超聲在脈象客觀化研究中的應(yīng)用

馬菲菲，徐 芳，肖滬生，任亞娟，高東雯，許軼君，俞成杰，孫英杰

（上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院超聲科，上海 200000）

綜述

超聲在脈象客觀化研究中的應(yīng)用

馬菲菲，徐 芳，肖滬生，任亞娟，高東雯，許軼君，俞成杰，孫英杰

（上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院超聲科，上海 200000）

脈搏波是心臟射血活動引起的血液和血管壁的振動波疊加而成、沿著動脈迅速向外周血管傳播形成的表現(xiàn)波?，F(xiàn)代超聲技術(shù)對血管內(nèi)流體力學(xué)及管壁運動力學(xué)的研究取得了明顯成果。運用現(xiàn)代超聲技術(shù)探索脈象形成機制，以便為中醫(yī)脈象客觀化研究提供新思路、新方法。

脈象；超聲檢查；中醫(yī)脈象波強；瞬時波強技術(shù)

脈診是中醫(yī)四診之一，是中醫(yī)學(xué)最具特色和標(biāo)志性的一種診斷方法。但中醫(yī)在脈診時常會遇到“心中易了，指下難明”的困境，影響了脈學(xué)的傳授與發(fā)展。因此，利用各種現(xiàn)代技術(shù)手段進行脈象的客觀化研究成為中醫(yī)診脈領(lǐng)域內(nèi)的重要課題之一。超聲醫(yī)學(xué)作為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展中十分活躍的領(lǐng)域，其應(yīng)用包括彩色及脈沖多普勒、超聲心動圖、脈搏波傳導(dǎo)速度（pulse wave velocity，PWV）、極速脈搏波傳導(dǎo)速度及瞬時波強（wave intensity，WI）等多種技術(shù)手段，可為中醫(yī)學(xué)脈象學(xué)研究提供新的思路。本文從脈診形成機制入手，重點闡述超聲技術(shù)在中醫(yī)脈診方面的應(yīng)用，為進一步利用超聲技術(shù)進行脈象客觀化研究提供參考和指導(dǎo)。

1 脈象形成的理論基礎(chǔ)

1.1 中醫(yī)學(xué)論點 中醫(yī)學(xué)認(rèn)為心臟搏動推動血液進入血管，形成脈的搏動。心臟搏動和血液在血管中的運行受心氣主宰，為宗氣所推動，在各臟器的協(xié)調(diào)配合下散布全身，在脾胃的生化與統(tǒng)攝、肝臟的貯藏與疏泄作用下循環(huán)不息，故脈象能反映全身臟腑和精氣神的整體狀況［1］。切脈根據(jù)寸口脈位置深淺、脈管粗細(xì)、脈動強弱、頻率、節(jié)律、弦柔、滑澀、長短等8種感覺獲取脈象的不同信息［2］，切脈信息與血管內(nèi)壓力、管徑、位移、輸入阻抗和流動功率等有關(guān)［3］?！鞍司S脈象”理論將構(gòu)成脈象的脈位、脈寬、脈長、脈率、脈律、脈力、脈流及脈體8個主要因素的不同狀況綜合歸納，可提供全面的脈象信息，此理論基本得到認(rèn)同［4-5］。但不同患者病情存在較大的復(fù)雜性和多樣性，在邪正盛衰、病因及病位等方面均存在一定的差異性，故脈診時應(yīng)從脈象的產(chǎn)生機制和表現(xiàn)等進行綜合分析。

1.2 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)機制 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，脈象的形成與心臟的搏動及血液循環(huán)有著密切關(guān)系。脈搏波是由心臟射血活動引起的血液和血管壁的振動波疊加、沿著動脈迅速向外周血管傳播形成的表現(xiàn)波［6］；從心臟獲得能量，血管搏動持續(xù)向前傳播；在脈搏波的傳播過程中其能量因彈性阻力而部分損耗，振幅變小，但不影響頻率，所以在橈動脈處診得的脈搏波頻率基本等于心率，若心室搏動有間歇，則可出現(xiàn)促、結(jié)、代等脈象。脈象反映了循環(huán)系統(tǒng)的基本信息，當(dāng)血液充盈時，血液對血管壁產(chǎn)生的壓力與血管本身的回縮力平衡后，血管維持一定的張力，這種張力成為維持血流不可缺少的因素，張力過大將增大血流阻力，過小則不能形成持續(xù)的血流，都會影響生命活動［7］。因此，脈象受管壁運動和血流動力2個主要方面的共同影響，任何影響這兩方面變化的因素均可能影響脈象變化。

