脈象波強(qiáng)與瞬時加速度波強(qiáng)（W1）的相關(guān)性研究及其意義

肖滬生 銀浩強(qiáng) 徐智章 張愛宏 彭欣 徐芳 任亞娟

瞬時波強(qiáng)[1](Wave intensity, WI)是一項研究心血管系統(tǒng)血流動力學(xué)及心臟與血管相互關(guān)系的新技術(shù)[2],國外研究表明此項技術(shù)具有良好的臨床應(yīng)用價值, 由于配備該技術(shù)的新型超聲診斷儀價格昂貴, 在國內(nèi)推廣普及中受到一定范圍的限制。本文旨在利用常規(guī)超聲多普勒診斷儀和普通脈象診斷儀設(shè)計出橈動脈脈象波強(qiáng)新參數(shù), 分析橈動脈脈象波強(qiáng)與頸動脈瞬時加速度波強(qiáng)(W1)參數(shù)的相關(guān)性, 并從脈象波強(qiáng)的物理學(xué)定義、臨床應(yīng)用、脈象研究三個層面探討脈象波強(qiáng)與WI的關(guān)系及其意義。

1 資料與方法

1.1 研究對象

收集我院健康人群中的自愿受檢者53例。男18例, 女35例, 年齡22歲～37歲, 平均26.42歲。納入標(biāo)準(zhǔn):①無心血管疾病史; ②無糖尿病史; ③無甲狀腺疾病及肝腎疾病。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器ALOKA Prosound α10彩色多普勒超聲診斷儀, 血管探頭頻率5MHz～13MHz。脈象儀型號:DDMX-100脈象儀。

1.2.2 血壓測量采用水銀柱血壓計。受檢者平臥位,測量平靜狀態(tài)下右上肢血壓2次, 以其平均值作為WI檢測時的標(biāo)準(zhǔn)血壓。

1.2.3 頸動脈WI檢查受檢者取平臥位, 連接心電圖,選取頸總動脈開始膨大點(diǎn)近心端1.5cm處為WI檢查部位。0°～20°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)Beam Steer(B)鍵, 使動脈前后壁顯示最清楚, 在B/M模式下, 啟動WI功能。將B模式采樣線上的2個取樣門分別置于血管前、后壁外膜中層交界處; M型Sweep Speed設(shè)置為200mm/s, 啟動WI血流顯示鍵, WI血流取樣門寬3.5mm, 0°～20°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)Beam Steer(flow)鍵, 聲束血流夾角≤60°, 按select鍵采樣; 凍結(jié)后按WI鍵顯示界面, 輸入血壓值, 挑選5個以上波形, 再按next鍵顯示報告界面。界面自動顯示瞬時加速度波強(qiáng)W1。

1.2.4 脈象測定在室溫20℃左右環(huán)境下, 測試時間在餐后1h以上, 平靜狀態(tài)下進(jìn)行血壓、脈圖檢測, 取端坐位或仰臥位, 將脈象儀傳感器放置于左側(cè)橈骨莖突內(nèi)側(cè)橈動脈搏動處(左側(cè)寸口脈關(guān)部), 調(diào)節(jié)傳感器壓力, 連續(xù)記錄50g～175g 3個壓力段處的系列脈圖。利用計算機(jī)對脈圖各項參數(shù)自動采集分析。

1.2.5 橈動脈血流流速曲線測定 將多普勒取樣門置于脈象儀傳感器取樣的同一部位, 取樣門寬1mm, 聲束血流夾角≤60°。

1.2.6 脈象波強(qiáng)計算公式為WI(P)=△P·△U?！鱌代表壓力上升平均速率, 相當(dāng)于脈圖幅度參數(shù)h1的上升斜率, 即h1/t1, 見圖1; △U為血流平均加速度, 直接從橈動脈的血流流速曲線上測得, 見圖2。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法應(yīng)用SPSS 11.5統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。計量資料以表示。對各參數(shù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗, 相關(guān)性分析采用spearman非參數(shù)法。P 值<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

h1與W1呈正相關(guān)(r＝0.401, P＜0.01); △P與W1呈正相關(guān)(r＝0.482, P＜0.01); △U與W1呈正相關(guān)(r＝0.370, P＜0.01); WI(P)與W1呈正相關(guān)(r＝0.548, P＜0.01)

