基于聚類分析的原發(fā)性高血壓無創(chuàng)血流動力學(xué)特征的研究

蔡靜,劉澤

(1.廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院 干部病房五科，廣東 廣州 510010；2.廣州中醫(yī)藥大學(xué)，廣東 廣州 510000)

高血壓是目前全世界最為常見、關(guān)注度最高的慢性病之一，全球約有15%的發(fā)病率。我國的高血壓患病率呈增長趨勢，目前國內(nèi)的高血壓患者不少于2億[1]。人體處于長時間高血壓狀態(tài)可引起心臟、血管、腦等靶器官出現(xiàn)功能性、器質(zhì)性的改變[2]。心阻抗法作為無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測技術(shù)，在高血壓的診斷及指導(dǎo)治療方面具有重要意義[3]。本研究用無創(chuàng)阻抗心動圖技術(shù)獲取高血壓患者的血流動力學(xué)數(shù)據(jù)，分析和研究不同年齡段原發(fā)性高血壓患者的無創(chuàng)血流動力學(xué)特征，深入探討不同年齡段原發(fā)性高血壓患者的無創(chuàng)血流動力學(xué)高血壓分型、病理及發(fā)病機制，為指導(dǎo)臨床更加合理的用藥提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院心內(nèi)科專家門診2016年9月至2017年7月收治的高血壓患者為研究對象，191例患者均符合原發(fā)性高血壓診斷相關(guān)標(biāo)準，男94例，女97例；年齡20～94歲，平均(63.24±14.68)歲。據(jù)WHO年齡段的劃分，按年齡段將患者分成3個亞組:將年齡≤44歲歸入青年組，45～59歲歸入中年組，≥60歲的患者均歸為老年組[4]。其中老年組108例(占56.54%)，中年組66例(占34.55%)，青年組17例(占8.90%)。診斷標(biāo)準：未服用降血壓藥物情況下，于非同日3次診室測量血壓，收縮壓均≥140 mmHg和(或)舒張壓≥90 mmHg，或者既往確診為高血壓病目前在服用降壓藥物治療，血壓雖<140/90 mmHg亦符合高血壓診斷。根據(jù)血壓升高的情況，又進一步將高血壓分為1級、2級和3級[5]。

1.2 納入標(biāo)準及排除標(biāo)準

1.2.1 納入標(biāo)準 (1) 年齡≥18歲；(2) 臨床診斷為高血壓(新診斷或已經(jīng)明確診斷且正在接受口服降壓藥物治療，血壓仍未達標(biāo)的高血壓患者)。

1.2.2 排除標(biāo)準 (1) 繼發(fā)性高血壓患者；(2) 高血壓合并先天性心臟病患者；(3) 高血壓合并其他系統(tǒng)嚴重疾病患者；(4) 高血壓合并腫瘤患者；(5) 妊娠高血壓患者。

1.3 研究方法

采用無創(chuàng)血流動力監(jiān)測系統(tǒng)(香港千帆公司CSM- 3000)，所有患者每次隨訪時由經(jīng)過訓(xùn)練的人員收集無創(chuàng)血流動力學(xué)(ICG)數(shù)據(jù)。ICG檢查患者取仰臥位，檢查前休息5 min。ICG通過放置4對電極(2對在頸部，2對在胸部)檢測胸生物電阻抗。記錄受試者的收縮壓、舒張壓、平均動脈壓、心率、心輸出量(CO)、心臟指數(shù)(CI)、心搏量(SV)、心搏指數(shù)(SI)、心率變律性、胸液傳導(dǎo)性(TFC)、每搏變異率(SVV)、血管容積、每博外周阻力(SSVR)、系統(tǒng)阻力(SVR)、血管彈性、左心室每搏做功(LSW)、左心室每搏做功指數(shù)(LSWI)、射血前期(PEP)、左室射血時間(VET)、收縮時間比(STR)、射血收縮指數(shù)(EPCI)、變力狀態(tài)指數(shù)(ISI)、收縮變力性[6]。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

采用Excel 2010與SPSS 19.0進行數(shù)據(jù)整理及統(tǒng)計學(xué)分析。首先，通過Excel 2010對不同類型高血壓患者做頻數(shù)及頻率統(tǒng)計。然后，使用SPSS19.0對Excel 2010數(shù)據(jù)進行整理，對采集的數(shù)據(jù)資料進行頻數(shù)分析。采用KMO檢驗、Bartlett球形檢驗、主成分分析法進行因子分析，采用離差平方和法(Ward法)進行系統(tǒng)聚類分析(層次聚類)，用平方歐式距離進行距離測量。采用樹狀圖顯示數(shù)據(jù)。通過聚類分析法可以把數(shù)據(jù)中一些相似程度較大的數(shù)據(jù)歸為一類，把一些相互疏遠的歸為不同的類，從中尋找出不同年齡段高血壓患者ICG特征。

