上臂血液透析的血管通路比前臂更能减少颈动脉-臂刚度:性别差异的研究

摘要

目的．评估慢性血液透析患者(CHPs)是否:(1)血管通路(VA)的位置(上臂或前臂)与上肢动脉僵硬的差异变化相关;(2) VA在动脉僵硬度上存在性别差异;(3)在生物力学方面，血管替代品(VS)的选择取决于以前的VA位置和CHP性别。方法．38名卫生防护中心(18名男性;上臂VA: 18例。左、右颈动脉-臂动脉脉搏波速()测量。在在体外在研究中，PWV在ePTFE假体和从供体获得的几例动脉和静脉同种移植物中获得。计算CHP天然血管(NV)与VS之间的生物力学不匹配(BM)。结果/结论．在上肢中VA的发生率低于正常的对侧肢体()，差异较大()，在上臂进行VA。之间的差异与完整上肢相比，VA(上臂)患者的上肢在男性。独立于进行VA的区域，确保最小基底动脉的同种移植物是肱动脉。BM高度依赖于性别和进行VA的上肢位置。

1.介绍

我们最近证实，在慢性血液透析患者(CHP)中，血管通路决定上肢原生动脉硬度的显著变化[1]．更准确地说，在建立血管通路的上肢动脉通路中测量的动脉刚度值低于在有完整动脉(即没有血管通路)的对侧肢体测量的动脉刚度值。与血管通路构建和成熟相关的动脉直径和血流的变化已被指出是与实施血管通路的上肢动脉刚度变化相关的因素[1]．那么，理论上，上臂有动静脉瘘(AVF)患者与前臂有血管通路的患者颈动脉-臂通路刚度可能存在差异;当AVF在上臂构造时，具有高刚度降低。此外，考虑到动脉刚度变化和血管通路性能的性别依赖性[2，3.，探讨男女CHP之间可能存在的血管生物力学差异是很重要的。关于血管通路构建中动脉反应的性别相关差异的发现有助于理解AVF通畅率的性别差异[2，3.]．

天然血管是血液透析、动脉重建和旁路手术的首选血管通道。然而，在CHP中，本地船只经常损坏或无法使用;因此，目前唯一的替代方案是膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)假肢。这个选择离理想的解决方案非常远，因为它们的通畅率很低[4，5]．在这一背景下，开发非常规血管替代品用于CHP血管通道的建设有很大的兴趣。

原生血管-血管代用品吻合区内膜增生狭窄是慢性阻塞性肺疾病血管通路的致命弱点。除其他因素外，它是由天然血管-血管替代品生物力学不匹配(BM)决定的[6]．因此，血管替代品应具有与CHP本地血管相似的力学特性[7- - - - - -9]．我们之前已经证明，低温保存程序可以保存新鲜的人体肌肉和有弹性的动脉和静脉的力学特性[10- - - - - -12];因此，新鲜或低温保存的血管可以作为血管通路构建的替代，从而改善BM。此外，我们已经证明，通过选择最合适的同种血管移植物，上肢固有动脉和血管替代品之间的BM可以最小化[13]．同种移植物已用于旁路和VA建设[14- - - - - -17];然而，在选择最合适的同种移植物以减少CHP上肢的脑转移时，应考虑性别和以前的血管通路位置。

这项工作的目的是评估，在CHP(1）如果血管进入的位置(上臂或前臂)与上肢动脉僵硬程度的变化相关，(2)与血管通路位置相关的动脉硬度变化的潜在性别相关差异，(3)如果选择的血管替代物，就其相对于天然动脉的BM而言，取决于（a）先前的血管通路位置和（b）CHP性别。

2.方法

这项研究得到了我们的机构审查委员会和伦理委员会的批准。根据乌拉圭第14005号和17668号法律规则，患者对非侵入性研究给予了书面同意，并获得了从已故人类多器官捐赠者处采购血管同种移植物的书面同意。

２.１.慢性血液透析患者的无创研究

测量了38例(男性18例，女性20例)门诊病人的脉搏波速(PWV)。患有AVF的上肢、上臂进行血液透析()，和前臂()的水平。上肢这个术语被用来定义肩膀和手腕关节之间的解剖区域。上臂和前臂分别用来定义上肢肩关节与肘关节之间、肘关节与腕关节之间的部分。血液透析每周进行3次，每次4 - 5小时，在标准的碳酸氢盐浴中进行。患者已接受肾功能替代治疗月份（表1）1)．

