健康成人上肢肱动脉-指端微循环的血流动力学梯度变化研究

doi:10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2021.02.013

中华医学超声杂志（电子版） ›› 2021, Vol. 18 ›› Issue (02) : 193 -198. doi: 10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2021.02.013

所属专题：文献；

外周血管超声影像学

健康成人上肢肱动脉-指端微循环的血流动力学梯度变化研究

谭雪艳¹, 岳文胜¹^,^†(

), 陈思思¹, 邹媛¹, 黄薪儒¹, 于粒粒¹, 尹立雪²

^1. 637000　南充，川北医学院附属医院超声科　川北医学院附属医院院士工作站　川北医学院附属医院超声研究室　医学影像四川省重点实验室　超声医学工程南充市重点实验室
^2. 610072　成都，四川省人民医院超声医学研究所

收稿日期:2020-04-24 出版日期:2021-02-01
通信作者: 岳文胜
基金资助:
四川省科技厅应用基础项目(2019YJ0708); 南充市市校合作专项(NSMC20170434)

Hemodynamic gradient changes of upper extremity arteries from the brachial artery to fingertip microcirculation in healthy adults

Xueyan Tan¹, Wensheng Yue¹^,^†(), Sisi Chen¹, Yuan Zou¹, Xinru Huang¹, Lili Yu¹, Lixue Yin²

^1. Department of Ultrasound, Academician Workstation, Ultrasound Laboratory, the Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College, Medical Imaging Key Laboratory of Sichuan Province, Nanchong Key Laboratory of Medical Ultrasound Engineering, Nanchong 637000, China
^2. Institute of Ultrasonic Medicine, Sichuan Provincial People's Hospital, Chengdu 610072, China

Received:2020-04-24 Published:2021-02-01
Corresponding author: Wensheng Yue

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引用本文：

谭雪艳, 岳文胜, 陈思思, 邹媛, 黄薪儒, 于粒粒, 尹立雪. 健康成人上肢肱动脉-指端微循环的血流动力学梯度变化研究[J/OL]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2021, 18(02): 193-198.

Xueyan Tan, Wensheng Yue, Sisi Chen, Yuan Zou, Xinru Huang, Lili Yu, Lixue Yin. Hemodynamic gradient changes of upper extremity arteries from the brachial artery to fingertip microcirculation in healthy adults[J/OL]. Chinese Journal of Medical Ultrasound (Electronic Edition), 2021, 18(02): 193-198.

目的

探讨健康成人上肢动脉从肱动脉至指端微循环的血流动力学特点及变化趋势。

方法

纳入2019年8月至2019年11月川北医学院健康管理中心体检健康成人205例，其中男88例，女117例，年龄20~80（49±15）岁，各年龄段男女比例相当。采用常规高频彩色多普勒超声结合平面波超敏感血流显像技术（Angio PLUS）探查右手臂的肱动脉、尺动脉、桡动脉、指掌侧固有动脉、指背动脉弓及甲床三级动脉弓，获取各动脉的解剖学及血流动力学参数，并分析动脉间各项参数的差异及变化趋势。

结果

上肢动脉血流频谱主要表现为单相波形、典型三相波形、非典型三相波及其他少见波形4种类型。由肱动脉至指掌侧固有动脉血流频谱中单相波形占比逐渐增多（Mantel-Haenszel趋势检验χ²=139.457，Spearman's R=-0.477，P＜0.001），至指端动脉水平血流频谱均表现为单相波形。当肱动脉血流频谱表现为单相波形时，其分支动脉均表现为单相波形。由肱动脉至甲床三级动脉弓的血管内径、收缩期峰值血流速度、阻力指数、搏动指数、血流容积速度、收缩期血流加速度差异有统计学意义（多组动脉间Cruskal-Wallis检验H=898.478、802.719、613.528、656.745、836.189、868.450，均P＜0.01），上述参数均与动脉解剖位置相关并呈递减趋势（Spearman's R=-0.930、-0.871、-0.768、-0.793、-0.891、-0.921，均P＜0.01）。

结论

正常成人上肢由近心端至远心端动脉管腔内径及血流动力学参数呈现规律梯度变化。常规高频彩色多普勒超声结合Angio PLUS技术可用于监测上肢动脉及指端微循环的不同水平血流动力学状态。

关键词: 上肢, 血流动力学, 肱动脉, 指端微循环, 超声检查, 平面波超敏感血流显像

Objective

To investigate the hemodynamic characteristics and change trend of upper extremity arteries from the brachial artery to ipsilateral fingertip microcirculation in healthy adults.

