增强型体外反搏在心脏康复中的应用

 新闻资讯     |      2022-06-22 14:42:30
心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)是我国居民死亡和致残的最主要原因,严重危害人类生命健康。有关CVD 调查报告显示,2010⁃2030 年中国35~ 84 岁人群CVD(如心绞痛、心肌梗死、冠心病猝死)发病率将大于50%,因此CVD 防治工作任务十分艰巨。现今,心脏康复作为一门新兴交叉学科,正在突飞猛进发展,渐成为CVD 病人主要治疗手段。增强型体外反搏(enhanced external counterpulsation,EECP),被称之为被动的“运动”,具有独特的作用机制和显著疗效,已被广泛用于心血管疾病的康复治疗中。
1 体外反搏的原理
EECP 是一种非侵入性体外循环辅助治疗仪器。分别在小腿、大腿和臀部包裹气囊,由计算机控制系统检出病人的心电R波,在心脏舒张期,气囊由肢体远端向近端依次充气,压迫肢体,迫使下肢和臀部的动脉血流向主动脉,以提高主动脉的压力和血流量,从而增加心脑肾等重要生命脏器的血流灌注;在心脏收缩期前,三幅气囊同时排气,受压的肢体血管压力解除,形成空穴效应,外周血管阻力
急剧下降,减轻心脏射血阻力[1]。
2 体外反搏的作用机制
2.1 体外反搏对血流动力学改变的影响 EECP 在心脏舒张期和收缩期所产生的双脉动血流,是体外反搏独特的血流动力学特征,即在心脏舒张期序贯式加压于小腿、大腿和臀部,将肢体和臀部血流驱回主动脉,产生较高的舒张期增压波,其提高动脉舒张压幅度有不同报道,有研究发现舒张期增幅在26%~157% 之间;在心脏收缩期减轻外周血管阻力, 减轻心脏做功[2⁃4],降低心肌耗氧。据北京阜外医院报道 ,EECP 使收缩压降低 9~16 mmHg(6.3%~ 11.0%),从而在左室射血阻力下降的前提下,EECP治疗使心输出量增加5.0%~50.0%,平均为25.0%。
2.2 体外反搏对血管内皮的影响 血管内皮损伤后导致一系列氧化应激及炎症反应,脂肪物质及血小板等在内皮下聚集、堆积,形成粥样斑块,最终导致动脉硬化及管腔狭窄。因此,修复受损的血管内皮是治疗冠心病的关键因素。杨平等[5]在84 例心绞痛病人的研究中发现,经EECP 治疗后肱动脉FMD及峰值流速明显增强,认为EECP 能够改善心绞痛病人的血管内皮功能异常。王艳秋等[6]也发现EECP 具有改善血管内皮功能,减低动脉血管僵硬度、改善血管弹性的作用。刘荣等[7]通过建立“心脏骤停⁃自主循环恢复”犬的模型,观察EECP 干预后血清内皮素⁃1(ET⁃1)、一氧化氮(NO)的变化,结果发现,EECP治疗后血清ET⁃1 浓度降低和血清NO 浓度升高,且ET⁃1/NO 比值降低,证实EECP 具有改善血管内皮的功能。Xiong 等[8]在8 头雄性高胆固醇猪的模型中发现,EECP 可使抗凋亡基因BIRC⁃2 的表达明显增强,促凋亡基因Apaf⁃1 表达明显降低,EECP 可同时降低凋亡指数。表明EECP 在一定程度上缓解了细胞膜萎缩和起泡、细胞核边缘化、变性和分裂等超微结构变化,从而延缓早期动脉硬化病变的进展。
2.3 体外反搏促进侧支循环开放 众所周知,良好的侧支循环对冠心病病人长期预后具有重要意义。就侧支循环形成途径,主要有两种形式:原有侧支循环开放及血管再生。临床研究发现,EECP 可能通过以下机制促进侧支循环的形成:①EECP 治疗中,由于血流灌注增加,血管内压力增高和血流速度加快产生的机械冲击力促进侧支循环开放;②EECP 可使促生长因子(如血管内皮生长因子、纤维细胞生长因子等)生成增加,使血管内皮发生增殖、增生,从而促进侧支循环形成[9];③EECP 提高血流切应力,可诱导血管新生,这一过程与血管内皮祖细胞动员、迁移和增殖有关。国内外就EECP 促进侧支循环开放进行了研究报道。Wu 等[10]在EECP 治疗急性心肌梗死犬的模型中发现,梗死区域毛细血管密度及血流灌注显著增加,这一改变伴随VEGF 水平增加。Luo 等[11]研究显示EECP 促进血管内皮生长因子和基质细胞衍生因子⁃1α 的表达,增加内源性粒细胞集落刺激因子水平,从而促进心脏血管生成。临床实验对此也有相关研究。Jewell 等[12]发现EECP 治疗4 周后血中血管内皮祖细胞(Epc)呈逐渐增加趋势,该研究认为EECP 可能是一个再生疗法。
2.4 体外反搏抗炎作用 冠心病病人循环内某些促炎物质水平高于正常人,炎症反应参与心血管疾病的发生、发展过程。临床研究方面,李垚等[13]研究发现,EECP 治疗4 周后心绞痛病人血清白细胞介素6(IL⁃6)、肿瘤坏死因子⁃α(TNF⁃α)、超敏C  反应蛋白(hs⁃CRP)、人基质金属蛋白酶⁃9(MMP⁃9)、人内皮素⁃1(ET⁃1)及血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)水平低于对照组,该研究证实 EECP 能减轻病人心绞痛严重程度, 其作用机制可能与减少炎性因子释放、保护血管内皮细胞功能有关。刘盼等[14]研究表明,EECP 治疗
