21 d頭低位臥床期間TCD檢測套帶對大腦中動脈血流變化的影響

710600 蘭州軍區(qū)臨潼療養(yǎng)院 王忠波

·論著·

21 d頭低位臥床期間TCD檢測套帶對大腦中動脈血流變化的影響

710600 蘭州軍區(qū)臨潼療養(yǎng)院 王忠波

目的觀察21 d頭低位臥床期間套帶對大腦中動脈血流變化的影響。方法12名健康男性志愿者隨機分為對照組和套帶組，每組6人，進行21 d（-6°）臥床試驗。套帶組臥床第1～21天，每天8：30～20：30四肢加壓套帶，壓力維持在5.3 kPa；對照組不做任何對抗措施。臥床前、臥床第10天及臥床結(jié)束時進行了3次立位耐力試驗。臥床前、臥床第1、3、10、21天用經(jīng)顱超聲多普勒(TCD)測量大腦中動脈血流動力學(xué)指標。結(jié)果對照組21 d臥床期間大腦中動脈血流速度下降，血流量減少，其中臥床第3天和第21天較臥床前血流速（Vs,Vm）明顯降低，血流量減少（P＜0.05或P＜0.01）。套帶組臥床期間及臥床結(jié)束時血流速度及血流量較臥床前無顯著降低或減少（P=0.05）。臥床第10天和臥床結(jié)束時立位耐力試驗對照組6人均未通過立位耐力試驗；套帶組4人順利通過立位耐力試驗，2人未通過立位耐力試驗。結(jié)論21 d頭低位臥床期間使用套帶能有效減緩大腦中動脈血流速度下降，對改善失重引起的腦缺血和立位耐力不良有明顯的作用。

模擬失重；套帶；大腦中動脈；血流動力學(xué)；經(jīng)顱多普勒；立位耐力

人體在失重或模擬失重狀態(tài)下，體液出現(xiàn)再分配，血流向頭胸部轉(zhuǎn)移，從而影響頭頸部和顱內(nèi)的血流狀態(tài)[1]。當返回IG重力環(huán)境時常出現(xiàn)耐力下降，甚至發(fā)生暈厥。為此，各國航天醫(yī)學(xué)者都在尋找有效對抗措施。套帶作為一種對抗失重狀態(tài)下體液頭向轉(zhuǎn)移的物理防護措施，在一定程度上能夠防止和減少血容量下降，中心靜脈壓升高，但對大腦中動脈血流變化的影響報告甚少。本試驗以對四肢連心段持續(xù)加壓5.3 kPa作為對抗措施，并采用在持續(xù)加壓套帶狀態(tài)下突然解除套帶，用TCD監(jiān)測大腦中動脈血流變化趨勢，為進一步研究失重狀態(tài)下套帶對腦血流變化的影響提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料受試者為經(jīng)醫(yī)學(xué)檢查確認健康的男性12名，隨機分為對照組和套帶組，其中對照組年齡（25±6）歲，身高（168±3）cm，質(zhì)量（53±8）kg；套帶組年齡（24±6）歲，身高（169±6）cm，質(zhì)量（54±4）kg。兩組對比無顯著差異。試驗前向受試者介紹了有關(guān)試驗的目的意義和詳細的程序。試驗共進行28 d，包括4 d的臥床前對照期，21 d（-6°）頭低位傾斜臥床期，3 d頭低位臥床后恢復(fù)期，臥床中受試者除大便、稱體重、正立位75°耐力檢查外，進食、飲水、洗漱、小便、娛樂或其他指標測量等均在-6°臥床狀態(tài)進行，受試者可繞身體縱軸變換體位，復(fù)試者的飲食由專職營養(yǎng)師按空勤人員療養(yǎng)標準配餐。

