动脉硬化是一种以血管壁功能和结构改变为特点的全身性慢性心血管疾病。动脉硬化可使高血压、冠心病、缺血性卒中、外周动脉疾病、心脑血管疾病死亡及全因死亡的发生风险升高。因此，动脉硬化被认为是心脑血管疾病的”替代终点”。肱－踝脉搏波传导速度(brachial－ankle pulse wave velocity, baPWV)和踝臂指数(ankle brachial index，ABI)是定量评价大动脉硬化的无创性指标。随着血管老化和僵硬度增加，baPWV相应升高，而ABI则相应降低。研究表明，引起baPWV升高及ABI降低的因素包括增龄、高血压、糖尿病等传统心血管危险因素。
目前baPWV和ABI的研究数据主要通过卧位测量。现有研究表明，人们在1 d中约有1/3或更多的时间在站立位中度过。人在站立时，由于重力的影响，下肢血压升高，同时伴随血管前向剪切力下降。这些变化是否会对baPWV和ABI产生影响？立位baPWV及ABI的分布情况如何？卧位baPWV和ABI的影响因素是否也影响立位baPWV和ABI目前罕见这方面的研究报道。为此，本研究对开滦研究(注册号：ChiCTRTNC－11001489)队列中的部分老年人群进行卧、立位baPWV和ABI检测，对立位baPWV和ABI的分布情况及其影响因素进行分析。
一 资料与方法
1．研究对象：
2006至2007年，由开滦总医院、开滦总医院林西医院、开滦总医院赵各庄医院、开滦总医院唐家庄医院、开滦总医院范各庄医院、开滦总医院吕家坨医院、开滦总医院荆各庄医院、开滦总医院林南仓医院、开滦总医院钱家营医院、开滦总医院马家沟医院、开滦总医院分院共计11家医院，第1次对开滦集团公司在职及离退休职工进行健康体检。此后，分别于2008至2009、2010至2011、2012至2013年，由参加第1次体检的医务人员在相同地点对同一人群按第1次体检的时间顺序，分别进行第2、3、4次健康体检，调查内容、人体测量指标和生化指标检测均与第1次健康体检相同。
在第3次健康体检时，采用整群抽样方法选择在开滦总医院、开滦总医院林西医院、开滦总医院赵各庄医院进行健康体检且年龄≥60岁的12 257名开滦集团离退休员工作为备选人群。以简单随机抽取的方法，首先采用SPSS 13.0软件对12 257名离退休员工进行编号，然后产生随机数字，对随机数字进行排序、编秩次，按该人群25%的比例确定编号为1～3 064的离退休员工为抽取对象。完成健康体检项目并征得研究对象同意后，重新预约时间，进一步行卧、立位baPWV和ABI检查。
2．入选标准和排除标准：
入选标准包括：(1)在开滦总医院、开滦林西医院、开滦赵各庄医院进行体检且年龄≥60岁的开滦集团公司离退休员工；(2)身体无严重残疾、能自立行走接受检查者；(3)认知能力无缺陷，能完成问卷者；(4)同意参加本研究并签署知情同意书者。排除标准包括：(1)有瓣膜病及心肌病者；(2)频发早搏者(各种早搏>6次/min)；(3)心房颤动、房室及室内传导阻滞者；(4)2周内服用抗精神病药物、抗帕金森药物、抗抑郁症药物及镇静止痛药物者。
3．流行病学调查和人体测量指标：
流行病学调查内容和人体测量学指标见本课题组发表的文献[8]。经常体育锻炼定义为每周锻炼≥3次，每次持续时间至少30 min。
4．立卧位baPWV和ABI测定：
