超声评估内皮功能：血流介导的血管扩张试验技术指南

摘要

血流介导的血管舒张（FMD）试验是目前最常用的人类内皮功能无创超声评估方法。尽管FMD试验已被证实与未来心血管疾病及事件的预测相关，但作为一种生理学评估手段，其存在多种内在的混杂因素，需加以考虑。

摘要

心血管疾病是全球范围内导致死亡的主要原因，也是致残的重要原因。血管内皮功能障碍是一种病理状态，其主要特征是血管舒张物质与血管收缩物质之间的平衡遭到破坏，被认为在动脉粥样硬化性心血管疾病的发生发展中起着重要作用。因此，对人类内皮功能进行精确评估是一项重要工具，有助于更深入地理解多种以心脏为中心的病理状况的病因学。

在过去的二十五年中，已开发出多种方法学手段用于评估人类内皮功能。1989年提出的血流介导性舒张（FMD）试验，通过前臂阻塞及随后的反应性充血，促进一氧化氮的生成以及肱动脉的血管舒张。目前，FMD试验已成为应用最广泛的、用于评估人类内皮功能的无创性超声检测方法，并且已被证实与未来心血管事件相关。

尽管内皮依赖性血管舒张功能（FMD）检测可能具有临床应用价值，但它是一种生理学评估方法，存在若干需要考虑的混杂因素。本文介绍了一种测定FMD的标准化方案，包括推荐的方法学，以帮助最大限度地减少生理和技术方面的干扰，提高评估的精确性和可重复性。

引言

心血管疾病是全球范围内发病率和死亡率的首要原因。血管内皮功能障碍是多种血管相关疾病发展的初始阶段¹。因此，对人体内皮功能进行准确评估是一项重要的技术手段，有助于理解多种心血管病理的病因，最终目标是提高疾病治疗和预防的有效性。

内皮

内皮细胞是一层单层细胞，可合成多种血管活性物质，如一氧化氮（NO）、前列环素、内皮素、内皮细胞生长因子、白细胞介素以及纤溶酶原抑制剂²。这些因子参与内皮细胞调节血液流动性、血管张力、血小板聚集、血浆成分通透性以及血管壁炎症反应的功能^2-4。此外，NO在促进血管舒张和维持内皮完整性方面发挥关键的抗动脉粥样硬化作用。NO通过调节组织氧供与其代谢需求之间的平衡，调控血管张力和管径^3,5。多种内源性、外源性及机械性刺激因素可诱导内皮型一氧化氮合酶（eNOS）的活化，该酶可将L-精氨酸转化为NO^6,7。其中最显著的机械刺激是剪切应力。管壁剪切应力可显著增强eNOS的活化，从而促进NO生成，并引起平滑肌松弛⁴。因此，NO生物利用度的降低常被用作评估内皮功能障碍的指标⁸。

内皮功能障碍

血管舒张因子与血管收缩因子之间的失衡导致内皮功能障碍

方案

注意：以下内皮依赖性血管舒张功能（FMD）操作流程是整合性血管与运动生理学实验室（LIVEP）在血管功能评估研究中常规采用的方法。所有实验程序均遵循《赫尔辛基宣言》的原则，并经佐治亚 Regents 大学机构审查委员会批准。在获得书面知情同意书之前，已向所有受试者详细说明该技术的目的及可能存在的风险。图1展示了进行肱动脉FMD超声评估时应考虑的关键要素的示意图。

1. 受试者准备（到达前）

1. 确认受试者已停止运动（≥12 小时）、摄入咖啡因（≥12 小时）、吸烟或接触烟雾（≥12 小时）、服用维生素补充剂（>72 小时）以及任何药物（停药时间至少为药物半衰期的 ≥4 倍，非甾体抗炎药需停用 1 天，阿司匹林需停用 3 天）。
2. 确保受试者处于空腹状态，或在检测前仅摄入低脂饮食⁴。
3. 对绝经前女性进行检测时，建议在月经周期的月经期进行 FMD 检测，以减少内源性雌激素和孕激素的影响^8,32,33。

2. 受试者准备（到达后）

1. 在开始测量前，确保受试者在安静、温度受控（22 °C 至 24 °C）的环境中仰卧休息约 20 分钟，以达到血流动力学稳定状态。
2. 连接标准肢体导联 II 的三导联心电图。按照美国标准仪器配置，将白色/负极导联置于右肩锁骨下方，黑色/双极导联置于....

结果

来自表观健康队列组的基线特征见表1。在整合血管与运动生理学实验室（LIVEP）进行的血流介导舒张（FMD）检测中最常见的变量列于表2。以下变量被认为是已发表的FMD操作指南⁴和指南文件³⁶中建议分析的主要FMD参数。

基线与峰值直径

经过充分的适应阶段后，选取10至30秒时间内至少10个心动周期的平均值，记录血流速度³⁹ 应使用基线直径的数值。此外，峰值直径应根据阻塞后两分钟采集期内最高的5秒平均值来计算，即袖带释放后达到的最大扩张程度。⁴.

FMD 反应

讨论

FMD 检测于1989年首次提出²⁰，已被广泛用于人类作为评估内皮功能的一种非侵入性方法。FMD 不仅被证明可预测未来血管相关疾病的风险^19,52,53，较低的 FMD 值还被发现与心血管功能损害密切相关^24,25,54。尽管存在其他评估内皮功能的技术，包括侵入性方法（如冠状动脉造影）和非侵入性方法（如静脉容积描记法和指端容积描记法），但由于 FMD 具有非侵入性和能够快速评估外周动脉功能的优势，已成为应用最为广泛的技术²³。

FMD 检测包含短暂的前臂阻塞，可诱导反应性充血及随后的剪切应力^2,4。剪切应力的增强可导致内皮源性一氧化氮合酶产生的一氧化氮（NO）局部增加^31,55，NO 扩散通过血管壁，从而引起平滑肌松弛和继发性血管扩张³¹。通常认为，5 分钟的阻塞期主要由 NO 介导，而较长时间阻塞后血流增加可能涉及除 NO 以外的缺血诱导型血管扩张因子⁵⁶。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
多普勒超声	GE Medical Systems	Logiq 7	必须包含双工模式，以同步获取B型图像和多普勒信号
心电图（ECG）门控	Accusync Medical Research	Accusync 72
12-MHz线阵探头	GE Medical Systems	11L-D	必须使用高分辨率线阵探头
前臂阻塞袖带	D.E. Hokanson	SC5	5 cm x 84 cm
超声传导凝胶	Parker	01-08
快速袖带充气装置	D.E. Hokanson	E-20 AG101
立体定位探头支架	Flexabar	18047	带磁性底座的微调装置
边缘检测分析软件	Medical Imaging Applications	Brachial Analyzer 5