脈搏波傳導(dǎo)速度與動脈硬化的關(guān)系

【摘要】 目前臨床用于篩查動脈硬化的主要方式有血管造影技術(shù)、血管內(nèi)超聲技術(shù)和脈搏波傳導(dǎo)速度（pulse wave velocity，PWV）測量技術(shù)。冠狀動脈造影術(shù)、血管內(nèi)超聲技術(shù)因其有創(chuàng)，費用較高，操作復(fù)雜等特點，難以將其作為常規(guī)檢查項目。而PWV測量技術(shù)通過檢測脈搏波，可以評估血管的彈性，觀察脈搏波的強度、形態(tài)、節(jié)律等外在表現(xiàn)形式，提取脈搏波信號傳遞的豐富特征，分析掌握疾病的相關(guān)信息。針對目前PWV相關(guān)研究，做出系統(tǒng)綜述。

【關(guān)鍵詞】 脈搏波傳導(dǎo)速度 動脈硬化 無創(chuàng)檢測

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

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人口老齡化的增加，心血管疾病已經(jīng)成為威脅人們健康的重要因素，心血管疾病的發(fā)生發(fā)展與血管硬度的增加息息相關(guān)，動脈硬化的早期診斷有助于預(yù)防和治療心血管疾病，因此脈搏波傳導(dǎo)速度（pulse wave velocity，PWV）測量技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注，PWV測量技術(shù)的應(yīng)用有利于對心血管疾病的早期篩查及防治，本文通過對PWV的原理、影響因素、檢測方法優(yōu)缺點等的系統(tǒng)描述，旨在讓讀者對PWV有更加深入的認識和了解，通過臨床應(yīng)用可及早發(fā)現(xiàn)動脈硬化，通過影響因素等的分析做出相應(yīng)的干預(yù)和治療[1]。

1 PWV的測定原理

脈搏波是心臟搏動時對血管產(chǎn)生的波動，從主動脈根部出發(fā)，沿動脈血管和血流向外周傳播。其速度主要與血管彈性、管腔大小、管壁厚度和血液密度有關(guān)。由于管腔大小、管壁厚度、血液密度變化較小，因此動脈順應(yīng)性是影響PWV的主要因素。脈搏波傳導(dǎo)速度反映了動脈僵硬程度，其速度越慢，表明動脈順應(yīng)性越好、動脈硬化程度越低[2]。臨床應(yīng)用時，通過測量脈搏波兩點之間的時間差（pulse transit time，PTT）和兩點之間的距離（D）可以得到PWV，即PWV=D/PTT。因此計算PWV受到D和PTT測量精度的影響[3]。

2 PWV的影響因素

2.1 年齡與PWV

隨著年齡增長，人體細胞、組織等功能下降，血管逐漸發(fā)生了結(jié)構(gòu)性改變和功能性退變。血管內(nèi)皮細胞功能障礙，慢性炎癥，動脈彈性蛋白減少，膠原纖維沉積，血管壁逐漸硬化，這些因素促進了心血管疾病的發(fā)生發(fā)展。年齡是影響管壁彈性的重要因素，不論是正常人群還是高血壓人群，隨著年齡增長，動脈彈性逐漸降低。桑大森[4]發(fā)現(xiàn)年齡越大，動脈硬化發(fā)生率越高，PWV也就越高。牟文英等[5]發(fā)現(xiàn)脈壓是預(yù)測心血管的重要危險因素，在年輕女性中影響較小，而隨年齡的增長，女性脈壓變化幅度逐漸變大。

2.2 高血壓與PWV

高血壓是心血管疾病重要的危險因素，血壓水平越高，心腦血管疾病發(fā)生的危險概率越大[6]。血壓升高時，血管內(nèi)部張力、剪切力等發(fā)生變化，使內(nèi)皮細胞損傷，管壁變厚，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)，氧化應(yīng)激增加，血管內(nèi)皮通透性增加，利于脂質(zhì)沉著，管壁彈性降低，促進了動脈粥樣硬化的發(fā)生。劉玥等[7]發(fā)現(xiàn)，與正常人相比，高血壓患者的PWV明顯升高，在經(jīng)過藥物等相關(guān)降壓治療后，高血壓患者動脈彈性逐漸恢復(fù)，血管的順應(yīng)性得到了改善，PWV沿血管傳播的速度下降。血壓指標(biāo)預(yù)測PWV對評價動脈硬化有較高價值，但單純使用血壓指標(biāo)并不能理想地適用于正常高壓人群血管病變的早期風(fēng)險評估。