2 結(jié) 果

2.1 高血壓患者ICG信息

對所有的異常ICG值進行頻數(shù)分析，將對病情分析無意義的數(shù)據(jù)刪除，詳見表1。

表1不同年齡的高血壓患者ICG信息分布例

注：括號內(nèi)為構(gòu)成比

由表1可見，納入的191例不同年齡高血壓患者HCG數(shù)據(jù)的分布情況，共有35組數(shù)據(jù)。其中青年組出現(xiàn)百分比最高的數(shù)據(jù)是“HR高于75次·min-1”，有8個數(shù)據(jù)所占的百分比大于40%；中年組出現(xiàn)百分比最高的數(shù)據(jù)是“SSVRI偏高”，有7個數(shù)據(jù)所占的百分比大于40%；老年組出現(xiàn)百分比最高的數(shù)據(jù)是“SSVRI偏高”，有7個數(shù)據(jù)所占的百分比大于40%。

2.2 ICG信息聚類分析的結(jié)果

通過樹狀圖(圖1)可以觀察到：當(dāng)類間距離為2.5時，可將上述35個ICG信息分為5大類(表2)，其中收縮變力性偏低、HR高于75次·min-1、SSVR偏高、心率變律性偏低、SV偏低、LSW偏高、EPCI偏低為Ⅰ類，SI偏低、血管彈性偏高、ISI偏低、SSVRI偏高、SVR偏高為Ⅱ類，SVV偏高、EPCI偏高、CI偏高、LSWI偏高、SV偏高、LSW偏低、血管容積偏低、CO偏高、VET偏低、SSVR偏低、SSVRI偏低、PEP偏高、TFC偏高、收縮變力性偏高、心率變律性偏高、SI偏高為Ⅲ類，CO偏低、血管容積偏高、CI偏低為Ⅳ類，TFC偏低、VET偏高、LSWI偏低、HR低于75次·min-1為Ⅴ類。依據(jù)ICG改變的高血壓臨床分型，聚類分析的結(jié)果顯示，Ⅰ類屬于混合型(高阻力高動力低血容量型)，Ⅱ類屬于高阻力型(高阻力正常動力正常血容量型)，Ⅲ類屬于高動力型(正常阻力高動力正常血容量型)，Ⅳ類屬于高容量型(高阻力低動力高血容量型)，Ⅴ類混合型(正常阻力高動力低血容量)。

2.3 因子分析的結(jié)果

以每一聚類信息為變量，根據(jù)聚類結(jié)果及ICG變量在不同年齡段高血壓患者中出現(xiàn)的頻數(shù)，分析聚類結(jié)果，挖掘?qū)Σ煌挲g段高血壓患者貢獻較大的ICG信息，取載荷0.5以上的ICG信息，分析結(jié)果詳見表3。

按照因子分析的一般要求，并結(jié)合臨床實際進行進一步因子分析，青年組提取3個公因子，對總方差的累計貢獻率為92.273%；中年組提取7個公因子，對總方差的累計貢獻率為85.664%；老年組提取6個公因子，對總方差的累計貢獻率為88.557%，運用最大方差法進行旋轉(zhuǎn)，提取公因子最相關(guān)的指標(biāo)，將其歸納為某一類型高血壓要素。根據(jù)各公因子包含的ICG信息，參考相關(guān)文獻資料，得出青年組高血壓多為高動力型，中年組高血壓類型多為高動力型和高阻抗型，老年組高血壓類型多為高阻抗型及混合型(高阻力高動力低血容量型)，見表3。

