超声在脉象客观化研究中的应用

马菲菲，徐 芳，肖沪生，任亚娟，高东雯，许轶君，俞成杰，孙英杰

（上海中医药大学附属龙华医院超声科，上海 200000）

综述

超声在脉象客观化研究中的应用

马菲菲，徐 芳，肖沪生，任亚娟，高东雯，许轶君，俞成杰，孙英杰

（上海中医药大学附属龙华医院超声科，上海 200000）

脉搏波是心脏射血活动引起的血液和血管壁的振动波叠加而成、沿着动脉迅速向外周血管传播形成的表现波。现代超声技术对血管内流体力学及管壁运动力学的研究取得了明显成果。运用现代超声技术探索脉象形成机制，以便为中医脉象客观化研究提供新思路、新方法。

脉象；超声检查；中医脉象波强；瞬时波强技术

脉诊是中医四诊之一，是中医学最具特色和标志性的一种诊断方法。但中医在脉诊时常会遇到“心中易了，指下难明”的困境，影响了脉学的传授与发展。因此，利用各种现代技术手段进行脉象的客观化研究成为中医诊脉领域内的重要课题之一。超声医学作为现代医学发展中十分活跃的领域，其应用包括彩色及脉冲多普勒、超声心动图、脉搏波传导速度（pulse wave velocity，PWV）、极速脉搏波传导速度及瞬时波强（wave intensity，WI）等多种技术手段，可为中医学脉象学研究提供新的思路。本文从脉诊形成机制入手，重点阐述超声技术在中医脉诊方面的应用，为进一步利用超声技术进行脉象客观化研究提供参考和指导。

1 脉象形成的理论基础

1.1 中医学论点 中医学认为心脏搏动推动血液进入血管，形成脉的搏动。心脏搏动和血液在血管中的运行受心气主宰，为宗气所推动，在各脏器的协调配合下散布全身，在脾胃的生化与统摄、肝脏的贮藏与疏泄作用下循环不息，故脉象能反映全身脏腑和精气神的整体状况［1］。切脉根据寸口脉位置深浅、脉管粗细、脉动强弱、频率、节律、弦柔、滑涩、长短等8种感觉获取脉象的不同信息［2］，切脉信息与血管内压力、管径、位移、输入阻抗和流动功率等有关［3］。“八维脉象”理论将构成脉象的脉位、脉宽、脉长、脉率、脉律、脉力、脉流及脉体8个主要因素的不同状况综合归纳，可提供全面的脉象信息，此理论基本得到认同［4-5］。但不同患者病情存在较大的复杂性和多样性，在邪正盛衰、病因及病位等方面均存在一定的差异性，故脉诊时应从脉象的产生机制和表现等进行综合分析。

1.2 现代医学机制 现代医学认为，脉象的形成与心脏的搏动及血液循环有着密切关系。脉搏波是由心脏射血活动引起的血液和血管壁的振动波叠加、沿着动脉迅速向外周血管传播形成的表现波［6］；从心脏获得能量，血管搏动持续向前传播；在脉搏波的传播过程中其能量因弹性阻力而部分损耗，振幅变小，但不影响频率，所以在桡动脉处诊得的脉搏波频率基本等于心率，若心室搏动有间歇，则可出现促、结、代等脉象。脉象反映了循环系统的基本信息，当血液充盈时，血液对血管壁产生的压力与血管本身的回缩力平衡后，血管维持一定的张力，这种张力成为维持血流不可缺少的因素，张力过大将增大血流阻力，过小则不能形成持续的血流，都会影响生命活动［7］。因此，脉象受管壁运动和血流动力2个主要方面的共同影响，任何影响这两方面变化的因素均可能影响脉象变化。