采用欧姆龙健康医疗(中国)有限公司生产的BP－203RPEⅢ网络化动脉硬化检测装置采集baPWV及ABI数值，通过网络连接，直接读取数据。检查室的室温保持在22～25 ℃，测量前嘱研究对象不吸烟，休息5 min以上。录入研究对象的性别、年龄、身高和体重后，嘱其穿薄衣，检测开始时保持安静，去枕平卧，双手手心向上置于身体两侧。将四肢血压袖带缚于上臂及下肢踝部，上臂袖带气囊标志处对准肱动脉，袖带下缘距肘窝横纹2～3 cm，下肢袖带气囊标志位于下肢内侧，袖带下缘距内踝1～2 cm，心音采集装置放于心前区，左右腕部夹心电采集装置。对每名研究对象重复测量2次baPWV和ABI，取第2次数据为最后结果。测量完毕后，嘱研究对象站立，站立2 min后测量2次立位的四肢血压、心率、baPWV和ABI，取第2次数据为最后结果。取baPWV较大一侧和ABI较小一侧的数值进行分析。
5．实验室检测：
于体检当日上午7：00—9：00抽取空腹肘静脉血5 ml，分离并提取血清，用于生化指标检测。生化指标包括血清空腹血糖和血脂等。统一用日本日立公司的7600型全自动生化分析仪检测上述生化指标，由同一组专业检验师操作。
6．统计学分析：
2010至2011年度体检数据由各体检医院终端录入，通过网络上传至开滦总医院计算机室服务器，形成Oracle1 0.2g数据库。卧、立位血压测量数据采用Epidata 3.0建立数据库，数据由双人双向录入。
采用SPSS 13.0软件进行统计学分析。正态分布的计量资料以
±s表示，两组间的比较采用独立样本t检验，多组间比较采用单因素方差分析；偏态分布的计量资料以M(Q1～Q3)表示，组间比较采用Mann－Whitney检验。计数资料以率或构成比表示，组间比较采用χ2检验。不同年龄段员工之间的立位baPWV和ABI水平比较采用趋势检验(Spearman秩相关法)。采用偏相关分析各因素与立位baPWV和ABI之间的相关性。采用多因素线性回归模型(Stepwise法)分析卧、立位baPWV和ABI的相关因素。影响卧、立位baPWV和ABI的各自变量之间可能存在共线性，因此分析各自变量的方差膨胀因子(VIF)，如果共线性大(VIF>4)则去掉共线性大的因素后，再用多因素线性回归模型(Stepwise法)分析卧、立位baPWV的相关因素。采用双侧检验，以P<0.05为差异有统计学意义。
二 结果
1．一般情况：
在抽取的3 064名离退休员工中，同意参加本研究者共2 860名(应答率为93.3%)。由于各种原因未能参加者46名，最终参加本研究者2 814名(实际应答率为91.8%)。其中，符合排除标准者350名，实际入选2 464名离退休员工组成研究队列。在2 464名研究对象中，完成立、卧位baPWV和ABI检测者1 754名，剔除其中baPWV和ABI数值为0者153名，最终纳入统计分析的研究对象为1 601名。
研究对象的基本情况见表1。男性与女性的年龄、上肢立位收缩压、上肢立位与卧位收缩压的差值、下肢立位收缩压、下肢立位与卧位收缩压的差值、卧位心率、总胆固醇、吸烟和饮酒比例差异有统计学意义(P均<0.05)，其他项目差异无统计学意义(P>0.05)。
2．总人群的立、卧位baPWV和ABI 表2：
立位baPWV和ABI水平均高于卧位baPWV和ABI；男性立位baPWV水平高于女性(P<0.05)；男性与女性之间的卧位baPWV差异无统计学意义(P>0.05)；立位与卧位baPWV差值男性高于女性(P<0.05)。立位、卧位ABI、立位与卧位ABI差值男性均高于女性(P均<0.05)。
3．不同年龄段人群的立、卧位baPWV和ABI表3：
<65、65～69、70～74、≥75岁人群的立、卧位baPWV和立位与卧位baPWV差值均随年龄增加，呈上升趋势(P均<0.01)；立、卧位ABI和立位与卧位ABI差值均随年龄增加，呈下降趋势(P均<0.01)。
4．高血压和糖尿病人群的baPWV和ABI表4
