增强型体外反搏对冠心病患者外周循环即时血流动力学影响的临床观察研究

麦周明，张亚慧，陈子奇，臧嘉斌，梁建文，李小玲，杜健航，伍贵富,1

【关键字】增强型体外反搏；冠心病；外周循环；血流动力学

随着我国物质生活水平的提高以及社会压力的加大，加之人口老龄化进程的加速，我国心血管疾病患病率逐渐升高。据报道，目前我国冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）患者约1100万，心血管病死亡占城乡死亡原因首位[1]。增强型体外反搏（EECP）作为一种安全、有效、无创的心血管辅助循环技术，在冠心病防治体系中有着重要作用。研究证实，EECP能够改善冠心病患者心绞痛症状及心功能，改善生活质量[2]。EECP通过包裹在臀部、大腿以及小腿的囊套在心脏舒张期序贯加压，驱使下肢动静脉血液向主动脉回流，增加主动脉舒张压，继而增加冠状动脉（冠脉）血流灌注以及减轻心脏后负荷[3]。然而，目前EECP对于外周循环的血流动力学的影响尚不明确，例如外周循环阻力的变化以及血流的重分配机制等。有文献报道，冠状动脉的硬化程度不仅与主动脉硬化相关，还与外周动脉硬化程度呈正相关[4]，且外周血流动力学的改变在调节动脉功能、心脏负荷和心肌灌注中起着关键作用[5]，提示外周循环与心脏功能有着密切的联系。本研究旨在通过观察单次EECP治疗时颈总动脉及肱动脉的即时血流动力学变化，探讨EECP对冠心病患者外周循环的作用机制。

1 资料与方法

1.1 研究对象根据美国心脏病学会/美国心脏病协会（ACC/AHA）冠心病诊疗指南的诊断标准，且采用冠脉造影或冠脉CTA，以冠脉中主要一支及以上血管狭窄＞50%作为诊断冠心病标准，选择2018年8月至2018年12月期间于中山大学附属第八医院（深圳福田）心内科门诊及住院的患者中符合标准的97例冠心病患者。其中男性72例，女性25例，一般临床资料见表1。排除标准：①显著的主动脉瓣关闭不全、主动脉瘤及夹层动脉瘤；②冠状动脉瘘或严重的冠状动脉瘤；③有症状的充血性心力衰竭；④心瓣膜病、先天性心脏病、心肌病；⑤脑出血半年内、出血性疾病或明确的出血倾向；⑥下肢感染、静脉炎、严重静脉曲张、深静脉栓塞；⑦进展性恶性肿瘤或预后差的严重疾病；⑧收缩压≥180mmHg（1 mmHg=0.133kPa），或舒张压≥110mmHg；⑨影响反搏治疗的严重心律失常，严重的左心衰竭（NYHA分级在Ⅲ～Ⅳ级者）；⑩妊娠；⑪严重肝、肾功能衰竭；⑫严重的慢性阻塞性肺疾病。本研究通过医院伦理委员会批准，且入选对象均已签署知情同意书。

1.2 主要研究设备P-ECP/TM氧饱和度监测式增强型体外反搏仪（重庆普施康科技有限公司生产）GE LOGIQ e彩色数字型便携式超声诊断仪

表1 入选患者的一般临床资料（±s）

表1 入选患者的一般临床资料（±s）

项目 数值年龄（岁） 62.07±9.67男性（n，%） 72（74.2）体质指数（kg/m2） 25.17±2.9糖尿病（n，%） 45（46.4）高血压（n，%） 62（63.9）高血脂症（n，%） 50（51.5）

1.3 测量方法颈总动脉和肱动脉血流参数测定：分别在EECP治疗前、治疗中第25 min和治疗后10 min内行颈总动脉、肱动脉超声检查。仪器使用GE LOGIQ e彩色数字型便携式超声诊断仪，运用GE 8LRS高频线阵探头，受检者接受超声检测时取仰卧位，双手自然平放于身体两侧，头稍后仰并稍向左侧旋转，完全暴露颈部。检查颈总动脉（CCA）时，取CCA膨大下方约1.0 cm处测定CCA内径和血流动力学参数；取肘关节以上2 cm处探测肱动脉测内径和血流动力学参数。采用二维模式测量血管内膜间距；测定血流动力学参数时，采用Doppler模式，取样容积与内径大小一致，并作角度矫正，测三个心动周期后平均，并记录其多普勒频谱。血流动力学参数包括：收缩期峰值流速（PSV）、舒张期峰值流速（PDV）、舒张末期流速（EDV）、时间-平均峰值流速（TAMAX）、搏动指数（PI）、阻力指数（RI），并且计算动脉平均内径（D）和血流量（FR）。

