雙脈沖波多普勒超聲觀察電刺激腓神經(jīng)對小腿血液循環(huán)的影響

薛 丹 楊 艷 張宇新 段云友 袁麗君 曹鐵生

雙脈沖波多普勒超聲觀察電刺激腓神經(jīng)對小腿血液循環(huán)的影響

薛 丹 楊 艷 張宇新 段云友 袁麗君 曹鐵生

目的 應(yīng)用雙脈沖波多普勒超聲同步測量腘動、靜脈血流動力學(xué)變化，探討電刺激腓神經(jīng)對小腿血液循環(huán)的影響。方法選取健康志愿者20例，應(yīng)用雙脈沖多普勒超聲測量刺激前及佩戴geko T-1裝置電刺激腓神經(jīng)15 min、30 min、45 min及60 min后的腘動脈和腘靜脈血流峰值速度、每搏量、單位時間流量變化、阻力指數(shù)（RI）及搏動指數(shù)（PI），并與刺激前進行比較分析。結(jié)果電刺激腓神經(jīng)后，腘靜脈的血流峰值速度較刺激前顯著增加，在電刺激30 min后達(dá)高峰，與刺激前比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）；腘動脈的血流峰值速度、每搏量及單位時間流量明顯減低，RI及PI顯著升高，與刺激前比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）。結(jié)論電刺激腓神經(jīng)可以促進小腿血液循環(huán)，增加肢體遠(yuǎn)端動脈血管阻力，促進下肢靜脈回流。雙脈沖波多普勒超聲可同步監(jiān)測腘動、靜脈血流動力學(xué)變化。

超聲檢查，多普勒；電刺激；腓神經(jīng)；腘動脈；腘靜脈

長時間靜坐或臥位容易導(dǎo)致下肢靜脈回流減慢，嚴(yán)重時可形成血栓和栓塞。與仰臥位相比，坐姿腿彎部靜脈受壓導(dǎo)致靜脈血液更易淤滯，靜脈回流速度可降低2/3，可引起血液濃稠性增加和纖溶活性降低［1-2］。理論上，電刺激位于腘窩的內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)神經(jīng)，可以使小腿肌肉泵激活，刺激肌肉收縮，加快小腿靜脈回流。英國海威科姆FirstKind公司設(shè)計了一種體積較小、可獨立使用的電刺激裝置，即geko T-1裝置，Barnes等［3］研究顯示，應(yīng)用該裝置通過刺激腓神經(jīng)，可增強下肢靜脈血液流動，從而防止或減輕靜脈血流淤滯。本研究擬應(yīng)用雙脈沖波多普勒超聲檢查技術(shù)觀察電刺激腓神經(jīng)后不同時間節(jié)段，正常成人腘動脈和腘靜脈血流動力學(xué)變化，進一步明確該裝置臨床應(yīng)用價值。

資料與方法

一、研究對象

選取2015年9月至2016年4月我院健康自愿受試者20例，男、女各10例，年齡20～40歲，平均（29.25±6.62）歲；體質(zhì)量指數(shù)為18～34 kg/m2。

二、儀器與方法

所有檢查均在溫度和濕度相同的房間內(nèi)進行，即溫度：（24±1）℃，相對濕度：30%～40%。研究對象均著短褲俯臥位于一張平板床上。

1.電刺激操作：使用英國海威科姆Firstkind公司神經(jīng)肌肉電刺激裝置（geko T-1），見圖1。電刺激強度選擇4級，進行持續(xù)作用。連接心電圖，正確佩戴geko T-1裝置（圖2），當(dāng)脈沖強度達(dá)到適當(dāng)水平時，小腿肌肉會出現(xiàn)輕微動感，同時足部會有輕微的向外和向上的動作。

圖1 神經(jīng)肌肉電刺激裝置圖

圖2 神經(jīng)肌肉電刺激裝置佩戴方法示意圖

2.超聲檢查：使用日立Ascendus彩色多普勒超聲診斷儀，L74M13-5探頭，頻率為5～13 MHz。受檢者取俯臥位，備檢肢體略外展、外旋，膝關(guān)節(jié)略彎曲，將備檢肢體輕搭于對側(cè)肢體上。因左側(cè)肢體更靠近檢查者，易于操作，因此選取左側(cè)的腘動、靜脈進行測量。首先在基礎(chǔ)狀態(tài)下，用雙脈沖波模式記錄腘動脈及腘靜脈血流頻譜，選擇測量軟件包點擊Flow volume選項，系統(tǒng)自動包絡(luò)頻譜并選擇連續(xù)5個心動周期取其平均值，分別獲得腘動、靜脈的血流峰值速度（Vp）、每搏量（SV）、單位時間流量（FV）及腘動脈的阻力指數(shù)（RI）及搏動指數(shù)（PI）等相關(guān)血流參數(shù)。對于腘動脈，系統(tǒng)自動采取正負(fù)向全包絡(luò)模式。然后分別于電刺激腓神經(jīng)15 min、30 min、45 min、60 min后取相同部位重復(fù)上述步驟，測量方法同上。在試驗間歇期間，所有受試者采用雙膝下垂，坐位，等待下一個時間點再次檢測。