所有病例的临床数据（心率、肱动脉血压、体重、年龄、身高、髋部和腰围）均由同一名观察者在PWV测量之前获得。计算所有患者的体重指数（BMI）和腰臀比。

与之前的工作一样，在稳定的环境下进行颈动脉-股动脉和左右颈动脉-肱动脉PWV测量[1，13]测量颈动脉-股动脉PWV（心血管事件的预测因子），以表征我们患者的主动脉硬度，并将获得的值与健康人的预期值进行比较[18，19]．颈动脉-臂PWV不是心血管事件的预测指标，但它是一种广泛应用于无创表征上肢动脉刚度的技术。PWV测量使用两个高保真应变机械传感器(Motorola MPX 2050, Motorola Inc, Corporate 1303 E. Algonquin Road, Schaumburg, IL 60196, USA)连接到一个电子信号放大器设备[17]．两个机械传感器同时位于颈动脉-股动脉或颈动脉-肱动脉的皮肤上。利用实验室开发的计算瞬时动脉脉搏波间时延的软件，对同一动脉通路的信号进行采集和分析。利用收缩期最大上冲程点量化股骨和颈动脉波形或颈动脉和臂波波形之间的时间延迟(脉冲传输时间)。记录点之间的直接距离被用来量化PWV。然后，利用时延数据和传感器之间的距离，计算出动脉通路PWV。在所有患者中，根据我们组之前描述的方法，从一次至少包括10个心动周期的连续记录中获得了几项PWV测量[1]．

最后，抽取每位患者的血液并进行常规化学分析以量化红细胞压积、血红蛋白、血清白蛋白、血清肌酐、钙、磷酸盐、甲状旁腺激素(PTH)、尿素、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇以及甘油三酯(见表)1)．通过改良的Jaffe动力学反应测定血清肌酐，并重新校准，以计算估计的肾小球滤过率(eGFR)，使用改良的肾脏疾病饮食(MDRD)研究公式[20.]：

２.２.在体外血管代用品的研究:ePTFE假体和同种移植物

在这项研究中，我们包括了生物(即同种血管移植物)和合成(即ePTFE)血管替代品。我们获得了血管段(5?10名年龄较大的已故多器官捐献者年龄:大隐静脉，股动脉(同种肌肉移植)，颈动脉(同种弹性移植)，肱动脉(同种移行移植)。血管段进行生物力学分析在体外研究[10- - - - - -13]．血管采集技术与治疗用的伦理和安全问题是一致的。在所有情况下，根据no。14005也没有。17668年乌拉圭法律规定。排除标准与国际原子能机构(国际组织库标准)、美国组织库协会和欧洲组织库协会达成一致。

在体外动态分析在同种异体移植物和6个ePTFE (Gore- tex Vascular graft, W. L. Gore & Associates, Inc.， Flagstaff, AZ, USA)段(5 ~ 6?厘米长)。所有导管都安装在模拟循环回路中，并在标本室中保持、浸入并灌注Tyrode溶液(37℃，pH = 7.4，充氧)。模拟循环回路由聚乙烯管组成，流体循环由气动泵(Jarvik Model 5, Kolff Medical Inc.， Salt Lake City, UT, USA)提供动力，允许压力值和波形调整。用固态传感器测量腔内压力(1200?Hz频率响应，Königsberg仪器公司，帕萨迪纳，CA，美国)。用超声晶体(5?兆赫,2 ?毫米直径)[21]．实验过程中获得的超声信号通过时间通过声测测微计转换为距离。美国加州圣地亚哥)。如以前的著作[10- - - - - -13，17，21，考虑到声音在生物组织和用于动脉的实验介质中的速度体外研究，并考虑到我们的实验条件(即温度、血管平滑肌反应性)，我们假设声速为1580?米/秒(22，23]．

在放入样品室后，所有的段被允许在稳定的流动和压力下平衡。模拟的血液动力学条件模拟了包括在研究中的CHP，确保组间等频率和等压比较。在每个实验过程中，压力和直径信号在动态条件下测量，并实时显示，每5?并储存起来以备离线分析。所有录制的样本包括至少20个连续节拍。在每次实验结束时，为了计算导管应变，记录无压力中壁半径()的半径为0?毫米汞柱(17]．随后，对节段称重，瞬时壁厚()计算为 在哪里和分别为外部半径和内部半径。

