沈麗群，姜海艷，劉愛玲，姚勝銀，王玉恒，陳 偉，王行新，屈娟娟，郭怡萍

抗震救災(zāi)官兵急性高原反應(yīng)循環(huán)系統(tǒng)敏感超聲指標的篩選

沈麗群，姜海艷，劉愛玲，姚勝銀，王玉恒，陳 偉，王行新，屈娟娟，郭怡萍

目的 探討抗震救災(zāi)官兵急性高原反應(yīng)（acute mountain sickness，AMS）發(fā)生的敏感超聲指標。方法急進高原前后，應(yīng)用ALOKa公司ProSound α-10彩色多普勒超聲診斷儀對30名健康抗震救災(zāi)官兵進行瞬時波強（wave intensity，WI）及相關(guān)超聲指標的檢測，對AMS發(fā)生與否進行統(tǒng)計學(xué)分析，建立適用于小樣本數(shù)據(jù)的支持向量機（support vecter machine，SVM）模型，采用留一法進行交叉驗證，篩選出與AMS發(fā)生密切相關(guān)的敏感指標組合，應(yīng)用軟件包SPSS 18.0對各指標進行Spearman相關(guān)分析。結(jié)果 ①交叉驗證篩選出與AMS發(fā)生密切相關(guān)的敏感指標組合：舒張期心肌速度梯度（MVGD）、室壁中層徑向縮短率（mFs）、瞬時加速度波強（W1）、射血時間（1st-2nd）、舒張壓（Pmm）；②Spearman相關(guān)性結(jié)果顯示：AMS與W1成正相關(guān)（P<0.05），與mFs、MVGD、1st-2nd、Pmm無顯著線性相關(guān)性。結(jié)論 mFs、MVGD、1st-2nd、Pmin、W1是AMS發(fā)生的敏感指標。

急性高原反應(yīng)；瞬時波強；支持向量機模型；抗震官兵

高原環(huán)境中許多不利因素作用于人體，如低氧、低溫、低濕、太陽輻射強和氣候多變等，但最關(guān)鍵的就是低氧對人體的損傷。平原人進入高原后，部分人群會出現(xiàn)包括頭痛、嘔吐、心慌、食欲減退等在內(nèi)的一系列臨床癥候群，稱為急性高原反應(yīng)（acute mountain sickness，AMS）。目前高原缺氧對人體機能的影響已引起醫(yī)學(xué)工作者的濃厚興趣和高度的關(guān)注，而對在低氧環(huán)境下抗震救災(zāi)官兵心血管系統(tǒng)總體功能的評估國內(nèi)外鮮有報道。瞬時波強（wave Intensity，WI）就是一項研究心血管系統(tǒng)血流動力學(xué)及心臟與血管相互關(guān)系的新技術(shù)[1]。在2010年4月青海玉樹突發(fā)7.1級地震搶險救災(zāi)中，抗震救災(zāi)官兵遇到的最大困難就是出現(xiàn)高原反應(yīng)。筆者隨從方艙醫(yī)院奔赴玉樹災(zāi)區(qū)，對30名健康抗震救災(zāi)官兵進入高原前后WI及相關(guān)超聲指標進行檢測，對AMS發(fā)生與否進行統(tǒng)計學(xué)分析，探討AMS與各指標間的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 研究對象 赴青海玉樹抗震救災(zāi)官兵30名，男21名，女9名；年齡22～39歲，平均（29.16±5.2）歲。經(jīng)病史、心電圖、超聲心動圖等檢查，排除高血壓、高血脂、糖尿病、心腦血管及呼吸道疾病，無肝、腎功能損害，均為平原居住者。分別在出發(fā)前及入高原7 d內(nèi)進行檢測。

