21 d头低位卧床期间TCD检测套带对大脑中动脉血流变化的影响

710600 兰州军区临潼疗养院 王忠波

·论著·

21 d头低位卧床期间TCD检测套带对大脑中动脉血流变化的影响

710600 兰州军区临潼疗养院 王忠波

目的观察21 d头低位卧床期间套带对大脑中动脉血流变化的影响。方法12名健康男性志愿者随机分为对照组和套带组，每组6人，进行21 d（-6°）卧床试验。套带组卧床第1～21天，每天8：30～20：30四肢加压套带，压力维持在5.3 kPa；对照组不做任何对抗措施。卧床前、卧床第10天及卧床结束时进行了3次立位耐力试验。卧床前、卧床第1、3、10、21天用经颅超声多普勒(TCD)测量大脑中动脉血流动力学指标。结果对照组21 d卧床期间大脑中动脉血流速度下降，血流量减少，其中卧床第3天和第21天较卧床前血流速（Vs,Vm）明显降低，血流量减少（P＜0.05或P＜0.01）。套带组卧床期间及卧床结束时血流速度及血流量较卧床前无显著降低或减少（P=0.05）。卧床第10天和卧床结束时立位耐力试验对照组6人均未通过立位耐力试验；套带组4人顺利通过立位耐力试验，2人未通过立位耐力试验。结论21 d头低位卧床期间使用套带能有效减缓大脑中动脉血流速度下降，对改善失重引起的脑缺血和立位耐力不良有明显的作用。

模拟失重；套带；大脑中动脉；血流动力学；经颅多普勒；立位耐力

人体在失重或模拟失重状态下，体液出现再分配，血流向头胸部转移，从而影响头颈部和颅内的血流状态[1]。当返回IG重力环境时常出现耐力下降，甚至发生晕厥。为此，各国航天医学者都在寻找有效对抗措施。套带作为一种对抗失重状态下体液头向转移的物理防护措施，在一定程度上能够防止和减少血容量下降，中心静脉压升高，但对大脑中动脉血流变化的影响报告甚少。本试验以对四肢连心段持续加压5.3 kPa作为对抗措施，并采用在持续加压套带状态下突然解除套带，用TCD监测大脑中动脉血流变化趋势，为进一步研究失重状态下套带对脑血流变化的影响提供依据。

1 材料和方法

1.1 材料受试者为经医学检查确认健康的男性12名，随机分为对照组和套带组，其中对照组年龄（25±6）岁，身高（168±3）cm，质量（53±8）kg；套带组年龄（24±6）岁，身高（169±6）cm，质量（54±4）kg。两组对比无显著差异。试验前向受试者介绍了有关试验的目的意义和详细的程序。试验共进行28 d，包括4 d的卧床前对照期，21 d（-6°）头低位倾斜卧床期，3 d头低位卧床后恢复期，卧床中受试者除大便、称体重、正立位75°耐力检查外，进食、饮水、洗漱、小便、娱乐或其他指标测量等均在-6°卧床状态进行，受试者可绕身体纵轴变换体位，复试者的饮食由专职营养师按空勤人员疗养标准配餐。

1.2 方法

1.2.1 套带制备及方案套带由双面橡胶布制成宽72 cm，长适度，加压气球加压。套带使用时尽量戴在大腿和上臂的近心段。套带组卧床的1～21 d每天8:30～20:30四肢加压套带，压力维持在5.3 kPa，并于卧床后第20天采用撤套带前后观察5 min，观察大脑中动脉血流变化趋势；对照组卧床期间不做任何对抗措施。脑血流动力学检查：采用美国麦迪根公司生产的(Neurovision, Transcranial)经颅多普勒超声仪，分别于卧床前1 d，卧床1、3、10、21 d对两组受试者进行大脑中动脉血流动力学指标检查。TCD由专人操作，固定被试探窗为颞窗，取样深度50～60 mm，脉冲重复频率4 MHz，卧床前检查被试取仰卧位，头低位卧床时体位不变，操作者位于受试者头侧，检查时嘱被试平静呼吸，闭上双眼，并避免外界声光干扰，探头上涂足够的超声耦合剂，探头与皮肤保持一定的压力，以利超声束透射。TCD利用血管内流动红细胞为超声散射源，将超声束的回波信号，形成多普勒效应交点，经计算机A/D转换、自动分析、计算和平均，将颅谱图形和各项测定定量指标，由视频彩色显示并打印。

