
探讨低强度脉冲式超声波(low intensity pulsed ultrasound,LIPUS)在老年冠心病心绞痛患者的应用效果及心率变异性(heart rate variability,HRV)的影响。
选取2021年11月至2022年9月山东大学齐鲁医院收治的老年冠心病心绞痛患者80例,应用SAS 9.4生成随机数字表法将80例患者分为超声组40例和对照组40例,两组患者均给予常规药物治疗,治疗组在此基础上辅以LIPUS治疗共计20次。比较治疗前后疗效、HRV指标及焦虑、抑郁、睡眠状态。
超声组和对照组患者基线临床资料比较,差异无统计学意义(P均>0.05)。超声组治疗前后比较,躯体活动受限程度、心绞痛稳定状态、心绞痛发作频率、治疗满意程度以及对疾病的认知程度5个维度及总分均提高,且提高水平显著优于对照组(P<0.05);对照组治疗前后比较心绞痛稳定状态得分以及总分提高,差异有统计学意义(P<0.05),躯体活动受限程度、心绞痛发作频率、治疗满意程度以及对疾病的认知程度差异无统计学意义(P>0.05)。超声组治疗后全部窦性心搏RR间期标准差(standard deviation of normal-to-normal intervals,SDNN)、相邻NN间期差值的均方根(root mean square of successive differences of NN intervals for period of interest,rMSSD)、相邻NN间期差异≥50ms的心搏百分数(percentage of adjacent NN intervals that differ from each other by larger than 50ms,PNN50)、低频功率(low frequency power,LF)和高频功率(high frequency power,HF)水平均升高,前述变化均显著优于对照组,对照组治疗后PNN50及HF均较前升高,以上指标差异均有统计学意义(P<0.05);对照组治疗后SDNN、相邻NN间期差值的均方根(root mean square of successive differences of NN intervals for period of interest,rMSSD)和LF较治疗前差异无统计学意义(P>0.05)。超声组治疗后汉密尔顿焦虑量表(Hamilton Anxiety Scale,HAMA)、抑郁自评量表(Self-Rating Depression Scale,SDS)、匹兹堡睡眠质量指数量表(Pittsburgh Sleep Quality Index,PSQI)得分均显著减少,其中HAMA评分改善程度显著优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。
LIPUS治疗可显著改善冠心病心绞痛患者的心绞痛症状、HRV指标及焦虑状态,是老年冠心病心绞痛患者一项安全、有效的辅助治疗方法。
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心血管病是全球发病率和死亡率最高的疾病,每年有数百万人死于心血管病。冠状动脉粥样硬化使心肌血流量减少,当心肌耗氧需求高于实际供氧量时即引发心绞痛[1]。超声波治疗是一种常见的物理因子治疗,其空化效应、热效应和机械效应在促进骨折愈合、治疗周围神经病及修复肌腱损伤方面均有广泛应用和明显疗效[2]。低强度脉冲式超声波(low intensive pulsed ultrasound,LIPUS)的热效应较普通超声更小,安全性更高,可用于改善冠心病心绞痛症状,同时具有降脂、抗动脉粥样硬化、改善心肌供血等作用。多项研究表明LIPUS单独应用或联合药物治疗冠心病心绞痛疗效明显,其可通过改善冠状动脉供血,缓解心脏缺血缺氧状态而产生缓解心绞痛的有益作用[3,4]。目前认为,焦虑、抑郁以及失眠可对心率变异性产生影响,而心率变异性反映心脏自主神经功能状态,与冠心病预后相关[5]。但LIPUS对心脏自主神经功能是否具有积极作用目前尚未见报道。基于此,本研究采用心绞痛症状和心理状态评估量表以及心率变异性(heart rate variability,HRV)检测,评估LIPUS对冠心病患者心脏自主神经功能及心理状态的作用,为LIPUS在冠心病治疗的作用机制及应用提供参考资料。
