肱动脉充血前后搏动指数变化评价血液透析患者血管内皮功能的研究

【摘要】  目的 探讨肱动脉充血反应前后搏动指数变化在评价血液透析患者血管内皮功能方面的临床应用价值。方法 应用高频超声检测40例血液透析患者和32例正常人肱动脉充血反应前后的搏动指数变化(△PI%)及内径的变化(△D%)，比较两组间差异有无显著性。分析血液透析组△PI%与△D%的相关性，及它们分别与年龄、收缩压、舒张压、透析时间及颈动脉内中膜厚度(IMT)的相关性。结果 (1)血液透析组的△PI%(18.12±15.74)高于正常组的△PI%(10.70±18.07)、血液透析组的△D%(4.86±1.97)低于正常组的△D%(9.40±1.33)，差异均有显著性，且△PI%的差异性(P<0.01)显著于△D%(P<0.05);(2)血液透析患者的△PI%与△D%、IMT有高度相关性(P<0.01)，与年龄、收缩压、透析时间有相关性(P<0.05)。△D%仅与IMT、收缩压有相关性(P<0.05)。结论 (1)血液透析对血管内皮功能有一定程度的损害;(2)△PI%可作为一种评价血液透析患者血管内皮功能的新指标。

【关键词】  搏动指数变化;血管内皮功能;血液透析;高频超声

　 Objective To explore the clinical value of the brachial artery pulsatility index changing before and after artery reactivity hyperemia (△PI%) for the vascular endothelial function in hemodialysis patient.Methods Flow-mediated dilatation(△D%) and the △PI% were assessed in 32 normal person and 40 hemodialysis patient by sonographic measurement. We correlated both △D% and the △PI% with age, the systolic pressure, the diastolic pressure,the dialysis time and the carotid artery intima-media thickness.Results The hemodialysis group's △PI% (17.12±15.74) was higher than the normal group's (10.70±17.02),hemodialysis group's △D% (4.86±1.97) was lower than the normal group's (9.40±1.33).The difference had statistics significance.The △PI% had a higher significance(P<0.01) than △D%(P<0.05). The hemodialysis patients′s △PI% had a high correlation with △D% and ITM(P<0.01),as well as had a correlation with age,systolic blood pressure(SBP) and the dialysis time(P<0.05). △D% only correlated with ITM and SBP (P<0.05).Conclusions Hemodialysis may injure endothelial function;△PI% may be considered as a new marker of endothelial function.

　　[Key words] pulsatility index change;endothelial function;hemodialysis;high frequency ultrasound

　　血液透析患者是动脉粥样硬化的高危人群，有研究报道其动脉硬化的发生程度高于非透析者[1]，血管内皮损伤及功能紊乱是导致动脉粥样硬化的主要原因之一[2]，高频超声测定肱动脉反应性充血前后管径的变化(Flow-mediated dilatation FMD)是当前国内外常用的评价血管内皮细胞功能受损的一种简单而无创的手段，但其测量管径的主观性强、测量方法的不统一等造成了不容忽视的局限性。如何能减少主观因素等带来的误差是临床亟待解决的问题。本研究通过超声血流频谱自动取得搏动指数(pulsatility index，PI)，分析血液透析患者肱动脉反应性充血前后PI的变化，探讨△PI%是否可作为评价血液透析患者血管内皮功能的新方法及其临床应用价值。

　　1 资料与方法

　　1.1 研究对象

　　选取2010年6月—10月在兰州大学第二医院的血液透析患者(hemodialysis，HD)40例，男26例，女14例，平均(47±11)岁，透析时间3～36个月，平均透析时间14.3个月，排除糖尿病肾病、高血压肾病、严重肝病、女性患者避开排卵期;正常对照组32例，男20例，女12例，平均(45±10)岁，为我院门诊健康体检者，排除各种肾脏疾病、高血压、糖尿病、高脂血症及甲状腺功能亢进症等。两组间年龄、性别差异无显著性。所有研究对象对本实验研究目的和方法均知情同意。

