动脉粥样硬化早期的无创检测及其临床意义.pdf

现代预防医学2 0 0 8年第3 5卷第1 6期M o d e r nP r e v e n t i v e M e d i c i n e,2 0 0 8,V o l.3 5,N O.1 6文章编号:1 0 0 3-8 5 0 7(2 0 0 8)1 6-3 1 5 6-0 3中图分类号:R 5 4 3文献标识码:A【实验技术及其应用】动脉粥样硬化早期的无创检测及其临床意义王继业,江亚文现代社会生活节奏加快,社会心理压力加重,膳食结构不合理导致心血管病发病率和死亡率逐年增高。据卫生部公布的生命统计资料,我国心脑血管病的死亡人数已占总死亡人数的1/3。动脉硬化是动脉血管壁变厚、变硬而逐渐失去弹性的病理过程,血管壁结构的改变是各种心血管事件发生的基础。亚临床动脉硬化无任何症状,仅表现为动脉弹性减退,僵硬度增加。已明确动脉硬化是心脏血管事件发生的独立危险因素。目前大多数临床应用研究的评价方法主要是动脉硬度检测。近年来认为各种心脑血管病发生和发展的基础为动脉血管壁弹性的改变,并且此项改变早于结构的改变,因此早期检查动脉功能异常是降低心脑血管疾病致死率和致残率的重要措施。动脉弹性主要反映动脉舒张功能的状态,它取决于动脉腔径大小和管壁硬度或可扩张性,是反映血管结构和功能的指标。然而,绝大多数心血管和脑血管事件发生在自认为“健康”人群,仅大约2 0%的事件发生在已患临床疾病的个体。因此,早期在表面健康的人群中高效准确地识别出已患早期(亚临床)动脉硬化的个体,是预防决策的重点,也是早期采取生活方式等干预的依据。对于减少心血管事件风险具有重要意义。目前无创动脉硬化的检测主要包括以下两个部分即对动脉功能和结构的评估。1动脉功能检测的方法1.1动脉的脉搏波传导速度(p u l s e w a v e v e l o c i t y,P WV)为目前反映动脉僵硬度的经典指标脉搏波传播速度(P WV):是心脏泵出血时形成动脉搏动波沿动脉血管壁由近心向远心端的传导速度,为两个记录波点位的距离(L)与脉搏波传导时间(T)的比值(L/T)。P WV主要是反映动脉僵硬度、弹性和顺应性的指标1。动脉脉搏波可由压力换能器、多普勒超声、M R I等探测。大动脉尤其在主动脉的P WV,在预测心血管事件上是一个重要的独立参数。P WV随血管僵硬度的增加而增加,由M o e n s-K o r t e w e g公式估算,P WV=(E h/2 p r)(E是动脉壁的杨氏模量,h是动脉壁厚度,r是舒张期末动脉半径,p是血液密度)。动脉的脉搏波可在中央血管被记录,如颈动脉,也可在稍远的血管如股动脉上记录。脉搏波行进的距离可在体表测量,也可在踝动脉、脚趾动脉等相对较小的动脉进行测量。P WV可换算为m/s。颈股P WV主要应用于评估中央动脉,如主动脉等的血管硬度,臂踝P WV(b a P WV)则既反映中央动脉的,也反映周边肌肉动脉的硬度2,3。用血压计箍带裹在四肢上就可以方便地测量b a P WV,比颈股P WV测量更为简单的臂踝P WV测量法已经作者简介:王继业(1 9 6 2-),男,副主任医师,研究方向:老年心脑血管病作者单位:广州军区广州总医院干部内一科,广州,5 1 0 0 1 0可以用于测量P WV,它可以作为更简单的血管损坏程度指示器2,4。这种简单的方法可以应用于大人群的研究。P WV是判断与心脑血管疾病有密切关系的外周动脉壁硬化程度的指标。外周动脉硬化的进展有先于冠状动脉硬化的倾向,因此P WV可以作为将来患冠状动脉粥样硬化疾病风险的评估指标,也是心脑血管疾病的最佳预测指标。P WV对所有死因尤其是心血管疾病的死亡是非常有意义的独立预测因素。研究显示,P WV正常范围大致在9 1 3m/s之间,在2 4 6 2岁健康人群中试验,得出由颈动脉到股动脉的P WV变化范围为6 1 0m/s。颈-股动脉的P WV在高血压患者较健康人群增长快。血压控制良好则P WV进展较慢,心动过速及血浆肌酐大于8m g/l也是加速P WV的因素。年龄、性别、高血压、高胆固醇血症、2型糖尿病、长久坐姿等都是P WV的主要影响因素之一3,5 7。P WV增加与冠心病危险因素、有无冠心病及其程度相关,并且可以提示冠心病的预后。在不同的人群中包括终末期肾病、高血压和老年人中,P WV增加与心血管事件独立相关。研究表明,P WV能够在传统危险因素之外提供额外的心血管疾病信息。