1.2 方法

1.2.1 一般資料檢查 所有受檢者均測量體表面積、收縮壓、舒張壓、左室射血分數(shù)(EF)、心排血量（CO）及心率（HR），結(jié)果見表1。

表1 30名搶險救災(zāi)官兵進入高原前后相關(guān)檢測指標（±s）

表1 30名搶險救災(zāi)官兵進入高原前后相關(guān)檢測指標（±s）

與進入前比較，*P<0.05，#P<0.01

檢測指標 進入前 進入后年齡（歲） 29.16±5.20 29.16±5.20心率（次/min） 67.33±8.42 73.50±9.73體表面積（m2) 1.74±0.10 1.74±0.10收縮壓（mmHg） 113.77±5.75 116.13±8.19舒張壓（mmHg） 76.87±6.04 81.33±4.47*LVEF（%） 66.41±6.14 67.23±6.01 FS（%） 36.99±4.70 37.08±5.01 E/A 1.73±0.72 1.58±0.91 Sd（mm） 0.71±0.09 0.76±0.09 MVGS2.53±0.99 2.26±0.88 Dd（mm） 0.71±0.08 0.78±0.09#MVGD-6.43±3.42 -3.30±2.43#COI 2.86±0.32 2.68±0.72#mFs 21.77±3.09 19.50±3.01*W1（mmHgm/s3） 10.53±4.21 9.21±4.22 W2（mmHgm/s3） 2.07±0.87 1.59±0.70 NA（mmHgm/s3） 41.67±17.17 41.62±20.38 R-1st（ms） 98.27±9.07 98.10±9.03 1st-2nd（ms） 268.33±15.29 255.93±31.78 PWV-WI（m/s） 3.69±0.53 4.73±1.25#

1.2.2 WI檢查 應(yīng)用日本ALOKA公司ProSound α-10彩色多普勒超聲診斷儀，配備頻率5～13 MHz血管超聲探頭。①血管取樣：檢查前受檢者需保持平靜，測量肱動脈血壓2次，受檢者保持平臥位和心電圖連接狀態(tài)，頭偏向?qū)?cè)，取頸總動脈竇下2.0 cm處為WI檢查部位（避開頸內(nèi)靜脈）；②啟動WI功能0～20°調(diào)節(jié)Beam Steer（B）鍵，使頸總動脈前后壁顯示最清楚，在B/M模式下，啟動WI功能。將B模式取樣線上的2個取樣門分別置于血管前、后壁中外膜交界處，保證二維取樣門與血管壁垂直；M型Sweep Speed設(shè)置為200 mm/s，啟動WI血流顯示鍵，WI血流取樣門寬4 mm，0～20°調(diào)節(jié)Beam Steer（flow）鍵，聲束血流夾角≤60°；③采集圖像和數(shù)據(jù)：受檢者和操作者同時屏氣，按Select鍵采樣，描記的圖形≥6個，確認WI圖像描記符合要求后凍結(jié)，并存儲第一幅圖像；再測1次血壓，使用3次血壓的平均值，挑選5個以上連續(xù)波形存儲用于分析。

1.2.3 MVG檢查 受檢者取左側(cè)臥位，連接心電圖。所有檢查均在系統(tǒng)預(yù)置的“Cardio TDI”條件下進行。于胸骨旁左室長軸（或短軸）切面測量左室收縮末期內(nèi)徑及舒張期末期內(nèi)徑，用單平面Simpson's法計算LVEF、FS。于胸骨旁乳頭肌水平左室短軸觀，組織多普勒的Nyquist頻率極限設(shè)定為12～24 cm/s，使左室后壁感興趣區(qū)顯示滿意后，動態(tài)錄入，回放圖像，在該節(jié)段根據(jù)TDI曲線S峰頂端選為收縮期測量時相；根據(jù)E峰頂端選為舒張期測量時相；取樣點分別置于左室后壁心內(nèi)膜下心肌與心外膜下心肌，并保持兩點連線盡可能垂直于左室后壁。儀器程序自動捕獲并顯示該時相瞬間收縮期心內(nèi)膜速度（SVend）、心外膜速度（SVepi）、舒張期心內(nèi)膜速度（DVend）、心外膜速度（DVepi）及連線上各點心肌運動的MVP。負值代表方向，取絕對值。另外，還可以同時獲得收縮期及舒張期心內(nèi)膜下心肌與心外膜下心肌之間的距離，即兩點間心肌的厚度 （Sd及Dd）。利用公式：內(nèi)膜下心肌速度（Vend）－外膜下心肌速度（Vepi）/厚度（d）計算收縮期MVG（MVGs）及舒張期MVG（MVGD）。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 18.0軟件進行統(tǒng)計分析。所有數(shù)據(jù)采用（±s）表示，因樣本較少，為尋找檢測指標與AMS發(fā)生與否之間的關(guān)系，建立具有良好泛化能力適用于小樣本數(shù)據(jù)的支持向量機（SVM）模型，采用留一法（leave one out）進行交叉驗證，篩選出與AMS發(fā)生密切相關(guān)的敏感指標組合，采用Spearman法對各指標與AMS間進行相關(guān)性分析。