Methods

A total of 205 healthy adults from the Health Management Center of North Sichuan Medical College were enrolled in this study from August 2019 to November 2019. There were 88 males and 117 females, aged 20-80 (mean, 49±15) years, with no significant difference in sex ratio among different age groups. The right brachial artery, ulnar artery, radial artery, palmar proper digital artery, dorsal digital artery arch, and third grade artery arch of fingernail bed (FN3AA) were detected by color Doppler flow imaging (CDFI) and Angio PLUS. The anatomical and hemodynamic parameters were obtained to analyze the differences and trends of the parameters among the arteries.

Results

The Doppler spectrum of the upper extremity artery mainly showed four types: monophasic waveform, typical triphasic waveform, atypical triphasic waveform, and other rare waveforms. The proportion of monophasic waveform increased gradually from the brachial artery to the palmar proper digital artery(Mantel-Haenszel χ²=139.457, Spearman's R=-0.477, P＜0.001). The waveform of fingertip arteries was monophasic.When the brachial artery showed the monophasic waveform,its branches also showed the same waveform.There were statistically significant differences in vessel diameter, peak systolic flow velocity (PSV), resistance index (RI), pulsatility index (PI), blood flow volume velocity, and systolic blood flow acceleration from the brachial artery to FN3AA (Cruskal-Wallis H=898.478, 802.719, 613.528, 656.745, 836.189, and 868.450, respectively; P＜0.01 for all), and these parameters showed a decreasing trend related to the anatomical position of arteries (Spearman's R=-0.930, -0.871, -0.768, -0.793, -0.891, and -0.921, respectively; P＜0.01 for all).

Conclusion

The vessel diameter and hemodynamic parameters present regular gradient changes among upper extremity arteries. Conventional high-frequency color Doppler combined with Angio PLUS could be used to monitor the hemodynamic status of upper extremity arteries at different levels.

Key words: Upper extremity, Hemodynamics, Brachial artery, Fingertip microcirculation, Ultrasonography, Angio planewave ultrasensitive imaging

图1 指端微动脉解剖参考图。 1为甲床三级动脉弓；2为甲床二级动脉弓；3为指背动脉弓；4为指腹动脉弓；5为指腹动脉弓与指背动脉弓的吻合支；6为指掌侧固有动脉

图2 常规彩色多普勒超声显示肱动脉各类血流频谱波形。图a为单相波形，收缩期及舒张期频谱线均显示在基线一侧；图b为典型三相波形，可在收缩期、舒张早期、舒张晚期观察到基线上下交替的3个波，舒张末期频谱不连续；图c为非典型三相波形，与典型三相波相比舒张中晚期持续存在正向低速血流频谱；图d为少见波形，舒张期显示多个反向波及正向波，舒张末期频谱不连续

图3 Angio PLUS的彩色能量成像模式（CPI）显示上肢远心端微小动脉血流频谱波形。图a~c依次为指掌侧固有动脉、指背动脉弓、甲床三级动脉弓血流频谱，均为单相波形，由指掌侧固有动脉至甲床三级动脉弓收缩期峰值血流速度逐渐减小，波峰斜率逐渐减低，动脉频谱逐渐变宽

表1 上肢动脉频谱波形分布 [n=205，例（%）]

动脉	单相波	典型三相波	非典型三相波	其他少见波形	非单相波	χ²值	P值
BA	100(48.8)	71(34.6)	32(15.6)	2(1.0)	105(51.2)	39.230	＜0.001^a
UA	168(82.0)	28(13.7)	8(3.9)	1(0.5)	37(18.0)	0.754	0.385^b
RA	161(78.5)	29(14.2)	14(6.8)	1(0.5)	44(21.5)	43.194	＜0.001^c
U-PPDA	204(99.5)	1(0.5)	0	0	1(0.5)	0.336	1.0^d
R-PPDA	203(99.0)	2(1.0)	0	0	2(1.0)	134.163	＜0.001^e
DDAA	205(100.0)	0	0	0	0	2.010	0.499^f
FN3AA	205(100.0)	0	0	0	0	-	-