能够有效降低心绞痛病人促炎性细胞因子 TNF⁃α 及MMP⁃9 的水平,从而延缓动脉粥样硬化进展,抑制管腔变窄。Liu 等[15]从EECP 治疗高胆固醇猪模型中发现,EECP 可提高血管内皮切应力,降低血管炎症反应,延缓动脉粥样硬化进展。
3 体外反搏在临床康复治疗中的应用
3.1 EECP 在冠心病、心绞痛中的应用 EECP 是一种非侵入性的治疗技术,已经得到美国食品与药品监督管理局(FDA)批准用于治疗稳定型或不稳定型心绞痛、充血性心力衰竭、心肌梗死和心源性休克。对于药物治疗效果差、无法或不愿进行血运重建的心绞痛病人,EECP 能有效地缓解心绞痛症状、提高运动耐量、延长心绞痛病人运动时间、改善生活质量。
闵晓梅、王进[16]入选200 例不稳定型心绞痛病人,体外反搏治疗3 个月,结果显示EECP 治疗组病人CCS 心绞痛分级、NYHA 心功能分级、西雅图心绞痛量表评分、6 min 步行距离较对照组明显改善。该研究证实体外反搏治疗是一项安全、有效的疗法。王世红[17]、肖永莉等[18]分别通过6 min 步行距离、动态心电图及左室射血分数等指标评价EECP 治疗冠心病病人的疗效,得出在常规治疗基础上,加用EECP 治疗显著改善心绞痛症状、减少心肌缺血时间、提高运动耐量。其发挥作用机制在于体外反搏极大提高主动脉舒张压,加快了血流速度,增加了冠脉血流灌注,同时还可通过改善内皮功能,促进侧支循环建立,降低慢性炎症反应等机制发挥抗动脉粥样硬化作用。May 等[19]在50 例不能进行血运重建的心绞痛病人中发现,经EECP 治疗后病人心绞痛发作次数、严重程度明显降低,运动耐量及心绞痛相关生活质量明显提高。且这种效应可持续治疗结束后1 年。
尽管 EECP 对稳定型心绞痛有明显的临床获益,已经被纳入指南中,但其对不稳定型心绞痛病人是否也具有长期的临床获益,是否会增加粥样硬化斑块的失稳,导致斑块破裂,造成严重的心血管事件等问题仍需进一步进行研究。
3.2 EECP 在心力衰竭治疗中的应用 在EECP 应用于临床的初期,心功能不全被视为体外反搏治疗的禁忌证,随着人们不断深入研究和在临床中广泛应用发现,心功能不全的病人在严密观察下可以进行体外反搏治疗,体外反搏确能使部分心功能不全病人获益。王家平等[20]进行一项研究,该研究入选102 例心功能处于NYHA 心功能Ⅱ或Ⅲ级,对照组采用标准化慢性心力衰竭药物治疗,体外反搏组在药物治疗基础上加体外反搏,结果发现,心功能评价指标左心室舒张期内径(LVDD)、左心室功能(LVEF)及N 末端脑钠肽浓度均明显改善。吴宇红等[21]发现,EECP 可使慢性心衰病人的心率减慢、 LVEF 增加、Tei 指数下降、6 min 步行距离增加。该研究证明EECP 对部分病因引起的慢性心衰可能有效。李万太[22]也报道,在常规抗心衰药物基础上加EECP 治疗,病人LVEF、N 末端脑钠肽及6 min 步行距离都明显改善。EECP 能够改善缺血症状及左心功能,提高生活质量,其可能机制为:(1)提高主动脉舒张压,增加冠脉血流灌注,增加回心血量的同时增加了心输出量;(2)在心脏收缩期降低外周阻力,减轻心脏后负荷;(3)EECP 能加快动脉血流速度,改善血管内皮功能,促使侧支循环的建立。
3.3 EECP 在高血压治疗中的应用 随着人们生活方式的改变及运动量减少,高血压的发病率逐年上升,长期高血压严重损害心、脑、肾等重要靶器官。研究表明,血管内皮功能损伤致血浆内皮素/一氧化氮比例失衡是高血压发生、发展的重要因素[23]。EECP 可使血浆内皮素水平显著降低,一氧化氮及内皮依赖血管舒张功能显著升高,从而改善血管内皮功能,维持血压稳定。Sardari 等[24]在一项针对34 例冠心病病人的研究中发现,经35 次EECP 治疗后静息收缩压由(125.59 ± 22.35)mmHg 降至(116.26 ± 14.93)mmHg。王翔等[25]也在45 例原发性高血压病人中发现,EECP 能够增强降压效果,减少降压药物的用量。其可能辅助降压机制主要包括(1)体外反搏能降低外周血管阻力,减轻心脏后负荷,后负荷的降低会导致血压下降;(2)心排出量增加肾功能血流,促使RASS 系统分泌增加,而且使心脏以外其他器官侧支开放增加,促使管径增大,使总外周血管阻力降低,导致血压下降;(3)右心房压力升高,刺激右心房,使心钠素分泌和释放增加。另外,右心房压力增加可兴奋颈动脉窦压力感受器,抑制交感神经,兴奋迷走神经,致使升高的血压受到抑制。
4 展望
体外反搏是一种安全、有效的无创治疗技术, 其能提高主动脉舒张压、降低外周阻力,增强血液循环,改善内皮功能和促进侧支循环建立,在心血管疾病的治疗、预防和康复领域具有广泛的应用前景。体外反搏探索空间广泛,如在各种疾病中的最佳疗程、适宜压力大小、间隔时间、适应证的选择及评价指标等,有待我们进行更大规模的临床研究和更深层次的探索。