CN109771245B - 利用体外反搏技术评价个体血管内皮功能的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用体外反搏技术评价个体血管内皮功能的方法，包括以下步骤：(1)对个体施加体外反搏操作；(2)在体外反搏操作前、体外反搏操作期间以及体外反搏操作后，对所述个体进行连续性颈动脉和/或上肢动脉血流速度监测；(3)记录所述个体响应于体外反搏操作的收缩期与舒张期动脉血流速度改变，并基于此评价所述个体的血管内皮功能。本发明所述的利用体外反搏技术评价个体血管内皮功能的方法和系统，其采用无创式操作，且动态观察血管内皮功能。

Description

利用体外反搏技术评价个体血管内皮功能的方法和系统

技术领域

本发明涉及医疗领域，具体涉及一种利用体外反搏技术评价个体血管内皮功能的方法和系统。

背景技术

体外反搏(External counterpulsation，ECP)是一种无创性的机械辅助循环方法。其工作原理是：在人体下肢和臀部分段包裹以特制的气囊套，于心脏舒张早期，各段气囊由远及近序贯充气加压，驱动下肢和臀部的血液向主动脉返流，以提高主动脉舒张压和血容量，从而改善心脏、大脑、肾及五官等重要器官的血液供应；而在心脏收缩期前，全部气囊迅速同步排气，受压的肢体血管突然开放，外周阻力急剧下降，从左心室射出的血液快速流入肢体动脉，心脏后负荷得以减轻。

血管内皮是人体重要的生理组成部分，血管内皮功能对心血管系统乃至全身具有重要影响，血管内皮功能障碍是动脉粥样硬化病变形成的始动环节，并且贯穿于动脉粥样硬化发生发展的全过程。目前血管内皮功能的检测方法主要有以下几种：(1)直接测定内皮细胞因子：主要包括血浆(或尿样)一氧化氮、内皮素1、组织型纤溶酶原激活剂、血管细胞黏附分子-1等，但上述物质的检测特异性较差；(2)有创性检测：一般选用冠状动脉或前臂血管，观察动脉对乙酰胆碱所诱发的血管内径变化，因操作复杂、有创，本身亦对内皮功能造成损害，现已较少应用；(3)无创性检测：正电子发射型电子计算机断层技术和磁共振技术对内皮功能的测定具有高敏感性和高特异性的特点，但检查成本较高；也可应用超声无创性检测内皮依赖性血流介导的血管舒张功能(Flow-mediated Vasodilation，FMD)，这是现阶段最主要的血管内皮功能无创检测方法，但此方法对成像要求较高，需高分辨力超声，受到检测方法的稳定性和超声仪器的分辨力等因素的影响。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种利用体外反搏技术评价个体血管内皮功能的方法，其采用无创式操作，安全性和顺应性好；对受试个体要求低，不需要进行过多的主动配合；且可动态观察血管内皮功能。

为实现上述目的，本发明所提供的一种利用体外反搏技术评价个体血管内皮功能的方法，包括以下步骤：

(1)对个体施加体外反搏操作；

(2)在体外反搏操作前、体外反搏操作期间以及体外反搏操作后，对所述个体进行连续性颈动脉和/或上肢动脉血流速度监测；

(3)记录所述个体响应于体外反搏操作的收缩期与舒张期动脉血流速度改变，并基于此评价所述个体的血管内皮功能。

进一步地，所述个体为需要评价血管内皮功能的任意个体。

进一步地，所述体外反搏操作包括：

在心脏舒张初期向所述个体的肢体加正压，并且在心脏舒张末期解除加压，其中，所述肢体为下肢和臀部；通过心电图监测使加正压与R波同步触发，所述正压为0.02-0.04Mpa；所述加正压的步骤为按照小腿、大腿、臀部的顺序连续依次加压。

进一步地，所述连续性血流速度监测是基于多普勒超声。

进一步地，其中如果个体的舒张期动脉血流速度响应于体外反搏的反搏压力增高而增高，且高于收缩期动脉血流速度，则指示个体的血管内皮功能正常；如果个体的舒张期动脉血流速度未响应于体外反搏的反搏压力变化发生显著改变，仍保持或接近基线水平且低于收缩期动脉血流速度，则指示个体的血管内皮功能受损。

本发明还提供了一种用于评价个体血管内皮功能的系统，包括：体外反搏装置，其被配置为能够用于向个体施加体外反搏操作；和监测装置，其被配置为能够用于对个体颈动脉和/或上肢动脉进行收缩期与舒张期动脉血流速度监测。