表1 上肢动脉频谱波形分布 [n=205，例（%）]

动脉	单相波	典型三相波	非典型三相波	其他少见波形	非单相波	χ²值	P值
BA	100(48.8)	71(34.6)	32(15.6)	2(1.0)	105(51.2)	39.230	＜0.001^a
UA	168(82.0)	28(13.7)	8(3.9)	1(0.5)	37(18.0)	0.754	0.385^b
RA	161(78.5)	29(14.2)	14(6.8)	1(0.5)	44(21.5)	43.194	＜0.001^c
U-PPDA	204(99.5)	1(0.5)	0	0	1(0.5)	0.336	1.0^d
R-PPDA	203(99.0)	2(1.0)	0	0	2(1.0)	134.163	＜0.001^e
DDAA	205(100.0)	0	0	0	0	2.010	0.499^f
FN3AA	205(100.0)	0	0	0	0	-	-

表2 肱动脉与分支动脉频谱波形分布 [n=205，例（%）]

分支动脉	肱动脉
分支动脉	单相波	非单相波
UA
单相波	100(48.8)	68(33.1)
非单相波	0	37(18.1)
RA
单相波	100(48.8)	61(29.7)
非单相波	0	44(21.5)
U-PPDA
单相波	100(48.8)	104(50.7)
非单相波	0	1(0.5)
R-PPDA
单相波	100(48.8)	103(50.2)
非单相波	0	2(1.0)

表2 肱动脉与分支动脉频谱波形分布 [n=205，例（%）]

分支动脉	肱动脉
分支动脉	单相波	非单相波
UA
单相波	100(48.8)	68(33.1)
非单相波	0	37(18.1)
RA
单相波	100(48.8)	61(29.7)
非单相波	0	44(21.5)
U-PPDA
单相波	100(48.8)	104(50.7)
非单相波	0	1(0.5)
R-PPDA
单相波	100(48.8)	103(50.2)
非单相波	0	2(1.0)

表3 正常成人上肢动脉血管相关参数测值[

x ˉ

±s或M(Q_R)]

动脉	D(mm)	PSV(cm/s)	MDV(cm/s)	EDV(cm/s)	RI	PI
BA	3.68±0.64	75.58±18.56	10.29(9.01)	7.09(13.65)	0.85(0.10)	3.28(2.87)
UA	1.87±0.45	61.45±18.33	13.27(11.57)	11.76(12.47)	0.78(0.13)	2.18(1.51)
RA	2.10±0.33	55.21±15.36	11.43(8.77)	10.67(10.43)	0.78(0.12)	2.20(1.27)
U-PPDA	0.90±0.18	27.83±16.20	7.54(10.14)	7.88(10.54)	0.65(0.17)	1.13(0.65)
R-PPDA	0.83±0.17	22.98±13.41	6.72(8.04)	6.50(8.38)	0.67(0.15)	1.20(0.71)
DDAA	0.68±0.17	18.97±12.35	5.63(5.75)	5.93(6.01)	0.64(0.16)	1.07(0.52)
FN3AA	0.47±0.12	7.87±3.60	3.16(2.14)	3.23(2.24)	0.54(0.12)	0.80(0.30)
动脉	S/D	TAMV(cm/s)	VFlow(ml/min)	Slope(cm/s²)	AT(ms)
BA	6.60(4.82)	11.22±4.87	68.30±35.87	802.43±255.71	86.87±12.52
UA	4.50(2.88)	11.80±6.55	28.64±24.89	576.14±161.77	85.23±14.02
RA	4.60(2.60)	10.29±5.41	27.93±20.66	521.31±150.08	86.74±14.47
U-PPDA	2.90(1.70)	8.34±5.93	4.20±3.82	170.29±87.36	103.48±25.68
R-PPDA	3.00(1.60)	6.80±4.56	3.11±3.07	144.73±83.55	108.45±29.06
DDAA	2.80(1.35)	5.29±3.43	1.65±1.47	101.40±76.02	132.56±47.25
FN3AA	2.20(0.60)	2.74±1.32	0.42±0.52	25.96±15.10	180.32±53.13

