基于瞬時波強技術(shù)的弦脈脈象圖構(gòu)建＊

曹雙雙，魏世超，郭思薇，林 寧，葉振盛，鄭星宇,，駱杰偉,＊＊，郭苗苗，孟曉嶸,，黃昉萌,

（1. 福建中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院 福州 350122；2. 福建省立醫(yī)院 福州 350001；3. 福建醫(yī)科大學省立臨床醫(yī)學院 福州 350001）

基于瞬時波強技術(shù)的弦脈脈象圖構(gòu)建＊

曹雙雙1，魏世超2，郭思薇3，林 寧2，葉振盛2，鄭星宇2,3，駱杰偉2,3＊＊，郭苗苗2，孟曉嶸2,3，黃昉萌2,3

（1. 福建中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院 福州 350122；2. 福建省立醫(yī)院 福州 350001；3. 福建醫(yī)科大學省立臨床醫(yī)學院 福州 350001）

目的：應用瞬時波強檢測寸口弦脈參數(shù)，構(gòu)建基于WI技術(shù)的弦脈脈象圖，建立一種新型的脈診技術(shù)。方法：應用ALOKA Prosound α 10彩色多普勒超聲儀檢測寸口弦脈與平和脈的WI各30例，從壓力波（P）、血流波（U）、壓力變化（dP·dt-1）與速度變化（dU·dt-1）、時間三維構(gòu)建WI圖像。結(jié)果：寸口平和脈波型特點：W1波幅較人迎脈為小，NA較人迎脈明顯，W2甚至圖形不明顯或消失，R-1st時間較人迎脈長；P波的重搏前波（潮波）出現(xiàn)較人迎脈為早，更靠近主波；人迎脈U主波向上呈“Λ”型，而寸口脈呈拱型圓鈍“∩”型，且波幅為小。寸口弦脈波型特點：寸口弦脈U主波方向向上呈“Λ”型，而寸口平和脈呈“∩”型，且弦脈血流振幅較平和脈明顯增大，呈徒增徒降趨勢；NA波較深，W2波不明顯；WI主波W1特征圖型：彎月刀型。弦脈組W1、NA、W2、PWVβ較平和脈組增高，而弦脈組R-1st、1st-2nd、AI較平和脈組減低，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。結(jié)論：應用WI技術(shù)于脈象研究可使弦脈圖更具可觀性、可辨性、客觀性，利于傳統(tǒng)脈學的傳承和發(fā)展。

瞬時波強 弦脈 脈圖 參數(shù)分析

ALOKA Prosound α 10彩色多普勒超聲儀是日本ALOKA公司研發(fā)的擁有全新血管回聲跟蹤技術(shù)（即eTRACKING技術(shù)）的超聲影像診斷儀，WI技術(shù)是ALOKA公司在Alpha10 eTRACKING基礎上最新推出的一項研究心血管系統(tǒng)血流動力學及心臟與血管相互關(guān)系的技術(shù)。WI技術(shù)于1988年由英國學者Parker等提出[1]，通過檢測循環(huán)系統(tǒng)中動脈血管內(nèi)任意點的瞬時管徑變化和瞬時平均血流流速變化，并將管徑變化轉(zhuǎn)變成壓力變化[2]，來評估心血管系統(tǒng)的總體功能，檢測部位全面，可以用于全身各處動脈，相對于傳統(tǒng)的脈象儀采集信息更全面，不受血管結(jié)構(gòu)、皮膚肌肉組織等因素影響，有望成為更有前途的描述脈象工具，能實現(xiàn)全方位、實時動態(tài)脈象信息采集分析，具有可靠性、穩(wěn)定性及重復性特點。本文擬應用ALOKA Prosound α 10構(gòu)建基于瞬時波強（Wave Intensity，WI）技術(shù)的弦脈象圖，建立一種新型的脈診技術(shù)。

1 臨床資料

1.1 儀器設備

多普勒超聲診斷儀ALOKA Prosound α 10（型號ALOKA SSD ALPH10）、血管探頭頻率5-13 MHz（型號UST-5412），由日本Aloka公司研制。

1.2 研究對象

研究對象均來源于2014年7月15日-2015 年4月15日福建省立醫(yī)院門診、住院人員及福建中醫(yī) 藥大學在校學生。弦脈的研究對象30例，男19例，女11例，平均年齡45.53±17.53歲；平和脈30例，男15例，女15例，平均年齡33.13±7.67歲。2組間性別無顯著差異（P＞0.05）。