2 脉象客观化的超声技术研究

超声直观、无创，可重复性高，特别是可行定量化研究，在脉象客观化研究中的应用也日益受到重视。

2.1 彩色多普勒超声及超声心动图 彩色多普勒超声包括CDFI及频谱多普勒等，有学者将多普勒超声用于中医脉象的研究，并取得了一定进展。朱德增［8］用连续多普勒超声对滑脉血流速度波形曲线分析发现，当外周阻力降低，加速度增大，流速增加，流量增快，切脉会产生流利如珠应指的滑脉。牛欣等［9］对44例寸口脉的血流动力学观察发现，浮脉时寸口处血流速度和加速度均有所减小，脉搏波传播速度减慢，平均动脉压下降，外周阻力降低，心输出量稍减，心率加快；沉脉则反之。脉象波的推动力源于心脏搏动，且管道内充盈压呈梯度改变，因此，将血流速度波形作为信息源进行分析，探讨血流速度波形与脉象之间的关系，具有可行性［10-11］。

脉象不仅与血液循环状态有关，与心脏搏动也密切相关。多普勒超声心动图是目前公认的定量分析心血管血流动力学的可靠技术。柳文仪等［12］应用二维超声心动图发现，心气虚证者心脏每搏量、短轴缩短率、射血分数、心脏指数等左心功能指标、桡动脉血流动力学参数及血流容积均低于对照组。赵玉霞等［13］通过对219例多普勒超声心动图的研究认为，主动脉平均加速度、最大血流速度和左心室射血时间等10项指标是形成平脉、弦脉和滑脉等不同脉象的血流动力学机制。

脉象还与其自上而下逐渐加大用力，从中获取血管壁的运动及脉搏波传导的信息密不可分。但以上2种超声技术对脉象的反映主要是从管腔内血流动力学方面对脉象进行研究，未从脉搏波传导及管壁动能对脉象的影响方面进行论证，因此获取的结论具有片面性、不严谨。

2.2 PWV PWV是目前比较公认的衡量动脉弹性的经典方法［14］，PWV值减小，则血管顺应性好；PWV值增大，则动脉管壁硬度增加、顺应性差。PWV是通过测量脉搏波传导时间和2个记录部位的距离来计算，公式PWV=L/t，其中，t为2个波形的时间差，L是2个探测器间的距离［15］。传统测量PWV的方法是选择体表可触及的动脉搏动点，通常检测颈股动脉和肱踝动脉。但该方法估算距离易导致误差，且数值反映检测段脉搏波速度的平均值，仅能较笼统地反映全身动脉血管整体硬化程度。血管回声追踪（echo-tracking，ET）技术的出现解决了上述问题，ET通过采集收缩期和舒张期血管壁运动所产生的相位偏移信号进行分析［16］，可检测动脉血管上任意点的脉搏波传导速度（PWVβ），定位相对准确，但PWVβ是由ET中硬化参数β等数值推算得来，且该数值仅能反映监测点局部动脉血管的结构及功能变化，对全身多段动脉的硬化程度不能提供更多信息。极速多普勒成像是目前测量PWV的新方法［17］，通过对动脉前壁运动的描记，直接测得收缩期起始时及结束时的PWV。其特点为极速捕获和计算，探测距离短，对时间分辨力要求极高，故评价误差相对较大。为解决上述问题，肖沪生等［18］提出了新型超声动脉硬化检测仪的设计，联合多普勒探头和脉搏波传感器，在同一心动周期捕捉血流流速曲线和压力变化曲线，获取测量段的动脉PWV。该设想在以往检测动脉血管的内中膜厚度、血流速度、RI和狭窄率等反映局部血管结构改变的基础上，增加了检测动脉段PWV的功能，综合反映了动脉硬化的发展程度，并将其延伸到全身动脉，扩展了超声仪的应用范围［19-20］。

PWV能够在动脉壁出现形态学损害之前评价血管壁弹性改变程度，可早期发现血管壁功能异常，从而指导预防和治疗等［21-24］。该技术从血流势能方面进一步丰富和完善对血管功能的评价，但仍未对管壁动能加以论述，不足以全面反映中医脉象信息。

