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1、无创检测大动脉功能与结构的新进展,同济大学心肺血管中心 李 觉 2009年 5月,无创检测动脉功能与结构,28岁 男性,68岁 男性,人随着动脉的老化而老化 William Osler,无创检测动脉功能与结构,粥样硬化 动脉壁硬化,ORourke M, Hypertension. 1995;26:2,动 脉 硬 化,动脉僵硬,无创检测动脉功能与结构,动脉粥样硬化血栓形成的病理过程,Adapted from Libby P. Circulation 2001; 104:365-372.,稳定性心绞痛/间歇性跛行,血栓形成,动脉粥样硬化,不稳定性心绞痛 心肌梗死 缺血性脑卒中/TIA 严重的下肢缺
2、血 血管性死亡,无创检测动脉功能与结构,动脉粥样硬化的全身表现,Adapted from: Drouet L. Cerebrovasc Dis 2002; 13(suppl 1): 16.,TIA,心绞痛,脑卒中,心肌梗死,外周动脉疾病:,肾动脉狭窄,无创检测动脉功能与结构,动脉僵硬度主要影响因素,管壁中弹性蛋白/胶原蛋白 动脉壁钙质沉积 动脉血压,无创检测动脉功能与结构,动脉壁硬化表现,动脉顺应性 ,主动脉顺应性降低后,主动脉顺应性正常时,脉搏波速度 ,无创检测动脉功能与结构,大动脉功能与结构无创检测的主要方法,脉搏波传导速度（PWV）功能 中心动脉压（CBP）和增强指数（AI） 功能 踝臂
3、指数（ Ankle-Brachial Index, ABI）结构,无创检测动脉功能与结构,脉搏波传导速度及其临床意义,无创检测动脉功能与结构,脉搏波速度 (PWV),PWV = D DT m/sec,A,B,D,Et h C0 2 R,Moens-Korteweg Equation,C0 : 速度 Et : 杨氏模量 h : 动脉壁厚度 : 液体密度 R : 内径,PWV 主要决定于 动脉壁弹性和几何性质,无创检测动脉功能与结构,发射波和反射波,青年人 (PWV慢) 老年人 (PWV快),反射波,PWV,PWV,发射波,发射波,无创检测动脉功能与结构,青年人和老年人的脉搏波,脉搏波 发射波 反
4、射波 速度,青年人,老年人,中央,周边,后负荷,冠状动脉血流,无创检测动脉功能与结构,脉搏波速度,无创检测动脉功能与结构,baPWV 的测量,左踝,右踝,右臂,左臂,右baPWV 1464cm/s 左baPWV 1492cm/s,无创检测动脉功能与结构,baPWV 测量值的可重复性,Yamashina A, Hypertension Res, 2002;25:359,无创检测动脉功能与结构,收缩压不同的各组的baPWV的与年龄有关的变化,Yamashina A et al, Hypertension Res, 2003;26:801-06,无创检测动脉功能与结构,4000 3000 2000
5、1000 0,baPWV(cm/sec),100 120 140 160 180,收缩压 (mmHg),糖尿病、高血压患者中和一般人群中的收缩压和baPWV,糖尿病 (n=512) 高血压 (n=213) 一般人群 (n=3879),无创检测动脉功能与结构,代谢异常项目数,3 2 -1 0,升高的 CRP + 升高的 CRP -,1500 1400 1300 1200 1100 1000,baPWV (cm/sec),代谢异常和 CRP 和 baPWV,n=1,483,Tomiyama H, YamashinaA, et al.Hypertension 2005:45:997-1003,无创检
6、测动脉功能与结构,Yambe M,Yamashina A, et al. Hypertension, 2006,baPWV 1400 cm/s， 有发展成为高血压的危险,无创检测动脉功能与结构,结 论,现在使用 baPWV 可以更准确地测量和更全面地评估动脉僵硬度。 测量 baPWV 很简单，而且是无创的，其结果可重复。 baPWV 可以早期给出有关心血管危险存在的信息。 在心血管疾病的管理中，baPWV 可以作为替代的标志器。 因此强烈建议，在健康筛查中或在门诊机构中测量baPWV，以检测心血管危险，或对有危险因素的对象进行跟踪。,无创检测动脉功能与结构,中心动脉压及其临床意义,无创检测动脉