表1 一般情況

表2 脈象波強(qiáng)與瞬時加速度波強(qiáng)W1的相關(guān)性

3 討論

近年來, Parker等[3]提出了關(guān)于脈搏波傳播的一個新指標(biāo), 并將之命名為WI。WI最初被定義為△P和△U的乘積, △P和△U分別代表在恒定的一段時間內(nèi)壓力P和流速U的改變值。這個值可作為單位時間內(nèi)通過單位面積的能流(W/m2)的量綱, 與聲強(qiáng)的定義相似, 因此被命名為波強(qiáng)(WI)。Sugawara等[4]通過消除采樣間隔△t對WI測值影響, 引入了“時間標(biāo)準(zhǔn)化”WI,目的是使不同的研究人員采用不同的儀器所測WI值更具可比性; 標(biāo)準(zhǔn)化WI的計算公式為: WI=(△P/△t)(△U/△t),△t值較小時, WI可表示為: WI＝(dP/dt) (dU/dt), 其中dP/dt和dU/dt為P和U對時間的導(dǎo)數(shù)。這樣規(guī)定后, WI與聲強(qiáng)之間就不再有相同的量綱。同時, 也沒有一個物理量與新定義的WI之間具有相同的量綱。從量綱分析的角度, 國外學(xué)者認(rèn)為這點(diǎn)是比較可惜的。2008年初, 該項新定義的WI技術(shù)首次引進(jìn)國內(nèi), 在翻譯Wave intensity命名時產(chǎn)生了疑惑, 困惑之一是新定義的WI與最初定義的WI為何同一命名, 至少應(yīng)該加一個定語加以區(qū)分; 困惑之二是既然新定義的WI找不到一個與之相匹配的量綱, 是否還能稱其為WI, 是否需改用其他命名。課題組成員查閱了大量國外文獻(xiàn), 經(jīng)過反復(fù)討論, 最后達(dá)成共識?？紤]到新定義的WI原理比較復(fù)雜, 所涵蓋的3個主要波形W1、NA、W2的形成機(jī)理各不相同, 很難找到一個能全面反映新定義WI精髓的命名, 這可能是國外學(xué)者仍然使用WI命名的原因之一。考慮到新定義的WI在國外已沿用多年, 如改命名將無法與國外同行交流。新定義的WI特點(diǎn)是通過檢測循環(huán)系統(tǒng)中動脈血管內(nèi)任意點(diǎn)的瞬時管徑變化和瞬時平均血流流速變化[5]來評估心臟的瞬時功能[6]。根據(jù)其特點(diǎn), 作者將新定義的WI翻譯為瞬時波強(qiáng)[1]。將W1、NA、W2分別命名為瞬時加速度波強(qiáng)、負(fù)向波面積、瞬時減速度波強(qiáng)。隨后, 國內(nèi)學(xué)者周國輝等[7]從類比、量綱等角度對△P和△U、(dP/dt)·(dU/dt)的物理意義進(jìn)行了深層次探討。受國內(nèi)外新近論文[3－7]的分析與啟發(fā), 本課題組著手設(shè)計一項國內(nèi)容易推廣, 有明確物理學(xué)定義的波強(qiáng)技術(shù)。開始從兩個方面入手: 方法之一是用常規(guī)多普勒超聲診斷儀測量頸動脈血流流速曲線, 用平面壓力波傳感器測量同一部位的壓力波曲線,通過公式將兩條曲線合二為一得到WI曲線。方法之二是用常規(guī)多普勒超聲診斷儀測量橈動脈血流流速曲線, 用脈象儀測量同一部位的壓力波曲線, 通過公式將兩條曲線合二為一得到WI曲線。作者將上述兩種方法得到的WI命名為多普勒波強(qiáng)或脈象波強(qiáng)。本文采用的脈象波強(qiáng)計算公式為: WI(P)= △P·△U, (P)取脈圖(pulsography)第一個字母, 代表壓力波曲線系通過脈象儀獲取?！鱌·△U分別代表壓力平均上升速率和血流平均加速度。