1.2 方法

1.2.1 套帶制備及方案套帶由雙面橡膠布制成寬72 cm，長適度，加壓氣球加壓。套帶使用時盡量戴在大腿和上臂的近心段。套帶組臥床的1～21 d每天8:30～20:30四肢加壓套帶，壓力維持在5.3 kPa，并于臥床后第20天采用撤套帶前后觀察5 min，觀察大腦中動脈血流變化趨勢；對照組臥床期間不做任何對抗措施。腦血流動力學(xué)檢查：采用美國麥迪根公司生產(chǎn)的(Neurovision, Transcranial)經(jīng)顱多普勒超聲儀，分別于臥床前1 d，臥床1、3、10、21 d對兩組受試者進行大腦中動脈血流動力學(xué)指標檢查。TCD由專人操作，固定被試探窗為顳窗，取樣深度50～60 mm，脈沖重復(fù)頻率4 MHz，臥床前檢查被試取仰臥位，頭低位臥床時體位不變，操作者位于受試者頭側(cè)，檢查時囑被試平靜呼吸，閉上雙眼，并避免外界聲光干擾，探頭上涂足夠的超聲耦合劑，探頭與皮膚保持一定的壓力，以利超聲束透射。TCD利用血管內(nèi)流動紅細胞為超聲散射源，將超聲束的回波信號，形成多普勒效應(yīng)交點，經(jīng)計算機A/D轉(zhuǎn)換、自動分析、計算和平均，將顱譜圖形和各項測定定量指標，由視頻彩色顯示并打印。

1.2.2 主要指標收縮期峰值血流速度(systolic peak flow velocity，Vs)，舒張末期峰值血流速度(endiastolic peak flow velocity，Vd)，峰值平均血流速度(mean peak flow velocity，Vm)，脈動指數(shù)（pulsatility index，PI)，PI=(Vs-Vd) /Vm，阻力指數(shù)(resistance index，RI)，RI=(Vs-Vd)/Vm。立位耐力檢查兩組被試分別于臥床前、臥床的10 d、21 d進行3次傾斜試驗，傾斜試驗在傾斜床上進行。程序是經(jīng)15 min水平臥床后，在3 s內(nèi)轉(zhuǎn)變成頭高位HDT 75°，停留20 min，或直至出現(xiàn)暈厥癥狀/暈厥。連續(xù)觀察ECG和肱動脈血壓，套帶組戴套帶進行。

2 結(jié)果

2.1 21d頭低位臥床期間大腦中動脈血流動力學(xué)指標的變化對照組21 d臥床期間大腦中動脈總體血流速度呈下降趨勢。其中臥床期間3 d和21 d收縮峰值血流速度Vs較臥床前顯著降低（P＜0.05或P＜0.01），平均血流速度Vm，在3 d和21 d較臥床前也顯著降低（P＜0.05或P＜0.01），舒張期末峰流速Vd與臥床前比較無明顯變化，血管脈動指數(shù)較臥床前無顯著差異。套帶組21 d臥床期間收縮峰值血流速度Vs，平均血流速度Vm，舒張期末峰流速Vd與臥床前比較均無顯著差異（P=0.05），但血流速度總體仍有下降趨勢（表1）。

表1 臥床期間受試者大腦中動脈血流速度指標的變化(n＝6±s）

表1 臥床期間受試者大腦中動脈血流速度指標的變化(n＝6±s）

與臥床前相比，P＜0.05或P＜0.01

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去套帶5 min試驗，在臥床20 d去套帶后第30、60、150秒收縮峰值流速有一過性增高，300 s時收縮峰值流速、平均流速及舒張期末峰值均較去套帶前降低（表2）。

表2 去套帶5 m in大腦中動脈血流速度變化指標（n=6，cm·s，±s）

表2 去套帶5 m in大腦中動脈血流速度變化指標（n=6，cm·s，±s）

時間（s）Vs Vm Vd 0 30 60 150 300 101.50±26.68 107.75±26.58 106.08±24.70 104.00±22.80 99.85±20.20 65.43±17.61 67.79±16.45 65.02±14.57 63.78±17.92 62.66±13.01 47.40±13.69 47.82±12.98 44.48±10.42 43.67±15.85 44.07±10.33