三、統(tǒng)計學(xué)處理

結(jié)果

電刺激腓神經(jīng)不同時間點腘動、靜脈血流參數(shù)見表1和圖3～7。電刺激腓神經(jīng)后，腘靜脈的血流峰值速度較刺激前顯著增加，在電刺激30 min時達(dá)高峰，與刺激前比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）；腘動脈的血流峰值速度、每搏量及單位時間流量明顯減低，RI及PI顯著升高，與刺激前比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）。不同時間點兩兩比較，腘動、靜脈各血流參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 電刺激腓神經(jīng)不同時間點腘動、靜脈血流參數(shù)比較（±s）

表1 電刺激腓神經(jīng)不同時間點腘動、靜脈血流參數(shù)比較（±s）

Vp：最大血流速度；SV：每搏量；FV：單位時間流量；HR：心率；RI：阻力指數(shù)；PI：搏動指數(shù)。

時間 腘靜脈腘動脈Vp（cm/s） SV（ml） FV（L/min） HR（次/min） Vp（cm/s） SV（ml） FV（L/min） RI PI HR（次/min）刺激前 20.01±9.06 18.63±8.96 1.50±0.93電刺激腓神經(jīng)15 min 27.63±12.38 21.84±15.77 1.68±1.33電刺激腓神經(jīng)30 min 30.48±13.89 21.57±14.85 1.63±1.16電刺激腓神經(jīng)45 min 25.90±9.42 17.55±8.27 1.34±0.69電刺激腓神經(jīng)60 min 26.05±8.85 19.88±11.42 1.48±0.93 F值 3.029 0.896 0.849 P值 0.029 0.476 0.504 77.70±11.12 74.80±11.81 74.00±10.43 75.90±11.78 74.00±10.71 2.556 0.146 67.02±11.65 4.28±2.57 0.31±0.14 54.25±10.15 2.89±2.41 0.20±0.14 52.68±5.68 2.33±0.76 0.17±0.05 51.08±8.96 2.12±0.83 0.15±0.06 51.07±5.07 2.46±1.26 0.18±0.11 5.288 5.540 5.702 0.036 0.033 0.030 0.93±0.05 0.99±0.09 0.99±0.08 1.10±0.21 1.00±0.11 3.336 0.020 3.49±1.04 77.70±11.12 5.21±2.79 74.80±11.81 4.41±1.32 74.00±10.43 4.75±1.69 75.90±11.78 4.41±1.89 74.00±10.71 6.000 2.556 0.043 0.146

圖3 基礎(chǔ)狀態(tài)下雙脈沖波多普勒聲像圖

圖4 電刺激腓神經(jīng)15 min雙脈沖波多普勒聲像圖

圖5 電刺激腓神經(jīng)30 min雙脈沖波多普勒聲像圖

圖6 電刺激腓神經(jīng)45 min雙脈沖波多普勒聲像圖

圖7 電刺激腓神經(jīng)60 min雙脈沖波多普勒聲像圖

討論

在深靜脈血栓形成中，血流淤滯是其發(fā)生的重要因素之一。研究［4］表明，電刺激可降低深靜脈血栓栓塞的發(fā)病率。以往所應(yīng)用的電刺激儀器體積較大，需要供電源，不便攜帶，限制了其應(yīng)用。本研究所采用的電刺激裝置geko T－1，是英國海威科姆公司開發(fā)的新型的神經(jīng)肌肉電刺激裝置，具有體型小、獨立式、自粘貼及電池供電等優(yōu)點。其采用腓總神經(jīng)電刺激技術(shù)，以1 Hz的頻率通過對腘窩部位的腓總神經(jīng)進行低強度神經(jīng)肌肉電刺激，激活腿部的小腿肌肉泵和足泵，使得下肢肌肉群收縮，產(chǎn)生有節(jié)奏的足背屈，將深淺靜脈系統(tǒng)中的血液排出，促進血液循環(huán)和血液回流。這種通過神經(jīng)進行的間接肌肉刺激，可以在很低的刺激水平實現(xiàn)肌肉收縮，相比直接肌肉刺激更易被耐受，患者無不適感，因此更容易在臨床推廣應(yīng)用。理論上，刺激膝蓋遠(yuǎn)側(cè)的腓總神經(jīng)的分支，可使整個下肢肌肉群收縮，包括負(fù)責(zé)足背屈的小腿前群肌和負(fù)責(zé)穩(wěn)固膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的小腿后群深層肌。研究［5］表明，足背屈提供了較跖屈更有效的血液泵送，足背屈產(chǎn)生的小腿靜脈排血（通過擴張）較腓腸肌收縮產(chǎn)生的排血更加有效。本研究與以往相關(guān)研究［5－6］結(jié)果均表明，該方法能夠有效刺激下肢肌肉群收縮，提高下肢靜脈血流速度，改善下肢血液循環(huán)。本研究通過雙脈沖多普勒超聲觀察發(fā)現(xiàn)，電刺激腓神經(jīng)后，腘靜脈的血流峰值速度較刺激前顯著增加，在電刺激30 min達(dá)高峰，5個時間點兩兩比較，腘靜脈各血流參數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義，說明對正常年輕人群，電刺激30 min就可以達(dá)到較好效果。本研究還發(fā)現(xiàn)，電刺激腓神經(jīng)后，腘動脈的Vp、SV及FV明顯減低，RI及PI顯著升高，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）。說明在生理情況下，彈性動脈和肌性動脈的中層管壁平滑肌很發(fā)達(dá)，小動脈的肌層較薄，在植物性神經(jīng)系統(tǒng)的支配下，動脈做舒縮運動，可調(diào)節(jié)血流狀態(tài)。