内部半径()计算为: 在哪里是在活的有机体内长度和是导管体积，使用管段重量并假设组织密度计算(1.06吗?g·厘米^－3．

PWV采用Moens-Korteweg方程计算: 在哪里增量弹性模量是和吗为中壁半径[17]．

为了确定，导管应变值()及周向应力()计算为 在哪里是如上所述获得的无压中间壁半径，以及为腔内压力。最后，构造了所有情况下的应力-应变回路;这使我们得到纯弹性关系，采用迟滞消除法。被计算为 在哪里的一阶导数是对[17]．

最后，CHP原生动脉-血管替代生物力学失配(BM)以百分比表示，计算结果为[12，13] BM的取值范围在100到-100之间。空BM (）表示最佳偶联或匹配（即，具有相同生物力学行为的血管替代和天然血管途径），而远非0的值表明增加不匹配。负值表明血管替代品比本地血管途径更硬;阳性值表明本地血管途径比血管替代品更硬。

3.统计数据

测量值和计算值以平均值±SD表示。一个被认为具有统计学意义。未配对-检验和方差分析加Bonferroni检验。统计软件为SPSS 17.0 (Chicago, IL, USA)。

4.结果

非侵入性和在体外根据上述方法进行的研究提供了高质量的生物波记录。数据采集过程中没有出现技术错误。正如预期的那样，经研究的CHP显示主动脉僵硬水平增加，颈动脉-股动脉PWV高于年龄和血压匹配的健康欧洲人的预期[24，25]还是南美[26)科目。两组间颈动脉-股动脉PWV无显著差异(见表)1)．

前臂有血管通路的患者与上臂有血管通路的患者在年龄、身高、体重、腰围和臀围方面差异无统计学意义(表)1)．同样，除甲状旁腺激素水平外，各组之间在生化和血液动力学参数方面没有差异(见表)1)．各组间eGFR水平无显著差异(见表)1)．

临床特征、生物力学参数和动脉压值的性别比较仅显示出显著差异()，以身高、红细胞压积、甲状旁腺素和血红蛋白水平(表1)．

4．1.颈动脉-臂动脉硬度:血管通路位置和性别依赖性

无论血管通路位置如何(上臂或前臂)，随着血管通路，上肢颈-臂PWV均较低()比对侧(即动脉完整的肢体)的损伤更大。前臂行AVF时，对侧上肢间比较差异有统计学意义(10.50±0.47 vs 11.30±0.36?m/s);在上臂构建AVF时也证实了类似的发现(9.60±0.61 vs 11.30±0.78?m/s)(图1(一)).上述差异更大()在上臂有AVF的CHP患者中，比前臂有血管通路的CHP患者（-17.00±5.18%）和-7.10±2.29%）（图2（a）)．

上述CHP完整上肢(即未行AVF)的颈动脉-肱动脉PWV与上臂(11.30±0.78?m/s)和前臂(11.30±0.36?m/s)的测量值相似(图)1(一))．

在血管刚度分析中考虑性别时，观察到在上臂有血管通路的男性和女性chp的PWV值均较低()在有AVF的肢体中比在其对侧完整的肢体中(图1 (b))更准确地说，在女性中，在进行AVF的颈动脉-肱动脉通路中获得的PWV值较低((10.00±0.67 vs 10.60±0.57?m/s);在男性中也发现了类似的结果(8.70±1.29 vs 12.60±2.09?m/s)1 (b))．上述差异男性大于女性(-29.60±9.36% vs -9.50±4.15%)2（b）)．

4．2．血管替代品和原生动脉的生物力学不匹配:血管通路位置和性别依赖

人类同种肱动脉移植确保了与本地血管的最佳BM值(表)2)，不论性别和血管通路位置。在上臂行AVF时，女性的BM值优于男性。另一方面，ePTFE假体的BM值最差。

分析表中所列的生物替代品2，我们观察到相同的移植物可以显示出非常不同的BM值。将肢体内自体血管-同种移植物BM值与AVF、完整动脉肢体BM值进行比较，有差异()，无论在上臂还是前臂进行AVF。在考虑性别的比较中也发现了类似的差异(表)2)．