1.4 参数的计算

1.41 动脉平均内径（D）用收缩期和舒张期的动脉直径计算颈总动脉和肱动脉平均内径（D）。计算方法为：D=（Dsys-Ddia）/2；其中Dsys、Ddia分别为收缩期最大内径和舒张期最小内径。

1.42 血流量（FR）血流量定义为每分钟通过该血管内径的平均血流量（单位：ml/min）。通过直径、平均心动周期时间（T，单位：秒）和速度-时间积分（VTI）计算。

1.5 统计学方法本研究应用Epidata 3.0对数据进

2 结果

2.1 EECP治疗前、中、后颈总动脉血流动力学参数变化与比较在反搏过程中，FR与反搏前相比明显升高，差异显著[（760.57±206.79）ml/minvs.（687.38±160.63）ml/min，P＜0.01]，反搏后颈动脉血流量仍有上升的趋势。在反搏过程中，PI、RI与反搏前及反搏后相比均明显升高，差异有统计学意义[（1.92±0.59）vs.（1.72±0.56）、（1.71±0.67），P均＜0.05；（0.88±0.11）vs.（0.74±0.06）、（0.73±0.07），P均＜0.01]，反搏后恢复到反搏前水平。反搏过行录入，并使用SPSS 20.0对以上资料进行统计学分析。计数资料以百分比显示，计量资料以均数±标准差（±s）表示，应用方差分析比较反搏前、反搏中、反搏后之间的差异。P＜0.05为差异具有统计学意义。程中EDV与反搏前及反搏后相比明显降低（9.17±7.40）cm/svs.（19.05±5.68）cm/svs.（20.3±6.67）cm/s，P均＜0.01），在反搏后恢复到反搏前水平。反搏过程中PDV与反搏前及反搏后相比均明显升高，差异有统计学意义[（48.47±14.29）cm/svs.（32.19±9.13）cm/s、（34.97±10.18）cm/s，P均＜0.01]，在反搏后又恢复到反搏前水平。反搏前、反搏中和反搏后的PSV、TAMAX差异均无统计学差异（P＞0.05）。结果见表2～3。

图1 EECP治疗前颈总动脉血流频谱

图2 EECP治疗中颈总动脉血流频谱

图3 EECP治疗后颈总动脉血流频谱

表2 EECP治疗前、中、后颈总动脉血流动力学参数变化（±s）

表2 EECP治疗前、中、后颈总动脉血流动力学参数变化（±s）

注： PSV：收缩期峰值流速；EDV：舒张末期流速；TAMAX：时间-平均峰值流速；与EECP前比较，aP＜0.05；与EECP后比较，bP＜0.05

项目 PSV（cm/s） EDV（cm/s） TAMAX（cm/s）EECP前 75.09±16.86 19.05±5.68 34.43±8.71 EECP中 74.63±16.01 9.17±7.40ab 36.06±8.07 EECP后 76.33±17.57 20.3±6.67 35.30±9.29 F值 0.265 82.324 0.855 P值 0.767 0.000 0.426

表3 EECP治疗前、中、后颈总动脉血流动力学参数变化（±s）

表3 EECP治疗前、中、后颈总动脉血流动力学参数变化（±s）

注：PI：搏动指数；RI：阻力指数；PDV：舒张期峰值流速；FR：血流量；与EECP前比较，aP＜0.05；与EECP后比较，bP＜0.05

项目 PI RI PDV（cm/s） FR（ml/min）EECP前1.72±0.56 0.74±0.06 32.19±9.13 687.38±160.63 EECP中1.92±0.59ab 0.88±0.11ab 48.47±14.29ab 760.57±206.79a EECP后1.71±0.67 0.73±0.07 34.97±10.18 733.51±203.45 F值 3.689 102.645 56.397 3.625 P值 0.026 0.000 0.000 0.028

