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【摘要】 目的：探讨脉搏波速度（Pulse Wave Velocity,PWV）,心－踝血管指数(Cardio-Ankle Vascular Index,CAVI)和踝臂指数（Ankle Brachial Index,ABI）在男性健康人群和动脉粥样硬化性疾病及其危险因素人群中血管早期病变评价的应用及各指标间的相关性。方法：56例男性受检者入选此研究，平均年龄（57.8±9.8）岁（范围41～78岁），其中23例为健康志愿者（健康组），36例存在动脉粥样硬化性疾病及其危险因素（动脉粥样硬化组）。应用脉搏波速度自动测量系统和血压脉搏测量装置测定颈动脉－股动脉PWV（CF-PWV）、CAVI和ABI作为反映受检者血管早期病变的指标。结果：与健康对照组相比，动脉粥样硬化组CF-PWV和CAVI明显升高分别为（12.61±2.99） m/s比（10.87±1.40） m/s(P=0.005);7.34±0.78比8.63±1.57(P<0.001)，ABI在两组间无显著差异（1.08±0.12比1.09±0.13，P＝NS）。相关分析显示，动脉粥样硬化组CAVI与CF-PWV显著相关（R=0.612，P<0.001），ABI与CF-PWV显著相关（R=-0.454，P=0.012），ABI与CAVI显著相关（R=-0.697，P<0.001）。健康组上述各指标之间均无明显相关性。结论：动脉粥样硬化及其危险因素人群中反映动脉僵硬度的指标CAVI与PWV密切相关，并与下肢动脉阻塞程度相关。
【关键词】 脉搏波速度;踝臂指数;心-踝血管指数;动脉僵硬度;动脉粥样硬化
The clinical value of pulse wave velocity (PWV), cardio-ankle vascular index (CAVI) and ankle brachial index(ABI) in evaluation of early vascular diseases
WANG Hong-yu, LU Na, LI Li-hong, et al
（The people's hospital of Beijing university, Beijing 100044, China; Beijing N0.6 hospital）
【Abstract】 Objective：To explore clinical value of pulse wave velocity (PWV), cardio-ankle vascular index (CAVI) and ankle brachial index(ABI) in evaluation of early vascular disease in male healthy subjects and atherosclerosis risk patients. Methods:56 male subjects included in our study, mean age 57.8±9.8years（range41～78years）,23 healthy subjects（healthy group）,36 atherosclerosis risk patients（atherosclerosis group）.Automatic PWV measurement system, blood pressure and pulse measurement device were used to measure carotid－femoral PWV（CF-PWV）,CAVI and ABI as parameters to reflect early vascular disease.Results: In comparison to healthy group, CF-PWV and CAVI were higher in atherosclerosis group（12.61±2.99 vs 10.87±1.40m/s,P=0.005;7.34±0.78比8.63±1.57，P<0.001;respectively），ABI had no significant difference between two groups（1.08±0.12比1.09±0.13，P＝NS）.Relationship analysis results demonstrated that in atherosclerosis group CAVI closely related to CF-PWV(R=0.612,P<0.001）,ABI closely related to CF-PWV(R=-0.454,P=0.012）,ABI closely related to CAVI(R=-0.697,P<0.001）.All these parameters had no significantly relationship in healthy group.Conclusions: CAVI and PWV had close relationship in atherosclerosis patients, could reflect arterial stiffness, CAVI and PWV were closely related to the extent of lower extremity obstruction.