2 脈象客觀化的超聲技術(shù)研究

超聲直觀、無創(chuàng)，可重復(fù)性高，特別是可行定量化研究，在脈象客觀化研究中的應(yīng)用也日益受到重視。

2.1 彩色多普勒超聲及超聲心動圖 彩色多普勒超聲包括CDFI及頻譜多普勒等，有學(xué)者將多普勒超聲用于中醫(yī)脈象的研究，并取得了一定進展。朱德增［8］用連續(xù)多普勒超聲對滑脈血流速度波形曲線分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外周阻力降低，加速度增大，流速增加，流量增快，切脈會產(chǎn)生流利如珠應(yīng)指的滑脈。牛欣等［9］對44例寸口脈的血流動力學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，浮脈時寸口處血流速度和加速度均有所減小，脈搏波傳播速度減慢，平均動脈壓下降，外周阻力降低，心輸出量稍減，心率加快；沉脈則反之。脈象波的推動力源于心臟搏動，且管道內(nèi)充盈壓呈梯度改變，因此，將血流速度波形作為信息源進行分析，探討血流速度波形與脈象之間的關(guān)系，具有可行性［10-11］。

脈象不僅與血液循環(huán)狀態(tài)有關(guān)，與心臟搏動也密切相關(guān)。多普勒超聲心動圖是目前公認(rèn)的定量分析心血管血流動力學(xué)的可靠技術(shù)。柳文儀等［12］應(yīng)用二維超聲心動圖發(fā)現(xiàn)，心氣虛證者心臟每搏量、短軸縮短率、射血分?jǐn)?shù)、心臟指數(shù)等左心功能指標(biāo)、橈動脈血流動力學(xué)參數(shù)及血流容積均低于對照組。趙玉霞等［13］通過對219例多普勒超聲心動圖的研究認(rèn)為，主動脈平均加速度、最大血流速度和左心室射血時間等10項指標(biāo)是形成平脈、弦脈和滑脈等不同脈象的血流動力學(xué)機制。

脈象還與其自上而下逐漸加大用力，從中獲取血管壁的運動及脈搏波傳導(dǎo)的信息密不可分。但以上2種超聲技術(shù)對脈象的反映主要是從管腔內(nèi)血流動力學(xué)方面對脈象進行研究，未從脈搏波傳導(dǎo)及管壁動能對脈象的影響方面進行論證，因此獲取的結(jié)論具有片面性、不嚴(yán)謹(jǐn)。

2.2 PWV PWV是目前比較公認(rèn)的衡量動脈彈性的經(jīng)典方法［14］，PWV值減小，則血管順應(yīng)性好；PWV值增大，則動脈管壁硬度增加、順應(yīng)性差。PWV是通過測量脈搏波傳導(dǎo)時間和2個記錄部位的距離來計算，公式PWV=L/t，其中，t為2個波形的時間差，L是2個探測器間的距離［15］。傳統(tǒng)測量PWV的方法是選擇體表可觸及的動脈搏動點，通常檢測頸股動脈和肱踝動脈。但該方法估算距離易導(dǎo)致誤差，且數(shù)值反映檢測段脈搏波速度的平均值，僅能較籠統(tǒng)地反映全身動脈血管整體硬化程度。血管回聲追蹤（echo-tracking，ET）技術(shù)的出現(xiàn)解決了上述問題，ET通過采集收縮期和舒張期血管壁運動所產(chǎn)生的相位偏移信號進行分析［16］，可檢測動脈血管上任意點的脈搏波傳導(dǎo)速度（PWVβ），定位相對準(zhǔn)確，但PWVβ是由ET中硬化參數(shù)β等數(shù)值推算得來，且該數(shù)值僅能反映監(jiān)測點局部動脈血管的結(jié)構(gòu)及功能變化，對全身多段動脈的硬化程度不能提供更多信息。極速多普勒成像是目前測量PWV的新方法［17］，通過對動脈前壁運動的描記，直接測得收縮期起始時及結(jié)束時的PWV。其特點為極速捕獲和計算，探測距離短，對時間分辨力要求極高，故評價誤差相對較大。為解決上述問題，肖滬生等［18］提出了新型超聲動脈硬化檢測儀的設(shè)計，聯(lián)合多普勒探頭和脈搏波傳感器，在同一心動周期捕捉血流流速曲線和壓力變化曲線，獲取測量段的動脈PWV。該設(shè)想在以往檢測動脈血管的內(nèi)中膜厚度、血流速度、RI和狹窄率等反映局部血管結(jié)構(gòu)改變的基礎(chǔ)上，增加了檢測動脈段PWV的功能，綜合反映了動脈硬化的發(fā)展程度，并將其延伸到全身動脈，擴展了超聲儀的應(yīng)用范圍［19-20］。

PWV能夠在動脈壁出現(xiàn)形態(tài)學(xué)損害之前評價血管壁彈性改變程度，可早期發(fā)現(xiàn)血管壁功能異常，從而指導(dǎo)預(yù)防和治療等［21-24］。該技術(shù)從血流勢能方面進一步豐富和完善對血管功能的評價，但仍未對管壁動能加以論述，不足以全面反映中醫(yī)脈象信息。