2.2 EECP治疗前、中、后肱动脉血流动力学参数变化与比较在反搏过程中，PI和RI与反搏前及反搏后相比均明显升高，差异显著[（5.53±3.02）vs.（4.40±2.62）、（4.73±2.65），P均＜0.05；（0.98±0.12）vs.（0.90±0.08）、（0.91±0.09），P均＜0.01]，在反搏后又恢复到反搏前水平。反搏过程中，EDV与反搏前及反搏后相比降低，差异具有统计学意义[（2.71±4.60）cm/svs.（7.63±6.40）cm/s、（7.45±7.62）cm/s，P均＜0.01]，在反搏后又恢复至反搏前水平；反搏过程中PDV与反搏前及反搏后相比升高，差异具有统计学意义[（39.54±13.7）cm/svs.（19.09±6.41）cm/s、（19.21±7.82）cm/s，P均＜0.01]，在反搏后又恢复到反搏前水平；反搏前、反搏中和反搏后的PSV、TAMAX和FR没有显著差异（P＞0.05）。结果见表4～5。

3 讨论

图4 EECP前肱动脉血流频谱

图5 EECP过程中肱动脉血流频谱

图6 EECP后肱动脉血流频谱

表4 EECP治疗前、中、后肱动脉血流动力学参数变化（±s）

表4 EECP治疗前、中、后肱动脉血流动力学参数变化（±s）

注： PSV：收缩期峰值流速；EDV：舒张末期流速；TAMAX：时间-平均峰值流速；与EECP前比较，aP＜0.05；与EECP后比较，bP＜0.05

项目 PSV（cm/s） EDV（cm/s） TAMAX（cm/s）EECP前 77.94±21.51 7.63±6.40 20.87±7.35 EECP中 79.13±23.65 2.71±4.60ab 19.54±8.30 EECP后 78.41±22.68 7.45±7.62 19.77±7.70 F值 0.068 18.873 0.801 P值 0.934 0.000 0.450

表5 EECP治疗前、中、后肱动脉血流动力学参数变化（±s）

表5 EECP治疗前、中、后肱动脉血流动力学参数变化（±s）

注：PI：搏动指数；RI：阻力指数；PDV：舒张期峰值流速；FR：血流量；与EECP前比较，aP＜0.05；与EECP后比较，bP＜0.05

项目 PI RI PDV（cm/s） FR（ml/min）EECP前 4.40±2.62 0.90±0.08 19.09±6.41 157.35±74.23 EECP中 5.53±3.02ab 0.98±0.12ab 39.54±13.7ab 142.21±74.63 EECP后 4.73±2.65 0.91±0.09 19.21±7.82 155.19±74.44 F值 4.271 21.830 139.057 1.174 P值 0.015 0.000 0.000 0.311

本研究旨在探讨在增强型体外反博的作用下，外周循环血流动力学的即时反应。我们研究发现，在EECP的作用下，冠心病患者颈总动脉和肱动脉的PSV、PDV、EDV、RI、PI等血流动力学指标的变化是一致的，而平均血流量有着不同的变化趋势。

在研究中可看到，在反搏过程中，多普勒血流频谱可见颈动脉及肱动脉舒张期血流速度明显加快，形成一个明显的波峰（图2、图5），而收缩期峰值流速没有明显变化。有类似的研究显示，在EECP过程中，脑动脉的舒张期血流速度较基线明显升高[6]。血流速度的增加暗示着有更高的剪切应力，而血流切应力增加与改善血流介导的舒张功能（FMD）直接相关[7]。Zhang等[8]发现在EECP过程中，由于肱动脉舒张期血流速度明显增加，肱动脉壁剪切应力增加了2倍。Gurovich等[9]研究了单次EECP对外周动脉功能的影响，结果显示EECP增加肱动脉顺行剪切应力及股动脉逆行剪切应力，虽然介导的血流模式不同，但EECP治疗后即时肱动脉及股动脉FMD均明显增加。我们的研究结果也进一步支持，由于在EECP舒张期增压的作用下，外周循环舒张期的血流速度明显增加，提示EECP通过增加血流速度，增加剪切应力，进而改善外周血管内皮功能。