【Key words】Pulse wave velocity; Cardio-ankle vascular index; Ankle brachial index; Arterial stiffness；Atherosclerosis
包括心绞痛、心肌梗死、脑卒中在内的心脑血管疾病具有高发病率、高致死率和高致残率的特点，近几十年来，关于心脑血管疾病的研究无论是在理论上还是在临床治疗方面均取得了巨大的进展，但是仍不能从根本上减少心脑血管疾病的发生。随着我国人民生活水平的提高，饮食谱和生活方式的改变，特别是城镇人口生活节奏加快导致精神压力明显增加，心脑血管疾病的发生率更是逐年升高。动脉粥样硬化性疾病是慢性进展性病变，其发生、发展经历了“内皮功能障碍-动脉僵硬度增高-脂质条纹形成-动脉粥样硬化斑块-斑块不稳定状态-心脑血管事件”的过程，其总病程可长达数十年。因此，早期检出处于动脉僵硬度增高期的亚临床血管病变，并对动脉僵硬度增高的人群采取更为积极的和具有针对性的干预措施（包括生活方式和药物治疗）,才能够从根本上降低血管事件发病率和死亡率。
众多临床研究支持在动脉硬化早期首先出现动脉僵硬度增高［1］，脉搏波速度（Pulse Wave Velocity，PWV）是应用最早且目前应用最为广泛的评价节段性动脉僵硬度的指标，既往我们的研究显示动脉僵硬度的增加与心脏左室肥厚和动脉粥样硬化的发生有关［2,3］。近期一个新的动脉僵硬度指标-心踝指数（Cardio-Ankle Vascular Index，CAVI）开始临床应用，与PWV相比，该指标具有操作更为简单的特点，因此其检测结果的可靠性受到操作者熟练程度的影响较小，更适用于在人群中进行大规模筛查［4］。关于CAVI和PWV相关性已经在正常人群中进行了研究，结果显示年轻的健康人群中上述指标之间没有明确关系，但是在动脉粥样硬化性疾病及其危险因素人群中上述指标的相关性尚无报道。
外周动脉疾病（Peripheral Arterial Disease，PAD）通常是指由于动脉粥样硬化导致的一支或多支外周动脉部分或完全阻塞，目前一般是指下肢动脉粥样硬化性阻塞性疾病。PAD具有许多和动脉粥样硬化性心脏病及脑血管病相同的危险因素，PAD患者冠心病和脑血管疾病的死亡危险性亦明显增高。虽然PAD的典型症状是行走诱发的下肢疼痛，但是根据症状诊断该疾病并不敏感也不特异。目前踝臂指数（Ankle - Brachial blood pressure Index，ABI）检测已经成为无创检测外周动脉疾病最常用的方法，该指标的检测十分方便，且费用低廉，适用于人群的大规模筛查。目前以ABI<0.9作为下肢动脉粥样硬化致管腔阻塞的指标，因此ABI异常降低是严重下肢动脉粥样硬化阻塞性疾病的标志。但是关于ABI和动脉僵硬度指标之间的相关性少有报道。
进行动脉僵硬度和下肢严重动脉粥样硬化性疾病的检测有利于早期检出心脑血管疾病高危人群，而采用无创的方法使之更适用于在人群中进行大规模筛查。我们研究的目的在于评价不同血管病变的评价指标PWV，CAVI和ABI在健康人群中以及具有动脉粥样硬化性疾病及其危险因素人群中的应用价值及各指标间的相关性，为临床早期识别血管病变提供思路。
1 资料与方法
1.1 研究对象 随机入选2006年7月至11月于北京大学人民医院心内科门诊就诊的59名男性受检者，年龄在41～78岁，平均（57.8±9.8）岁。其中健康志愿者（健康组）23人，年龄43～77岁，平均（55.8±8.9）岁，入选前经问卷调查确定无早发心脑血管疾病家族史，无高血压、糖尿病、高脂血症、吸烟等动脉粥样硬化性疾病危险因素，无确诊的心脑血管疾病或周围动脉病变。动脉粥样硬化性疾病患者或具有动脉粥样硬化性疾病危险因素者（动脉粥样硬化组）共36人，年龄41～78岁，平均（59.1±10.3）岁，其中高血压患者14人，糖尿病患者6人，高脂血症患者4人，临床确诊的包括冠心病、脑血管疾病和下肢动脉疾病在内的动脉粥样硬化性疾病患者12人。
1.2 检测方法