在健康人群中所进行的R o t t e r d a m研究表明,调 整 了 传 统 的 心 血 管 危 险 因 素、C I M T、A B I以 及 脉 压 后,P WV仍然可以预测冠心病和卒中。在调整了年龄和性别后,P WV上1/3位数者心血管风险是下1/3位数者的2.4 0倍。1.2脉搏波波形分析(p u l s ec o n t o u r a n a l y s i s),计算能够反映动脉弹性的反射波增强指数(1)收缩期脉冲波形分析(S P C A)外周血管压力波形(动脉波形)可由压力测定法获得,可计算反射波增强指数(a u g u m e n t a t i o ni n d e x,A I)。桡动脉波形以上臂血压校准,S P-C A传导功能可以从外周血管,如桡动脉,获得中心大动脉波形。利用中心大动脉波形可计算中心血压值以及增加系数A I x。A I x是从动脉波反射获得的中心脉压比率,通常用于测量动脉硬度。反射波到达中心大动脉的时间大致由大动脉的P WV决定。P WV受作用于血管的药物影响,并受反射波密度影响,即由小动脉直径及弹性决定。A I x与M A P值成正相关,并与体重、心率呈负相关。S P C A是简单、快速并可用于临床的技术。(2)舒张期脉冲波形分析(D P C A)利用经调试的Wi n d-k e s s e l模式,舒张期压力脉冲曲线分析可获得近端及远端动脉信息。在D P C A中,舒张期波形有2部分非常显著。一个指数衰减曲线描述大动脉的顺应性,以C 1表示。另一个部分为C 2,描述顺应性的不稳定或反置。联合S P C A,利用标准的血压计校准血压,具有满足临床无创动脉硬度检测的潜能。D P-C A为早期血管疾患的灵敏标志。特别指出,减少的C 2,作为血管脉动功能减损的早期特征,为临床干预提供指征。1.3使用超声成像手段,直接检测某个特定动脉管壁的可扩关键词:动脉粥样硬化;无创检测3 1 5 6现代预防医学2 0 0 8年第3 5卷第1 6期M o d e r nP r e v e n t i v e M e d i c i n e,2 0 0 8,V o l.3 5,N O.1 6张性和顺应性在压力增加下对动脉直径或截面积变化的研究,当压力增加时动脉血管,如颈动脉、肱动脉直径均发生变化,其扩张性是反映血管硬度的有效指标。超声成像模式应用最为广泛,收缩期与舒张期的血管直径-压力曲线可同时用超声与张力测定法获得。直径-压力曲线可应用于获得扩张-压力曲线。于是,颈动脉的扩张性在高血压中可被研究及进行对照试验。计算出平均动脉压时颈动脉的扩张性,以D i s t M A P表示。高血压组的D i s t M A P较低,表明动脉扩张性降低。年龄的增长在颈动脉硬度上的效应是不同的,随着年龄增长,D i s t M A P逐渐降低,提示血管结构与功能的变化所导致的动脉扩张性降低较压力增大所导致的更为显著。作者以弹性模量增加曲线(E i n c)来描述周围管壁压力,将动脉壁横断面积及厚度在压力作用下的变化应用于E i n c的计算中。E i n c独立应用于动脉几何成像并可成为动脉壁内在硬度的测量方法。在心动周期中E i n c随压力增长,且在高血压中较高。数据显示,在高血压患者中,单一的颈动脉压力增大将导致动脉弹性下降。在高血压组与对照组中,血管周壁压力的E i n c均随年龄增加而增加。且在中年及老年受试者中,E i n c与血压的相关性和E i n c与年龄的相关性之间没有差异。然而,在给定的压力下,年轻的高血压患者较对照组显示出较高的E i n c值。这些研究结果显示,在高血压患者中,只有年轻患者的动脉壁硬度较对照组有显著差异,提示动脉硬度与年龄的相关性较血压更为重要。在一项前瞻性研究中,颈动脉硬度显示是晚期肾功能衰竭患者死亡率独立的预测因子。颈动脉扩张性也是心血管事件重要的预测因子。2动脉结构检测方法2.1使用超声、E B C T、螺旋C T和M R I等影像学手段,检测某个动脉的管壁内中膜厚度(i n t i m a-m e d i at h i c k n e s s,I M T)、粥样斑块形成情况以及冠状动脉钙化积分等动脉I M T是指动脉腔-内膜界面与中膜-外膜界面之间的距离。超声波难以分辨内膜与中膜之间的界面,只能测得内膜和中层的总厚度。事实上动脉粥样硬化性疾病可以影响内膜和中膜,测量I M T反映动脉粥样硬化程度正是基于以上观点。I M T反映的是动脉结构的变化,是研究相对较多的无创动脉粥样硬化评价指标。