2 結(jié) 果

2.1 建立支持向量機交叉檢驗對指標進行篩選建立支持向量機 （SVM），采用留一法進行交叉驗證，篩選出與AMS發(fā)生密切相關(guān)的敏感指標組合：舒張期心肌速度梯度（MVGD）、室壁中層徑向縮短率（mFs）、瞬時加速度波強（W1）、射血時間（1st-2nd）、舒張壓（Pmm）。

2.2 AMS與各指標間的相關(guān)性分析 Spearman相關(guān)分析顯示，AMS與W1成正相關(guān) （P<0.05），與mFs、MVGD、1st-2nd、Pmm線性相關(guān)性不顯著，見表2。

3 討 論

常規(guī)超聲檢查可分別評估心臟和血管的功能，WI是一個新的血流動力學(xué)指標，它能提供心臟和動脈系統(tǒng)相互作用的工作狀況的信息，評估心血管系統(tǒng)的總體功能[1]。凡進抵海拔3 000 m以上地區(qū)進行的職業(yè)活動均為高原作業(yè)。近年來有研究表明，當人體由低海拔進入高原地區(qū)（3 000 m以上）時，人體即處于氧化脅迫狀態(tài)，平原人進入高原后勞動能力降低，這是對高原低氧環(huán)境習服不良在整體水平的表現(xiàn)，嚴重者可導(dǎo)致許多高原疾病的發(fā)生。本研究應(yīng)用WI技術(shù)結(jié)合其它超聲檢測指標的結(jié)果顯示舒張期心肌速度梯度（MVGD）、室壁中層徑向縮短率（mFs）、瞬時加速度波強（W1）、射血時間（1st-2nd）、舒張壓（Pmin）是AMS發(fā)生的主要危險因素。

表2 AMS與敏感指標的相關(guān)性

正常人頸動脈的WI有2個正向波和1個負向波，分別為出現(xiàn)在收縮早期的W1波、收縮中期的負向波NA、收縮晚期的W2波。WI波形還可得出時間指數(shù)1st-2nd，1st-2nd指W1和W2兩頂點之間的距離，代表射血時間[2]。急性缺氧通過化學(xué)感受器反射刺激呼吸中樞，引起呼吸加強，心率加快，1st-2nd顯著縮短，外周阻力增加，心臟舒張期血液向外周流動速度減慢，心臟舒張末存留在動脈中的血量增多，Pmin升高。

對左心室收縮功能的評價，國內(nèi)外傳統(tǒng)的常用指標是左室射血分數(shù)（LVEF）、左心室短軸縮短率（Fs），但它們均受二維圖像質(zhì)量、心臟前后負荷以及操作者經(jīng)驗等因素的影響，而WI是通過采集心動周期內(nèi)動脈壓力和流速的變化速率計算得出的，因此能更為準確地評價心肌收縮性[3]。WI作為一項新技術(shù)已引起超聲工作者的高度關(guān)注，在眾多WI相關(guān)指標中，W1是由射血早期從左心室向外周傳導(dǎo)的前向壓縮波導(dǎo)致動脈內(nèi)血流加速和壓力升高而產(chǎn)生，可反映左室的收縮功能[4]。近年來也有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)mFs從生理學(xué)上也能更準確地評價心肌收縮性，因為引起室壁徑向收縮的環(huán)行纖維分布在心室壁內(nèi)外膜間的中層壁上[5]。與EF、Fs相比，MI能夠避免EF、Fs等指標的缺陷，不受心臟前、后負荷的影響，更符合生理機制。

對左心室舒張功能的評價，常規(guī)采用二尖瓣血流舒張早期峰值流速與舒張晚期峰值流速的比值（E/A），但其受心臟整體運動的影響。有研究表明MVG用于定量分析局部室壁運動，不受心臟整體運動的影響，可準確反映左室局部收縮及舒張功能，定量評價左室整體功能，而且不受前負荷的影響[6]，根據(jù)心內(nèi)膜下心肌速度和心外膜下心肌速度之差與室壁厚度的比值可得出收縮期心肌速度梯度（MVGS）及MVGD。