表3 正常成人上肢动脉血管相关参数测值[

x ˉ

±s或M(Q_R)]

动脉	D(mm)	PSV(cm/s)	MDV(cm/s)	EDV(cm/s)	RI	PI
BA	3.68±0.64	75.58±18.56	10.29(9.01)	7.09(13.65)	0.85(0.10)	3.28(2.87)
UA	1.87±0.45	61.45±18.33	13.27(11.57)	11.76(12.47)	0.78(0.13)	2.18(1.51)
RA	2.10±0.33	55.21±15.36	11.43(8.77)	10.67(10.43)	0.78(0.12)	2.20(1.27)
U-PPDA	0.90±0.18	27.83±16.20	7.54(10.14)	7.88(10.54)	0.65(0.17)	1.13(0.65)
R-PPDA	0.83±0.17	22.98±13.41	6.72(8.04)	6.50(8.38)	0.67(0.15)	1.20(0.71)
DDAA	0.68±0.17	18.97±12.35	5.63(5.75)	5.93(6.01)	0.64(0.16)	1.07(0.52)
FN3AA	0.47±0.12	7.87±3.60	3.16(2.14)	3.23(2.24)	0.54(0.12)	0.80(0.30)
动脉	S/D	TAMV(cm/s)	VFlow(ml/min)	Slope(cm/s²)	AT(ms)
BA	6.60(4.82)	11.22±4.87	68.30±35.87	802.43±255.71	86.87±12.52
UA	4.50(2.88)	11.80±6.55	28.64±24.89	576.14±161.77	85.23±14.02
RA	4.60(2.60)	10.29±5.41	27.93±20.66	521.31±150.08	86.74±14.47
U-PPDA	2.90(1.70)	8.34±5.93	4.20±3.82	170.29±87.36	103.48±25.68
R-PPDA	3.00(1.60)	6.80±4.56	3.11±3.07	144.73±83.55	108.45±29.06
DDAA	2.80(1.35)	5.29±3.43	1.65±1.47	101.40±76.02	132.56±47.25
FN3AA	2.20(0.60)	2.74±1.32	0.42±0.52	25.96±15.10	180.32±53.13

表4 上肢各动脉间超声参数对比分析结果

超声参数	BA比RA		RA比R-PPDA		R-PPDA比DDAA		DDAA比FN3AA
超声参数	H值	P值	H值	P值	H值	P值	H值	P值
D	6.956	＜0.001	9.320	＜0.001	3.920	0.001	6.456	＜0.001
PSV	4.800	＜0.001	10.615	＜0.001	1.825	0.680	7.705	＜0.001
RI	5.113	＜0.001	8.110	＜0.001	3.205	0.014	5.398	＜0.001
PI	4.288	＜0.001	9.014	＜0.001	3.256	0.011	5.690	＜0.001
S/D	3.980	0.001	7.130	＜0.001	3.222	0.013	6.001	＜0.001
VFlow	5.514	＜0.001	10.662	＜0.001	2.900	0.037	6.015	＜0.001
Slope	4.861	＜0.001	10.150	＜0.001	3.101	0.019	7.890	＜0.001

表4 上肢各动脉间超声参数对比分析结果

超声参数	BA比RA		RA比R-PPDA		R-PPDA比DDAA		DDAA比FN3AA
超声参数	H值	P值	H值	P值	H值	P值	H值	P值
D	6.956	＜0.001	9.320	＜0.001	3.920	0.001	6.456	＜0.001
PSV	4.800	＜0.001	10.615	＜0.001	1.825	0.680	7.705	＜0.001
RI	5.113	＜0.001	8.110	＜0.001	3.205	0.014	5.398	＜0.001
PI	4.288	＜0.001	9.014	＜0.001	3.256	0.011	5.690	＜0.001
S/D	3.980	0.001	7.130	＜0.001	3.222	0.013	6.001	＜0.001
VFlow	5.514	＜0.001	10.662	＜0.001	2.900	0.037	6.015	＜0.001
Slope	4.861	＜0.001	10.150	＜0.001	3.101	0.019	7.890	＜0.001

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Hemodynamic gradient changes of upper extremity arteries from the brachial artery to fingertip microcirculation in healthy adults

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