既往许多研究表明颈动脉I M T(C I M T)可以作为全身动脉粥样硬化的“窗口”,提供粥样硬化斑块存在,管腔狭窄和血管重塑的信息。C I M T增厚与心血管危险因素,心血管疾病的发生,冠脉钙化,动脉造影证实的冠脉粥样硬化以及血管内超声证实的斑块负担等相关。而在临床流行病学研究中,C I M T常常作为P C A的观测指标以及动脉粥样硬化干预研究的中间指标。根据2 0 0 3年欧洲高血压治疗指南,颈总动脉I M T 0.9m m确定为增厚。超声还可以看到颈动脉斑块并且对斑块性质进行一定程度上的判断。一些研究提示C I M T增厚可以预测无症状人群的心血管事件,而在既往有心血管事件人群可以预测事件再发。社区动脉粥样硬化危险研究(A R I C)以及心血管健康研究(c a r d i o v a s-c u l a r h e a l t hs t u d y,C H S)均提示I M T增加心血管事件增加。有研究提示C I M T每增加0.1m m,心肌梗死增加1 1%,在调整了一些传统心血管危险因素后上述相关性仍然具有统计学意义。无症状人群I M T每年增长0.0 3m m,但有心血管危险因素者增长速度大于0.0 3m m。增长速度增加与心肌梗死以及卒中风险的增加相关,而且连续测量能够提供更多的预后信息。既往研究提示颈动脉斑块的面积和体积比C I M T能更好的预测心血管事件,特别是在糖尿病患者中。不同性别和年龄人群C I M T正常值有所不同,但一般而言动脉粥样硬化斑块出现在动脉粥样硬化的晚期,因此一旦发现颈动脉粥样硬化斑块,通常认为是异常的。颈动脉斑块对于既往已经存在心血管疾病者预测意义可能更为强烈而C I M T对于无症状者则更有预后意义。A H A建议对于4 5岁以上的人在有经验的中心测量C I M T可以在传统危险因素外提供更多的预后信息,特别对于那些中危者。2.2踝臂血压比值,即踝臂指数(a n k l e-b r a c h i a l i n d e xA B I),评估下肢动脉血管的开放情况。踝臂指数(A B I)为肱动脉至足部动脉的压力阶差,即下肢收缩压与上肢收缩压的比值(A B I=脚踝最高血压/上臂最高血压),可用于评价下肢动脉因斑块阻塞血流而发生的改变,判断动脉阻塞和管腔狭窄程度,是临床上早期诊断下肢阻塞性疾病的常用手段。测定A B I的意义:判断从心脏到踝部之间是否存在严重循环阻塞性疾病;对阻塞严重程度提供初步评估的依据;有助于鉴别诊断,如患者存在其他原因引起的下肢疼痛,则A B I可以正常或踝部动脉压力与症状不符;可用于预测肢体存活度,伤口愈合情况和患者生存率;可用于检测无症状肢体的血管病变。A B I的诊断标准:静息A B I0.9 0为异常。A B I值在此期间.4 1 0.9 0时表明血流轻到中度减少,A B I值0.4 0时,表示血流严重减少。其灵敏度和特异度均为9 5%8。踝肱指数(a n k l e a r mi n d e x,A B I)是快速、有效的L E A D确诊方法,间歇性跛行患者初诊时均需由有经验的医师测定A B I。但在少部分糖尿病或高龄患者可能会因其足背动脉硬化,血管不能被压缩而影响收缩压的测量。静息A B I适用于:可疑下肢P A D、A S O,即存在下肢疲劳症状、难以愈合的伤口;7 0岁人群;及5 0岁伴吸烟史或糖尿病史人群。已明确为评价老年人或糖尿病患者无症状外周血管病变的重要指标8,9。随着年龄的增加,特别是高血压伴有糖尿病的患者,患闭塞性动脉硬化症(A S O)增多,A B I是A S O敏感性的检测指标。糖尿病下肢血管闭塞引起的肢体坏疽往往从末梢动脉脚趾开始,A B I是通过脚踝关节来评价下肢动脉的狭窄或阻塞情况,而T B I是评价下肢动脉到脚趾末梢动脉的血流状态的敏感指标。对A B I在正常范围伴有糖尿病、血液透析、脚趾颜色变紫等情况的患者,可行趾臂指数(T B I)检查,即T B I=脚趾的收缩压/上臂的收缩压。下肢动脉疾病与心脑血管事件的关系:发生心血管和脑血管事件的患者中,分别有4 2%和3 6%伴有下肢动脉疾病,其中半数以上患者无临床症状,仅A B I指标为异常,因此认为心血管病高危人群中其伴随外周动脉疾病的意识有待加强。低A B I是男性代谢综合征患者发生全因及心血管疾病死亡的独立危险因素,早期运用A B I测定对此人群心血管疾病死亡具有预测价值1 0。