基于脉搏波形态特征的双指标评估模型在ISH型动脉硬化诊断中的作用研究

Arteriosclerosis is a common predictor for cardiovascular morbidity and mortality. But the early arteriosclerosis is perceptually invisible and thus it is difficult to detect. Pulse wave velocity (PWV) is an effective way to evaluate early arteriosclerosis non-invasively and quantificationally. But the shortcoming of the traditional PWV is less sensitive assessment of the arteriosclerosis related to isolated systolic hypertension(ISH). In our previous study, we found that the pulse contour of ISH arteriosclerosis has special features, which were closely related to the typical nidus of arteriosclerosis. Thus we propose that: to find out the special pulse contour features may be an effective way to identify and evaluate arteriosclerosis related to ISH. In this project, we intend to obtain a pair of pulse waves using photoelectric sensors from post auricular artery and dorsal digital artery, analyze the waveforms and find out the features which are closely related to ISH arteriosclerosis and with high sensitivity and specificity, then propose a new index AEI based on these features. Lastly, we build a new mathematical model to evaluate arteriosclerosis based on PWV/AEI. This project proposes a promising way to improve the detection rate of ISH arteriosclerosis and optimize the early diagnosis of arteriosclerosis.

动脉硬化是心血管发病率和死亡率的重要预测指标，而早期动脉硬化都处在隐匿状态下潜伏发展，难以被发现。脉搏波速度(PWV)是公认的无创评估早期动脉硬化的有效手段。据目前的研究报道，传统方法测得的PWV对纯收缩期高血压（ISH）型的动脉硬化评估不足。我们在前期研究中发现，ISH型动脉硬化的脉搏波呈现特殊的形态，而这些形态特征与动脉硬化典型病灶有较好的相关性。由此推测：提取ISH型动脉硬化患者独有的脉搏波形特征可能达到准确、敏感检测这类动脉硬化的目的。本项目拟采用光电传感器于耳后和趾背动脉检测脉搏波，挖掘波形上与ISH型动脉硬化病灶相关性较好、敏感性和特异性较高的特征参数，基于这些参数提出一个新的评估指标AEI，建立包含传统指标PWV和ISH型动脉硬化专用指标AEI的数学模型，并对其加以验证和完善。本研究可望提高ISH型动脉硬化的检出率，为优化动脉硬化早期诊断提供新方法。

动脉硬化是心血管发病率和死亡率的重要预测指标，而早期动脉硬化都处在隐匿状态下潜伏发展，难以被发现。脉搏波速度(PWV)是公认的无创评估早期动脉硬化的有效手段。现有的利用PWV检测动脉硬化的方法存在以下两方面的不足：一方面，年龄性别等生理因素以及血压、药物、温度、血容量等混杂因素都会对PWV产生影响，但由上述因素引起的PWV的变化与动脉壁病变的相关性较小，不适合作为心脑血管疾病的预测指标。如何排除生理因素和混杂因素的影响，从而更好地提取出PWV的病理性变化是亟待解决的问题；第二方面，现有技术都是采用与舒张压相关的PWV来评估动脉硬化，只能反映弹性纤维的特性，对于跟血管僵硬密切相关的胶原纤维病变的评估有局限性。. 针对现有技术的不足，本项目的主要研究内容和结果分为三个方面：① 通过自主研发的动脉波采集与分析系统获取耳后动脉和足背动脉的脉搏波，从近心端和远心端的两个脉搏波形上提取出九个波形特征因子，能够针对由于血压、药物、温度、血容量等混杂因素导致的被测对象的脉搏波传播时间PTT或速度PWV的异常变化进行自适性校正。②提出一种修正年龄、性别和血压对PWV的影响的方法，通过建立无动脉硬化病灶人群PWV与血压之间的函数族，获得每个年龄和性别所对应的函数参数，形成参数数据库；然后通过归一化模型获得PWV相对于年龄、性别和血压的修正量，排除生理因素对PWV的影响，更好地反映出PWV的病理性变化；③利用与收缩压相关的脉搏波传播速度PWVs和与舒张压相关的脉搏波传播速度PWVd，提出新的评价指标Ks和Kd分别反映动脉壁的胶原纤维和弹性纤维的特性及病变程度。. 本项目的研究结果能够排除影响PWV的主要生理因素和混杂因素，更好地反映出高血压、高血脂、糖尿病、动脉硬化、末期肾病等病理性因素引起的PWV的变化；另外，新的评价指标可以对血管的顺应性和韧性进行综合评估，弥补现有技术仅反映弹性纤维特性的不足，使动脉硬化的评估更加全面、准确。