2 研究方法

2.1 分組方法

經(jīng)由福建省立醫(yī)院中醫(yī)科固定的5位副主任醫(yī)師對研究對象進行隨機、雙盲切診，需5位專家切診結(jié)果一致。弦脈標準為脈形端直而似長，脈勢較強、脈道較硬，切脈時有挺然指下、直起直落的感覺，“端直以長、如按琴弦”；平脈標準為寸關(guān)尺3部有脈，不浮不沉，不快不慢，一息4-5至，相當于每分鐘70-90次（成年人），不大不小，從容和緩，節(jié)律一致，“有胃”、“有神”、“有根”[3]。

2.2 信息采集

2.2.1 基本信息采集

收集受試者的基本信息，包括姓名、性別、年齡、身高、體重、血壓（收縮壓、舒張壓）、心率等，并告知研究目的，取得受試對象同意后采集脈象。

2.2.2 WI圖像采集

受檢者檢查前采集前24 h避免服用血管收縮/擴張或心肌興奮/抑制藥物，勿飲用咖啡、濃茶，休息10 min以上，在安靜狀態(tài)、室溫20-24℃的固定操作室中進行檢查。受檢者取平臥位，測量肱動脈血壓兩次，連接心電圖，選取右側(cè)橈動脈關(guān)部為受檢動脈，該側(cè)手臂輕度外展，手心向上，并保持該側(cè)前臂肌肉放松。WI檢查將“Beam Steer（B）”設為15°，“Beam Steer（Flow）”設 為-15°，“Angle correct”設為60°。取血管長軸切面，適度調(diào)整探頭使探測血管斜形置于視野中，以保證二維取樣門與動脈壁垂直的同時，多普勒聲束發(fā)射方向與血流方向的夾角≤60°，多普勒取樣門寬2.5 mm。在B/M模式下，啟動WI功能，開啟WI血流顯示鍵，調(diào)整彩色多普勒以不出現(xiàn)血流彩色混疊的最小值為宜。采集圖像時，囑受檢者屏氣，同時操作者也屏氣。按“Select”鍵采樣，在確認WI圖像描記符合要求后，按凍結(jié)鍵結(jié)束采圖，再按“Select”鍵，移動軌跡球，回放二維圖像，選擇血管壁中外膜顯示清晰、彩色多普勒充盈良好的圖像固定，并按“Store”鍵，存儲第一幅圖像，輸入血壓值，并進入分析步驟，存儲第1幅圖像時，再測1次血壓，使用2次測量的平均血壓值。共存儲4幅圖像[4,5]。

圖1 WI采集屏及結(jié)果參數(shù)屏

2.3 WI檢測主要參數(shù)

WI是檢測循環(huán)系統(tǒng)中動脈內(nèi)任意點的瞬時管徑（壓力）變化和瞬時平均血流流速變化，即壓力對時間的導數(shù)與速度對時間的導數(shù)的乘積[WI= （dP·dt-1）（dU·dt-1）]。在心臟射血早期，由左心室射血產(chǎn)生的波向外周動脈前向傳導，形成前向波；在射血中期，血液被外周動脈壁反彈向心臟反向傳導形成反向波[6]。在流體力學中，波有4種不同的組合：前向壓縮波、反向壓縮波、前向膨脹波、反向膨脹波[7]。WI的主要參數(shù)包括以下強度指標，收縮早期的前向壓縮波W1、收縮中期的反向壓縮波NA、收縮晚期的前向膨脹波W2、射血前期時間R-1st（心電圖的R波頂點至W1頂點），射血時間1st-2nd（W1頂點至W2頂點），動脈硬化參數(shù)：血管僵硬度β、彈性模量Ep、順應性AC、增大指數(shù)AI（AI=△P·PP-1）、β值推導的脈搏波傳導速度PWVβ、WI值推導的脈搏波傳導速度PWV-WI，見圖1。

2.4 統(tǒng)計學分析

以上所收集數(shù)據(jù)采用SSPS 17.0軟件進行統(tǒng)計分析。計量資料用（）表示，均數(shù)間比較用t檢驗；不符合正態(tài)分布的計量資料，用中位數(shù)M（25%，75%）表示，兩組均數(shù)比較用Mann-Whitney U檢驗或四格表的Pearson χ2檢驗。P＜0.05認為差異有統(tǒng)計學意義。