选取2021年11月至2022年9月山东大学齐鲁医院收治的老年冠心病心绞痛患者。纳入标准:①经冠状动脉(简称冠脉)造影确诊为冠心病(任一主要冠脉管腔直径狭窄≥50%);②典型心绞痛症状发作;③年龄≥60岁,依从性好。排除标准:①严重瓣膜病、先天性心脏病;②严重肺动脉高压;③心脏起搏器置入术后;④严重的左心衰竭;⑤各种出血性疾病;⑥并发感染或其他炎症性疾病;⑦严重肺病及肝肾功能不全;⑧恶性疾病;⑨未签署知情同意书的患者。85例患者入选,SAS生成随机数字表法将入组患者随机分为超声组43例和对照组42例。本研究经山东大学齐鲁医院伦理委员会批准(2021-013),入选患者均签署知情同意书。
对照组患者常规口服阿司匹林、氯吡格雷、β受体阻滞剂、硝酸酯类、他汀类药物及降糖、降压类药物。超声组患者在上述药物干预基础上辅以超声波治疗。采用838C-M-L-Ⅰ/Ⅱ型心血管超声波治疗仪(深圳市圣祥高科技有限公司生产),超声波治疗仪声头由5个换能单元组成,设定超声波频率为0.84MHz,声强为1~1.25W/cm2。超声波治疗时保持环境温度适宜,患者取仰卧位,裸露心前区,五联声头长径与心长径平行放置,覆盖整个心前区的左、右冠状动脉主干和主动脉根部。5个换能单元为轮流扫描式工作,首个单元工作5s后,单元换能间隔0.5s,然后顺时针切换至下一单元工作,循环往复,直至治疗结束。超声治疗仪工作方式设定为脉冲式,每次治疗20min,每日治疗2次,持续治疗10d[6,7,8]。在参与试验期间,入组患者用药方案无调整。
所有病例治疗前1d或当天及治疗完成当天或后1d进行HRV分析,其中时域指标为:①全部窦性心搏RR间期(简称NN间期)标准差(standard deviation of normal-to-normal intervals,SDNN);②相邻NN间期差值的均方根(root mean square of successive differences of NN intervals for period of interest,rMSSD);③相邻NN间期差异≥50ms的心搏百分数(percentage of adjacent NN intervals that differ from each other by larger than 50 ms,PNN50)。频域指标为:①低频功率(low frequency power,LF);②高频功率(high frequency power,HF)。
分别于治疗开始前及治疗完成后,采用西雅图心绞痛量表(Seattle Angina Questionnaire,SAQ)评估心绞痛治疗效果。SAQ共19项问题,包括躯体活动受限程度、心绞痛稳定状态、心绞痛发作频率、治疗满意程度以及对疾病的认知程度5个维度的评价,对5个维度19个条目逐项评分以及SAQ总分,再将得分按公式转化成标准积分,评分越高患者生活质量及机体功能状态越好。
分别于治疗开始前及治疗完成后,采用汉密尔顿焦虑量表(Hamilton Anxiety Scale,HAMA)、抑郁自评量表(Self-rating Depression Scale,SDS)、匹兹堡睡眠质量指数量表(Pittsburgh Sleep Quality Index,PSQI)评价患者的焦虑、抑郁程度以及睡眠质量。HAMA评估躯体和精神两方面焦虑水平,总分可用于评估各类治疗措施对焦虑的治疗效果,得分越高代表患者焦虑程度越严重。SDS可用以评估抗抑郁治疗疗效,包括20个项目,每个项目由7级评分构成。包括精神性-情感症状2个项目,躯体性障碍8个项目,精神运动性障碍2个项目,抑郁性心理障碍8个项目,得分越高代表患者抑郁程度越高。PSQI共有18个自评条目组成7个部分,对每个部分按0~3等级计分,并计算总分,得分越高表示患者睡眠质量越差。
利用SAS 9.4统计软件包进行分析,符合正态分布的计量资料以(
±s)表示,采用独立样本t检验,组内治疗前后比较采用配对样本t检验;非正态分布的计量资料以中位数和四分位数间距表示,用Wilcoxon秩和检验分析。计数资料以例数或百分比表示,应用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。
本研究共纳入85例研究对象,超声组43例,对照组42例。在随访过程中超声组脱落3例,对照组脱落2例,脱落原因均为失访。最终共有80例纳入统计分析,超声组和对照组各40例,两组的一般人口学特征和流行病学病史对比差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。两组患者一般资料情况详见表1。

超声组和对照组患者基线临床资料比较
超声组和对照组患者基线临床资料比较
| 项目 | 对照组(n=40) | 超声组(n=40) | t值或χ2值 | P值 |