本文結(jié)果顯示，MVGD、mFs、W1與急進高原后AMS發(fā)生有關(guān)，分析其原因可能為缺氧環(huán)境可以使心肌有氧代謝降低。許多研究表明線粒體損傷可能是細胞缺氧能力代謝障礙的中心環(huán)節(jié)。缺氧環(huán)境下機體產(chǎn)生大量自由基，對生物大分子具有毒性反應(yīng)，主要表現(xiàn)為脂質(zhì)過氧化作用，導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)異常，功能障礙。線粒體受到自由基損傷后膜流動性降低，導(dǎo)致功能和膜內(nèi)酶活性的下降，膜磷脂降解，影響細胞色素C氧化酶及ATP合成酶的活性，可使ATP合成減少，誘發(fā)一系列危害細胞的級聯(lián)反應(yīng)。心肌缺氧可降低心肌的舒縮能力，嚴重時可導(dǎo)致心肌變性、壞死。這表明急性缺氧導(dǎo)致左室收縮功能減低，本研究反映左室心肌收縮功能的指標mFs、W1均減低，但EF無明顯改變，MVGD減低，E/A無明顯改變，說明mFs、W1、MVGD是評價高原低氧環(huán)境下左室舒縮功能敏感指標。

本研究對AMS的相關(guān)因素進行了初步探索，但因樣本量有限，只能采用適用于小樣本數(shù)據(jù)的支持向量機（SVM）模型，常規(guī)統(tǒng)計學(xué)方法難以奏效，因此建立更為準確可靠的AMS預(yù)測模型，尚需擴大樣本量進行進一步探討。

[1]肖滬生，徐智章，張愛宏，等.Wave intensity的命名探討[J].上海醫(yī)學(xué)影像，2008,17(2):81-82.

[2]Sugawara M，Niki K，Ohte N，et al.Clinical usefulness of wave intensity analysis[J].Med Biol Eng Comput，2009，47（2）：197-206.

[3]馬 斌，張 軍，段云燕.瞬時波強技術(shù)評價慢性心力衰竭患者左心室收縮功能的臨床研究[J].中華超聲影像學(xué)雜志，2009,18（10）:836-839.

[4]孟圓峰，勇 強，李治安.波強度—一種新的血流動力學(xué)指標[J].中華超聲影像學(xué)雜志，2008，17（6）：634-636.

[5]Schussheirm AE,Diamond JA,Phillips RA,et al.Left ventricular midwall function improves with antihypertensive therapy and regression of left ventricular hypertrophy in patients with asymptomatic hypertension[J].Am J Cardiol,2001,87(6):61-65.

[7]劉紅云，鄧又斌.組織多普勒心肌速度梯度的研究現(xiàn)狀及臨床應(yīng)用進展[J].臨床心血管雜志，2004，20(1)：55-57.

[2011-09-23收稿，2011-10-19修回]

[本文編輯：韓仲琪 王慶法]

Screening the sensitive ultrasound indicators related to acute mountain sickness of anti-seismic soldier

SHEN Li-qui,JIANG Hai-yan,LIU Ai-ling,et al.Special Clinics Division,the 153rd Central Hospital of Jinan Military Region,Zhengzou,Henan,450042,China

ObjectiveTo investigate the sensitive ultrasound indicators related to acute mountain sickness of anti-seismic soldiers.MethodsBefore and after acutely exposuring to plateau，the indexes related to Wave Intensity technology and ultrasound diagnosis of 30 healthy anti-seismic soldiers were detected by Prosound α10 color Doppler ultrasonography manufactured by ALOKa company，whether or not AMS occurred was statistically analysed，established support Vecter Machine model and used leave-one out for cross-examination to screen the combination of sensitive indicators closely related to acute mountain sickness.Then every sensitive indicator was analysed by Sperman relevant analysis with statistical package SPSS 18.0.Results1)Combination of sensitive indicators was screened by cross-examination:myocardial velocity gradient in the diastolic period（MVGD）, midwall fractional shortening(mFs),instantaneous accelerating wave intensity(W1),the time of transient accelerating wave intensity and transient deceleration wave intensity(1st-2nd),diastolic pressure(Pmm).2)Sperman relevant results:AMS was positively correlated with W1，but the relationship between AMS and mFs,MVGD,1st-2nd,Pmm didn’t have statistical significance.ConclusionmFs,MVGD,1st-2nd,Pmm,W1 are senstive indicators of AMS.

Acute mountain sickness；Wave Intensity technology；Support Vecter Machine；Anti-seismic soldiers

book=682,ebook=98

R594.3

A

450042河南鄭州，153醫(yī)院醫(yī)務(wù)處（沈麗群），特檢科（姜海艷，劉愛玲，姚勝銀，王玉恒，陳偉，王行新，屈娟娟，郭怡萍）