3 結(jié)果

3.1 波形特點

3.1.1 人迎脈WI波形與寸口脈WI波形的差異

人迎脈WI波形與寸口脈WI波形的差異比較了平和脈的頸動脈人迎WI波形與寸口脈WI波形特點。頸動脈較寸口脈接近心臟部分，遠離外周阻力，人迎脈臨床波形為典型的WI波形，由明顯波幅的正向波W1波、W2波及NA波組成，見圖2（A）。但寸口平和脈波型特點，W1波幅較人迎脈為小，NA較人迎脈明顯，W2甚至圖形不明顯或消失，因寸口脈遠離心臟，故R-1st時間人迎脈延長；又因靠近外周阻力，故壓力波型（P）中的重搏前波出現(xiàn)較人迎脈為早，更靠近主波。人迎脈血流波（U）血流主波向上呈“Λ”型，而寸口脈呈“∩”型，寸口脈血流波較人迎脈波幅為小，血流變慢，且呈拱型圓鈍，圖2（B）為寸口平和脈，詳見圖2（B）。寸口平和脈壓力波（P）上升的時相中血流出現(xiàn)2個變化時相，先出現(xiàn)血流增速相，后出現(xiàn)血流減速相，根據(jù)WI=（dP·dt-1）（dU·dt-1）定義，首先血流增速相的（dP·dt-1）（dU·dt-1）乘積出現(xiàn)正值（正向波），即W1波，隨之血流減速相的（d P·dt-1）（dU·dt-1）乘積出現(xiàn)負值，即是NA波。而寸口脈壓力波下降的時相中血流出現(xiàn)血流減速相，（d P·dt-1）（dU·dt-1）乘積出現(xiàn)正值，即是W2波，因為反射的重搏前波出現(xiàn)，較為短暫。詳見圖2。

圖2 寸口弦脈、寸口平和脈、人迎脈WI圖像

3.1.2 寸口平和脈WI波形與弦脈WI波形差異

寸口弦脈血流波（U）主波方向向上呈“Λ”型，而寸口平和脈呈“∩”型，且弦脈血流振幅較平和脈明顯增大，呈徒增徒降趨勢。弦脈壓力波上升的時相中血流出現(xiàn)2個變化時相，先出現(xiàn)血流加速相，后出現(xiàn)血流減速相，壓力波升支血流加速相的（d P·dt-1）（dU·dt-1）乘積為正值，表現(xiàn)為W1波，弦脈W1波波幅明顯高于平和脈；壓力波升支血流減速相的（dP·dt-1）（dU·dt-1）乘積為負值，表現(xiàn)為NA波，NA波較深，W2波不明顯。壓力波升支后段斜率較前段小，故WI主波W1上升支與下降支呈不對稱，表現(xiàn)為特征圖像：彎月刀型。見圖2（C）。

3.2 寸口弦脈、平和脈兩組一般情況比較

弦脈組年齡、收縮壓、心率均高于與平和脈組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），而兩組間BMI、舒張壓無差異，無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表1。

3.3 寸口弦脈、平和脈2組WI參數(shù)組間差異性分析

弦脈組W1、W2、NA、PWVβ較平和脈組明顯增高，弦脈組R-1st、AI較平和脈組明顯減低，差異均有顯著性意義（P＜0.01），弦脈組1st-2nd較平和脈組增高，差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表2。

4 討論

弦脈是臨床上多種疾病的常見脈。脾衰胃弱，肝氣郁結(jié)亢盛，致使陰陽不和，氣逆上犯，導致經(jīng)絡拘束，影響血行，使其氣血收斂或氣血壅迫，經(jīng)脈鼓動力減弱而使脈來急直而長，挺然指下，狀如琴弦，痰飲內(nèi)停，寒熱交作及瘧疾等病皆可至弦脈[8]。目前脈象信息采集有接觸式傳感器、非接觸式傳感器、復合式傳感器等[9]，脈圖的提取與分析方法有時域分析法、頻域法和時頻聯(lián)合法等。但這些研究方法易受采集信息單一或受血管結(jié)構(gòu)、皮膚肌肉組織等多種因素影響，精確度不夠。而WI技術(shù)同時研究動脈管壁的波動和管腔內(nèi)血流流動兩個變量，得到的信息量更趨于完整，可以測到寸口橈動脈處脈管的三維運動[10]，直觀的使中醫(yī)師得到蘊涵脈搏“脈形”和“脈勢”的基本特征的信息，為中醫(yī)脈象的現(xiàn)代化研究拓展了一個新方向。