　　1.2 仪器与方法

　　采用飞利浦IU22型彩色多普勒超声诊断仪，探头频率5~12MHz。参考Celermajer等[3]及Corretti MC等[4]提出的方法测量肱动脉充血反应前后内径及搏动指数。所有受试者于测试前休息10min以上，在室温20℃～25℃环境下，取仰卧位，右上肢裸露，透析患者裸露无动静脉瘘侧上肢，外展15°，掌心向上，选定上臂肘上2～5cm处探测肱动脉，取其纵轴切面，当动脉前后壁内膜显示最清楚时，测量肱动脉前后壁内膜之间的距离，测量3次，取其平均值，得出静息状态下肱动脉内径基础值D。，同时应用彩色多普勒自动测得搏动指数(pulsatility index，PI)。于受试者肘关节下2～3cm处缚一血压计，将血压计袖带充气加压至受试者的收缩压以上50mmHg，持续4min，松开袖带，于60s时测得PI1，于60～100s内(间隔小于15s)测量3次肱动脉反应性充血后内径值，取最大值为D1。通过公式：△D%=(D1-D。)/D。×100%计算血流介导的肱动脉内径扩张值。充血反应前后PI的变化参考Wellington P等[5]的方法以公式△PI%=(PI1-PI。)/PI。×100%计算。整个测试过程中，探头始终处于固定位置，血管内径测量尽量取同一部位。

　　颈动脉内中膜测定:所有研究对象均行颈动脉超声检查，取仰卧位，扫查双侧颈总动脉，分别测量距颈总动脉分叉0.5cm、1cm、2cm处的内中膜厚度( intima-mediathickness, IMT)，取得平均值。

　　1.3 统计学处理

　　采用SPSS11.0统计软件进行数据分析。所得数据用(±s)表示，组间差异采用方差分析，指标间关系分析采用Pearson相关分析。

　　2 结果

　　2.1 两组观察指标比较

　　血液透析组的△PI%(18.12±15.74)高于正常对照组△PI%(10.70±18.07)(图1)、△D%(4.86±1.97)低于正常组的△D%(9.40±1.33)，两组比较差异均有显著性，且△PI%的差异性(P<0.01)显著于△D%(P<0.05)。(见表1)。表1 正常组与透析组间的差异性比较

　　2.2 透析组各项指标的相关性分析

　　血液透析患者的△PI%与△D%、IMT、透析时间有高度相关性(P<0.01)，与年龄、收缩压有相关性(P<0.05)，△D%与IMT、收缩压有相关性(P<0.05)，与年龄、透析时间均无相关性(P>0.05)，△PI%、△D%均与舒张压无相关性(见表2)。表2 透析组各项指标间相关分析