7、功能与结构,脉搏波与血压,脉搏波包括（1）输出波（心脏收缩引起的第1个峰值） （2）反射波（来自末梢反射的第2个峰值）,脉压 (PP),舒张压(DBP),收缩压(SBP),平均血压(MP),动脉内压力,来自末梢的反射波,切痕（主动脉关闭时）,无创检测动脉功能与结构,中心动脉压的波形,时间,主动脉波形,输出波,反射波,中心动脉压波形（主动脉波形）由心脏收缩引起的输出波和来自末梢的反射波重叠而成。,无创检测动脉功能与结构,桡动脉和主动脉实际描记的波形,Kohara K. Am J Hypertens 2005;18:11s-14s,桡动脉压力搏动,主动脉压力搏动,桡动脉AI,主动脉AI,增强指数,
8、AI: 增强指数,无创检测动脉功能与结构,中心动脉压与增强指数 （ Augmentation Index, AI）,AI（反射波的量化指标）,主动脉的顺应性 中心（主动脉）血压 心脏负荷,主要反映,P1（输出波）,P2（反射波）,rAI ,r=radial（桡骨）,SBP,血压 (mmHg）,反射波,DBP（舒张压）,SBP（收缩压）,PP（脉压）,SBP2PPrAIDBP,P1,P2,无创检测动脉功能与结构,使用全身传递函数从测量的桡动脉压 来合成主动脉压,主动脉压力波,身体下部的反射波,桡动脉压,主动脉压力,桡动脉压力波,无创检测动脉功能与结构,rAI与主动脉AI的比较,对象： 正常人15
9、4名 方法： 桡动脉血压（使用机器：HEM-9000AI）和推测大动脉血压（使用机器：） 結果： 相関係数r=0.82,无创检测动脉功能与结构,反射波主要决定因素,反射正常,P 1,P 2,P 1,P 2,反射过早,反射过大,P 1,由于大血管硬化，脉搏波传导速度(PWV)加快，反射波较快地与输出波重叠。,由于动脉的分叉部离心脏较近，反射波过快地与输出波重叠。,由于中小动脉硬化或末梢血管抵抗，发生了大振幅的反射波。,无创检测动脉功能与结构,AI的临床意义,反射波低,P1,P2,反射波中,P1,P2,反射波高,P1,P2,随年龄增加变化,伴随高血压、动脉硬化的进展，心脏负荷增大，预后不良,AI小
10、,AI中,AI大,1)Marchais et al.Hypertension.22:876-883;1993 2)London GM et all.Hypertension.;38:434-438;2001 3)lan B.Wilkison et al.Arterioscler Thromb Vasc Biol.22:147-152;2002 4)Ronan P.kelly et al.Hypertension.1429-1433;2001,无创检测动脉功能与结构,动脉粥样硬化的恶性循环,Dart AM, JACC 37:975,2001,是引起动脉粥样硬化恶性循环的原因。,动脉粥样硬化,主动
11、脉硬化,中心波反射,血管内皮损害和机械疲劳,脉压升高,无创检测动脉功能与结构,B.Dahlof (副主席), P.Sever (副主席), N. Poulter (秘书) H. Wedel (统计学家), G. Beevers, M. Caulfield, R. Collins S. Kjeldsen, A. Kristinsson, J. Mehlsen, G. McInnes, M. Nieminen E. OBrien, J. stergren, 代表 ASCOT 研究者,ASCOT CAF 研究(美国心脏协会 2005),英国和斯堪的纳维亚心脏效果研究,一项降低血压和胆固醇预防冠心病和
12、血管事件的随机对照、分阶段设计的研究,无创检测动脉功能与结构,终点事件: 非致命性心梗 (排除无痛性心梗) + 致命性冠心病,Number at risk 氨氯地平 培哚普利 9639 9485 9354 9193 8998 7895 阿替洛尔 噻嗪类 9618 9475 9302 9099 8881 7768,0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,年,0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,HR = 0.87 (0.761.00) p = 0.0458,阿替洛尔 噻嗪类 (共有444例出现事件),氨氯地平 培哚普利 (共有390例出现事件),%,无创检测动脉功能与结构,心血
