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方法文章

巴尔的摩老龄化纵向研究中的脉搏波速度检测

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DOI:

10.3791/50817

2014年2月7日

本文内容

勘误通知

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摘要

脉搏波速度(PWV)测量通过一种基于容积描记法的系统来评估动脉僵硬度,该系统测量动脉压力波沿动脉树传播的速度,通常近似为压力波从降主动脉(以颈动脉作为替代部位)传播至股动脉所需的时间。颈动脉-股动脉PWV在成人生命过程中可增加至原来的2到3倍。

摘要

颈-股脉搏波速度被认为是通过无创方法测量中心动脉僵硬度的金标准1。 受试者取仰卧位,在检查开始前安静休息至少10分钟。选择合适的袖带尺寸,并使用示波法装置测量血压。在获得静息血压后,从右侧股动脉和右侧颈总动脉采集压力波形。系统随后自动计算这两个部位之间的脉搏传导时间(以颈动脉作为降主动脉的替代部位)。通过体表测量确定脉搏波在两个采样点之间传播的距离。该距离除以脉搏传导时间,得到脉搏波速度。测量重复三次,取平均值用于分析。

引言

脉搏波传导速度(Pulse Wave Velocity, PWV)被认为是评估动脉僵硬度的金标准2。尽管在美国尚未用于临床,但该方法已在欧洲的临床实践中得到验证并广泛应用3。PWV 的变化与高血压、肥胖、糖耐量受损和血脂异常等心血管危险因素密切相关。主动脉僵硬度升高与首次心血管事件风险增加4、肌肉量下降5以及外周动脉疾病患者步速减慢6相关。PWV 的评估通过分析脉搏波从颈动脉传播至股动脉的速度来实现7,是一种相对简单且结果高度可重复的方法。技术的进步持续简化该操作流程,降低对操作者的依赖性,并缩短检查所需时间。我们实验室所使用的系统由 SphygmoCor 生产,结合心电图(EKG)和高保真压力传感器,采集颈动脉和股动脉的脉搏波形。软件通过以下两个步骤分析这些变量以确定传导速度:1)参考压力波到达各动脉部位的时间与心电图波形的关系,估算脉搏波在颈动脉与股动脉之间传播所需的时间;2)将两个测量点之间的实际距离除以估算出的传播时间。采样点之间的距离越近,PWV 的准确性越低,因此该方法仅适用于颈动脉和股动脉等较大血管。除了测定 PWV 外,该系统还可通过对桡动脉脉搏波形应用转换函数,计算升主动脉内的压力8,即"中心动脉压",这是在心脏射血时刻最直接影响心脏的压力。这一信息能够以可靠且无创的方式辅助评估动脉系统对左心室的影响9。用于评估血管僵硬度的其他技术,例如通过回波追踪法测量颈动脉扩张性,需要较高的技术水平,且比 PWV 更耗时。回波追踪法通常依赖视频图像分析,因此其测量准确性受限3。其他评估血管变化的技术还包括颈动脉内膜中层厚度(carotid-intima medial thickness, IMT)的测定,该指标结果更直接反映动脉粥样硬化的进展,尽管所获得的横断面和横向图像可粗略估计颈动脉顺应性。然而,该方法同样存在与上述扩张性研究类似的局限性。随着研究人员不断深入探讨动脉僵硬度在多种疾病状态中的作用,PWV 测量有望继续作为一种定量、可重复的替代终点指标发挥作用。

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方案

1. 实验步骤

  1. 通过双击 Windows 桌面上的快捷方式图标,打开软件。
  2. 点击“患者”以激活患者界面。
  3. 如需将新患者录入数据库,请点击患者搜索区域中的“新建”按钮,然后点击“是”按钮,确认您要录入新患者。
  4. 输入患者信息,例如姓氏、名字、出生日期和性别。点击“保存”按钮进入下一步。
  5. 点击 PWA 或 PWV 按钮以开始测量。如果仅提供其中一种模式,则无需点击按钮,直接进入检查界面即可。

2. 使用脉搏波分析法(PWA)测量中心血压

  1. 单击“研究”按钮以输入研究参数。输入来自已校准的血压计的肱动脉血压值,以及您希望包含的任何其他详细信息。
  2. 单击“采集数据”按钮以开始测量。将三个心电图电极和导联线以改良II导联配置连接至患者,或按照电缆上的指示连接至患者的肢体。
  3. 触诊患者的桡动脉。该位置位于手腕外侧,紧邻腕关节,在拇指根部附近。用中指和食指轻轻将桡动脉按压在下方的骨面上。
  4. 将张力计置于搏动最强的点上。轻轻下压张力计,直到在数据采集屏幕上看到稳定的压力波形。
  5. 如果已启用自动采集功能(见下文注释),系统将自动保存测量结果。若要手动保存测量数据以供分析,请按下键盘上的空格键(或踩下脚踏开关,如使用的话)。
  6. 若需使用相同的研究参数进行重复测量,请单击“重复”按钮返回至数据采集界面,并按照上述步骤2.4–2.5重复测量。
  7. 若要对新患者进行测量,请单击“患者”按钮,并返回至上述步骤1.3。