1.2.1 脉搏波速度 检测PWV应用PWV自动测量系统（Complior SP，France），软件版本V1.1+。受试者仰卧安静状态下休息10分钟，去枕平卧，双手手心向上置于身体两侧，选择右侧颈总动脉和股动脉（或桡动脉）作为测量部位，通过触诊沿动脉的体表走行位置探察脉搏搏动最明显处，将脉搏波感受器放置于颈动脉和股动脉（或桡动脉）皮肤表面，并调整脉搏波感受器直至获得最佳信号，测量颈动脉至股动脉压力感受器之间的体表距离输入微机，PWV为上述距离除以两个动脉搏动点出现收缩波“足部”的时间差而自动计算得到。本研究检测指标为颈动脉-股动脉PWV（CF-PWV）。在检测过程中压力传感器保持其位置不变。
1.2.2 心-踝血管指数和踝臂指数 应用血压脉搏测量装置（VaSera VS-1000,Japan）检测CAVI和ABI，软件版本08～01。该装置采用含有压力感受器的四肢血压袖带获得体积描记图。袖带置于双上臂，右侧膝部以及双侧踝部，ECG导联置于腕部，心音接收装置（PCG）置于胸骨右缘第二肋间隙。所有肢体均以软垫支撑以避免肢体肌肉收缩引起检测误差。根据连续测定的ECG、PCG以及肱动脉、踝部动脉脉搏波形得到的β系数计算出CAVI。分别以测定的下肢收缩压与上肢收缩压中较高的一侧收缩压相除，所得结果即为双侧ABI。本研究以右侧CAVI和ABI作为分析指标。
1.3 统计学方法 所有描述性变量均采用平均值±标准差表示。采用独立样本t检验进行两组之间各指标的比较。采用独立Pearson简单相关系数法评价不同指标之间的相关性。统计学分析应用SPSS 13.0软件，本研究中所有数据的统计学显著性均设定为P<0.05。
2 结果
2.1 两组基本情况的比较 入选者的基本情况见表1。两组年龄、体型、心率和血压等指标之间均无统计学显著差异（均为P=NS）。
2.2 两组动脉僵硬度指标以及下肢动脉阻塞性指标的比较 与健康组相比，动脉粥样硬化组具有较高的CF-PWV，两组人群ABI值没有明显差异（见表2）。
表1 入选者一般资料（略）
NS：两组比较无统计学差异；SBP：收缩压；DBP：舒张压。
表2 两组人群动脉僵硬度指标以及严重下肢动脉粥样硬化指标之间的差异（略）
NS，两组比较无统计学差异。
2.3 各指标间的相关性
2.3.1 CAVI和PWV的相关性 动脉粥样硬化组CAVI与CF-PWV具有显著相关性（R＝0.612，P<0.001）（见图1），健康组CAVI与CF-PWV没有明确相关性。
2.3.2 ABI和CF-PWV的相关性 动脉粥样硬化组ABI与CF-PWV具有显著相关性（R＝-0.454，P＝0.012）（见图2），健康组ABI与CF-PWV没有明确相关性。
2.3.3 ABI和CAVI的相关性 动脉粥样硬化组ABI与CAVI具有显著相关性（R＝-0.697，P<0.001）（见图3），健康组ABI与CAVI没有明确相关性。
图1 动脉粥样硬化组CAVI与CF-PWV的关系（略）
图2 动脉粥样硬化组ABI与CF-PWV的关系（略）
图3 动脉粥样硬化组ABI与CAVI的关系（略）
3 讨论
我们的研究探讨了动脉僵硬度的评价指标CF-PWV、CAVI及其与下肢动脉阻塞程度的评价参数ABI之间的关系，结果显示在健康人群中上述指标没有明确的相关性。而在动脉粥样硬化人群（包括具有动脉粥样硬化危险因素的人群和已经明确诊断动脉粥样硬化性心脑血管或下肢血管疾病的人群）中，CAVI与CF-PWV有明确正性相关关系，反映动脉僵硬度的上述指标与ABI亦呈显著负相关。
PWV测定可反映多个动脉节段的动脉僵硬度，包括颈动脉-股动脉，颈动脉-桡动脉，颈动脉-胫后动脉，股动脉-腘动脉，肱动脉-桡动脉等。由于动脉系统具有不同的组织学结构，其动脉僵硬度也是不同的。如颈动脉-股动脉PWV（CF-PWV）和颈动脉-桡动脉PWV（CRPWV）分别代表了弹力型动脉和肌性动脉的动脉僵硬度。由于动脉粥样硬化性病变多首先出现在弹力型动脉，且病变在大动脉最为严重，因此动脉僵硬度检测的焦点也集中于弹力型动脉。目前研究最为广泛的是CF-PWV。研究表明，高血压人群中，CF-PWV是对心血管事件有预测作用的指标，CF-PWV对慢性肾功能不全人群的生存率也有预测价值［2,3,5,6］。