进一步地，还包括分析评价装置，其被配置为能够基于从所述监测装置获得的数据分析个体响应于体外反搏操作的上肢动脉及颈动脉血流速度改变，进而评价个体的血管内皮功能。

进一步地，所述分析评价装置作为功能模块整合于所述监测装置中。

本发明所提供的一种利用体外反搏技术评价个体血管内皮功能的方法相比于现有技术，其具有以下优点：

(1)无创式操作，安全性和顺应性好；

(2)对受试个体要求低，不需要进行过多的主动配合；

(3)可持续动态观察血管内皮功能，将血管内皮功能的诊断与治疗相结合，可动态评价某种治疗改善血管内皮功能的效果。

附图说明

图1为体外反搏干预前和体外反搏启动5分钟后，冠心病患者与健康对照者的收缩期和舒张期血流速度平均值对照图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例所述的一种利用体外反搏技术评价个体血管内皮功能的方法，其包括以下步骤：

(1)对个体施加体外反搏操作；

(2)在体外反搏操作前、体外反搏操作期间以及体外反搏操作后，对所述个体进行连续性颈动脉和/或上肢动脉血流速度监测；

(3)记录所述个体响应于体外反搏操作的收缩期与舒张期动脉血流速度改变，并基于此评价所述个体的血管内皮功能。

本发明所提供的一种利用体外反搏技术评价个体血管内皮功能的方法和系统相比于现有技术，其具有以下优点：

(1)无创式操作，安全性和顺应性好；

(2)对受试个体要求低，不需要进行过多的主动配合；

(3)可持续动态观察血管内皮功能，将血管内皮舒张功能的诊断与治疗相结合，可动态评价某种治疗改善血管内皮功能的效果。

优选地，所述个体为需要评价血管内皮功能的任意个体，尤其是具备高血脂、高血压、高血糖的心血管疾病高危人群，或者已经患有动脉粥样硬化性疾病的患者。

优选地，所述体外反搏具体操作主要包括：在心脏舒张初期向所述个体的下肢和臀部加正压，并且在心脏舒张末期解除加压，其中，通过心电图监测使加正压与R波同步触发，所述正压为0.02-0.04Mpa；所述加正压的步骤为按照小腿、大腿、臀部的顺序连续依次加压。

在本发明实施例中，进行所述体外反搏具体操作所使用的体外反搏设备主要包括供个体躺卧的平台和心电检测仪，平台上设置了能够施加于个体的大腿、小腿和臀部的气囊，气囊与电磁阀和气泵连通。

在本发明实施例中，所述体外反搏的具体操作可以如下实施：使受试者躺在体外反搏治疗床上，在其大腿、小腿和臀部缚以反搏设备气囊，并将连续性心电监测设备连接于受试者胸部。在心脏舒张早期，以心电图R波触发，使气囊由远及近对围绕在小腿、大腿及臀部的气囊序贯充气加0.02-0.04Mpa正压，以驱动血液向主动脉返流，产生舒张期增压波(diastolic augmentation，DA)；在舒张末期解除所有压力，以利于下肢血管床接受心脏泵出的血液，由此心脏后负荷(cardiac afterload)得以降低。

优选地，所述连续性血流速度监测是基于多普勒超声。

优选地，其中如果个体的舒张期动脉血流速度响应于体外反搏的反搏压力增高而增高，且高于收缩期动脉血流速度，则指示个体的血管内皮功能正常；如果个体的舒张期动脉血流速度未响应于体外反搏的反搏压力变化发生显著改变，仍保持或接近基线水平且低于收缩期动脉血流速度，则指示个体的血管内皮功能受损。

本发明还提供了一种用于评价个体血管内皮功能的系统，优选地，所述系统包括体外反搏装置，其被配置为能够用于向个体施加体外反搏操作；和监测装置，其被配置为能够用于对个体颈动脉和/或上肢动脉进行收缩期与舒张期动脉血流速度监测。

优选地，所述系统还包括分析评价装置，其被配置为能够基于从所述监测装置获得的数据分析个体响应于体外反搏操作的上肢动脉及颈动脉血流速度改变，进而评价个体的血管内皮功能。

优选地，出于系统的整合性和使用方便性的目的，所述分析评价装置作为功能模块整合于所述监测装置中。

在本发明实施例中，其中用于连续性血流速度监测的装置是基于多普勒超声。

需要说明的是，上文所述的体外反搏装置和监测装置的工作原理是本领域技术人员公知的，并且目前在市场上均有商业化产品销售。通过阅读本申请的公开内容，本领域技术人员能够理解，本申请的各项发明的实施并不依赖于特定类型的体外反搏装置和监测装置，而关键在于将体外反搏技术与连续性颈动脉和/或上肢动脉血流速度监测结合起来用于评价个体的血管内皮功能。因此，各种类型的体外反搏装置和监测装置都能够良好地应用于本申请。

实施例-对冠心病患者施行体外反搏过程中评估血管内皮功能

研究对象：1.病例组：符合冠心病诊断标准患者。排除标准：并存全身性疾病，如肝肾衰竭、恶性肿瘤、精神疾病、感染、存在体外反搏禁忌症包括严重心脏瓣膜病、主动脉瘤及夹层动脉瘤、深静脉栓塞、出血性疾病等。