1.2.2 主要指标收缩期峰值血流速度(systolic peak flow velocity，Vs)，舒张末期峰值血流速度(endiastolic peak flow velocity，Vd)，峰值平均血流速度(mean peak flow velocity，Vm)，脉动指数（pulsatility index，PI)，PI=(Vs-Vd) /Vm，阻力指数(resistance index，RI)，RI=(Vs-Vd)/Vm。立位耐力检查两组被试分别于卧床前、卧床的10 d、21 d进行3次倾斜试验，倾斜试验在倾斜床上进行。程序是经15 min水平卧床后，在3 s内转变成头高位HDT 75°，停留20 min，或直至出现晕厥症状/晕厥。连续观察ECG和肱动脉血压，套带组戴套带进行。

2 结果

2.1 21d头低位卧床期间大脑中动脉血流动力学指标的变化对照组21 d卧床期间大脑中动脉总体血流速度呈下降趋势。其中卧床期间3 d和21 d收缩峰值血流速度Vs较卧床前显著降低（P＜0.05或P＜0.01），平均血流速度Vm，在3 d和21 d较卧床前也显著降低（P＜0.05或P＜0.01），舒张期末峰流速Vd与卧床前比较无明显变化，血管脉动指数较卧床前无显著差异。套带组21 d卧床期间收缩峰值血流速度Vs，平均血流速度Vm，舒张期末峰流速Vd与卧床前比较均无显著差异（P=0.05），但血流速度总体仍有下降趋势（表1）。

表1 卧床期间受试者大脑中动脉血流速度指标的变化(n＝6±s）

表1 卧床期间受试者大脑中动脉血流速度指标的变化(n＝6±s）

与卧床前相比，P＜0.05或P＜0.01

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去套带5 min试验，在卧床20 d去套带后第30、60、150秒收缩峰值流速有一过性增高，300 s时收缩峰值流速、平均流速及舒张期末峰值均较去套带前降低（表2）。

表2 去套带5 m in大脑中动脉血流速度变化指标（n=6，cm·s，±s）

表2 去套带5 m in大脑中动脉血流速度变化指标（n=6，cm·s，±s）

时间（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 卧床前、中、后立位耐力检查结果卧床前，两组（12名）受试者均顺利通过20 min、+75°立位耐力检查。对照组卧床第10天及卧床结束时6名受试者均未通过20 min立位耐力试验，出现晕厥前症状或晕厥，如出冷汗、面色苍白、恶心呕吐、晕厥等，平均立位时间分别为（14±6）min和（15±3）min，均显著低于卧床前（P＜0.05）。套带组卧床10 d 4名受试者通过20 min立位耐力试验，2名受试者分别于立位后9 min和17 min出现晕厥或晕厥前症状而未通过20 min立位耐力试验，平均立位时间为（18±4）min，均显著低于卧床前（P＜0.05），卧床结束时4名受试者顺利通过20 min立位耐力试验，2名受试者分别于立位后13 min和16 min时出现晕厥前症状而未通过20 min立位耐力试验。平均立位时间为（18±3）min，显著低于卧床前（P＜0.05）。两组比较套带组立位耐力时间明显长于对照组（表3）。