2.3 高血糖與PWV

研究表明，動脈彈性與血糖水平有關(guān)[8]，高血糖是動脈粥樣硬化發(fā)生的重要危險因素。高血糖所引起的病理生理的變化對動脈硬化程度有一定的影響，如氧化應(yīng)激、山梨醇旁路代謝被異常激活、反應(yīng)性的晚期糖化終產(chǎn)物及前體的產(chǎn)生、炎癥因子的大量產(chǎn)生等，這些改變導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能的紊亂，加速了動脈粥樣硬化的發(fā)展。沈莉莉等[9]發(fā)現(xiàn)與健康人相比，2型糖尿病患者PWV參數(shù)明顯增高，且隨著動脈硬化程度的升高而增高。孫琳等[10]發(fā)現(xiàn)糖尿病患者動脈彈性功能的改變早于動脈彈性結(jié)構(gòu)的改變，而PWV技術(shù)可提前發(fā)現(xiàn)動脈彈性功能的異常。

2.4 高血脂與PWV

高血脂是心血管疾病的重要危險因素。組織細胞具有內(nèi)分泌的功能，其功能的紊亂會導(dǎo)致分泌過多的促炎因子，血管內(nèi)皮細胞在多種炎癥因子的作用下，發(fā)生內(nèi)皮功能障礙、泡沫細胞形成、平滑肌細胞增殖、細胞外基質(zhì)重構(gòu)，導(dǎo)致動脈彈性指數(shù)和血管容受能力下降，加速了動脈硬化的發(fā)生和發(fā)展[11]。游弘等[12]發(fā)現(xiàn)正常血脂水平者與合并高血脂者臂踝脈搏波傳動速度（brachial-ankle pulse wave velocity，baPWV）比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義，表明高血脂與PWV呈正相關(guān)。梁秋月[13]通過超聲極速成像技術(shù)（ultrafast ultrasound imaging，UFI）對頸總動脈的彈性進行測量，發(fā)現(xiàn)合并高血脂患者的脈搏波傳導(dǎo)速度明顯增快。因此高血脂水平促進了炎癥反應(yīng)的發(fā)生，進而促進了PWV。

2.5 性別與PWV

研究表明，性激素對心血管疾病的影響是多方面的[14]。既可以通過影響其危險因素直接的影響心血管系統(tǒng)，也可通過改變管徑、血壓等作用于血管壁間接的影響。PWV可以評估動脈硬化程度，其受性激素尤其是雌激素影響較大。雌激素影響機體的脂肪代謝，增加高密度脂蛋白，降低低密度脂蛋白，降低基質(zhì)金屬蛋白酶-9的活性，抑制動脈粥樣硬化斑塊的發(fā)展，降低動脈僵硬度。與雌激素不同，雄激素不能通過改變管徑及血壓來影響動脈僵硬度。性別對PWV的影響，表現(xiàn)最顯著年齡段主要集中在40～55歲，這大概與性激素水平變化有關(guān)。牟文英等[5]發(fā)現(xiàn)脈壓是預(yù)測心血管重要危險因素，相比男性而言，女性PWV受脈壓影響較大。劉冬等[15]發(fā)現(xiàn)PWV在不同年齡組內(nèi)、不同性別間均有差異，且男性PWV高于女性PWV。這可能與女性激素水平在青春前期、青春期、絕經(jīng)前期及絕經(jīng)后期的不同年齡階段有較大的差異有關(guān)。

因此血壓、血糖、血脂、年齡、性別等因素都可以直接或間接的影響動脈僵硬度，從而影響PWV。這些不同因素均可以在不同方面影響PWV，因此在測量PWV時，需要對血壓、血糖、血脂、年齡、性別等進行檢測。

3 PWV的檢測方法

3.1 傳統(tǒng)PWV測定方法

傳統(tǒng)PWV的測量位置包括肱踝、頸股、頸橈等。臨床中常用的位置主要是頸股和臂踝。頸股脈搏波傳導(dǎo)速度和臂踝脈搏波速度都是測量動脈順應(yīng)性的常用指標(biāo)，且均被看作是心血管事件發(fā)生的獨立危險因素，都可評估心血管風(fēng)險。其中頸股動脈脈搏波傳導(dǎo)速度（carotid-femoral pulse wave velocity，cfPWV）的增大提示主動脈硬度增高，baPWV增大提示大動脈和中動脈系統(tǒng)的彈性減退，頸-橈動脈脈搏波傳導(dǎo)速度（carotid-radial pulse wave velocity，crPWV）增大提示外周動脈硬度增加。

3.1.1 頸股動脈脈搏波傳導(dǎo)速度 cfPWV是測量主動脈硬化程度的常用指標(biāo)。被認為是評估動脈僵硬度的“金標(biāo)準(zhǔn)”。臨床檢測時，將PWV壓力傳感器分別置于受試者頸動脈和股動脈搏動最明顯的部位，同時獲取頸動脈和股動脈兩個點的脈搏波形，通過其形態(tài)等特征點計算時間PTT，再在體表直接測量脈搏波行進的距離D，通過計算距離與時間的比值可以得出cfPWV。