当在前臂水平进行AVF时，大隐静脉、股动脉和肱动脉同种移植物相对于天然血管的BM值低于在上臂构建血管通路时测量的值(),见表2（a） 另一方面，当使用同种颈动脉移植物时，得到了相反的结果()（表2（a） 最后，发现无论AVF位置如何，男性和女性自体动脉同种移植物BM存在差异（表1）2)．

5.讨论

我们最近证实，在CHP中，在建立血管通路的上肢动脉通路中测量的动脉刚度值低于在有完整动脉(即没有血管通路)的对侧肢体测量的动脉刚度值[1]．继续我们的项目，并使用以前使用的相同数据集[1，以及新的原始临床和实验数据和记录，在这项工作中，我们分析了考虑血管通路位置(上臂或前臂水平)的颈-臂动脉刚度，并分析了潜在的性别相关差异。主要调查结果如下。(我)首先，上肢颈动脉-肱PWV的复位更大，血管通路位于上臂。(2)第二，在男性和女性CHP中均可见上肢颈动脉-肱部PWV伴血管通路复位。当在上臂建立AVF时，男性的动脉硬度降低更大。(iii)第三，独立于AVF位置（即上臂或前臂），确保最佳BM的同种血管移植是肱动脉。(iv)第四，根据性别和考虑的上肢(完整或接受AVF构建)，原生血管-血管替代品BM有显著差异。

PWV提供了有关动脉僵硬度的可靠信息。事实上，目前，颈动脉-股动脉PWV被认为是使用非侵入性方法评估局部主动脉硬度的金标准技术[24]．此外，在血液透析患者中，颈动脉-股动脉PWV是一个有价值的死亡率预测指标[27- - - - - -30.]．然后，考虑到PWV的临床意义以及PWV是一种简单、无创、可靠和可重复的评估动脉刚度的方法，在本研究中我们选择使用PWV来确定主动脉(颈动脉-股动脉PWV)和上肢动脉(颈动脉-肱动脉PWV)的刚度。正如预期的那样，在CHP中，颈动脉-股动脉PWV水平高于表明动脉亚临床改变的水平[24- - - - - -26]．

在该研究中，血清PTH水平升高（如CHP中常见[31])，组间甲状旁腺激素水平存在差异(表1)．然而，没有发现甲状旁腺激素水平与颈动脉-股动脉或颈动脉-肱动脉PWV值之间的关联。那么，甲状旁腺激素水平的差异并不能解释我们所报道的颈动脉-肱型PWV的差异。这一发现与之前的研究结果一致，即血清甲状旁腺激素水平与主动脉僵硬、死亡或心血管事件风险之间没有关联[31，32]．

AVF对主动脉僵硬有有益的影响;在血管通路构建前PWV增加的患者中，这种改善会更大[33]．此外，上肢动静脉瘘可减轻颈动脉-肱动脉僵硬[1]．在第一种情况下，动脉硬度的改善与血压降低有关;在第二个病例中，可能是由于动脉内径增加，与AVF成熟有关。在本研究中，我们发现上臂动静脉瘘患者的颈动脉-臂PWV降低程度大于前臂动静脉瘘患者。因此，我们假设，这种与血管通路的存在相关的动脉硬度的降低可能导致动脉导管和缓冲功能的增加，以及左心室后负荷的减少[24]．但是，从动脉功能和心脏后负荷变化的角度分析动脉刚度降低的差异及其意义超出了本工作的范围。

上臂有AVF的肢体与前臂有血管通路的肢体之间的僵硬度差异可能与解剖学因素有关，因为肱动脉直径在上肢动脉中最高[3.]．这是一个重要的问题，因为动脉壁的固有特性(即弹性模量)和血管的几何参数(即直径)是PWV (3.） ［24]众所周知，PWV和动脉直径成反比关系。此外，AVF构建中使用的血管直径增加是血管通路成熟过程中的一个重要问题[34]．