2.对照组：无明确心脑血管危险因素和疾病的健康志愿者。本研究获得了伦理道德委员会的批准，并且参与本研究的患者和对照个体均签署了书面知情同意书。

实验设备和方法

1.体外反搏设备：ECP-MC3型号(中国佛山市华文医疗仪器有限公司)；

2.血流速度监测设备：彩色多普勒超声诊断仪，型号Terason 2000(美国泰圣公司)。

使受试者(包括冠心病患者和对照个体)躺在体外反搏治疗床上，在其大腿、小腿和臀部缚以反搏设备气囊，并将连续性心电监测设备连接于受试者胸部。

在心脏舒张早期，以心电图R波触发，使气囊由远及近对围绕在小腿、大腿及臀部的气囊序贯充气加0.02-0.04Mpa正压，以驱动血液向主动脉返流，产生舒张期增压波(diastolic augmentation，DA)；在舒张末期解除所有压力，以利于下肢血管床接受心脏泵出的血液，由此心脏后负荷(cardiac afterload)得以降低。

监测体外反搏治疗前基线、体外反搏干预时双侧颈动脉和/或上肢动脉收缩期与舒张期血流速度值，各个时段分别监测3分钟。

实验结果和讨论

如图1所示，在体外反搏干预时，冠心病患者和健康对照者的舒张期血流速度均比未反搏时有相应性地升高。对于冠心病患者，体外反搏干预使舒张期血流速度升高但未超过同期收缩期的血流速度；相比之下，对于健康对照者体外反搏干预使舒张期血流速度明显升高且超过同期收缩期的血流速度。

经计算，体外反搏舒张期血流速度变化率即(体外反搏干预时舒张期血流速度-体外反搏干预前舒张期血流速度)/体外反搏干预前舒张期血流速度，及体外反搏干预时舒张期血流速度/体外反搏干预时收缩期血流速度比值均与FMD(血管舒张功能)显著正相关。

通过上述实验证实，体外反搏实施时的收缩期与舒张期血流速度变化可以反映受试者的血管内皮功能。本申请所提供的利用体外反搏技术评价血管内皮舒张功能的方法和系统是成功的。

综上，本发明所提供的一种利用体外反搏技术评价个体血管内皮功能的方法和系统相比于现有技术，其具有以下优点：

(1)无创式操作，安全性和顺应性好；

(2)对受试个体要求低，不需要进行过多的主动配合；

(3)可持续动态观察血管内皮功能，将血管内皮功能的诊断与治疗相结合，可动态评价某种治疗改善血管内皮功能的效果。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种利用体外反搏技术评价个体血管内皮功能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对个体施加体外反搏操作；

(2)在体外反搏操作前、体外反搏操作期间以及体外反搏操作后，对所述个体进行连续性颈动脉和/或上肢动脉血流速度监测；

(3)记录所述个体响应于体外反搏操作的收缩期与舒张期动脉血流速度改变，并基于此评价所述个体的血管内皮功能；

如果个体的舒张期动脉血流速度响应于体外反搏的反搏压力增高而增高，且高于收缩期动脉血流速度，则指示个体的血管内皮功能正常；如果个体的舒张期动脉血流速度未响应于体外反搏的反搏压力变化发生显著改变，仍保持或接近基线水平且低于收缩期动脉血流速度，则指示个体的血管内皮功能受损；

计算舒张期血流速度变化率，其计算公式为：(体外反搏干预时舒张期血流速度-体外反搏干预前舒张期血流速度)/体外反搏干预前舒张期血流速度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述个体为需要评价血管内皮功能的任意个体。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述体外反搏操作包括：

在心脏舒张初期向所述个体的肢体加正压，并且在心脏舒张末期解除加压，其中，所述肢体为下肢和臀部；通过心电图监测使加正压与R波同步触发，所述正压为0.02-0.04Mpa；所述加正压的步骤为按照小腿、大腿、臀部的顺序连续依次加压。

4.一种用于评价个体血管内皮功能的系统，其包括：

体外反搏装置，其被配置为能够用于向个体施加体外反搏操作；

监测装置，其被配置为能够在体外反搏操作前、体外反搏操作期间以及体外反搏操作后，用于对个体颈动脉和/或上肢动脉进行收缩期与舒张期动脉血流速度监测；

分析评价装置，其被配置为能够基于从所述监测装置获得的数据分析个体响应于体外反搏操作的上肢动脉及颈动脉血流速度改变，进而评价个体的血管内皮功能；

如果个体的舒张期动脉血流速度响应于体外反搏的反搏压力增高而增高，且高于收缩期动脉血流速度，则指示个体的血管内皮功能正常；如果个体的舒张期动脉血流速度未响应于体外反搏的反搏压力变化发生显著改变，仍保持或接近基线水平且低于收缩期动脉血流速度，则指示个体的血管内皮功能受损；

计算舒张期血流速度变化率，其计算公式为：(体外反搏干预时舒张期血流速度-体外反搏干预前舒张期血流速度)/体外反搏干预前舒张期血流速度。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述分析评价装置作为功能模块整合于所述监测装置中。

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