林桐[16]研究表明，cfPWV與冠狀動脈病變程度有明確的相關(guān)性。黃志堅[17]研究發(fā)現(xiàn)cfPWV可反映動脈硬化程度，cfPWV越高，管壁所受的牽拉力越大，以致管壁彈性發(fā)生變化，順應(yīng)性降低，且收縮壓的增大，脈搏的增快，加劇了冠脈缺血情況。曲娜等[18]研究發(fā)現(xiàn)隨著cfPWV的增加，動脈順應(yīng)性降低，收縮期的血流前向波和反射波疊加，使得收縮壓峰值升高，而舒張壓降低，最終脈壓差升高，使冠狀動脈灌注減少，加重了缺血應(yīng)激反應(yīng)，這種缺血應(yīng)激必然會加重冠狀動脈病變程度。

3.1.2 臂踝脈搏波傳導(dǎo)速度 研究表明，baPWV具有和cfPWV相似的評估心血管疾病風(fēng)險的能力。檢測前，囑受檢者取平臥位，安靜狀態(tài)下確保休息時間gt;5 min，檢查時，雙上肢放于身體兩側(cè)，將四肢血壓袖帶固定好，分別縛于雙側(cè)上臂肱動脈和腳踝頸動脈，連接心音傳感裝置，儀器將自動輸出baPWV值。

辛保鳳等[19]認為baPWV是反映動脈彈性和僵硬度的客觀指標(biāo)。baPWV與動脈順應(yīng)性、僵硬度程度相關(guān)，動脈順應(yīng)性越差，僵硬度越高，baPWV也就越快。應(yīng)用baPWV技術(shù)，可及早地篩查動脈硬化相關(guān)疾病。黃文杰[20]認為baPWV可切實反映大動脈及中動脈血管彈性，baPWV數(shù)值越低，說明動脈血管壁彈性越好，硬度越低。baPWV水平越高，患有冠心病的概率越大，病變支數(shù)越多。

在傳統(tǒng)檢測方法中，cfPWV兩點測量點的距離較遠，脈搏波經(jīng)過了主動脈大部分區(qū)域，所以在預(yù)測心血管風(fēng)險方面準(zhǔn)確性高，可靠性強。但測量cfPWV時患者需要暴露腹股溝區(qū)域，操作不便，配合度低[3]。baPWV檢測方法簡便，檢測者無需暴露腹股溝，配合度高，且對檢查者技術(shù)要求較低，可重復(fù)性較好，在利用動脈診斷儀測量四肢血壓的同時還能獲取踝肱指數(shù)（ankle-brachial index，ABI），用以反映冠狀動脈和下肢外周病變程。但在很大程度上受到年齡、時間、血流動力學(xué)等方面的影響，同一個個體，測量的時間不同，血壓和心率等可能不同，所得到的結(jié)果也會有差別[19]。傳統(tǒng)PWV的測量均依賴于PWV傳導(dǎo)時間和兩點間距離的測量，存在一定的局限性，在測量過程中，兩點之間的距離有一定的誤差，在一定程度上也影響了PWV的準(zhǔn)確性。PWV檢測的大多是全身一長段動脈的平均傳導(dǎo)速度，但全身動脈系統(tǒng)各段管腔的硬度并非均勻一致，局部的病變（動脈瘤等）均會影響PWV的測值。且該方法在實際的操作過程中，肥胖人群較難測量。

3.2 血壓年齡估測法

有研究表明，通過血壓和年齡估算脈搏波傳導(dǎo)速度（ePWV）在臨床上具有較高的預(yù)測價值，可作為測量脈搏波傳導(dǎo)速度cfPWV和baPWV的替代方法。該研究將人群劃分為正常人群和風(fēng)險人群（符合其中任意一項：吸煙、心肌梗死病史、腦卒中病史、血脂異常、高血壓、高血糖、腹型肥胖），將獲取的年齡和平均動脈壓帶入以下的計算公式，可以估算脈搏波的傳導(dǎo)速度。

（1）平均動脈壓（mean arterial pressure，MAP）=（收縮壓+2×舒張壓）/3或舒張壓+1/3脈壓差。（2）正常人群：ePWV=9.025-0.132×年齡+0.001×年齡2+0.001×年齡×MAP-0.000 002×年齡2×MAP+0.029×MAP。（3）風(fēng)險人群：ePWV=10.312-0.228×年齡+0.003×年齡2+0.002×年齡×MAP-0.000 017×年齡2×MAP+0.015×MAP。