表3 对照组、套带组受试者21 d卧床前、中、后立位耐力时间变化

3 讨论

经颅多普勒(TCD)是通过检查脑底动脉的血流速和脉动性获得受检动脉血流动力学变化的资料。人体大脑中动脉为颈内动脉分支中最粗大的一支，可看作是颈内动脉入颅后分出大脑前动脉后的直接延续，大脑中半球所需血量的80%由该动脉提供[2]。该血管在颞窗所有脑底动脉中检出率最高，血管变异性少，稳定性好。因此，本试验以大脑中动脉为受检血管，其中收缩期峰值血流速度(Vs)为受检血管内收缩期的最高血流速度；舒张末期峰值血流速度(Vd)为受检血管内舒张期末的最高血流速度；平均峰流速(Vm)为受检血管内一个完整心动周期的平均最高血流速度，代表了搏动性血液的供应强度，Vm增高，表明血管充盈度高，血流量增加；Vm降低表明脑血管充盈度减弱，血流量减少。

我们研究结果表明，对照组最高血流速度(Vs)和平均最高血流速度(Vm)，在21 d卧床期间总体呈下降趋势，其中以卧床第3天和第21天最为显著，提示模拟失重卧床期间，由于流体静压消失，血流头向转移，从而引起脑循环的应性改变，表现为脑血流量减少，血流速度减慢，血管阻力相对增高，此结果与姚永杰等[3]人利用KYEG-I导纳式双侧脑血流自动检测量脑血流变化趋势大致相符。套带组在第21天卧床期间大脑中动脉最高血流速度(Vs)和平均流速(Vm)下降幅度低于对照组，与卧床前比较无显著差异。去套带5 min试验也提示去套带后短时间内血流速度及流量呈反射性增高。这说明套带将部分液体滞留于四肢，并阻止了四肢的浅静脉回流，在一定程度上对抗失重或模拟失重下体液的头向转移。Voloshin等[4]采用头低位-15°的卧床模拟失重急性适应期，使用4.0～8.0 kPa套带阻滞四肢静脉回流，成功地消除了不良感觉，脑充血脉搏指数由（123±9）%降低80% ～85%。Matsnev等报告在航天中发生航天运动病时，应用套带5.3～8.0 kPa，20～30 mm能明显减少航天员的症状。这可能与套带能阻止血液头向转移，改善脑充血状态有关[5]。蒋昌林等在《套带静脉阻断法在失重心血管系统防护中的应用》一文中提出，应用套带部分阻滞四肢静脉回流、缓和失重时，血流头向转移，能很好地改善失重急性适应期症状[6]。但卧床期间总体中动脉变化趋势为血流速度减慢，血流量降低。这可能与套带的使用方案有关。套带组每天8:30～20:30四肢戴加压套带，相当部分的体液滞留于四肢，当夜间去套带后，滞留于四肢的体液又重新向头胸部转移。致使脑血管发生适应性收缩，血管阻力增高，血流速度减慢，这说明套带能有效的阻止体液丢失，在一定程度上维持脑血流量。套带组卧床期间立位耐力时间明显比对照组延长。这说明四肢持续加压套带能对抗头低位卧床模拟失重引起的立位耐力下降，但其生理机理有待进一步研究。本试验结果还表明，中长期模拟失重状态下，使用套带持续加压能够改变大脑中动脉的血流速度，在一定程度上能够维持脑血流量的相对稳定，对改善失重引起的脑缺血有明显的作用。

1 赵国璇，胡志红，杨静生，等.头低位(-30°)卧床条件下不同耐力者的头颈部血流变化的特点[J].航天医学与医学工程，1998，11(5):324

2 张雄伟.临床经颅多普勒超声学[M].北京：人民卫生出版社，1993.64

3 姚永杰，吴兴裕，李明登，等.21天头低位卧床期间脑血流的变化及其立位能力的关系[J].中华航空航天医学杂志，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 蒋昌林，姜世忠.套带静脉阻断法在失重心血管系统防护中的应用[J].航天医学与医学工程，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）