|---|---|---|---|---|
年龄( ±s,岁) | 74.03±5.21 | 73.23±6.61 | -0.601 | >0.05 |
体质指数( ±s,kg/m2) | 24.40±3.78 | 25.17±3.45 | -0.947 | >0.05 |
收缩压( ±s,mmHg) | 126.40±22.21 | 131.55±15.59 | -1.200 | >0.05 |
舒张压( ±s,mmHg) | 70.40±11.90 | 70.98±8.53 | -0.248 | >0.05 |
心率( ±s,次/min) | 70.10±8.39 | 70.08±10.68 | -0.012 | >0.05 |
| 性别[例(%)] | 1.920 | >0.05 | ||
| 男 | 28(70.0) | 22(55.0) | ||
| 女 | 12(30.0) | 18(45.0) | ||
| 吸烟史[例(%)] | 16(40.0) | 13(32.5) | 0.487 | >0.05 |
| 饮酒史[例(%)] | 13(32.5) | 9(22.5) | 1.003 | >0.05 |
| 高血压病史[例(%)] | 24(60.0) | 26(65.0) | 0.213 | >0.05 |
| 糖尿病史[例(%)] | 10(25.0) | 12(30.0) | 0.251 | >0.05 |
| 脑血管病史[例(%)] | 30(75.0) | 28(70.0) | 0.251 | >0.05 |
| 支架置入史[例(%)] | 31(77.5) | 30(75.0) | 0.069 | >0.05 |
| 阿司匹林[例(%)] | 36(90.0) | 34(85.0) | 0.457 | >0.05 |
| 氯吡格雷[例(%)] | 20(50.0) | 25(62.5) | 1.270 | >0.05 |
| β受体阻滞剂[例(%)] | 30(75.0) | 28(70.0) | 0.251 | >0.05 |
| ACEI或ARB[例(%)] | 21(52.5) | 20(50.0) | 0.050 | >0.05 |
| 硝酸酯类[例(%)] | 22(55.0) | 24(60.0) | 0.205 | >0.05 |
| 他汀类药物[例(%)] | 36(90.0) | 37(92.5) | 0.157 | >0.05 |
| 钙通道阻滞剂[例(%)] | 22(55.0) | 28(70.0) | 1.920 | >0.05 |
| 降糖药物[例(%)] | 10(25.0) | 12(30.0) | 0.251 | >0.05 |
| 抗凝药物[例(%)] | 9(22.5) | 8(20.0) | 0.075 | >0.05 |
入组的研究对象治疗前SAQ各项目评分及总分组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。比较两组治疗后SAQ各项目评分及总分变化,研究结果显示超声组治疗后躯体活动受限程度、心绞痛稳定状态、心绞痛发作频率、治疗满意程度以及对疾病的认知程度5个维度及总分均提高,且提高水平显著优于对照组(P<0.05);对照组治疗后心绞痛稳定状态得分以及总分提高,差异有统计学意义(P<0.05),躯体活动受限程度、心绞痛发作频率、治疗满意程度以及对疾病的认知程度差异无统计学意义(P>0.05),见表2。

超声组和对照组治疗前后SAQ各项得分比较(
±s,分)
超声组和对照组治疗前后SAQ各项得分比较(
±s,分)
| 组别 | 例数 | 躯体活动受限程度 | 心绞痛稳定状态 | 心绞痛发作频率 | 治疗满意程度 | 对疾病的认知程度 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 治疗前 | ||||||
| 对照组 | 40 | 71.11±8.58 | 71.88±14.08 | 69.25±10.72 | 64.26±11.02 | 55.21±12.18 |
| 超声组 | 40 | 72.39±9.10 | 67.50±15.19 | 72.25±10.98 | 63.82±12.95 | 58.54±12.87 |
| t值 | 0.646 | -1.336 | 1.237 | -0.164 | 1.190 | |
| P值 | >0.05 | >0.05 | >0.05 | >0.05 | >0.05 | |
