脉搏波传导速度应用于心脑血管疾病的研究进展.docx

脉搏波传导速度应用于心脑血管疾病的研究进展王珏崔骥I屠立平I李勇枝2,许家佗”1.上海中医药大学基础医学院（上海201203）；2.中国航天员科研训练中心（北京10084）【摘要】动脉硬化是冠心病、脑卒中等心脑血管疾病发生发展的病理基础，且研究表明血管弹性改变早于血管狭窄。早期发现亚临床动脉硬化对降低心脑血管风险具有重要意义。脉搏波传导速度（PwV）测定已成为心脑血管疾病诊断和风险分层的有效工具，通过评估动脉硬化程度以早期发现相关疾病并加以干预。本文就PWV原理、方法及实际在心脑血管疾病中的应用展开论述，旨在明确PWV优势和存在的问题，探讨PWv的临床应用价值和今后发展。【关键词】动脉硬化；心脑血管疾病；脉搏波传导速度；综述Researchprogressofpulsewavevelocityappliedtocardio-CerebrovasculardiseasesWANGJue1,CuiJi1,TuLiping1,LIYongzhi2,XUJiatuo1*1. SchoolofBasicMedicalSciences,ShangUniversityofTraditionalChineseMedicine,Shanghai201203,China;2.ChinaAstronautResearchandTrainingCenter,Beijing10084,Chinakeywordsatherosclerosis;cardio-cerebrovasculardisease;pulsewavevelocity：reviewAbstractArteriosclerosisisthepathologicalbasisfortheoccurrenceanddevelopmentofcardio-cerebrovasculardiseasessuchascoronaryheartdiseaseandstroke,andstudieshaveshownthatthechangeofvascularelasticityisearlierthanthatofvascularstenosis.EarlydetectionofSubclinicalarteriosclerosisisofgreatsignificanceinreducingcardio-cerebrovascularrisk.Pulsewavevelocity（PWV）hasbecomeaneffectivetoolforthediagnosisandriskstratificationofcardio-cerebrovascu1ardiseases,byevaluatingthedegreeofatherosclerosisforearlydetectionandinterventionofrelateddiseases.Inthispaper,PWVprinciples,methodsandapplicationincardio-cerebrovascu1ardiseasesarediscussed,aimingatclarifyingtheadvantagesandproblemsofPWV,anddiscussingtheclinicalapplicationvalueandfuturedevelopmentofPWV.心血管疾病已为世界范围内威胁人类生命健康的首要疾病因素1o而在中国，脑卒中和缺血性心脏病等心脑血管病占单病种死亡的第一位和第二位，是造成我国居民死亡和疾病负担的主要疾病2o动脉硬化是造成心血管疾病的主要原因，也是脑血管病变的病理基础之一。动脉硬化被认为是血管功能和结构的病变，包括血管壁增厚、血管弹性减弱、僵硬度增加以及粥样斑块形成等。血管僵硬度可作为血管老化的生物学标志物，甚至包含因年龄增长导致人体血管受损的综合信息3,并且血管弹性改变远早于血管狭窄改变。动脉硬化本身是一种疾病机制，通过诱导心脏、大脑血管微循环损伤，从而导致心脑血管疾病的发生。为避免这类疾病造成高致残、致死风险，早期对人体动脉功能和结构进行评估尤为重要，可切实减少心脑血管疾病对患者及社会经济产生的负担。现代医疗技术在血流动力学领域的发展也为无创检查人体血管功能提供了技术支持。脉搏波传导速度（pulsewavevelocity,PWV）是评价动脉硬化程度的经典指标，其检测方法无创、可靠、可重复，在临床上应用逐渐被认可4。为识别和预测心脑血管疾病早期血管病变特征和患病风险提供客观依据。一、PWV概述及分类心脏左心室收缩将血液搏动性地射入主动脉，可扩张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动脉传导，脉搏波在动脉中的传导速度称为脉搏波传导速度（PWV）。PWV最早是由ThOmaSY。Ung引入血管弹性的定量描述5,而后由MOenS和KorteWeg通过脉搏波传播速度实验得出，波速C=Jm，主动脉脉搏波波速PWV二女回，4为MOenS常数，对人体主动脉而言取0.86,从qpD公式中可知弹性系数E的平方根与PWV值成正比，表示弹性模量E越小则PWV越小，脉搏波传导速度越慢，动脉弹性越好，反之脉搏波传导速度越快，表示动脉弹性越差。后期简化其计算方法，测定两个动脉记录部位间的距离（AL）和脉搏波传导时间（AT）即可计算传导速度，即Pwv（ms）=LT,这为PwV在临床上应用普及提供了算法支持47。根据测量脉搏波段位点不同，PWV分类有多种，其中临床应用最多的是基于压力传感器测量的颈股脉搏波传导速度（CfPWV）和使用示波测量法的臂踝脉搏波传导速度（baPWV）,前者可直接反映中心主动脉弹性，后者除中心动脉外还包含外周动脉弹性信息。