早期高血压弦脉脉象特点及其瞬时波强技术参数特征分析

任亚娟，肖沪生，徐 芳，刘 萍，王艳春，马菲菲

1.上海中医药大学附属龙华医院超声科，上海 200032；2.上海中医药大学附属龙华医院心内科，上海200032

瞬时波强（wave intensity，WI）［1］技术是一项通过实时跟踪动脉管径、动脉内平均血流流速的瞬时变化，来研究循环系统动力学的新技术［2］，其能从能量、心脏收缩舒张功能、血管弹性、顺应性、外周血管阻力等多方面评估心脏及血管的瞬时功能，反映脉象信息，已应用于全身多处动脉［3］。目前，WI技术虽已被应用于脉象的客观化研究［4-9］，但尚无其各参数在脉象分型中的界定标准。本研究将WI 技术运用于颈总动脉的探测，以早期高血压弦脉作为研究对象，以生理性弦脉、平脉为对照，从心脏射血力、血流动力学及能量学等方面对早期高血压弦脉的信息进行解读，并探讨WI 技术各参数在早期高血压弦脉分型中的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2016 年1 月至2018 年12 月我院健康人群中的自愿受检者及门诊的原发性高血压患者。

1.2 诊断标准

1.2.1 早期高血压的诊断标准 ①原发性高血压的诊断标准：参照《中国高血压防治指南（2018 年修订版）》［10］，在未服用降压药的前提下，收缩压140 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）和/或舒张压90 mmHg。若收缩压140 mmHg、舒张压＜90 mmHg，则被认定为单纯收缩期高血压。口服降压药后，血压即使＜140/90 mmHg，仍应诊断为高血压。②符合美国高血压学会（ASH）对原发性高血压早期指征的诊断标准，即高血压史5 年，且血压控制良好，收缩压＜180 mmHg，舒张压＜110 mmHg，血脂、血糖、肝功、肾功及心脏超声检测正常［11-12］。

1.2.2 脉象诊断标准［13］①弦脉脉象特征：端直以长，如按琴弦。②平脉脉象特征：寸、关、尺均脉象趋于平缓，一息4～5至，其频率律动不变，不浮不沉，不大不小，从容和缓，流利有力，有胃、有神、有根。

1.3 纳入及排除标准

1.3.1 纳入标准 ①早期高血压弦脉纳入标准：18～60 岁，男女不限；符合早期高血压诊断标准，脉象符合弦脉者。②生理性弦脉及平脉（或正常脉）纳入标准：18～60岁，男女不限；健康，无急、慢性疾病；肝、肾功能、空腹血糖、心脏超声检查结果均正常，且脉象符合平脉者。

1.3.2 排除标准 患除原发性高血压外的其他急慢性疾病；智力、语言、听力及心理障碍等其他原因导致无法配合者；妊娠及哺乳期者；人迎、寸口部皮肤有损伤者；颈动脉内斑块形成者（动脉内-中膜厚度1.5mm［14］）。

1.4 分组

由2 位具有5 年以上临床经验的医师分别进行脉诊，另1 位经过培训的医师使用DDMX-100 脉象仪检测受试者桡动脉。2 位医师中1 人脉诊结果与脉象仪相同时，受试者即被纳入对应小组。最终纳入早期高血压弦脉52 例（早期高血压弦脉组），生理性弦脉50例（生理性弦脉组），平脉50例（平脉组）。

1.5 仪器与方法

采用ALOKA Prosound α7型彩色多普勒超声诊断仪，线阵探头（频率5～13 MHz）。受检者仰卧，连接ECG，将超声线阵探头放置于颈总动脉开始膨大处，近心端1.5 cm 处作为WI 检查部位。将“Beam Steer（2D）”和“Beam Steer（Flow）”分别设置为15°和-15°（或将两者设置值调换）；启动WI 功能，对血流取样门宽值（3.5 mm）、声束血流夹角（60°）值进行设置，在血管前后壁外膜-中层的交界处，分别放置1 个取样门；开启WI 血流显示键，观察波形波动，待稳定后，使用select 键进行数据收集；完成收集后，自动跳到下一显示界面，输入血压值结合以上5 个波形，显示测量结果，测量3次取平均值。

WI 检测参数包括瞬时加速度波强（W1）、瞬时减速度波强（W2）、负向波面积（NA）、R-W1间期、W1-W2间期、血管压力应变弹性模量（EP）、血管硬化参数（β）、血管顺应性（AC）、管径增大指数（AI）和脉搏波传导速度（PWV）。