13、管死亡率,Number at risk 氨氯地平 培哚普利 9639 9544 9441 9322 9167 8078 阿替洛尔 噻嗪类 9618 9532 9415 9261 9085 7975,0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,年,0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,HR = 0.76 (0.650.90) p = 0.0010,%,阿替洛尔 噻嗪类 (共有342例出现事件),氨氯地平 培哚普利 (共有263例出现事件),无创检测动脉功能与结构,ASCOT-CAF的研究,William B et al. Circulation 2006;113(9
14、):1213-25,入选者： 由英国及爱尔兰的5个ASCOT研究中心的2199名受试者完成，以2001年开始到2005年结束。 研究设计：采用前瞻性、随机、对照、开放、终点盲法分析的方法。,无创检测动脉功能与结构,两组治疗后的血液动力学参数,中心SBP 通过AI和肱动脉BP来评估,无创检测动脉功能与结构,结 论,140 mmHg,高血压,血压下降,减少心血管事件,反射波,收缩期血压,SBP2 （收缩后期血压）,高血压的管理要考虑中心动脉压,无创检测动脉功能与结构,下肢收缩压 两侧肱动脉收缩压高值,ABI =,ABI检测PAD敏感性95%，特异性99% 用于确诊PAD 识别处于血管事件的高危患者
15、 下肢动脉僵硬的患者可采用TBI,踝臂指数（ABI）,Lijmer JG. Ultrasound Med Biol 1996;22:391-8; Feigelson HS. Am J Epidemiol 1994;140:526-34; Baker JD. Surgery 1981;89:134-7; Ouriel K. Arch Surg 1982;117:1297-13; Carter SA. J Vasc Surg 2001;33:708-14,无创检测动脉功能与结构,我国动脉粥样硬化高危人群ABI诊断PAD的灵敏度与特异度,调查了上海、沈阳383例动脉粥样硬化高危患者以下肢动脉造影狭窄
16、程度50%为金标准,无创检测动脉功能与结构,ABI值诊断PAD的ROC曲线（以下肢动脉造影狭窄 50为标准） ROC：0.953 (95%CI 0.920, 0.985),无创检测动脉功能与结构,不同下肢动脉狭窄程度者的ABI水平,无创检测动脉功能与结构,踝臂指数（ABI）的临床应用,无创检测动脉功能与结构,PAD的诊断指南,步骤 1 评估患者的危险因素 吸烟 糖尿病 男性年龄大于55岁或女性年龄大于65岁 高血压 高脂血症 既往心血管病史 评估患者的下肢症状 间歇性跛行 严重肢体缺血 工具: 填写调查问卷表。 步骤2 如果怀疑有PAD行踝臂指数（ABI）诊断 工具:多普勒超声检查、动脉硬化早
17、期诊断仪,无创检测动脉功能与结构,下肢痉挛性痛的男性,危险因素评估：,1.既往有吸烟史 20支/天 2.无糖尿病 3.BMI = 23（身高：1.83m,体重：78kg ） 4.高血压 血压: 158/92 mm Hg 应用双克和阿替洛尔治疗 5.高脂血症-未治疗 TC: 6.2mmol/L / 240mg/dL HDL: 1.5mmol/L / 60mg/dL LDL: 4.1mmol/L / 159mg/dL TG: 1.8mmol/L / 160mg/dL,病例分析,无创检测动脉功能与结构,体检 上臂收缩压 右侧: 156/88 mm Hg 左侧: 160/92 mm Hg ABI 计算
18、 去较高的上臂收缩压 右: 160/160 = 1.00 左:100/160 = 0.63,156 mm Hg,160 mm Hg,160 mm Hg,右侧,左侧,诊断: 左下肢中度PAD,ABI 测量,100 mm Hg,病例分析,无创检测动脉功能与结构,中国心血管疾病高危人群中下肢动脉粥样硬化（ABI异常）的发生率,正常 74.6%,ABI异常 25.4%,入选标准 年龄50岁 危险因素： 肥胖 吸烟 糖尿病 高血压 血脂紊乱 冠心病/脑卒中,N=5646,任何一侧肢体的ABI0.9诊断为PAD,高危人群PAD现况研究,PAD患者间歇性跛行患病率,高危人群PAD现况研究,共 患 率,Has
