子痫前期患者光电容积指脉搏波特征参数变化的研究

封英 赵柏惠 陈新忠

子痫前期患者光电容积指脉搏波特征参数变化的研究

封英 赵柏惠 陈新忠

目的 观察光电容积指脉搏波（PPG）的特征参数下降支面积比（ADR）、脉搏波波幅（PPGA）及脉率间隔（PBI）在子痫前期患者及正常孕妇中的变化，探讨以上参数是否可以预测子痫前期的发生。方法 选择孕28～37周的单胎孕妇108例，其中采集脉搏波时无子痫前期，随访整个孕期均正常的孕妇36例（Ⅰ组）；采集脉搏波时尚无子痫前期发生，在随访过程中发展为子痫前期36例（Ⅱ组）；采集脉搏波时已确诊为子痫前期36例（Ⅲ组）。孕妇休息10min后，坐位，记录左上肢外周血压、心率及身高、体重等一般信息。计算机实时监测记录3组孕妇的ADR、PPGA及PBI。结果 Ⅲ组ADR较Ⅰ组及Ⅱ组降低（P＜0.05），ADR在Ⅰ组及Ⅱ组间比较差异无统计学意义（P＞0.05），3组间PPGA、PBI比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。结论 ADR在子痫前期患者中明显低于正常孕妇，提示子痫前期患者存在血管阻力与弹性的变化，但PPGA、PBI及ADR不能早期有效的预测子痫前期的发生。

光电容积脉搏波 子痫前期 妊娠

子痫前期是妊娠期严重并发症之一，是导致孕产妇和围生儿围产期疾病及死亡的主要原因。孕妇子痫前期发生风险的筛查是产前保健的重要组成部分，然而在预测方面的研究进展甚微。目前研究的一些预测手段如血清学标志物、平均动脉压测定、子宫动脉多普勒检测等，其灵敏度和特异度较低，不能及早发现该病。子痫前期的病理生理变化是全身小动脉痉挛，外周血管阻力增加，血管顺应性下降。指光电容积脉搏波（photoplethysmography of pulse wave,PPG）是根据外周毛细血管血容量随心脏搏动而产生的脉动性变化，通过光电容积描记法获得周期性的波形，可反映外周血容量和血管张力的变化[1]。已有研究发现压力脉搏波的若干特征参数与子痫前期有关[2]。笔者拟观察本团队自主开发的指容积脉搏波特征参数——下降支面积比（area difference ratio，ADR）在子痫前期患者中的变化，以期为临床寻找识别子痫前期亚临床阶段的有效无创方法。

1 对象和方法

1.1 对象 选择2015年1至12月我院就诊的28～37周单胎孕妇108例，年龄20～40岁；无慢性高血压疾病、妊娠期糖尿病、妊娠期肝内胆汁淤积症、内分泌和神经系统疾病病史，无头部外伤史，无酒精成瘾和滥用药物。其中采集脉搏波时无子痫前期，随访整个孕期均正常的孕妇36例（Ⅰ组）；采集脉搏波时尚无子痫前期发生，在随访过程中发展为子痫前期36例（Ⅱ组）；采集脉搏波时已确诊为子痫前期36例（Ⅲ组）。Ⅰ组年龄（30±4）岁，孕周（30.8±2.2）周；Ⅱ组年龄（31±5）岁，孕周（30.6±2.4）周；Ⅲ组年龄（31±4）岁，孕周（31.5±2.5）周。3组孕妇年龄、孕周比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。正常孕妇是指无妊娠期并发症及合并症的孕妇。子痫前期是指血压≥140/90mmHg，孕20周以后出现；尿蛋白≥300mg/24h或（＋）；可伴有上腹部不适、头痛等症状。本研究经本院医学伦理委员会同意，所有孕妇签署知情同意书。

1.2 方法 孕妇在本院就诊时，先休息10min后，坐位，监测左上肢无创外周血压、心率。待血压测量结束，采用本团队开发的光电容积脉搏波采集仪和DS-100A氧饱和度探头（美国Nellcor Puritan Bennett公司）以250 Hz频率实时采集PPG信号并记录。脉搏血氧饱和度探头置于左侧上肢食指。PPG信号通过Matlab软件(version 7.1，美国Mathworks公司)自动识别PPG起始点A、主波P点等的位置，采用小波分析法和二阶导数最大值法检测脉搏波波幅（PPGA）、脉率间隔（PBI）即相邻两脉搏波间期及下降支面积比（ADR），ADR计算方法见图1。各参数取脉搏波波形较稳定30s内的平均值。

图1 ADR计算方法示意图：A、P、B点分别是脉搏波的起始点、主波顶点及终止点，AB为基线，PO为P到基线的垂直线即为脉搏波的波幅值。图中虚线构成的三角形OPB的面积为S1，脉搏波下降支曲线PB下面积为S2，图中灰色面积（Area difference）即为S1-S2，则所提取的参数面积比ADR=（S1-S2）/S1

1.3 观察指标 记录患者就诊时的收缩压（SBP）、舒张压（DBP）及脉搏波参数 PPGA、PBI、ADR。

1.4 统计学处理 应用Graphpad Prism 4统计软件，正态分布的计量资料以表示，组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用SNK-q检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