2.3 WI技術(shù) WI技術(shù)的引入，使得中醫(yī)脈象的超聲研究更加多元化［25］。該技術(shù)是Parker等［26］最先提出，通過檢測動脈血管內(nèi)任意點的瞬時管徑變化和瞬時平均血流流速變化評估心血管系統(tǒng)的功能，不僅提供了動脈管壁搏動的參數(shù)和管腔內(nèi)血流動力學(xué)變化的參數(shù)，還提供兩者在時間上的相關(guān)參數(shù)，為臨床提供了心臟收縮與舒張功能、外周阻力及血管彈性等方面的信息［27］。由于該技術(shù)檢測瞬時管徑變化和瞬時平均血流流速變化，因此命名為WI［25］。WI的理論計算公式：WI=（dP/dT）（dV/dT），其中P為壓力，V為速度，dP/dT為壓力上升或下降速率，dV/dT為加速度或減速度。WI技術(shù)克服了各個參數(shù)之間的相互影響，能較早反映動脈及心臟的順應(yīng)性變化，全面反映心血管的運動力學(xué)改變。但該技術(shù)的臨床應(yīng)用尚存在一些問題，WI通常在頸動脈、肱動脈等大中動脈測量，頸動脈與肱動脈血管的流速變化曲線不同，波強曲線也不完全相同［28］，且目前尚無WI技術(shù)應(yīng)用在小動脈的報道。筆者進行初步寸口橈動脈WI的方法學(xué)探討發(fā)現(xiàn)，小動脈的WI穩(wěn)定性、重復(fù)性較差，造成這種現(xiàn)象可能的原因是動脈管壁壓力變化是根據(jù)瞬時管徑變化計算而來，動脈管徑越小，搏動時管徑變化越不明顯，所得WI值越不穩(wěn)定，但具體原因仍需進一步探討。中醫(yī)脈象自西晉王叔和《脈經(jīng)》之后，獨取寸口的脈法發(fā)展成為主流脈法，沿用千年，對臨床指導(dǎo)意義較大。因此，在未來研究中可嘗試寸口處橈動脈WI技術(shù)的應(yīng)用，探討其可行性、科學(xué)性，為脈象研究提供更加直觀、客觀的理論研究。

2.4 中醫(yī)波強脈象儀 中醫(yī)脈象除壓力搏動外，還有空間容積、血流速度和脈管運動等多種信息。目前中醫(yī)脈象儀用壓力脈圖反映寸口脈搏壓力的變化，僅一個研究變量，包含信息量少，難以全面反映脈象。波強脈象儀是肖滬生等［29］為解決上述技術(shù)問題提出的聯(lián)合多普勒探頭和壓力傳感器探頭的設(shè)想，其檢測寸口處脈象的壓力及血流變化，直接測得寸口處橈動脈血管的壓力-時間變化曲線及血流速度-時間變化曲線，公式為WI（P）=△P×△U，其中△P代表壓力上升平均速率，△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，得出WI（P）值，WI（P）命名為脈象波強［30］。新型的波強脈象儀可得到壓力波形、血流波形及壓力變化、血流變化等多種參數(shù)，既研究血管壁的壓力變化，又研究血管內(nèi)血流變化，將管壁動能和管腔內(nèi)血流勢能結(jié)合起來，彌補了以往脈象儀單一研究血管壓力變化的缺陷，表達的脈象信息準(zhǔn)確形象，有利于脈象的深入研究。

3 結(jié)語

脈象是綜合心臟和血管的舒縮運動、血管的彈性振動，以及在手指壓力干擾下血流和血管運動變化所產(chǎn)生的多種信息作用在寸口處，使醫(yī)者的指下產(chǎn)生連續(xù)的空間立體感覺［31］。因此，脈象的客觀化研究，不僅應(yīng)根據(jù)中醫(yī)基礎(chǔ)理論對脈象進行闡述，還要求在脈象信息獲取技術(shù)上的改進，以利于更全面、定量化的對脈象進行研究。超聲在評估血管功能、檢測血管病變方面有早期、無創(chuàng)、直觀、敏感和操作方便等優(yōu)點，通過彩色多普勒超聲、超聲心動圖、PWV、極速多普勒成像與WI技術(shù)等對管腔內(nèi)血流運動力學(xué)及管壁運動力學(xué)進行檢測，評價與脈象的相關(guān)性各有優(yōu)勢和局限性。中醫(yī)波強脈象儀可解決上述各種問題，且操作簡單，更利于脈象的進一步研究。

綜上所述，超聲新技術(shù)對中醫(yī)脈診的標(biāo)準(zhǔn)化和客觀化起著促進作用，對繼承和發(fā)揚中醫(yī)學(xué)，實現(xiàn)中西醫(yī)結(jié)合現(xiàn)代化很有價值。

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2016-08-05）

10.3969/j.issn.1672-0512.2017.03.036

國家科學(xué)自然基金項目（81503413）。

徐芳，E-mail：zzhxf818@163.com。