　　3 讨论

　　维持性血液透析是近年来临床上治疗肾功能不全的一个突破, 但同时有研究报道，血透患者心血管疾病的发生率较未透析者有所上升, 且不能用传统的发病危险因素来解释[6]。近年来还发现血透患者在透析后，血管内皮功能会低于透析前[1]。这些都提示了血液透析在降低部分毒素的同时也加重了血管内皮功能的损害。大量资料表明，内皮细胞损伤是血管动脉粥样硬化的始动因素。目前，研究者大多采用高频超声测量肱动脉血流介导的血管管径扩张变化(FMD)的方法，间接了解血管内皮释放NO的功能，这是一种通过外周血管评价心血管疾病危险性的非侵入性的、简便的方法[7]。但由于其方法本身带来的局限性不容忽视，如测量血管内径时的主观因素;测量方法的不一致;袖带减压后峰值血流量的达峰时间不统一等。鉴于FMD法的局限性,如何能减少误差是目前临床上亟待解决的问题。从血流动力学的角度看，肱动脉充血反应前后管径、血流速度、血流阻力都会发生变化，其中血管阻力的变化也可以通过血流的速度波形进行评价[8]，超声检测中的搏动指数PI与收缩期血流峰值速度、舒张期血流速度及平均血流速度密切相关[PI = (PSV - EDV)/TAV]，也就是说肱动脉充血前后搏动指数可能会发生变化。在本实验中发现，所有的研究对象肱动脉充血反应前后的搏动指数都发生了变化。在Wellington P的实验中也发现了这种变化，同时也发现当血管内皮功能紊乱时血管舒缩功能下降，肱动脉充血反应前后的舒张期速度及平均速度较血管内皮功能正常人低，而收缩期峰值速度的变化不明显[5]。所以推测肱动脉充血反应前后的搏动指数的变化百分比(△PI%)可以从一定程度上反应血管的内皮功能。本实验在对病例组的研究中发现△PI%与△D%具有高度负相关性(P<0.01)，与IMT、透析时间有高度正相关性(P<0.01)，与年龄、收缩压也有一定相关性(P<0.05);而△D%仅仅与IMT、收缩压具有一定的相关性(P<0.05)，且相关度低于△PI%。血管内皮功能与颈动脉中内膜厚度、年龄、收缩压等具有相关性这一结论也在很多研究中都得到过证实[9]。由此可见，△PI%可以更全面的评价血液透析患者的血管内皮功能。血管内皮细胞是高度分化的单层细胞,覆盖在血管腔的内表面, 不仅具有分隔血液与间质组织的屏障功能，还通过分泌多种血管活性物质调节血管张力、维持凝血与纤溶的平衡以及抑制炎性细胞的黏附与聚集。正常情况下两者共同调节着血管的收缩和舒张功能。血液透析的患者在透析时，血液暴露于透析膜会导致补体系统的活化;包括血小板的黏附、聚集和释放反应;凝血系统的接触活化;纤溶系统的激活;中性粒细胞黏附、聚集，释放活性氧代谢产物等[10]可能会导致血管内皮的损伤。本试验发现血透组的△PI%高于正常对照组，两组比较差异有显著性，并且△PI%的差异性显著于肱动脉充血反应前后的管径变化百分比(△D%)，提示△PI%反映血管内皮功能的敏感度甚至高于△D%。因为超声检测中的搏动指数是由仪器自动测量得出的，减少了人为因素的误差，笔者认为△PI%可以作为评价血管内皮功能的一种新方法应用于临床，并且比△D%更具客观性。血液透析患者是心血管疾病的高发人群，而血管内皮功能紊乱是多种心血管疾病发生发展的始发阶段。鉴于这种情况，临床工作者不仅要在血液透析过程中尽量避免损伤血管内皮功能的有害因素，加强内皮功能的保护, 还应定期检测血管内皮功能,采取相应的临床治疗措施。△PI%仅应用高分辨力超声和普通的超声血流频谱就可获得，并且与血液透析患者的多种心血管危险因素密切相关，有望成为检测血管内皮功能的又一方法，对减少血液透析患者的心血管事件，提高生存质量、降低死亡率有着非常重要的意义。(本文图片见附页1)

【参考文献】
  　　1 傅朝， 周启昌， 范平， 等. 超声检测慢性肾功能不全患者血管内皮功能. 中国超声医学杂志， 2002 ，18 (11)：841-844 .

　　2 Thambyrajah J, Landray MJ, McGlynn FJ，et al.Abnormalities of endothelial function in patients with redialysis renal failure. Heart J，2000，83:205-209.

　　3 Celermajer DS, Sorensen KE, Gooch VM, et al. Non-invasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosisl.Lancet , 1992, 340: 1111-1115.

　　4 Corretti MC, Anderson TJ, Benjamin EJ，et al.Guidelines for the ultrasound assessment of endothelial-dependent flow-mediated vasodilation of the brachial artery: a report of the International Brachial Artery Reactivity Task Forcey.J Am Coll Cardiol,2002，16:257-265.

　　5 Wellington P，Martins, PhD, et al. Brachial artery pulsatility index change 1 minute after 5-minute forearm compression comparison with flow-mediated.J Ultrasound Med,2008,27:693-699.

　　6 Lindner A , Charra B, Sherrard DJ , et al .Accelerated atherosclerosis in prolonged maintenance hemodialysis.N Engl J Med, 1974, 290:697-701.

　　7 Sorensen KE，Celermajer DS，Spiegelhalter DJ，et al.Non-invasive measurement of human endothelium dependent arterial responses：accuracy and reproducibility.Br Heart J，1995，74(3)：247-253.

　　8 Taylor KJ, Holland S. Doppler US, part I: basic principles,instrumentation, and pitfalls. Radiology 1990,174:297-307.

　　9 Gullu H, Erdogan D, Caliskan M, et al. Interrelationship between noninvasive predictors of atherosclerosis:transthoracic coronary flow reserve, flow-mediated dilation,carotid intima-media thickness, aortic stiffness, aorticdistensibility, elastic modulus, and brachial artery diameter.Echocardiography,2006,23:835-842.

　　10 廖华，刘文虎. 维持性血液透析患者血管内皮细胞变化的相关因素与临床意义. 国际移植与血液净化杂志， 2008，6(1)：1-4.