| 治疗后 | ||||||
| 对照组 | 71.39±9.05 | 65.00±16.79a | 70.25±10.98 | 63.38±12.60 | 57.92±12.65a | |
| 超声组 | 77.28±5.07b | 94.38±10.57b | 92.00±9.66b | 92.21±8.47b | 83.13±13.93b | |
| t值 | 3.591 | 9.362 | 9.408 | 12.008 | 8.472 | |
| P值 | 0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 | <0.001 |
注:对照组组内治疗后与治疗前相比,aP<0.05;超声组组内治疗后与治疗前相比,bP<0.05。
入组的研究对象治疗前HRV指标SDNN、rMSSD、PNN50、LF、HF组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。比较两组治疗后各项HRV指标的变化,研究结果显示治疗后超声组SDNN、rMSSD、PNN50、LF、HF均高于治疗前,前述变化均显著优于对照组,对照组治疗后PNN50及HF均较前升高,差异均有统计学意义(P<0.05),对照组治疗后SDNN、rMSSD、LF较治疗前差异无统计学意义(P>0.05),见表3。

超声组和对照组患者治疗前后心率变异性比较(
±s)
超声组和对照组患者治疗前后心率变异性比较(
±s)
| 组别 | 例数 | SDNN(ms) | rMSSD(ms) | PNN50(%) | LF(ms2) | HF(ms2) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 治疗前 | ||||||
| 对照组 | 40 | 52.47±31.74 | 64.66±74.15 | 12.86±9.13 | 354.93±393.23 | 719.43±357.99 |
| 超声组 | 40 | 52.36±24.24 | 64.90±34.59 | 12.82±8.19 | 355.75±525.40 | 751.22±883.51 |
| t值 | 0.017 | -0.019 | 0.024 | -0.008 | -0.211 | |
| P值 | >0.05 | >0.05 | >0.05 | >0.05 | >0.05 | |
| 治疗后 | ||||||
| 对照组 | 52.33±41.16 | 68.18±83.58 | 12.75±9.98 | 359.73±395.74 | 729.26±356.28 | |
| 超声组 | 70.54±32.74 | 97.73±36.37 | 17.43±7.56 | 704.20±848.32 | 1 362.94±1 492.33 | |
| t值 | -2.189 | -2.051 | 2.367 | -2.327 | -2.327 | |
| P值 | <0.01 | <0.05 | <0.001 | <0.001 | <0.001 |
注:对照组组内治疗后与治疗前相比,aP<0.05;超声组组内治疗后与治疗前相比,bP<0.05。SDNN,全部窦性心搏RR间期(简称NN间期)标准差;rMSSD,相邻NN间期差值的均方根;PNN50,相邻NN间期差异≥50ms的心搏百分数;LF,低频功率;HF,高频功率。
入组的研究对象治疗前组间HAMA、SDS、PSQI得分比较差异均无统计学意义(P>0.05)。治疗后超声组HAMA、SDS、PSQI得分均较治疗前显著减少,其中HAMA评分改善程度显著优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),见表4。

超声组和对照组患者治疗前后HAMA、SDS、PSQI评分比较(
±s,分)
超声组和对照组患者治疗前后HAMA、SDS、PSQI评分比较(
±s,分)
| 组别 | 例数 | HAMA评分 | SDS评分 | PSQI评分 |
|---|---|---|---|---|
| 治疗前 | ||||
| 对照组 | 40 | 14.50±8.59 | 34.55±9.47 | 7.43±4.75 |
| 超声组 | 40 | 11.48±7.20 | 32.35±9.21 | 6.98±3.90 |
| t值 | -1.708 | -1.054 | -0.463 | |
| P值 | >0.05 | >0.05 | >0.05 | |