研究结果显示，在体外反搏过程中阻力指数、搏动指数均明显升高，舒张末期血流速度明显降低。搏动指数、阻力指数反映了远端小动脉和血管床的阻力，PI和RI越高，阻力越大。此外，舒张末期血流速度反映远端组织血液灌注状态，一定程度上也反映了血管阻力。有研究显示，阻力指数（RI）、舒张末期速度（EDV）与心脑血管事件相关[10,11]，颈总动脉EDV＜15 cm/s对于预测心血管疾病有重要意义[12]。Jungehuelsing等[13]应用经颅多普勒测量EECP前、中、后大脑中动脉的血流速度，发现反搏过程中，PDV、PI和RI明显升高，EDV明显降低。此外，在与EECP有相似的血流动力学效应的运动训练中发现[14]，颈动脉和大脑中动脉的血流PI值明显升高。Globus等[15]研究也显示当运动达到50%VO2max（最大摄氧量）时，脑部循环阻力增加38%，这与EECP治疗过程中RI、PI升高，EDV下降的变化趋势是一致的。有文献报导，大脑为了维持灌注的稳定性，存在着一种生理性保护机制，即脑血流的自动调节[16]。血管平滑肌可根据血压波动进行收缩和扩张，通过增加或者降低血管阻力，以保持器官稳定的血流灌注，这种机制广泛存在于心、脑、肾、肝脏及骨骼肌等器官和组织中。EECP过程中，舒张期血流速度加快，灌注压增加，大脑等器官为了保持灌注稳定，通过收缩血管平滑肌，增加小动脉及血管床的阻力来应对反搏过程中舒张期的增压作用，故在反搏过程中，RI及PI明显增高，EDV显著下降。虽然EECP治疗中增加了颈动脉的血管阻力，但Marthol等[17]证实EECP并不损害脑血流的自动调节功能，不增加脑血管风险。我们的研究也显示，在EECP结束时，PI、RI和EDV均迅速恢复至反搏前的水平，且有研究显示，经过35次EECP治疗后，颈动脉循环阻力较治疗前明显降低[5]。

研究发现，EECP过程中颈总动脉平均血流量较反搏前明显增加，且在反搏后仍维持着上升的趋势，而肱动脉的血流量在反搏中及反搏后无明显变化。在相关的临床研究中，Liu等[18]报道，EECP明显增加右颈总动脉血流量，并改善了颅内微循环及乳酸的代谢。 Levenson研究也显示[5]，EECP治疗后颈动脉的平均血流量较对照组明显增加，且在35次治疗后颈动脉循环阻力明显降低。其机制可能是因颈动脉血流方向和反搏血流方向一致，加上主动脉弓的“漏斗样”效应[19]，使血液快速的涌进颈动脉，因此增加了颈总动脉的平均血流量。在EECP对于肱动脉血流量影响的研究中，曾有文献报道在EECP过程中肱动脉血流量增加9%，并且观察到外周动脉的搏动指数增加了近4倍[20]，但目前研究结果尚不能完全阐明肱动脉血流量的变化机制。我们的研究结果显示肱动脉舒张期峰值流速增加，阻力指数增加，平均血流量无明显改变。四肢动脉与颈动脉的血流模式不同。四肢动脉多普勒血流速度曲线表现为“三相波”，即收缩期快速上升的正向尖峰波，舒张期早期的反向波，舒张中期正向低速波，这与舒张期脉搏波的反折及外周阻力的变化有关。任华日等[21]研究显示，在上臂近端加压后，肱动脉舒张期早期反向血流速度显著增加。多普勒频谱也显示，在反搏过程中肱动脉舒张期反向血流速度及流速曲线下面积是增加的，增加的反向血流部分抵消了由于EECP干预而增加的正向血流。故肱动脉的血流量变化可能与肱动脉的血流模式以及外周阻力的变化等机制有关。

本研究证实，在EECP的作用下，冠心病患者颈总动脉和肱动脉舒张期血流速度明显增加。随着舒张期血流速度的增加，颈总动脉平均血流量也明显增加，提示着脑灌注量增加，并能够有效的改善大脑循环。此外，EECP过程中RI、PI的上升及EDV的下降反映了外周循环阻力的增加，这可能是由于血流的自动调节机制所致。因本次研究内容为单次EECP对外周循环的即时影响，其对RI、PI和EDV的长期影响还有待进一步研究。