女性的AVF成熟率和通畅率低于男性血液透析患者[2，3.，34]．性别差异的起源尚未阐明。一些研究指出，女性的成熟率较低是因为女性的血管直径较小，但血管几何形状以外的因素也可能涉及成熟结果[2，3.，34]．上述AVF进化的差异可能与年龄对上肢动脉壁特性影响的性别依赖性有关[35]．2000年，一项人口研究表明，随着年龄的增长，女性肱动脉直径比男性增大。此外，肱动脉顺应性值并没有随着年龄的增长而降低，相反，女性肱动脉顺应性值显著增加，而男性肱动脉顺应性值没有变化[36]．根据我们的结果，有和没有AVF的上肢颈-臂PWV在男性中显著高于女性。只有在上臂进行血管通路时才观察到这一原始发现。性别差异在血管生物力学行为和AVF进化之间的关系应该被分析。对此，已有研究表明，AVF成熟需要顺应性血管，随血流增加而扩张[34]．因此，血管通路构建相关的动脉硬度变化的性别差异可能导致AVF进化的性别差异。由于本研究的结果，需要进行进一步的分析，以确定血管生物力学特性的临床相关性，以预测AVF的结局。更具体地说，血管刚度分析应该包括在女性血管通路性能低下的研究中。此外，包括血管通路构建前后PWV测量在内的纵向研究有助于提高对AVF成熟过程的认识。

性别和血管通路的位置(即上臂或前臂)的差异可能是先前报道的结果的来源，作者指出，在慢性血液透析的女性中，前臂AVF的成功率很低[3.]．

当分析血液透析患者的颈动脉-肱动脉PWV变化时，至少应该考虑三个因素来充分解释我们的结果。至少在理论上，瘘管/聚四氟乙烯移植物的成熟可能会影响PWV值，因为与成熟过程相关的AVF或移植物血流阻抗的变化可能会改变上肢局部血流动力学状况。例如，局部血流动力学条件的变化可以决定施加在内皮层上的剪切应力的变化，这可以通过血管平滑肌张力的变化改变动脉壁的生物力学。考虑到这一点，为了寻找稳定的条件，在我们的工作中一直对成熟的AVF进行无创研究。其次，与上述相关的是，值得注意的是，我们的患者接受肾替代治疗的平均时间为66个月。这个时间可能不同(更高或更低[31)，以及其他中心和/或国家血液透析的平均存活时间。其次，我们的CHP与其他CHP组的特征可能有所不同，在将我们的结果外推给其他患者时，应考虑到这一点。此外，血液透析相关的血管变化可能取决于治疗时间。然后，未来的工作应开展评估受试者的特征和/或血液透析长度与CHP血管变化之间的潜在联系。

根据我们的结果，在CHP中，血管通路的位置会导致通过颈动脉-臂通路PWV测量评估的动脉刚度的差异。此外，如前所述，用于血管通路构建的原生血管和血管替代品之间的BM取决于(a)性别，(b)评估的肢体(有或没有VA)和(c)先前血管通路的位置。因此，还应评估患者的特征和动脉生物力学参数。尽管如此，我们的研究结果表明，在改善BM方面，同种肱动脉是最好的血管替代品。

在周围血管外科手术中，ePTFE假体被广泛应用于血管通路的构建。然而，众所周知，ePTFE血管通路的长期预后较差。这可能与内膜增生发育有关，与天然血管- eptfe高BM等因素相关[6]．我们发现，无论CHP性别和构建血管通路时的动脉水平如何，ePTFE假体总是决定高BM水平。因此，如果血管移植物代替ePTFE在血管通路的构建中，可以显著减少基底膜。进一步的研究应该进行，以评估在这项工作中报告的发现的临床意义。

我们得出结论，在CHP中，上臂动静脉瘘患者的颈动脉-臂PWV降低程度大于前臂动静脉瘘患者。此外，当在上臂水平构建AVF时，男性动脉僵硬度降低的程度大于女性。最后，考虑(a)同种血管移植的组织学类型，(b) CHP性别，(c)血管通路位置(即上臂或前臂)，以及(d)是否存在以前的血管通路，可以尽量减少原生血管-血管替代品BM。

同意

获得知情同意。

利益冲突

作者声称他们没有利益冲突。

致谢

这项工作得到了René Favaloro大学基金会(阿根廷)、Préstamo BID oco - ar PICT08-0340(阿根廷)和agency Nacional de Investigación e Innovación (PRSCT-008-020, FCE-2007-635, Dr. R. Armentano和FCE-2007-638, Dr. D. Bia)(乌拉圭)的支持。这项工作是在共和国大学(乌拉圭)和Favaloro大学(阿根廷)的合作协议范围内进行的。作者感谢乌拉圭大学República的PEDECIBA和Comisión sectoride Investigación Científica (CSIC-UdelaR)。

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