3 討 論

本研究結(jié)果顯示，青年高血壓患者的ICG異常主要多表現(xiàn)在心率偏快，心排量大致正常，前負荷(TFC)偏高，后負荷(SSVR、SSVRI、SVR)出現(xiàn)增高的趨勢，高血壓分型主要是高動力型，表明青年組原發(fā)性高血壓患者心肌收縮力增強，影響心肌的等長調(diào)節(jié)，博出量增加，心率加快；SSVR、SSVRI、SVR出現(xiàn)增高的趨勢；由于長期的精神緊張，各類感受器傳入的病理信號增加，交感神經(jīng)活動增強，引起小動脈收縮，周圍血管阻力上升。國內(nèi)外均有研究表明，青年原發(fā)性高血壓的發(fā)病率呈上升趨勢[7- 8]，成為一個不容忽視的高血壓人群[9]。魏蘭芳等[10- 11]研究認為,發(fā)病年齡≤45歲的青年人工作學(xué)習(xí)壓力大，容易焦慮，精神緊張，與運動量少、高鹽高脂飲食等不良的生活習(xí)慣相互作用，誘發(fā)高血壓。這個結(jié)論與本研究的結(jié)果不謀而合，青年高血壓患者長期處于緊張焦慮狀態(tài)，所以心率偏快，心肌收縮力偏高；加之高鹽高脂飲食、運動量少，所以出現(xiàn)年輕人血壓上升的情況，因此青年人群放松心情、勞逸結(jié)合、合理調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)，是管理血壓的有效方法。

中老年原發(fā)性高血壓患者血流動力學(xué)異常的特點主要表現(xiàn)在心排量(CO、CI、SV、SI)降低，外周血管阻力(SVR,SSVR,SSVRI)明顯升高，心肌收縮力(EPCI、ISI)降低。王茜等[12]通過大量的臨床研究也得出類似的結(jié)論。隨著年齡的增長，血流動力學(xué)狀態(tài)也會發(fā)生改變，大動脈血管硬化，動脈順應(yīng)性和CI降低，導(dǎo)致血管的外周阻力增高、動脈壓及脈壓的增高[13]，因此中老年患者多屬于高阻抗型高血壓，此型若治療不及時可引起腦血管意外。中老年人心臟功能下降，患高血壓時更易出現(xiàn)心功能失代償[14]。

通過ICG監(jiān)測對高血壓進行分型診斷，補充目前高血壓分型診斷方面的不足，為臨床醫(yī)師提供可靠的診斷依據(jù)，結(jié)合患者的實際情況給予患者治療性的生活干預(yù)建議，選擇合適的降壓藥物，有利于患者控制血壓，提高降壓的效果。

本研究運用聚類分析和因子分析的方法對191例原發(fā)性高血壓患者的血流動力學(xué)的數(shù)據(jù)進行探索研究，從不同的角度分析高血壓患者的ICG數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)部的規(guī)律，得出不同年齡段患者高血壓分型，研究結(jié)果符合臨床實際[15]，為進一步的臨床研究提供了思路。同時為不具備ICG監(jiān)測設(shè)備的科室提供診斷和治療高血壓的依據(jù)，從一定程度上減少因為醫(yī)師主觀判斷造成的誤差及多次更換降壓藥給患者帶來的不便。

圖1Ward聯(lián)接的樹狀分析圖

表2191例患者的聚類分析特征

分類ICG信息Ⅰ類收縮變力性偏低、HR高于75次/分、SSVR偏高、心率變律性偏低、SV偏低、LSW偏高、EPCI偏低Ⅱ類SI偏低、血管彈性偏高、ISI偏低、SSVRI偏高、SVR偏高Ⅲ類SVV偏高、EPCI偏高、CI偏高、LSWI偏高、SV偏高、LSW偏低、血管容積偏低、CO偏高、VET偏低、SS-VR偏低、SSVRI偏低、PEP偏高、TFC偏高、收縮變力性偏高、心率變律性偏高、SI偏高Ⅳ類CO偏低、血管容積偏高、CI偏低Ⅴ類TFC偏低、VET偏高、LSWI偏低、HR低于75次/分

表3不同年齡段高血壓患者ICG信息主成分分析結(jié)果

年齡段分類ICG信息因子分析累計貢獻度/%青年組高動力型HR高于75次·min-1(5.458)、SV偏低(1.266)、TFC偏低(0.658)92.273中年組高動力型高阻抗型CO偏低(3.469)、SV偏低(1.413)、TFC偏低(1.008)、SSVR偏高(0.963)、PEP正常(2.963)血管容量偏高(0.601)EPCI偏低(1.543)85.664老年組高阻抗型混合型CO偏低(3.824)、SV偏低(1.55)、TFC偏低(1.11)、SSVR偏高(0.601)、SVR偏高(0.732)、收縮變力性偏低(2.553)88.557

注：括號內(nèi)為旋轉(zhuǎn)后因子荷載系數(shù)