L i X K等对19 4 1名男性患者进行普查,显示合并外周血管病变患者的平均年龄较正常人群高,并且在外周血管病变患者中7 7%合并高血压,4 6.3%合并糖尿病,7 1%吸烟;与1.0A B I 1.4相比,0.4 1A B I 0.9的患者心血管事件死亡率要高出1.5 8 5倍,A B I 0.4的患者则高出4.4 4 3倍。N C E PA T P 已经将外周血管疾病列为冠心病的等危症,1 0年内新发和复发心血管事件危险2 0%;2 0 0 6年A H A发布的下肢动脉疾病指南中明确按A B I值将患者分为正常、临界、轻中度及重度四级,各组心血管事件死亡率依次为1.2%,2.1%,4.0%及3 1 5 7现代预防医学2 0 0 8年第3 5卷第1 6期M o d e r nP r e v e n t i v e M e d i c i n e,2 0 0 8,V o l.3 5,N O.1 6(上接第3 1 5 3页)重,升高越明显。其可能机制是当有机磷化合物进入人体后,可迅速与胆碱酯酶结合,形成不易水解的磷酰化胆碱酯酶,使胆碱酯酶失去活性,而胆碱酯酶是调节神经活性传导物质乙酰胆碱的重要酶,其活性受抑制后,不能分解乙酰胆碱,导致乙酰胆碱在体内大量蓄积,引起胆碱能神经兴奋,神经肌肉活动发生异常,表现出胆碱能神经所表现的一系列症状2。由于引起迷走神经兴奋,可使促胰液素的分泌亢进,从而使胰酶分泌增多,引起血液中A M S活性升高;有机磷农药大多为偏酸性物质,如经口进入体内,可直接刺激胃黏膜,产生大量胃泌素,继而大量分泌胃酸。由于酸性刺激,可引起十二指肠分泌肠促胰液素,也可使胰酶分泌增多3。这可能也是急性有机磷农药中毒患者的血液A M S活性升高的重要原因。有机磷农药进入体内,作为强烈的应激原刺激机体发生应激反应,继而表现出一系列神经内分泌反应引起的机体各种机能代谢方面的变化。如菸碱样作用引起的交感神经兴奋,通过受体刺激胰岛细胞,使胰高血糖素分泌增加。而交感神经兴奋还可使儿茶酚胺释放增多,从而通过受体抑制胰岛素分泌,结果表现为血中胰岛素减少和胰高血糖素增加,造成急性有机磷农药中毒患者血糖浓度升高。急性有机磷农药中毒,可立即引起机体发生相应的应激反应。而机体应激时,通过下丘脑垂体肾上腺皮质轴的兴奋而使糖皮质激素分泌增加,糖皮质激素促进蛋白质分解,使氨基酸转移至肝,糖异生过程加强,从而使血糖升高。同时,急性有机磷农药中毒造成的全身肌肉抽搐,缺氧可能也是引起血糖升高的原因4。因此,检测急性有机磷农药中毒患者血液中A M S活性和血糖浓度,对判断病情,指导治疗有重要的临床意义。参考文献:1戴自英.实用内科学M.第9版.北京:人民卫生出版社,1 9 9 3.4 5 3-4 5 4 2.2彭树楠,李潭溪.有机磷中毒抢救治疗与管理 M.北京:群众出版社,1 9 9 0.6 0-6 1 3.3武忠弼.病理学 M.第3版.北京:人民卫生出版社,1 9 9 5.3 2 8-3 2 9 4.4李开亮.急性有机磷农药中毒少见并发症7例报道J.中国农村医学,1 9 9 4,2 2(7):2 0-2 1.(收稿日期:2 0 0 7-1 1-1 5)1 0.8%。由此可见外周血管病变的存在使心血管事件的发生率明显上升,因此应重视对高危人群进行无创性A B I检查,加强对其危险因素的控制,遵循早期发现,规范治疗的原则,预防心血管事件。3各种生物标记物检测血同型半胱氨酸、L P(a)、t P A、P A I-1、纤维蛋白原、微量白蛋白尿和C R P等和内皮功能的检测,也有助于诊断动脉血管结构和功能病变1 1 1 3。4临床应用与展望目前,一些新的技术及设备正在研究和开发以更方便准确地测量动脉硬度。动脉硬度可用脉搏波速度测量,应用该方法血液的压力脉冲由心脏发出,是一种低频波,它的时间分辨率较低,脉搏波速度作为常用的动脉硬度指标,但它不能容易地测得局部动脉硬度。Z h a n g等设计使超声发出的辐射力作用于动脉壁,产生一个呈正弦改变的高频力,测量它沿动脉壁传播的速度。这个速度可被精确到毫米。在猪的颈动脉注入凝胶进行实验,在已知距离上给与一定频率,由相变测得波速度,可较好地在体外估算动脉局部的弹性模量。还有学者利用回声共振模式建立动脉弹性模量。在猪的动脉埋入凝胶进行实验,超声在动脉里的局部辐射力产生回声共振,动脉对共振的反应由光学仪器测量,3种回声共振模型建立用于估算弹性模量。动脉的粘弹性与复合模量计算只需要知道动脉的直径,而不需要较难准确测得的壁厚度。脉搏波传播速度(P WV)、踝臂指数A B I及趾肱指数T B I等,已广泛应用于临床,对判断血管阻塞及其程度提供了方便高效的筛选手段。