綜上所述，雙脈沖波多普勒超聲可同步監(jiān)測腘動、靜脈血流動力學(xué)變化。電刺激腓神經(jīng)可能通過使小腿部肌肉收縮從而導(dǎo)致遠(yuǎn)端血管阻力增加，腘動脈RI及PI增高。該裝置在各種血管疾病狀態(tài)下血液循環(huán)改善中的作用尚有待進一步研究。

［1］Schwamm LH，Jaff MR，Dyer KS，et al．Case 13－2016．A 49－year－old woman with sudden hemiplegia and aphasia during a transatlantic flight［J］．N Engl J Med，2016，374（17）：1671－1680．

［2］Lapostolle F，Surget V，Borron SW，et al．Severe pulmonary embolism associated with air travel［J］．N Engl J Med，2001，345（11）：779－783．

［3］Barnes R，Madden LA，Chetter IC．Fibrinolytic effects of peroneal nerve stimulation in patients with lower limb vascular disease［J］．Blood Coagul Fibrinolysis，2016，27（3）：275－280．

［4］Czyrny JJ，Kaplan RE，Wilding GE，et al．Electrical foot stimulation：a potential new method of deep venous thrombosis prophylaxis［J］．Vascular，2010，18（1）：20－27．

［5］Tucker A，Maass A，Bain D，et al．Augmentation of venous，arterial and microvascular blood supply in the leg by isometric neuromuscular stimulationviatheperonealnerve［J］．IntJAngiol，2010，19（1）：e31－e37．

［6］Jawad H，Bain DS，Dawson H，et al．The effectiveness of a novel neuromuscular electrostimulation method versus intermittent pneumatic compression in enhancing lower limb blood flow［J］．J Vasc Surg Venous Lymphat Disord，2014，2（2）：160－165．

Effects of stimulating peroneal nerve on the lower extremity circulation using dual pulse wave Doppler ultrasonography

XUE Dan，YANG Yan，ZHANG Yuxin，DUAN Yunyou，YUAN Lijun，CAO Tiesheng
Department of Ultrasound Diagnosis，Tangdu Hospital，the Fourth Military Medical University，Xi’an 710038，China

ObjectiveTo observe the hemodynamic changes of the lower extremity caused by the stimulation of the peroneal nerve using dual pulse wave Doppler ultrasonography.MethodsTwenty healthy volunteers were enrolled.The peak flow velocity，stroke volume，flow volume changes，RI and PI of popliteal artery and popliteal vein were measured at basic state and at the time of 15 min，30 min，45 min，60 min after geko T-1 stimulating the peroneal nerve using dual pulse wave Doppler ultrasonography.ResultsCompared with before stimulation，the velocity of popliteal vein increased significantly，and reached to the peak at 30 min after stimulation（P＜0.05）.The peak flow velocity，stroke volume and flow volume of popliteal artery decreased obviously，but RI and PI increased significantly（P＜0.05）.ConclusionRegularly stimulating of the peroneal nerve can promote the lower extremity circulation，increase the arterial resistance and the venous return.Dual pulse wave Doppler ultrasonography can measure synchronously hemodynamic changes of popliteal artery and popliteal vein.

Ultrasonography，Doppler；Electrical stimulation；Peroneal nerve；Popliteal artery；Popliteal vein

R454.1；R445.1

A

2017－02－15）

710038 西安市，第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院超聲診斷科

曹鐵生，Email：caots＠fmmu.edu.cn