2.3 WI技术 WI技术的引入，使得中医脉象的超声研究更加多元化［25］。该技术是Parker等［26］最先提出，通过检测动脉血管内任意点的瞬时管径变化和瞬时平均血流流速变化评估心血管系统的功能，不仅提供了动脉管壁搏动的参数和管腔内血流动力学变化的参数，还提供两者在时间上的相关参数，为临床提供了心脏收缩与舒张功能、外周阻力及血管弹性等方面的信息［27］。由于该技术检测瞬时管径变化和瞬时平均血流流速变化，因此命名为WI［25］。WI的理论计算公式：WI=（dP/dT）（dV/dT），其中P为压力，V为速度，dP/dT为压力上升或下降速率，dV/dT为加速度或减速度。WI技术克服了各个参数之间的相互影响，能较早反映动脉及心脏的顺应性变化，全面反映心血管的运动力学改变。但该技术的临床应用尚存在一些问题，WI通常在颈动脉、肱动脉等大中动脉测量，颈动脉与肱动脉血管的流速变化曲线不同，波强曲线也不完全相同［28］，且目前尚无WI技术应用在小动脉的报道。笔者进行初步寸口桡动脉WI的方法学探讨发现，小动脉的WI稳定性、重复性较差，造成这种现象可能的原因是动脉管壁压力变化是根据瞬时管径变化计算而来，动脉管径越小，搏动时管径变化越不明显，所得WI值越不稳定，但具体原因仍需进一步探讨。中医脉象自西晋王叔和《脉经》之后，独取寸口的脉法发展成为主流脉法，沿用千年，对临床指导意义较大。因此，在未来研究中可尝试寸口处桡动脉WI技术的应用，探讨其可行性、科学性，为脉象研究提供更加直观、客观的理论研究。

2.4 中医波强脉象仪 中医脉象除压力搏动外，还有空间容积、血流速度和脉管运动等多种信息。目前中医脉象仪用压力脉图反映寸口脉搏压力的变化，仅一个研究变量，包含信息量少，难以全面反映脉象。波强脉象仪是肖沪生等［29］为解决上述技术问题提出的联合多普勒探头和压力传感器探头的设想，其检测寸口处脉象的压力及血流变化，直接测得寸口处桡动脉血管的压力-时间变化曲线及血流速度-时间变化曲线，公式为WI（P）=△P×△U，其中△P代表压力上升平均速率，△U为血流平均加速度，直接从桡动脉的血流流速曲线上测得，得出WI（P）值，WI（P）命名为脉象波强［30］。新型的波强脉象仪可得到压力波形、血流波形及压力变化、血流变化等多种参数，既研究血管壁的压力变化，又研究血管内血流变化，将管壁动能和管腔内血流势能结合起来，弥补了以往脉象仪单一研究血管压力变化的缺陷，表达的脉象信息准确形象，有利于脉象的深入研究。

3 结语

脉象是综合心脏和血管的舒缩运动、血管的弹性振动，以及在手指压力干扰下血流和血管运动变化所产生的多种信息作用在寸口处，使医者的指下产生连续的空间立体感觉［31］。因此，脉象的客观化研究，不仅应根据中医基础理论对脉象进行阐述，还要求在脉象信息获取技术上的改进，以利于更全面、定量化的对脉象进行研究。超声在评估血管功能、检测血管病变方面有早期、无创、直观、敏感和操作方便等优点，通过彩色多普勒超声、超声心动图、PWV、极速多普勒成像与WI技术等对管腔内血流运动力学及管壁运动力学进行检测，评价与脉象的相关性各有优势和局限性。中医波强脉象仪可解决上述各种问题，且操作简单，更利于脉象的进一步研究。

综上所述，超声新技术对中医脉诊的标准化和客观化起着促进作用，对继承和发扬中医学，实现中西医结合现代化很有价值。

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2016-08-05）

10.3969/j.issn.1672-0512.2017.03.036

国家科学自然基金项目（81503413）。

徐芳，E-mail：zzhxf818@163.com。