WI曲線可反映心血管系統(tǒng)功能、外周阻力及血管彈性等方而的信息[11]。W1主要反映左心室收縮功能。W2主要和心臟主動停止主動脈血流的能力（左心室松他性）有關(guān)[12]。Ohte N.等報道W2與左室松她時間常數(shù)呈負相關(guān)，且相關(guān)性緊密（r=-0.77，P＜0.001）[13]。W2還與動脈硬化有關(guān)，W2越大，即表示血管僵硬度的參數(shù)越高。NA是反映外周阻力的指標之一[14]。WI曲線上所顯示的R-1st為左室等容收縮期的時間、壓力波的傳導時間以及WI起點到頂點時間的總和。1st-2nd為左室射血時間。1st-2nd越長，R-1st越短，表示左室收縮強度越大[11]。Ep、PWVβ、AI、β、AC都可以反映血管硬化程度，PWVβ、Ep、β數(shù)值越大，AC越小，血管硬化就越嚴重[15]。

表1 平和脈和弦脈一般臨床資料比較（）

表1 平和脈和弦脈一般臨床資料比較（）

表2 平和脈和弦脈2組WI參數(shù)比較（）或M（25%，75%）

表2 平和脈和弦脈2組WI參數(shù)比較（）或M（25%，75%）

注：*為Z值。

人迎脈距離心臟較近，遠離外周阻力，且屬于彈性血管，其彈性和可擴張性好，故心臟每次心動周期的射血所產(chǎn)生的對血管壁的壓力及血流速度是同時向外周血管傳輸?shù)?，加之反射波，形成的壓力波時相與流速波時相的交集，形成典型WI波形。而橈動脈壓力波包括3個成分：一個血流產(chǎn)生的入射波和兩個反射波，分別從手部和下半身返回[16]。根據(jù)（dP·dt-1）（dU·dt-1）的定義，因靠近外周阻力，血流流速減慢，故寸口平和脈W1波幅較人迎脈為小，由于到達寸口的每搏血量較頸動脈少，對管壁的壓力也減小，故W2波較之不明顯甚或消失，外周阻力增大故見NA明顯，因寸口遠離心臟，故R-1st時間較人迎脈長。由于寸口距離心臟較遠，外周阻力大，管壁富有平滑肌，血管彈性較頸動脈差，因而脈搏波傳導速度增快，使反射波提前出現(xiàn)在收縮期，延長了收縮期，故壓力波中的重搏前波出現(xiàn)較人迎脈為早，更靠近主波。因離心臟較遠，橈動脈血流量及動力較人迎脈小，血流較慢，故血流波波幅較之為小，呈“∩”型。

弦脈有生理性弦脈和病理性弦脈之分，病理性弦脈又可根據(jù)動脈弦硬程度劃分為不同類型，本文弦脈病例皆為病理性弦脈，根據(jù)一般臨床資料統(tǒng)計，弦脈組年齡偏小，血壓輕度升高，考慮為受情緒刺激等影響，交感神經(jīng)興奮，心率加快，心臟輸出量增加，而血管硬化程度較小。由于血管彈性減退、外周阻力及心輸出量增加，根據(jù)脈搏波的傳播與反射理論，這種情況下，動脈擴張性差，脈搏波傳播速度相對較高，血流收縮期最大峰值流速、平均流速較平和脈高，血流急速，故弦脈血流速度變化呈“Λ”型，PWVβ、NA亦增大。反射波從外周部位返回時間提前，往往疊加在收縮期壓力波的上升相，兩種波疊加，引起收縮壓升高，同時弦脈組1st-2nd時間小于平和脈，故壓力變化（dP·dt-1）及血流變化（dU·dt-1）也較高[17,18]，弦脈W1大于平和脈。在心臟快速射血期，心室內(nèi)血液很快進入主動脈，動脈壓迅速升高；心臟減慢射血期，由于心室收縮輕度減弱，射血的速度逐漸減慢，外周血管擴張，動脈內(nèi)壓力升高減慢，直至心臟停止射血時動脈內(nèi)壓力開始降低，可見壓力波升支后段斜率較前段小。W1的寬度相當于血流加速時間[19]，隨后血流開始減速，而射血時間為W1-W2，故W1曲線終點至W2曲線頂點時間段內(nèi)心臟還處于射血期，動脈血管內(nèi)壓力仍升高，由于弦脈NA增大，故可見W2曲線終點后即出線一較深的負向NA波。WI圖像表現(xiàn)為特征圖像：彎月刀型。研究結(jié)果示弦脈組W2升高，可能與弦脈血管硬化度增加有關(guān)。弦脈組R-1st小于平和脈組，考慮可能為弦脈心功能處于克服后負荷的代償階段，而不是真正的心臟射血功能增強[8]。但是在射血后期弦脈患者心臟后負荷增大，心臟較早停止射血，故弦脈1st-2nd值小于平和脈。