Ⅰ组BMI（25.4±3.2）kg/m2，Ⅱ组BMI（27.6±5.1）kg/m2，Ⅲ组BMI（28.7±2.3）kg/m2，Ⅱ组、Ⅲ组孕妇BMI差异无统计学意义（P＞0.05），但均大于Ⅰ组（均P＜0.05）。Ⅲ组患者SBP、DBP明显高于Ⅰ组及Ⅱ组（P＜0.05），Ⅲ组ADR 较Ⅰ组及Ⅱ组降低（P＜0.05），SBP、DBP及 ADR在Ⅰ组及Ⅱ组间差异无统计学意义（P＞0.05），PPGA、PBI在3组间差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 3组孕妇血压及脉搏波参数的比较

3 讨论

本研究结果显示在子痫前期患者ADR较正常孕妇降低，提示子痫前期患者存在血管阻力与弹性的变化。ADR是本课题组在前学者研究的基础上首次引进新的脉搏波参数，并将其与脉搏波的收缩期衰减常数建立函数关系[3]，收缩期衰减常数表征了外周血管阻力与血管顺应性，有助于评估心血管系统的状态[4]。笔者之前的研究发现收缩期衰减常数较难用现有的方法提取，而ADR是PPG的一个形态学参数，容易提取，ADR亦可表示外周血管阻力及顺应性，用于评估心血管系统的病理生理状态等价于收缩期衰减常数[3]。本课题组之前已成功地将ADR用于评估患者全麻状态下的应激反应，发现ADR明显优于传统的血压、心率等指标[5-6]。由脉搏波的产生和传播的机制可知，随着血管阻力和动脉弹性的生理变化，脉搏波波形特征变化首先反映在脉搏波波形面积的变化上。

脉搏波面积参数能更好地描述脉搏波局部细微特征的变化，能从宏观上描述出脉搏波波形变化的平均特征。另外，ADR是脉搏波的一个形态学参数，是一个比值参数，无量纲，计算的过程已消除了幅度的影响，因此克服了脉搏波其它参数如PPGA、PBI容易受个体差异、外界测量环境等因素影响的缺点。由于要检测的只是脉图面积，因而对脉搏波传感器的精度要求不是太高，检测结果的重复性和稳定性容易满足。实际临床中研究的PPG信号，通常是经过预处理的信号，其幅度和高度的绝对值并没有实际的意义，这是因为PPG信号的预处理过程并没有统一的标准，无论直流分量的过滤、交流信号的缩放都使PPG信号失去了原有的幅度和高度值[4]。以上这些或许可以解释本研究结果显示的PPGA、PBI在子痫前期患者与正常孕妇比较差异无统计学意义。

本研究结果显示子痫前期发病前（Ⅱ组）与正常孕妇（Ⅰ组）相比ADR有下降趋势，但差异无统计学意义，提示脉搏波参数PPGA、PBI及ADR不能早期有效的预测子痫前期的发生，可能原因：首先，采集脉搏波时Ⅱ组孕妇孕周明显小于发生子痫前期时的孕周，即发病前3周左右，可能此时Ⅱ组孕妇的血管病变尚不足以导致ADR的明显变化，或者ADR的灵敏度不够，容积脉搏波包含有心搏功能、血管阻力、血管顺应性改变和自主神经功能等诸多信息，笔者期待从中提取开发更灵敏、与子痫前期相关性更好的特征参数。其次，本研究为横断面研究，Ⅱ组与Ⅲ组为非自身对照研究，脉搏波参数受个体差异等因素的影响。此外，应激状态下血糖变化是一种维持机体内环境平衡的生理代偿机制，应激即可引起血糖升高，曾有研究证明血糖与中心、外周动脉僵硬性增加有关联，可以引起脉搏波的变化[7]。本研究在采集脉搏波前让患者休息10min尽可能缓解孕妇的紧张情绪，但亦不排除个别患者采集脉搏波时产生情绪紧张、焦躁等可能对PPG产生影响。

综上所述，PPG特征参数ADR在子痫前期患者中明显低于正常孕妇，提示子痫前期患者存在血管阻力与弹性的变化，但PPGA、PBI及ADR不能早期有效的预测子痫前期的发生。

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Characteristic parameters of photoplethysmography pulse wave in patients with preeclampsia

FENG Ying,ZHAO Baihui,CHEN Xinzhong.
Department of Anesthesiology,Women's Hospital,Zhejiang University School of Medicine,Hangzhou 310006,China

Objective To assess the application of potoplethysmographic pulse wave in women with preeclampsia.Methods One hundred and eight women in the third trimester were recruited,including 36 women of normal pregnancy(group 1),36 women whodevelop preeclampsiasubsequently (group 2)and 36 womenwith preeclampsia (group 3).The photoplethysmography pulse wave was assessed in three groups.The area difference ratio (ADR),photoplethysmography amplitude(PPGA)and pulse beat interval(PBI)were compared among the three groups. Results Compared with groups 1 and 2,the ADR was decreased in the group 3,(P＜0.05),but not PPGA and PBI;while there was no significant difference in ADR between group 1 and group 2. Conclusion ADR is associated with the preeclampsia,but potoplethysmographic pulse wave can not predict the development of preeclampsia.

Photoplethysmographic pulse wave Preeclampsia Pregnancy

10.12056/j.issn.1006-2785.2017.39.24.2017-2057

浙江省科技厅科研基金（2014C33171）

310006 杭州，浙江大学医学院附属妇产科医院麻醉科（封英、陈新忠），妇产科（赵柏惠）

陈新忠，E-mail：chenxinz@zju.edu.cn

2017-08-28）

严玮雯）