利用组织多普勒成像可间接获取动脉压力波形及中心压力,可能有效并简化对中心压力的评估。这些研究可能提供更加简单可靠的无创技术,使动脉硬化的早期检查、监测和临床干预更加准确高效。参考文献:蔡凯愉,张维忠,邱惠丽,等.影响动脉弹性功能的临床因素分析 J.中华心血管病杂志,2 0 0 7,3 5:2 3 7-2 4 0.Y a m a s h i n aA,T o m i y a m aH,T a k e d aK,e t a l.V a l i d i t y,r e p r o-d u c i b i l i t ya n dc l i n i c a ls i g n i f i c a n c eo fn o n i n v a s i v eb r a c h i a l-a n k l ep u l s ew a v ev e l o c i t ym e a s u r e m e n tJ.H y p e r t e n sR e s,2 0 0 2,2 5:3 5 9-3 6 4.T o m i y a m aH,Y a m a s h i n aA,A r a i T,e t a l.I n f l u e n c e s o f a g ea n dg e n d e r o nr e s u l t s o f n o n i n v a s i v eb r a c h i a l-a n k l ep u l s ew a v ev e l o c i t ym e a s u r e m e n t-as u r v e yo f1 2 5 1 7 s u b j e c t sJ.A t h e r o s c l e r o s i s,2 0 0 3,1 6 6:3 0 3-3 0 9.K u b o T,M i y a t a M,M i n a g o e S,e t a l.As i m p l e o s c i l l o m e t r i c t e c h-n i q u ef o rd e t e r m i n i n gn e w i n d i c e so fa r t e r i a ld i s t e n s i b i l i t yJ.H y p e r t e n s R e s,2 0 0 2,2 5:3 5 1-3 5 8.B l a c h e r J,A s m a r R,D j a n e S,e t a l.A o r t i c p u l s e w a v e v e l o c i t y a sa m a r k e r o f c a r d i o v a s c u l a r r i s ki nh y p e r t e n s i v e p a t i e n t sJ.H y p e r-t e n s i o n,1 9 9 9,3 3:1 1 1 1-1 1 1 7.A s m a r R.A r t e r i a l S t i f f n e s s a n dP u l s e Wa v eV e l o c i t yM.A m s t e r-d a m:E l s e v i e 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m p a c t o f p l a s m al e v e l so f C r e a c t i v ep r o t e i n,l i p o p r o t e i n(a)a n dh o m o c y s t e i n eo nt h el o n g-t e r mp r o g n o s i s a f t e r s u c c e s s f u l c o r o-n a r ys t e n t i n g:t h eG l o b a l E v a l u a t i o no f N e wE v e n t s a n dR e s t e n o s i sa f t e r S t e n t I m p l a n t a t i o nS t u d yJ.J A mC o l l C a r d i o l,2 0 0 2,4 0:1 3 7 5-1 3 8 2.(收稿日期:2 0 0 7-1 1-0 6)1234567891 01 11 21 33 1 5 8