2.2 臥床前、中、后立位耐力檢查結(jié)果臥床前，兩組（12名）受試者均順利通過20 min、+75°立位耐力檢查。對照組臥床第10天及臥床結(jié)束時6名受試者均未通過20 min立位耐力試驗，出現(xiàn)暈厥前癥狀或暈厥，如出冷汗、面色蒼白、惡心嘔吐、暈厥等，平均立位時間分別為（14±6）min和（15±3）min，均顯著低于臥床前（P＜0.05）。套帶組臥床10 d 4名受試者通過20 min立位耐力試驗，2名受試者分別于立位后9 min和17 min出現(xiàn)暈厥或暈厥前癥狀而未通過20 min立位耐力試驗，平均立位時間為（18±4）min，均顯著低于臥床前（P＜0.05），臥床結(jié)束時4名受試者順利通過20 min立位耐力試驗，2名受試者分別于立位后13 min和16 min時出現(xiàn)暈厥前癥狀而未通過20 min立位耐力試驗。平均立位時間為（18±3）min，顯著低于臥床前（P＜0.05）。兩組比較套帶組立位耐力時間明顯長于對照組（表3）。

表3 對照組、套帶組受試者21 d臥床前、中、后立位耐力時間變化

3 討論

經(jīng)顱多普勒(TCD)是通過檢查腦底動脈的血流速和脈動性獲得受檢動脈血流動力學(xué)變化的資料。人體大腦中動脈為頸內(nèi)動脈分支中最粗大的一支，可看作是頸內(nèi)動脈入顱后分出大腦前動脈后的直接延續(xù)，大腦中半球所需血量的80%由該動脈提供[2]。該血管在顳窗所有腦底動脈中檢出率最高，血管變異性少，穩(wěn)定性好。因此，本試驗以大腦中動脈為受檢血管，其中收縮期峰值血流速度(Vs)為受檢血管內(nèi)收縮期的最高血流速度；舒張末期峰值血流速度(Vd)為受檢血管內(nèi)舒張期末的最高血流速度；平均峰流速(Vm)為受檢血管內(nèi)一個完整心動周期的平均最高血流速度，代表了搏動性血液的供應(yīng)強度，Vm增高，表明血管充盈度高，血流量增加；Vm降低表明腦血管充盈度減弱，血流量減少。

我們研究結(jié)果表明，對照組最高血流速度(Vs)和平均最高血流速度(Vm)，在21 d臥床期間總體呈下降趨勢，其中以臥床第3天和第21天最為顯著，提示模擬失重臥床期間，由于流體靜壓消失，血流頭向轉(zhuǎn)移，從而引起腦循環(huán)的應(yīng)性改變，表現(xiàn)為腦血流量減少，血流速度減慢，血管阻力相對增高，此結(jié)果與姚永杰等[3]人利用KYEG-I導(dǎo)納式雙側(cè)腦血流自動檢測量腦血流變化趨勢大致相符。套帶組在第21天臥床期間大腦中動脈最高血流速度(Vs)和平均流速(Vm)下降幅度低于對照組，與臥床前比較無顯著差異。去套帶5 min試驗也提示去套帶后短時間內(nèi)血流速度及流量呈反射性增高。這說明套帶將部分液體滯留于四肢，并阻止了四肢的淺靜脈回流，在一定程度上對抗失重或模擬失重下體液的頭向轉(zhuǎn)移。Voloshin等[4]采用頭低位-15°的臥床模擬失重急性適應(yīng)期，使用4.0～8.0 kPa套帶阻滯四肢靜脈回流，成功地消除了不良感覺，腦充血脈搏指數(shù)由（123±9）%降低80% ～85%。Matsnev等報告在航天中發(fā)生航天運動病時，應(yīng)用套帶5.3～8.0 kPa，20～30 mm能明顯減少航天員的癥狀。這可能與套帶能阻止血液頭向轉(zhuǎn)移，改善腦充血狀態(tài)有關(guān)[5]。蔣昌林等在《套帶靜脈阻斷法在失重心血管系統(tǒng)防護中的應(yīng)用》一文中提出，應(yīng)用套帶部分阻滯四肢靜脈回流、緩和失重時，血流頭向轉(zhuǎn)移，能很好地改善失重急性適應(yīng)期癥狀[6]。但臥床期間總體中動脈變化趨勢為血流速度減慢，血流量降低。這可能與套帶的使用方案有關(guān)。套帶組每天8:30～20:30四肢戴加壓套帶，相當部分的體液滯留于四肢，當夜間去套帶后，滯留于四肢的體液又重新向頭胸部轉(zhuǎn)移。致使腦血管發(fā)生適應(yīng)性收縮，血管阻力增高，血流速度減慢，這說明套帶能有效的阻止體液丟失，在一定程度上維持腦血流量。套帶組臥床期間立位耐力時間明顯比對照組延長。這說明四肢持續(xù)加壓套帶能對抗頭低位臥床模擬失重引起的立位耐力下降，但其生理機理有待進一步研究。本試驗結(jié)果還表明，中長期模擬失重狀態(tài)下，使用套帶持續(xù)加壓能夠改變大腦中動脈的血流速度，在一定程度上能夠維持腦血流量的相對穩(wěn)定，對改善失重引起的腦缺血有明顯的作用。