3. 使用脉搏波速度(PWV)测量动脉僵硬度

  1. 点击“研究”按钮以输入研究参数。
  2. 输入来自已校准血压计的肱动脉血压值
    输入远端(胸骨上切迹至股动脉搏动点)和近端(胸骨上切迹至颈动脉搏动点)的距离测量值。可根据需要填写药物、备注和操作者信息
  3. 点击“采集”按钮以开始测量。
  4. 确保心电图信号质量符合要求。
  5. 触诊颈动脉搏动。该动脉位于颈部喉部与胸锁乳突肌之间,可通过将肌肉推向一侧并压迫动脉抵住喉部来感知搏动。
  6. 将压力传感器置于颈动脉上,并轻轻下压,直至数据采集屏幕上显示稳定的血压波形。
  7. 当获得至少13秒的稳定波形后,点击“确定”按钮(或踩下脚踏开关,如使用)。
  8. 触诊股动脉搏动。该搏动点位于腹侧大腿,处于耻骨联合与髂前上棘之间的中点处。
  9. 将压力传感器置于股动脉上,并轻轻下压,直至采集屏幕上显示稳定的血压波形。当获得至少13秒的稳定波形后,点击“确定”按钮(或踩下脚踏开关,如使用)。
  10. 现在可查看报告。这些测量通常需重复三次。若用户希望测量颈动脉与桡动脉之间的PWV,则重复上述步骤,但将股动脉测量替换为在桡动脉处放置压力传感器。如需对新患者进行测量,请点击“研究”按钮并重复此流程,或使用“搜索”功能查找已有患者。

4. 关闭系统

  1. 软件会自动保存所有报告。要关闭软件,请点击主菜单中的“System”,然后点击“Exit”。将眼压计放入模块托盘中存放。

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结果

按年龄分组的脉搏波速度数据表,显示平均值和标准差,心血管研究。
表 1. PWV 结果以米每秒(m/s)表示。在健康个体中,这些速度的范围可从30岁以下受试者的平均6.2 m/s 到70岁及以上受试者的10.9 m/s。这些数值来源于2010年发表于《欧洲心脏杂志》的文章《健康人群及心血管危险因素存在时脉搏波速度的决定因素:“建立正常值与参考值”》(见表1)。进行检测时,标准差必须低于10%,结果才可视为准确。

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讨论

脉搏波速度(PWV)的测量是一种无创方法,可用于以相对简便且可重复的方式分析中心动脉僵硬度。3. 为了评估脉搏波传导速度(PWV),使用高保真压力传感器同步采集颈动脉(作为降主动脉的替代部位)和股动脉的脉搏波形;通过自主设计的计算机软件,参照同步记录的心电图(EKG)波形,估算脉搏波在两个测量部位之间的传播时间延迟,该软件符合动脉系统传播模型3,10两个采样点之间的距离除以该时间延迟,即可得到 "PWV"11除了评估动脉僵硬度外,该自动化软件还可通过分析动脉波形的特定特征来估算主动脉根部压力(该压力对左心室具有直接影响)。 "脉搏波分析" (PWA)12,13. 其他技术方法(如回波追踪)需要较高的专业技术水平,且比脉搏波速度(PWV)测量更耗时。回波追踪通常还需采用视频图像分析,因此其测量精度受到一定限制3.

尽管脉搏波传导速度(PWV)是一种用于获取动脉僵硬度信息的相对简单的方法,但仍存在若干局限性和需考虑的问题。为确定分析的合适时机,系...

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披露

作者声明不存在任何竞争性经济利益。作者在实验方案描述及研究实施方面获得了生产本产品的 SphygmoCor 公司的技术协助。

致谢

本研究由美国国立卫生研究院(NIH)衰老研究所的院内研究项目和巴尔的摩衰老纵向研究资助,其中部分支持来自一项R&D 与 MedStar 研究所签订合同。AtCor 提供了标准方案和技术专业知识。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
脉搏波分析系统AtCorSPT-304, 模块 EM3

参考文献

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  3. Laurent, S., Cockcroft, J., et al. Expert consensus document on arterial stiffness: methodological issues and clinical applications. Eur. Heart J. 27 (21), 2588-2605 (2006).
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重印与许可

勘误


Formal Correction: Erratum: Pulse Wave Velocity Testing in the Baltimore Longitudinal Study of Aging
Posted by JoVE Editors on 5/08/2014. Citeable Link.

A correction was made to Pulse Wave Velocity Testing in the Baltimore Longitudinal Study of Aging. There was an error with the author, Majd AlGhatrif's, name. The author's name has been corrected to:

Majd AlGhatrif

instead of:

Majd al Ghatrif

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动脉僵硬度颈股脉搏传导时间脉搏波传导时间血压测量心电图电极张力测定法测量波形分析距离测量软件分析