根据连续测定的ECG、PCG以及肱动脉、踝部动脉脉搏波形得到的β系数计算出的CAVI，具有受血压波动影响小的优点［7］，与PWV检测相比，CAVI检测更为简单，对检测人员的技术和手法没有过高的要求。既往研究显示，血压脉搏自动测量装置测定的CAVI值具有较好的重复性［8］，且与超声测定的颈动脉β系数具有明确的相关性［9］。但是目前关于CAVI和PWV的相关性报道较少。本研究结果显示，动脉粥样硬化及其危险因素者CAVI和CF-PWV均明显高于健康者。而且在动脉粥样硬化患者及其高危因素人群中，两者具有较好的相关性；而在相对健康人群中两者相关性不明显，这与其他的研究结果相同［10］。尽管CAVI检测装置与经典的CF-PWV检测装置的原理不同，但是根据CAVI的计算公式显示CAVI与颈-胫后动脉节段PWV有较为密切的关系［7］，而颈动脉-股动脉节段是颈动脉-胫后动脉节段的重要组成部分，这可能是在动脉粥样硬化组两个指标具有良好相关性的重要原因之一。但是CAVI检测动脉节段包括股动脉-胫后动脉节段，后者含有一部分中型肌性动脉，而根据既往研究显示，弹性动脉和肌性动脉的缓冲功能随年龄和血压等影响因素的变化并不一致［11］，这是CAVI和CF-PWV存在一定差异的主要原因。根据本研究结果显示，健康组和动脉粥样硬化组CAVI有明确统计学差异，且动脉粥样硬化组CAVI与CF-PWV有密切关系，因此我们认为在具有动脉粥样硬化危险因素的人群或动脉粥样硬化疾病患者中CAVI可作为评价动脉僵硬度的指标。
我们的研究还表明，在动脉粥样硬化性疾病及其高危因素人群中，ABI和PWV呈负相关，提示严重动脉粥样硬化阻塞性病变的发生与动脉僵硬度的逐渐增高相关。作为节段性动脉僵硬度的评价指标，PWV与节段动脉血管壁受到的压力有密切关系。从解剖学结构上看，动脉的主要成分包括弹性纤维、胶原纤维和平滑肌，其中弹性纤维的顺应性明显高于胶原纤维和平滑肌，当血管内压力升高时，血管壁承受压力的结构由以弹性纤维为主转变为以胶原纤维为主，导致“功能性”动脉僵硬度增高，此时动脉结构没有发生本质变化，但脉搏波速度会明显增快，因此脉搏波速度是一个与血压的关系非常密切的指标。当PWV检测动脉节段中存在严重狭窄，导致其下游血压明显降低，此时测定的PWV并不能反映其真实的动脉僵硬度水平。
我们的研究采用CF-PWV检测主动脉节段动脉僵硬度，因此其检测值不会受到下肢股动脉、腘动脉、胫后动脉等位置的动脉粥样硬化阻塞性病变影响，除非被检者患有主动脉缩窄或严重主动脉粥样硬化性疾病。有报道认为当ABI<0.95时即会导致下肢动脉PWV检测准确性下降［12］。
血管病变的发生和发展是从早期管壁僵硬度增加到后期粥样硬化管腔狭窄，我们在研究中同样发现在相对健康人群CF-PWV，CAVI和ABI无显著相关性。而在动脉粥样硬化性疾病及其高危人群中，CAVI和CF-PWV密切相关，ABI随CF-PWV和CAVI的增高而降低。虽然CAVI检测的动脉节段为主动脉（心）至胫后动脉（踝部），但是由于CAVI具有受血压影响小的特点，因此，CAVI与CF-PWV均可作为评价动脉僵硬度的指标，对于严重下肢动脉粥样硬化人群同样适用。
我们本次研究尚存在诸多不足之处：首先，检测仅在男性人群中进行，其结论是否适用于女性人群尚待进一步观察。其次，由于本研究入选样本量较小，故无法进行多元回归分析以筛选对CF-PWV和CAVI有明确影响的临床因素。我们将会在今后进行更大样本量、入选人群更多样化的深入研究。
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作者单位：卫生部十年百项“血管病变早期检测技术推广”项目资助（项目编号：04-10-01），北京大学医学部心血管基础研究基金支助。 北京大学人民医院心脏中心，北京 100044；北京市第六医院心内科；北京市门头沟区中医医院血管科；贵阳市第三人民医院血管病科