W1主要與心臟收縮功能有關(guān)[8-9], 其產(chǎn)生主要由心臟在左室射血早期, 向主動脈射血時, 血流加速, 沖擊血管管壁而形成。肖滬生等[10]對66例健康志愿者的頸動脈及肱動脈進(jìn)行測量、記錄, 分析其W1波形特征, 發(fā)現(xiàn)W1的時相與加速度密切關(guān)聯(lián), W1曲線的起點(diǎn)與管徑變化曲線的起點(diǎn)以及多普勒流速曲線的起點(diǎn)相一致;W1曲線的終點(diǎn)與多普勒流速曲線的最高點(diǎn)相一致。當(dāng)血流流速為零時加速度也為零, 此時W1曲線為零并處于起點(diǎn)位置; 當(dāng)血流流速達(dá)最大時加速度也為零, 此時W1曲線為零并處于終點(diǎn)位置。由此可見, W1的寬度(W1曲線終點(diǎn)減去W1曲線起點(diǎn)的時間)相當(dāng)于血流加速時間(△t)。本文的研究結(jié)果表明, 脈象波強(qiáng)參數(shù)與W1之間具有較好的相關(guān)性, WI(P)與W1呈正相關(guān)（r＝0.548, P＜0.01）

△P與W1呈正相關(guān)（r＝0.482, P＜0.01）; △U與W1呈正相關(guān)（r＝0.370, P＜0.01）。從理論上分析脈象波強(qiáng)與W1之間應(yīng)該具有更好的相關(guān)性, 由于△U與W1的相關(guān)性被低估了, 由此計算出來的WI(P)也被低估。原因是△P與W1同步采樣, 相同心動周期比較; 而△U與W1之間為非同步采樣, 不同心動周期比較。作者認(rèn)為, 雖然脈象波強(qiáng)尚未經(jīng)臨床驗證, 但憑借其與W1之間較好的相關(guān)性, 應(yīng)該具有潛在的臨床應(yīng)用價值。

心室收縮射血過程中, 由于外周阻力的存在, 大動脈內(nèi)的血液不可能迅速充盈至外周動脈, 在射血壓力的作用下, 大動脈壁的彈力纖維被拉長, 管腔擴(kuò)大, 心臟收縮時所輸出的能量, 一部分由動能轉(zhuǎn)化成勢能, 暫時貯存在大動脈壁上。因此, 通過大動脈的能量傳播可以分為兩個部分, 即管腔內(nèi)的血流傳播和管壁上的壓力波傳播。心室射血以克服血液粘度及摩擦產(chǎn)生的阻力, 推動管腔內(nèi)的血液從近心端向遠(yuǎn)心端流動; 心室射血時產(chǎn)生的壓力波, 形成脈搏波以一定速度由心臟沿動脈壁外傳。WI既研究動脈管壁的波動又研究管腔內(nèi)血流流動, 由于同時研究兩個變量, 所得到的信息量更趨完整。中醫(yī)脈診歷史悠久, 內(nèi)容豐富, 是我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中最具特色的一項診斷方法, 已有幾千年中醫(yī)學(xué)診斷應(yīng)用歷史。上世紀(jì)50年代脈象儀的研制成功, 為脈象圖形的可視化創(chuàng)造了條件。脈象儀可隨時記錄脈象變化, 這種直視的脈搏波形圖(脈圖), 可使一些指感較難分辨的脈象, 根據(jù)其圖形數(shù)據(jù)加以區(qū)別。醫(yī)者可通過直視的脈圖中對脈象變化一目了然[11-12]?，F(xiàn)有的脈象技術(shù)模擬中醫(yī)師手指取脈, 主要研究動脈管壁的波動。由于只研究一個變量, 所得到的信息量較少。作者在前期發(fā)表的論文中對WI與脈象儀技術(shù)對比分析進(jìn)行了詳細(xì)討論, 對脈象客觀化研究的現(xiàn)狀及展望提出了新思路[13-16]。作者認(rèn)為, 脈象波強(qiáng)具有明確的物理學(xué)定義和潛在的臨床應(yīng)用價值, 可以作為脈象研究的新方法之一。

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