此外根据现有研究文献可知，心颈脉搏波传导速度（hcPWV）、心肱脉搏波传导速度（hbPWV）、心股脉搏波传导速度（hfPWV）、心踝脉搏波传导速度（haPWV）、股踝脉搏波传导速度（faPWV）颈槎脉搏波传导速度（CrPwv）等局部PWv在临床血管相关疾病研究中也发挥作用4。二、不同PWV原理及测定2. 1CfPWV原理及测定方法颈股脉搏波传导速度（CfPwV）应用始于20世纪60年代8,临床验证及应用时间长，因此具有大量临床数据。CfPwv被认为是反映中心主动脉僵硬度的“金标准”9T0,因其是颈-股动脉间的直接测量值，且主动脉及其第一分支对动脉硬化程度的病理生理影响最大，因此CfPWV反映的主动脉弹性信息最为可靠11。测量CfPWV采用张力法。受检者取仰卧位，确定颈部和腹股沟动脉搏动最明显部位，测量这两点间的体表距离（D）,再将压力传感器分别置于搏动最明显处，仪器自动测量颈-股动脉脉搏波传导时间（T）,根据PWV=DT,计算PWV值。测量CfPWV操作具有一定难度，如传感器动脉放置的位置会影响测量值的真实性，操作者按压动脉力量要适当，探头与血管轴线尽量呈垂直等，且测量时需暴露患者腹股沟，在触诊颈动脉和股动脉时患者也会感到不适，种种原因导致CfPWV在国内外临床应用上受到一定限制412。在上述基础上，与CfPwV相关性高而易于测量的baPWV方法得到发展。3. 2baPWV原理及测定方法臂踝脉搏波传导速度（baPWV）是日本在2000年开发的一种更为简单的动脉僵硬度测定方法13,在亚洲地区逐渐得发展和应用。baPWV测定方法较CfPwV简单，且与CfPWV有高相关性14。baPWV同时反映中心主和外周动脉的硬化程度。受检者取仰卧位，四肢袖带分别缚于双侧上臂几下肢脚踝步，袖带绑定位置正确，松紧适中。测量需先同步测量四肢动脉的脉搏波波形，找出每个脉搏波的入射波起点，计算上肢和踝部的脉搏波时间差（T）,测量心脏到上臂测量点的距离（LA）和心脏到下肢踝部测量点的距离（LB）O根据PWV=（LB-LA）/T,得出baPWV值。随着计算机和信号采集技术改进，PWV自动化测量程度越来越高。大量人体解剖学数据研究使得脉搏波传导距离可根据身高计算获得，而同步脉搏波波形体积描记传感器可计算脉搏波传导的时间间隔。现代外周动脉检测仪同步测量两侧肱动脉和胫后动脉PWV,并自动计算得出baPWV值4O2.3不同PWV的非疾病人群参考范围及临床意义由于PWV受年龄、血压等多种因素影响，因此研究人群中PWV的平均值或参考阈值不同。国内外现多使用CfPwV>900cms,baPWV>1400cms作为非疾病人群的参考阈值41215,但这并不适用所有年龄段的人群。动脉僵硬度会随年龄增长而增加，因此针对不同年龄段人群PWV研究得出的不同参考值范围值得关注。如CoSminlecuetal.14测定60至75岁老年人主动脉脉搏波传导速度，认为Pwv正常ClOooCms,100O1300cms为高正常值的临界范围，超过1300cms则为异常值。一项基于8个欧洲国家13个医疗中心的16867名受试者研究12分析，将抽烟、血脂异常、高血压等血管硬化传统风险因素排除后的研究人群分为参考组和正常组，其中正常即非疾病人群的PwV值60岁以下平均值最高为830cms,60岁以上则21030cms0最新研究16通过心脏核磁共振CMR测定整个主动脉的脉搏波传导速度，正常平均PWV为600cms,与CfPWv现有参考阈值不一致，可能与磁共振获取的动脉距离和血流速度更精确以及受试者人群年龄更年轻有关。作为CfPWV可能的替代指标baPWV可同时反映大动脉和中动脉的弹性信息。日本大样本健康人群17研究得出，baPWV随年龄增长而增加，60岁前男性baPWV稍高于女性，而60岁后两性baPWV相近，在20岁至69岁人群中1400cms是baPWV的一个分界值，而70岁以上人群中，baPWV平均值>1550Cm/s。在一项纳入1583名非疾病人群的研究中18,受试者年龄平均年龄56岁，baPWV均值为1530cms,且识别颈动脉粥样斑块的临界值为1620cmsoCainzos-Achiricaetal.19对平均年龄为42岁的15185名接受健康检查的人群研究得出，平均baPWV为1330cms,当baPWV>1350cms对识别冠状动脉钙化的敏感度为70%、特异性为59%0可知在临床上以1400cms作为非疾病人群baPWV参考值时需结合受试者年龄、性别、疾病等因素综合判断。2. 4不同PWV的疾病参考阈值及临床意义研究人群中PWV均值或参考阈值不完全相同，但可知心脑血管疾病患者PWV通常高于非心脑血管疾病患者20-21。目前欧洲和日本的指南中分别建议CfPWV>1000Cm/s、baPW>1800cms作为个体处于心脑血管高风险的参考阈值22-23,同时日本循环协会也提到baPWV在临床中的适用值需参考肱踝血压指数(ABI)检测确认下肢循环是否正常。然而上述参考值也并不完全适用不同年龄段和疾病的人群。在134名平均年龄为63岁的急性脑卒中患者中，Gaseckietal.24认为cfPWV900cms和更差的预后相关，特异性和敏感度分别为61.5%和77.3%oKimetal.25对470名中年人群进行心血管事件和baPWV相关性研究发现，该人群平均baPWV为1480cms,而baPWV>1550cms为其被预测发生心血管事件的最佳分界值，敏感度和特异性大于50%。通过心肌断层扫描成像来确定是否发生心血管事件的350名平均年龄为66岁的人群研究中，Leeetal.26认为baPWV1790cms与高风险心血管事件发生独立相关。另两项通过动脉造影确定心血管疾病的研究中27-28,得出baPWV>1730cms和baPWV>1700cms分别是冠状动脉相关疾病被识别的最佳分界值。说明无论CfPWV或baPWV,在临床应用于