相比于其他的檢測方法，ePWV獲取方便，計算簡單，費用較低，既可以節(jié)約國家的醫(yī)療資源，減少公眾的醫(yī)療負擔(dān)，又可以大大減輕個人的經(jīng)濟負擔(dān)。但該研究ePWV的計算公式需要大規(guī)模多樣本的數(shù)據(jù)，研究對象目前主要以男性為主，且研究結(jié)果可能存在一定的誤差，后續(xù)還需要進一步分析驗證[21]。

3.3 血管回聲跟蹤技術(shù)

血管回聲跟蹤技術(shù)（E-tracking，ET）是一種新的超聲技術(shù)，可以及早地檢測出動脈內(nèi)中膜的增厚，動脈粥樣斑塊的進展，客觀地評估動脈彈性的功能。ET利用相位跟蹤方法可以實時采集血管收縮期和舒張期管壁運動時產(chǎn)生的移動信號，并對運動軌跡進行描述，通過測量收縮期和舒張期動脈內(nèi)徑數(shù)據(jù)的變化，得到相應(yīng)的血管彈性參數(shù)來對血管的順應(yīng)性進行評估[22]。

饒琰等[23]發(fā)現(xiàn)急性心肌梗死患者通過應(yīng)用ET可以有效評估外周血流動力學(xué)狀態(tài)。陳秀明[24]發(fā)現(xiàn)ET不僅可以發(fā)現(xiàn)高血壓患者的動脈順應(yīng)性的變化，及早地進行臨床干預(yù)及治療，改善預(yù)后，減少并發(fā)癥的發(fā)生。ET的應(yīng)用，對及時評估治療前后動脈的順應(yīng)性，延緩動脈硬化進展具有重要作用。

ET操作方便，能動態(tài)跟蹤與描記動脈內(nèi)膜的運動軌跡，實時的采集數(shù)據(jù)信息，具有測量數(shù)據(jù)精確度高、可靠性強、操作方便、重復(fù)性好等特點，測定動脈順應(yīng)性，可以較早地預(yù)測血管硬化的趨勢，對血管內(nèi)皮功能做出準(zhǔn)確的評估[25]。但其需要昂貴的設(shè)備及高水平技術(shù)人員，在一定程度上影響其臨床應(yīng)用。

3.4 超聲極速成像技術(shù)

相比于傳統(tǒng)PWV技術(shù)，UFI是一種新型的無創(chuàng)超聲技術(shù)，它可通過檢測頸動脈PWV來評價動脈硬度，能更早地監(jiān)測血管的結(jié)構(gòu)或功能[26]。UFI通過超高幀頻對圖像進行采樣，實時的跟蹤捕獲局部脈搏波，快速記錄血管壁的脈搏波傳播細節(jié)，測量血管前壁收縮起始時和收縮結(jié)束時PWV。富維強等[6]發(fā)現(xiàn)UFI測量PWV可準(zhǔn)確、敏感地評價動脈硬度。

UFI相對傳統(tǒng)PWV來說，其準(zhǔn)確性高、重復(fù)性好、穩(wěn)定性強且不受傳統(tǒng)PWV測量方法的限制。且與壓力傳感器方法相比，可以在短距離區(qū)間內(nèi)實現(xiàn)脈搏波的測量。當(dāng)然該檢測方法也存在一定的局限性，超聲設(shè)備價格較高，操作難度較大，操作人員需要有豐富的經(jīng)驗[27]。

4 小結(jié)

目前PWV測量技術(shù)方法較多，但相關(guān)數(shù)據(jù)尚不完善且精確度方面存在較大的誤差，還需要對其進一步的研究和討論。由于測量的是脈搏波實際距離而非動脈路徑，且個人血管局部病變等特異性較強，所以測量上存在一定的誤差。同時研究表明，脈壓也是心血管危險的預(yù)測因子，用高血壓的標(biāo)準(zhǔn)去評估可能會遺漏血壓并不高但脈壓較大的部分人群。且部分測量方法缺少針對不同人群、年齡、性別等建立PWV測量值數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)還需進一步完善。

早期血管病變?nèi)鐒用}僵硬度的增加受到多種因素的影響，如血糖、血壓、血脂、年齡、吸煙等。降低心血管事件的發(fā)生發(fā)展，改善預(yù)后，可以通過干預(yù)血管病變來實現(xiàn)。應(yīng)用PWV技術(shù)，可以評估動脈硬化程度，預(yù)測心血管事件的發(fā)生。通過對高危人群的及早干預(yù)，可以減少相關(guān)疾病的發(fā)病率和死亡率。相信隨著PWV測量技術(shù)的不斷進步，相關(guān)數(shù)據(jù)庫的不斷完善，運用范圍的不斷擴大，在今后動脈評估等實際應(yīng)用中扮演著必不可少的角色。

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（收稿日期：2024-05-17） （本文編輯：張爽）