| 治疗后 | ||||
| 对照组 | 12.28±9.25 | 27.00±7.95a | 6.10±4.14 | |
| 超声组 | 5.68±6.04b | 28.55±8.54b | 5.78±4.39b | |
| t值 | -3.780 | 0.840 | -0.341 | |
| P值 | <0.001 | >0.05 | >0.05 |
注:对照组组内治疗后与治疗前相比,aP<0.05;超声组组内治疗后与治疗前相比,bP<0.05。HAMA,汉密尔顿焦虑量表;SDS,抑郁自评量表;PSQI,匹兹堡睡眠质量指数量表。
目前治疗冠心病的手段主要是药物治疗、冠状动脉介入手术和冠状动脉旁路移植手术治疗,但这些治疗并不能解决所有临床问题,比如难治性心绞痛、运动耐量减低以及焦虑、抑郁等精神心理问题,对冠心病患者的生活质量具有严重影响。越来越多的研究显示,物理治疗如准分子激光冠脉斑块消融术、体外心脏震波、增强型体外反搏、脊髓电刺激等在治疗难治性心绞痛以及提高患者运动耐力等方面有着重要作用[9,10,11,12]。LIPUS近年来在治疗动脉粥样硬化斑块、血栓性疾病以及缓解心绞痛症状方面也显示出良好的临床效果[13,14]。当冠心病患者存在焦虑情绪时,交感神经被激活,自主神经功能紊乱而导致冠脉痉挛,从而加重心肌缺血情况导致心绞痛症状的加重。有资料表明,当交感神经张力升高而迷走神经张力降低,即自主神经系统调节功能异常时,会增加冠心病患者的恶性心律失常及猝死的发生概率[15]。因此,改善心率变异性对冠心病患者的预后具有重大意义[16]。
本研究结果显示,治疗后超声组SAQ各项评分均较治疗前改善,且改善效果显著优于对照组(P<0.05),说明LIPUS对改善心绞痛症状具有明显疗效。治疗后超声组HRV时域指标SDNN、rMSSD、PNN50及频域指标LF、HF均较治疗前升高,且改善效果显著优于对照组(P<0.05),说明LIPUS可提升心脏迷走神经功能,改善心脏自主神经系统的调节能力。治疗后超声组HAMA、SDS、PSQI得分均较治疗前显著减低,其中HAMA评分改善效果显著优于对照组,提示LIPUS对冠心病合并焦虑障碍具有良好治疗作用。
目前关于LIPUS改善心率变异性的作用机制尚不明确。LIPUS治疗的主要特点是:低强度、脉冲式、热效应小,主要应用有超声靶向微泡破坏技术、声动力治疗以及超声药物递送。既往研究提示,LIPUS治疗具有机械效应,产生的细微机械按摩作用,能引起细胞膜结构变化,从而改变离子通道的通透性,提高第二信使活性,腺苷酸环化酶活性增高。而超声波在机体内传播时产生的空化效应会引起较多微气核的生成、振动、破裂并释放相应的能量。对机械外力敏感的化学基团可以捕获或利用超声波提供的能量,从而影响化学反应的产物[17,18,19]。多重效应可促进血流加速及改善内皮功能、提升心肌收缩力并且起到扩张血管、加速血流以及缓解血管痉挛的作用[20,21]。心脏受交感神经和迷走神经共同调节,HRV可反映交感神经和迷走神经兴奋程度,因此被广泛应用于评估心脏自主神经功能[22]。HRV是对心跳最小变化的定量测量,它反映心脏自主神经系统的调节能力,以及机体对压力源的反应能力[23]。HRV在各种反映心脏健康程度的测量指标中占有突出地位[24,25]。除了交感神经系统和迷走神经系统之间的协调能力外,HRV还可以作为与自主神经功能直接相关的其他方面的指标,例如自我调节能力以及心理和生理压力。心率变异性还与年龄相关。在衰老过程中,心血管自主调节功能减退,表现为迷走神经张力下降以及交感神经张力增加,从而促进心血管事件发生[26]。LIPUS促使动脉血流量增加,血液循环改善,缺氧缺血状态亦随之好转,患者心肌缺血缺氧情况得到缓解或消除,心脏自主神经功能改善,心率变异性升高,对冠心病合并焦虑的老年患者具有多重疗效。
综上所述,本研究结果提示LIPUS可显著改善冠心病心绞痛症状、提高心率变异性并改善焦虑状态。LIPUS提高老年冠心病患者的心率变异性提示其对老年患者远期预后可能存在有益作用。作为一种安全、易操作的无创物理治疗方法,LIPUS适用人群广泛,可作为冠心病常规治疗手段的有益补充,具有广阔的临床应用前景。本研究样本量较小,未来的研究可扩大样本量,采用多中心前瞻性研究进一步明确LIPUS对冠心病患者的确切疗效,并随访评估LIPUS治疗是否具有长期效应,使患者远期获益;进一步开展LIPUS基础研究可揭示其发挥治疗效应的确切分子生物学机制。

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