉硬化杂志，2021，29（1）：82-86.

[4]桑大森.臂踝脉搏波传导速度单独或联合脉压对不同年龄和体质指数人群心脑血管事件的预测价值[D].石家庄：河北医科大学，2023.

[5]牟文英，陈善广，李钰.脉搏波速度的性别差异[J].国际生物医学工程杂志，2013，36（1）：39-43.

[6]富维强，刘永馥，何旖旎.超声极速成像技术在单纯夜间高血压患者颈动脉脉搏波传导速度评价中的应用[J].中国医科大学学报，2023，52（1）：68-72.

[7]刘玥，安亚娟，李娇，等.臂踝动脉脉搏波传导速度联合脉压指数对老年高血压患者冠心病的诊断及预测价值[J].中华高血压杂志，2024，32（1）：51-56.

[8]崔素稳，闫瑞芳.彩色多普勒超声评估2型糖尿病血糖水平与颈动脉硬化相关性[J].医学理论与实践，2022，35（20）：3528-3530.

[9]沈莉莉，杨晓.PWV测量颈动脉弹性对2型糖尿病早期动脉硬化的评估价值研究[J].中国超声医学杂志，2021，37（5）：489-492.

[10]孙琳，孙晓枫，余芬，等.极速脉搏波技术在糖尿病前期患者颈动脉弹性功能评估中应用价值[J].医学影像学杂志，2022，32（10）：1670-1674.

[11]史宪全，李尚，赵欣宇，等.青年肥胖合并代谢综合征患者颈动脉弹性变化及其危险因素分析[J].中国医学装备，2023，20（5）：82-87.

[12]游弘，李明星，邓家琦，等.极速脉搏波成像技术评估中年志愿者颈动脉弹性与心血管疾病风险的相关性研究[J].四川医学，2023，44（2）：178-183.

[13]梁秋月.超声极速成像技术评价高脂血症患者颈总动脉弹性[D].昆明：昆明医科大学，2021.

[14]桑玉.老年人脉搏波传导速度分布特征及影响因素的研究[D].武汉：华中科技大学，2022.

[15]刘冬，钱林学，胡向东，等.超高速成像技术测量颈动脉脉搏波速度与年龄和性别的相关性研究[J].中国医学装备，2014，11（12）：112-114.

[16]林桐.成人血浆致动脉粥样硬化指数、动脉硬化指数与颈股动脉脉搏波传导速度的关系[D].福州：福建医科大学，2022.

[17]黄志坚.CPP、cfPWV、AIx与冠状动脉病变程度、斑块性质的相关性分析[J].中西医结合心脑血管病杂志，2021，19（1）：97-100.

[18]曲娜，刘晓方，王淑霞.脉搏波速度与冠状动脉粥样硬化的关系[J].中国动脉硬化杂志，2007，15（3）：217-220.

[19]辛保凤，黄定.肱踝脉搏波传导速度（baPWV）的研究进展[J].世界最新医学信息文摘，2019，19（12）：59-61.

[20]黄文杰.冠心病合并2型糖尿病患者动脉硬化危险因素与baPWV的相关性研究[D].衡阳：南华大学，2021.

[21]季春鹏，汪国栋，黄喆，等.估算的脉搏波传导速度对新发心力衰竭的影响[J].中国循环杂志，2023，38（10）：1030-1035.

[22]王傲雪，柳赛男，万珑，等.彩色多普勒超声对急性冠脉综合征病人斑块易损性的评估作用[J].中西医结合心脑血管病杂志，2022，20（23）：4330-4333.

[23]饶琰，雷阳，鄢迪.血管回声跟踪与瞬时波强技术评价急性心肌梗死病人血流动力学的临床价值[J].中西医结合心脑血管病杂志，2022，20（13）：2432-2435.

[24]陈秀明.应用ET技术评价高血压病患者早期颈动脉弹性功能的意义[J].河北医学，2018，24（2）：222-224.

[25]袁胜坤，杨银广，梁凤仪.超声检测主动脉僵硬度指标在冠心病患者临床诊断中的应用分析[J].黑龙江医药，2023，36（4）：803-805.

[26]张静，孙立娟.超极速脉搏波技术在代谢综合征病人动脉粥样硬化中的应用价值[J].安徽医药，2023，27（10）：2081-2085.

[27]王银萍，朱正球，高慧，等.超极速脉搏波技术定量评估早期高血压患者颈动脉弹性衰退的临床应用价值[J].西部医学，2023，35（4）：599-603.

（收稿日期：2024-05-17） （本文编辑：张爽）