1.6 统计学分析

使用SPSS 25.0 软件进行统计分析。先对数据行正态性及方差齐性检验，符合正态分布的计量资料以xˉ±s表示，偏态分布的计量资料以M（QL，QU）表示。符合正态分布和方差齐性的数据行单因素方差分析，对不符合正态分布的数据行符号秩和检验，成对数据的比较行Kruskal-WallisH检验。所有P值经双侧检验，假设检验的显著性水准α=0.05。计数资料以例（%）描述，组间比较行χ2检验。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

使用SIMCA 14.1 软件对3 组WI 各参数行主成分分析（principal component analysis，PCA）和正交偏最小二乘法判别分析（orthogonal projections to la‐tent structures，OPLS-DA），获得各参数变量投影重要性（VIP）值，提取同时满足VIP＞1、P＜0.05 的参数作为脉象分型标准参数［15］。

2 结果

2.1 3组一般资料比较（表1）

表1 3组一般资料比较

3 组性别构成比差异无统计学意义（P＞0.05）。早期高血压弦脉组、生理性弦脉组的平均年龄、BMI、甘油三酯、总胆固醇、血糖均较平脉组增高，差异均有统计学意义（均P＜0.01）；生理性弦脉组与早期高血压弦脉组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。平脉组与生理性弦脉组的收缩压及舒张压比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05），且均低于早期高血压弦脉组（均P＜0.01）。

2.2 3组颈总动脉WI技术参数比较（表2）

表2 3组颈总动脉WI技术参数比较

与平脉组及生理性弦脉组比较，早期高血压弦脉组的W1、NA 值增高，W1-W2间期降低（P＜0.01），而平脉组与生理性弦脉组W1、NA、W1-W2间期比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。从早期高血压弦脉组到生理性弦脉组再到平脉组，EP、β、PWV 数值逐渐降低（均P＜0.01）。生理性弦脉组与早期高血压弦脉组AI 差异无统计学意义（P＞0.05），但均高于平脉组（均P＜0.01）。早期高血压弦脉组及生理性弦脉组AC 值均低于平脉组（均P＜0.01），早期高血压弦脉组AC 值低于生理性弦脉组（P＜0.05）。3 组R-W1间期比较差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.3 基于PCA 及OPLS-DA 的颈总动脉WI 脉象判别主参数分析

2.3.1 PCA 及OPLS-DA 模型构建 将3组受试者WI的11 项参数进行PCA 建模，得到一个有2 个主成分的PCA 得分图（图1）。本模型中R2X=0.472，Q2=0.377，表示该模型的解释能力及稳定性尚可，但预测性欠佳。因为PCA 为一种无监督的降维方法，需进一步运用OPLS-DA 对样本数据进行分析，以实现对模型的监督模式识别。

图1 3组瞬时波强（WI）参数的主成分分析（PCA）积分矩阵图

2.3.2 生理性弦脉组与平脉组颈总动脉WI参数OPLS-DA模型构建及数据分析 在PCA 模型的基础上，对平脉组及生理性弦脉组WI 各参数进行OPLS-DA建模分析。该模型共包含2 个成 分，R2X=0.446，R2Y=0.624，R2Y-Q2＜0.3，2 个参数均＞0.4，表明该模型具有较好的解释能力，Q2=0.576，说明此模型具有较好的稳定性和预测能力。平脉组和生理性弦脉组样本区分明显，表明2 组WI 参数差异有统计学意义（图2）。其中，EP、PWV、β、AC、W1、1st-2nd、AI、W2、NA 的VIP分别为1.620 66、1.560 07、1.513 87、1.124 17、0.865 22、0.795 04、0.679 38、0.632 72、0.269 95、0.257 53、0.048 07。可提取出EP、PWV、β、AC作为这2种脉象的分型特征参数（图3）。

图2 生理性弦脉组与平脉组颈总动脉WI参数的正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）积分矩阵图 注：图中每一个点代表一个样本

图3 生理性弦脉组与平脉组瞬时波强（WI）参数的正交偏最小二乘法判别分析（OPLSDA）模型的变量投影重要性（VIP）值柱状图

2.3.3 早期高血压弦脉组与生理性弦脉组WI 参数OPLS-DA模型构建及数据分析 在PCA模型的基础上，对早期高血压弦脉组及生理性弦脉组WI 各参数进行OPLS-DA 建模分析。该模型共包含2 个组成部分，R2X=0.396，R2Y=0.652，R2Y-Q2＜0.3，2 个参数均＞0.3，表明该模型具有较好的解释能力，Q2=0.588，说明此模型具有较好的稳定性和预测能力。生理性弦脉组和平脉组样本区分明显，表明2 组WI 参数差异有统计学意义（图4）。其中，Ep、PWV、β、AC、W1、1st-2nd、AI、W2、NA的VIP分别为：1.543 45、1.520 22、1.221 47、1.187 82、1.121 74、0.873 97、0.725 95、0.555 07、0.523 50、0.377 19、0.360 90。可提取出EP、PWV、NA、W1、β 作为这2 种脉象的分型特征参数（图5）。

