CAVI与PWV

动脉硬化以及动脉粥样硬化相关的血管病变是导致心脑血管事件的主要原因，对动脉结构和功能的早期异常进行及时准确的评价对于血管疾病突发事件的预防极为重要。众多的血管早期病变评价方法中，超声、超速CT和核磁共振技术可以无创评价动脉形态学的异常，如内膜的增厚和斑块的形成等，如超声颈动脉内-中膜厚度已成为重要的反映早期全身动脉粥样硬化的指标，其病变程度与心脑血管事件的发生关系密切。踝臂指数可以通过测量上下肢血压的差异来反映下肢动脉的闭塞程度，一些研究提示，下肢动脉病变常与冠状动脉和脑血管病变并存，从而可以早期发现其它部位的血管损害。动脉的结构异常改变通常为其功能异常长期发展的后果，各种危险因素作用于人体血管最早的异常表现为动脉内皮功能障碍、动脉僵硬度增加和弹性降低。超声前臂反应性充血试验（FMD）是唯一无创进行内皮功能测定的技术，临床研究显示对心脑血管事件有很好的预测价值。脉搏波速度（Pulse Wave Velocity，PWV）测定，压力波分析所测定的中央动脉压力增强指数（AI），大动脉弹性（C1）和小动脉弹性（C2）等均可以早期反映动脉硬化的程度，不同参数的临床价值也进行了相关的研究进行证实。

长期以来，PWV测定作为评价节段动脉硬化的常用指标，如颈动脉-股动脉PWV的测定和肱动脉-踝动脉PWV的测定等，上述方法可以方便地测定早期动脉硬化的程度和动脉僵硬度的改变。

传统意义上的PWV测定可以分别评价动脉树的不同节段硬化情况，如颈动脉-股动脉，颈动脉-桡动脉，颈动脉-足背动脉的节段动脉硬化情况。PWV的测定在一定程度上受血管内血压的影响，一项新的不依赖血压的动脉硬化评价指标心-踝血管指数（Cardio-ankle vascular index，CAVI）问世，CAVI通过心电图、心音图、肱动脉脉搏波形和踝动脉脉搏波形记录并计算求得。

CAVI的原理

Bramwell-Hill's公式将容积弹性模数和PWV描述为：PWV2=ΔP/ρV/ΔV（公式1）

ΔP=脉压，V：血管容积，ΔV：V的变化，ρ：血液密度

从公式1我们可以推导出下述公式：

V/ΔV=D/ΔD/2=ρ/ΔP˙PWV2（公式2）

D：血管内径，ΔD：血管内径变化

公式2由公式1推导得出，将血管看作为一个环状模型，其长度为L，内径为D，容积为：V=ρL（D/2）2因此，容积变化ΔV/ V即：

ΔV/ V=[πL(（D+ΔD）/2)2-πL(（D/2)2]/ πL(D/2)2

=[D2+2DΔD+ΔD2-D2]/D2

=（2DΔD+ΔD2）/D2

=（2ΔD）/D+（ΔD/D）2

由于（ΔD/D）2与（2ΔD）/D相比很小，可以忽略不计。那么ΔV/ V=（2ΔD）/D即V/ΔV=D/2ΔD。

因此，公式2即变为僵硬参数：β=ln（Ps/Pd）×（ΔD/D），这个公式即表示一个新的指标，其中PWV为主动脉瓣至踝动脉的脉搏波速度。这个新的指标命名为心－踝血管指数（CAVI。）

CAVI=ln（Ps/Pd）×2ρ/ΔP×PWV2

CAVI反映主动脉，股动脉和踝动脉的整体僵硬度，不受血压的影响。