高血压人群立、卧位baPWV均高于非高血压人群(P均<0.01)，立位与卧位baPWV差值高血压人群与非高血压人群差异无统计学意义(P>0.05)；糖尿病人群卧位baPWV高于非糖尿病人群(P<0.01)，立位、立位与卧位baPWV差值差异均无统计学意义(P均>0.05)。高血压人群立位、立位与卧位ABI差值均低于非高血压人群(P均<0.01)，卧位ABI差异无统计学意义(P>0.05)；糖尿病人群立位、立位与卧位ABI差值均低于非糖尿病人群(P均<0.01)，卧位ABI差异无统计学意义(P>0.05)。
5．不同因素与立位baPWV和ABI关系的偏相关分析：
在校正年龄和性别后，偏相关分析显示：年龄(只校正性别，r＝0.21)、上肢立位收缩压(r＝0.15)、上肢卧位收缩压(r＝0.17)、下肢立位收缩压(r＝0.21)、下肢卧位收缩压(r＝0.15)、立位心率(r＝0.27)、卧位心率(r＝0.21)和卧位baPWV(r＝0.38)与立位baPWV均呈正相关，体重指数(r＝－0.11)与立位baPWV呈负相关(P均<0.01)；年龄(只校正性别，r＝－0.17)、体重指数(r＝－0.12)、空腹血糖(r＝－0.12)、上肢立位收缩压(r＝－0.39)、上肢卧位收缩压(r＝－0.33)、下肢卧位收缩压(r＝－0.14)、立位心率(r＝－0.12)、卧位心率(r＝－0.18)与立位ABI均呈负相关，下肢立位收缩压(r＝0.31)、卧位ABI(r＝0.25)与立位ABI均呈正相关(P均<0.01)。
6．立、卧位baPWV影响因素的多因素线性回归分析：
以立位baPWV为因变量，以年龄、性别、上肢立卧位收缩压、下肢立卧位收缩压、立卧位心率、体重指数、空腹血糖、总胆固醇、吸烟、饮酒和体育锻炼为自变量进行多因素线性回归分析(表5)，结果显示立位和卧位心率的VIF均>4，卧位心率与立位baPWV呈负相关(β＝－0.12，P<0.05)，与偏相关分析结果(r＝0.21)不一致，考虑卧、立位心率之间可能存在共线性。去除卧位心率后，重新进行多因素线性回归分析(表6)，结果显示年龄(β＝0.19)、下肢立位收缩压(β＝0.18)、下肢卧位收缩压(β＝0.14)和立位心率(β＝0.30)与立位baPWV均呈正相关(P均<0.01)，而体重指数(β＝－0.18，P<0.01)与立位baPWV呈负相关。去除立位心率后，重新进行多因素线性回归分析(表7)，结果表明卧位心率(β＝0.23，P<0.01)与立位baPWV呈正相关。
以卧位baPWV为因变量，以年龄、性别、上肢卧位收缩压、下肢卧位收缩压、卧位心率、体重指数、空腹血糖、总胆固醇、吸烟、饮酒和体育锻炼为自变量，进行多因素线性回归分析(表8)，结果显示年龄(β＝0.26)、上肢卧位收缩压(β＝0.18)、下肢卧位收缩压(β＝0.42)、卧位心率(β＝0.26)、空腹血糖(β＝0.05)与卧位baPWV均呈正相关(P<0.01或0.05)，而体重指数(β＝－0.13)、饮酒(β＝－0.04)、体育锻炼(β＝－0.05)与卧位baPWV均呈负相关(P均< 0.05)。
7．立、卧位ABI影响因素的多因素线性回归分析：
以立位ABI为因变量，以年龄、性别、上肢立卧位收缩压、下肢立卧位收缩压、立卧位心率、体重指数、空腹血糖、总胆固醇、吸烟、饮酒和体育锻炼为自变量进行多因素线性回归分析(表9),结果显示女性(β＝－0.055)、上肢立位SBP(β＝－0.834)和空腹血糖(β＝－0.085)与立位ABI均呈负相关，而下肢立位收缩压(β＝0.708)和下肢卧位收缩压(β＝0.099)与立位ABI均呈正相关(P均<0.01)。