图4 早期高血压弦脉组与生理性弦脉组WI 参数的OPLS-DA 积分矩阵图 注：图中每一个点代表一个样本

图5 早期高血压弦脉组与生理性弦脉组颈总动WI参数的OPLS-DA模型VIP值柱状图

3 讨论

高血压是全球广泛发生的高致死、高致残性疾病［15］，及时发现高血压患者的心血管功能改变，并早期干预，可大大改善患者远期预后。研究显示，高血压中弦脉占所有脉象的90%［16］，许多高血压患者早期脉象即已出现变化，随病情加重，脉象的弦度系数增加，柔和度下降［17］。因此，高血压弦脉的出现及表现对中医辨脉施治有重要作用。

WI技术能从多方面评估心脏及血管的瞬时功能，已被广泛应用于脉象的客观化研究［4-9］。颈总动脉与心脏距离更近，包含有更丰富的血流动力学信息［18］，且颈动脉内径较宽，因此颈总动脉的WI 参数与脉象仪参数被认为具有更好的相关性和精准性［19］。

本研究显示：与平脉组及生理性弦脉组比较，早期高血压弦脉组的W1、NA 值增高，W1-W2间期降低，平脉组与生理性弦脉组W1、NA、W1-W2间期差异无统计学意义。据此可推出，早期高血压弦脉患者的血流动力学处于高动力状态，心脏的收缩力增强，外周阻力增大。W1-W2间期与心脏射血时间密切相关，其降低表明早期高血压弦脉者的心肌射血时间缩短，分析原因应与高血压患者的动脉弹性降低及外周阻力增高密切相关。从平脉组到生理性弦脉组再到早期高血压弦脉组，EP、β、PWV数值逐渐增高。生理性弦脉组与早期高血压弦脉组AI无差异，均高于平脉组。平脉组AC高于其他2组。生理性弦脉组AC高于早期高血压弦脉。R-W1间期与心脏射血前期时间密切相关，3 组R-W1间期比较差异无统计学意义，表明从平脉组到生理性弦脉组再到早期高血压弦脉组，血管的硬度逐渐增加，弹性和顺应性逐渐下降。

本研究中，平脉组与生理性弦脉组WI 各参数差异均有统计学意义，VIP＞1 的WI 参数有EP、PWV、β、AC，其中贡献率EP＞PWV＞β＞AC。2 组主要判别参数为EP、PWV、β、AC，且生理性弦脉组的EP、PWV、β较平脉组增高，AC 较平脉组降低，均符合生理性弦脉动脉血管弹性及顺应性降低的特点。

基于PCA 和OPLS-DA，生理性弦脉组与早期高血压弦脉组WI 各参数比较差异均有统计学意义，VIP＞1 的WI 参数为EP、PWV、NA、W1、β，其中贡献率为EP＞PWV＞NA＞W1＞β。2 组主要判别指标为EP、PWV、β、NA、W1。这5 个参数说明高血压弦脉者在心脏收缩早期，动脉处于高能量状态，外周阻力增高，血管弹性和顺应性进一步降低的病理性特点，与既往研究［20-21］相似。

根据本研究结果，可得出以下结论：①生理性弦脉者大动脉的血管弹性及顺应性降低，心功能及外周阻力并无改变。WI 参数特点：EP、β、PWV 值增高，AC 值降低。②早期高血压弦脉者心脏收缩功能增强，心脏处于高能量状态，外周血管大、中动脉血管弹性降低，外周阻力增加，射血时间缩短。WI参数特点：W1、EP、β、PWV 值增高，NA 绝对值增大，AC 值降低，W1-W2间期缩短。③平脉与生理性弦脉的主要判别指标为EP、PWV、β、AC。④生理性弦脉组与早期高血压弦脉组的主要判别指标为EP、PWV、β、NA、W1。

总之，WI 技术可为弦脉的信息解读及脉型界定提供客观指标，可区分生理性弦脉与高血压弦脉，是脉象客观化研究的可靠技术，值得进一步推广应用。本研究的样本量有限，今后可扩大样本量，为弦脉的界定参数提供更加可靠的数据。