1 趙國璇，胡志紅，楊靜生，等.頭低位(-30°)臥床條件下不同耐力者的頭頸部血流變化的特點[J].航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程，1998，11(5):324

2 張雄偉.臨床經(jīng)顱多普勒超聲學(xué)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，1993.64

3 姚永杰，吳興裕，李明登，等.21天頭低位臥床期間腦血流的變化及其立位能力的關(guān)系[J].中華航空航天醫(yī)學(xué)雜志，1998，9(4):205-208

4 Voloshin VG,Karpusheva VA,Stepantsov VI,et al.Potential countermeasures against adverse effcts of somulated weightlessness [J].Kosm Biol Aviakosm Med,1997,13(1):33-37

5 Matsnev EI,Yakovleva IY,Tarasov IK,et al.Space motion sickness:phenomenology,countemeasures,and mechanisms[J]. Aviat Space Environ Med,1983,54(4):312-317

6 蔣昌林，姜世忠.套帶靜脈阻斷法在失重心血管系統(tǒng)防護中的應(yīng)用[J].航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程，1998，11(6):461

Ob jective To investigate the changes of blood flow of human M iddle Cerebral Artery(MCA)during 21 d simulated weightlessness w ith and w ithout cuffs.Methods 12 healthy males were exposed to 21 d(-6°)head-down tilt bed rest (HDT)to simulate weightlessness.They were divided into cuffs group and control group,with 6 subjects in each group.Inflated cuffs on the upper part of thighs and arms were performed 12 h/d in cuffs group during HDT,the pressure were 5.3 kPa. there was no countermeasures in control group.HUT+75°20 min orthostatic tolerance test were performed at day 10 and 21 of HDT. The Vs(systolic peak flow velocity),Vm(mean peak flow velocity),Vd(diastolic peak flow velocity),RI(resistance index),PI (pulsatility index)of right MCA were measured by transcranial Doppler before HDT and at day1,3,10,21 of HDY.Results compared with those of pre-HDT,Vs and Vm of MCA In control group at day 3 and 21 of HDT reduced significantly(P＜0. 05，P＜0.01).there was no significant changes in Vd，RI and PI.PI In cuffs group at the first day of HDT were significant lowered than those of pre-HDT(P=0.05).The results of orthostatic tolerance tests on day 10 of HDT and at the end of HDT showed there were 6 in the control group and 2 in the cuffs group failed to pass，and 4 in the cuffs group passed．Conclusion During the 21 d HDT bed-rest，the blood flow velocity of MCA could be reduced effectively by the use of cuffs．It can obviously improve the cerebral ischem ia and poor orthostatic tolerance．

Weightlessness simulation；Cuffs；M iddle cerbral artery；Hemodynam ics transcranial；Doppler；Orthostatic tolerance

1005-619X（2009）04-0289-03

2008-09-02）