以卧位ABI为因变量，以年龄、性别、上肢卧位收缩压、下肢卧位收缩压、卧位心率、体重指数、空腹血糖、总胆固醇、吸烟、饮酒和体育锻炼为自变量进行多因素线性回归分析(表10)，结果显示年龄(β＝－0.039)、上肢卧位收缩压(β＝－1.040)、下肢卧位收缩压(β＝－0.044)和卧位心率(β＝－0.039)与卧位ABI均呈负相关(P<0.01或0.05)。
8．高血压、非高血压、糖尿病和非糖尿病人群立位baPWV影响因素的多因素线性回归分析(表11)
以立位ABI为因变量，以年龄、性别、上肢立卧位收缩压、下肢立卧位收缩压、立卧位心率、体重指数、空腹血糖、总胆固醇、吸烟、饮酒和体育锻炼为自变量进行多因素线性回归分析，女性(β＝－0.080)、上肢立位SBP(β＝－0.673)和空腹血糖(β＝－0.127)与高血压人群立位ABI均呈负相关，而下肢立位收缩压(β＝0.672)和下肢卧位收缩压(β＝0.091)与高血压人群立位ABI均呈正相关(P均< 0.01)；上肢立位SBP(β＝－0.887)与非高血压人群立位ABI呈负相关(P<0.01)，下肢立位收缩压(β＝0.737)和下肢卧位收缩压(β＝0.105)与非高血压人群立位ABI呈正相关(P<0.01或0.05)；上肢立位SBP(β＝－0.682)和空腹血糖(β＝－0.107)与糖尿病人群立位ABI呈负相关(P<0.01或0.05)，下肢立位收缩压(β＝0.673)与糖尿病人群立位ABI呈正相关(P<0.01)；女性(β＝－0.075)、上肢立位SBP(β＝－0.871)、体重指数(β＝－0.050)和吸烟(β＝－0.058)与非糖尿病人群立位ABI呈负相关(P<0.01或0.05)，下肢立位收缩压(β＝0.732)和下肢卧位收缩压(β＝0.112)与非糖尿病人群立位ABI呈正相关(P<0.01)。
二 讨论
动脉硬化是由于动脉管壁弹力纤维断裂和胶原蛋白沉积，而导致管壁增厚、变硬，常累及全身多处血管床。动脉硬化是心脑血管疾病的共同病理学基础。目前，脉搏波传导速度及ABI作为评估动脉硬化的金标准[9]，既是心脑血管疾病的危险因素，同时又可能作为心脑血管疾病的预防治疗靶点。立位时神经内分泌活动及血流动力学与卧位时不同，这种不同是否对baPWV及ABI产生影响目前尚不明确。
本研究显示，与卧位相比，立位baPWV值较大。卧立位肱、踝动脉间的距离是恒定的，立位baPWV升高的机制可能与立位时下肢血压升高有关，与卧位相比，下肢血压平均高72.5 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)，而上肢血压仅高3.0 mmHg。多因素线性回归分析结果也证实，立位baPWV与下肢立卧位收缩压呈线性正相关(β分别为0.18和0.14，P均<0.01)，而影响卧位baPWV的上肢卧位收缩压与立位baPWV无关联。可能的原因包括：(1)站立时，由于交感神经兴奋，重力作用导致下肢血压升高，使动脉壁僵硬度增加；(2)下肢阻力血管的数量多于上肢，下肢血压升高进一步导致阻力血管阻抗的不匹配。这2个原因导致立位时baPWV增加，而且这种增加主要受下肢血压的影响。另外，无论何种体位，长期的血压升高可使动脉管壁长期承受较高的压力，引起弹性蛋白耗损和断裂，导致血管顺应性下降，加速动脉硬化进程。
此外，本研究显示，立位ABI均值高于卧位ABI。ABI是下肢最大收缩压与上肢最大收缩压的比值，立位ABI高于卧位ABI的原因可能与立位时下肢血压升高较上肢血压升高更明显有关。多因素线性回归分析表明，与立位ABI相关的因素包括女性、上肢立位收缩压、下肢立位收缩压、下肢卧位收缩压、空腹血糖，其中上肢立位收缩压(β＝－0.834)和下肢立位收缩压(β＝0.708)的影响较大。立位ABI与上肢立位收缩压呈负相关，与下肢立位收缩压呈正相关的原因包括：(1)ABI＝下肢收缩压/上肢收缩压，假如分子不变，分母增大，则ABI减少；另外，分母不变，分子增大，或者分母和分子同时增加，但是分母不如分子的增加明显，那么ABI则增大。(2)下肢收缩压长期持续升高也会使动脉粥样硬化加速。