關(guān)于反射波增強指數(shù)（AI），文獻中大多用反射波和前向波融合時所達到的壓力除以收縮早期（即反射波發(fā)生前）最高壓力的值來表示（AI=P1/P2），歐姆龍公司HEM9000A脈波檢測儀采用此法，應用AI值來推測中心動脈壓及動脈硬化程度[20]。而本研究是基于瞬時波強，AI命名為增大指數(shù)，計算方法為：AI=△P·PP-1，即AI越小，血管硬化程度就越大，與上述相反。本研究中平和脈AI明顯高于弦脈AI，考慮為弦脈血管硬化度增加。

本研究初步應用WI構(gòu)建了弦脈脈象圖及參數(shù)，能讓我們對脈象有更直觀的認識，但此研究尚存在樣本量小的問題，需進一步增加樣本量，以求得更客觀更科學的實驗結(jié)論。

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Construction of Taut Pulse Images Based on Wave Intensity Technology

Cao Shuangshuang1, Wei Shichao2, Guo Siwei3, Lin Ning2, Ye Zhencheng2, Zheng Xingyu2,3, Luo Jiewei2,3, Guo Miaomiao2, Meng Xiaorong2,3, Huang Fangmeng2,3
(1. First Clinical College, Fujian University of Traditional Chinese Medicine, Fuzhou 350122, China; 2. Fujian Provincial Hospital, Fuzhou 350001, China; 3. Fujian Provincial Clinical College, Fujian Medical University, Fuzhou 350001, China)

This study aimed to establish a new tool for traditional Chinese medicine (TCM) pulse diagnosis with constructing preliminary taut pulse images through testing taut cunkou pulse parameters via wave intensity (WI) technology. Thirty individuals with cunkou taut pulse and thirty individuals with normal pulse were included in this study. WI of cunkou normal pulse and taut pulse were examined by ALOKA Prosound α 10. WI and pulse images of the two types of pulses were constructed by three-dimensional levels of pressure wave (P), blood-flowvelocity wave (U), the product of blood pressure changes (dP·dt-1) and blood-flow-velocity changes (dU·dt-1), and time. As a result, compared with renying pulse, wave shape characteristics of cunkou normal pulse was as follows: W1 amplitude of normal pulse was smaller; NA wave was more obvious; while W2 wave was not obvious or disappeared; and the R-1sttime was longer. Furthermore, dicrotic wavefront pressure wave which also called tide wave appeared earlier than renying pulse, and was closer to the main wave. The U wave of renying pulse was “Λ”type, while cunkou pulse was arched blunt “∩” type, and the U wave amplitude of cunkou pulse was small. Wave shape characteristics of U wave in cunkou taut pulse was “Λ” type, while presented “∩” type in cunkou normal pulse. The blood flow amplitude of cunkou taut pulse was larger than that of cunkou normal pulse with a sharp rise and fall trend. The NA wave of cunkou taut pulse was deeper than that of cunkou normal pulse group, however, the W2 wave of cunkou taut pulse was not obvious. The graphic feature of W1 wave of cunkou taut pulse was like a crescent knife. Compared with cunkou normal pulse, W1, NA, W2 and PWVβ were increased, and the R-1st, 1st-2ndand AI were decreased with statistical differences. It was concluded that the application of WI technology in pulse study made taut pulse figures more visible, recognizable and objective, which was conducive to inherit, spread and develop Chinese traditional sphygmology.

Wave intensity, taut pulse, pulse images, parameter analysis

10.11842/wst.2016.02.003

R241

A

（責任編輯：朱黎婷 張志華，責任譯審：朱黎婷 王 晶）

2015-07-17

修回日期：2015-11-11

＊ 福建省科學技術(shù)廳科技計劃重點項目（2014Y0007）：基于寸口橈動脈wave intensity（WI）技術(shù)的脈象圖構(gòu)建及優(yōu)越探頭篩查，負責人：駱杰偉；福建省中醫(yī)藥科研項目（wzrk201314）：基于寸口橈動脈wave intensity（WI）技術(shù)的脈象圖構(gòu)建及優(yōu)越探頭篩查，負責人：魏世超。

＊＊ 通訊作者：駱杰偉，醫(yī)學博士，副教授，副主任醫(yī)師，碩士生導師，主要研究方向：心血管疾病。