19、imu B, Li J,et al. Hypertens Res 29:23-28,2006,高危人群PAD现况研究,Risk factors for PAD,Reduced,Increased,Female Age Smoking Diabetes TC HDL-C Creatinine Uric acid,0.75 1 2 3 4 5 6,OR,高危人群PAD现况研究,三年随访结果,三年随访死亡情况： 三年随访共死亡502例，其中因心血管系统病死亡321例，占全部死亡的63.9%,ABI三年随访研究,三年随访结果,图3A 三年随访全因死亡率比较,ABI三年随访研究,三年随访结果,图3B 三
20、年随访CVD死亡率比较,ABI三年随访研究,三年随访结果,图4A 3年随访生存率比较（终点事件:全因死亡）,ABI三年随访研究,三年随访结果,图4B 3年随访生存率比较（终点事件:CVD死亡）,ABI三年随访研究,不同ABI水平生存率,三年随访结果,ABI三年随访研究,COX回归调整年龄、性别、高血压史、糖尿病史、吸烟史后，有症状PAD和无症状PAD相对于ABI正常者发生全因死亡和CVD死亡的相对危险度分别为RR1和RR2，如下：,三年随访结果,ABI三年随访研究,吸烟是PAD重要危险因素,罗盈怡 李觉 胡大一 等 中华医学杂志 85;3071-3074, 2005,ABI三年随访研究,结果显
21、示，吸烟和PAD的存在会使死亡率及心血管病死亡率上升（P0.001）,吸烟与PAD对死亡结局的影响,图5 3年随访吸烟和PAD患者死亡率比较,ABI三年随访研究,研究表明，吸烟合并PAD的患者三年累积生存率最低，经K-M检验差别有统计学意义（P0.001）,吸烟与PAD生存分析,图6A 3年随访吸烟和PAD患者生存率比较（终点事件:全因死亡）,ABI三年随访研究,吸烟与PAD生存分析,图6B 3年随访吸烟和PAD患者生存率比较(终点事件：CVD死亡）,ABI三年随访研究,COX回归调整年龄、性别、高血压史、糖尿病史后，吸烟合并PAD者、无吸烟有PAD者和有吸烟无PAD者相对于无吸烟无PAD者发
22、生全因死亡和CVD死亡的相对危险度如下：,吸烟与PAD死亡危险因素分析,表3 吸烟与PAD患者全因与CVD死亡相对危险度比较,ABI三年随访研究,结 论,心血管病高危人群PAD是高患病率，每4人就有1人患PAD。 PAD是高病死率，RR全因为2.0，RRCVD为2.5。 PAD患者病在腿上，险在心脑。64%由心脑血管事件导致死亡。 PAD患者80%无症状，有很高的隐蔽性。但无症状心脑血管事件死亡的风险依然存在， RR全因为1.7，RRCVD为2.2。 PAD吸烟者心脑血管事件死亡的风险更高， RRCVD为2.97. PAD是预测心脑血管事件死亡的重要指标。,ABI三年随访研究,谢谢！,同济大学
23、心肺血管中心,中国自然人群下肢动脉疾病患病率及相关危险因素,自然人群PAD现况研究,结 果,21539 例受试者中,为避免假阴性，剔除ABI1.4者(n=13)； 另剔除数据缺失者，对21152例受试者进行分析 平均年龄52.30 12.69岁。其中男性10862例，女性10290例。汉族16967例，维族1047例，蒙族1450例，其他民族1688例,自然人群PAD现况研究,结 果,ABI均值为1.082 0.093 (标化均值为1.055)。PAD患病率粗率为3.08%，标化率为3.04% (表1)。在PAD患者中，仅1.38%有PAD记录史。,自然人群PAD现况研究,结 果,男性PAD患
24、病率粗率为2.52%，标化率为1.84%；女性PAD患病率粗率为3.66%，标化率为4.31%。女性患病率高于男性 (表1) 男性ABI均值为1.095 0.095，标化均值为1.070；女性ABI均值为1.068 0.089，标化均值为1.039。女性ABI值低于男性 (表1),自然人群PAD现况研究,结 果,不同民族间ABI值分布不同，PAD患病率存在差异，汉族居民患病率为3.31%，而维族、蒙族及其他民族患病率分别为2.20%、2.07%和2.19%，其中以汉族为最高 ( 表1),自然人群PAD现况研究,表1 PAD患病率及踝臂指数均值 (以2000年我国第五次人口普查数据标化),自然人群PAD现况研究,图1 不同年龄组PAD患病率,自然人群PAD现况研究,表4 PAD相关因素Logistic回归分析,自然人群PAD现况研究,