本研究以5岁为组间距进行分层分析发现，与卧位baPWV、ABI相似，随着年龄的增长，立位baPWV呈上升趋势，而立位ABI呈下降趋势(P均<0.01)。Framingham研究、荷兰鹿特丹研究和Yamashina等的研究均证实，随年龄增加，卧位PWV值升高。Cordero等的研究表明，增龄使卧位ABI降低风险升高。增龄引起立、卧位baPWV升高及ABI降低的机制尚不清楚，可能的机制是增龄引起血管壁发生退行性改变，中层胶原含量增加，弹力层断裂，血管壁增厚、变硬。同时，增龄引起一氧化氮生物利用度下降，使一氧化氮依赖的抗动脉硬化作用受到损害，使血管前向剪切力下降和震荡剪切力增强，从而促进动脉硬化的发展。
高血压和糖尿病是公认的引起动脉硬化的危险因素，本研究发现无论是高血压、糖尿病人群，还是非高血压、非糖尿病人群，立位baPWV和ABI均高于卧位值。与卧位baPWV一样，高血压人群立位baPWV也高于非高血压人群；与卧位ABI一样，立位ABI高血压人群也低于非高血压人群，糖尿病人群也低于非糖尿病人群。
与卧位baPWV一样，立位baPWV也受立、卧位心率影响，本研究的偏相关分析表明立、卧位心率与立位baPWV均呈正相关(r值分别为0.21和0.27，P均<0.01)，立、卧位心率每升高1次/min，立位baPWV分别升高30.59和35.83 cm/s。可见与卧位心率相比，立位心率对立位baPWV的影响更大。其可能的机制包括：(1)立位心率加快代表交感神经对环境变化的反应，卧位(静息)心率代表基础的交感神经兴奋状态，无论哪种交感神经兴奋，均可通过多种途径使baPWV升高；(2)心率增快使单位时间内动脉壁经受张力的次数增多，通过这种机械机制，使动脉壁弹性纤维过度劳损和断裂，使血管顺应性下降，引起动脉僵硬度增高。偏相关分析结果表明，立位ABI与立、卧位心率呈负相关，但多因素线性回归分析显示，立、卧位心率均与立位ABI无关联，而卧位心率与卧位ABI呈负相关，其原因可能与立位ABI主要受立位血压影响有关。
目前对体重指数与卧位baPWV的关系有争议。Jang等对110名健康人(20～69岁)进行研究，发现肥胖(体重指数>25 kg/m2)与卧位baPWV呈正相关(β＝0.93，P＝0.018)。Lee等研究表明，绝经前妇女的体重指数与卧位baPWV呈正相关(r＝0.20，P<0.01)，而绝经后妇女的体重指数与卧位baPWV无关联。然而，Bogalusa心脏研究对680名成人(24～43岁)进行平均26.3年的随访发现，体重指数与卧位baPWV呈负相关，体重指数每增加1 kg/m2，baPWV下降30.9 cm/s。Lurbe等对501名欧洲青少年(8～18岁)进行研究，也发现体重指数与卧位baPWV呈负相关(β＝－0.193，P＝0.005)。本研究发现，立、卧位baPWV与体重指数均呈负相关，体重指数每增加1 kg/m2，立、卧位baPWV分别下降75.33和13.82 cm/s。其具体机制尚不明确，还需要进一步研究。
本研究的局限性主要包括：(1)作为横断面研究，不能确定立位baPWV、ABI与影响因素间的因果关系，因而需要进一步行前瞻性队列研究。(2)未研究立位baPWV、ABI对动脉硬化诊断的敏感度、特异度，也未研究立位baPWV、ABI对心脑血管事件的预测价值是否优于卧位baPWV、ABI。(3)未分析立位baPWV、ABI与靶器官损害和终点事件的关系，因此还需要进一步研究。