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间歇性充气加压联合不同温度热疗对下肢血液循环的影响

2024-10-21 70 上传者：管理员

摘要：目的探讨间歇性充气加压(IPC)联合不同温度热疗对下肢血液循环的影响。方法对30只成年雄性新西兰兔行左股骨上端髋部模拟手术以建立血液高凝状态模型，根据随机数字表法将模型分为45℃组(IPC联合45℃热疗)、42℃组(IPC联合42℃热疗)和40℃组(IPC联合40℃热疗),每组10只。于治疗前以及治疗后1、5、10 min完成血流动力学参数的检测。结果 (1)血液峰值流速、平均流速以及血流量：3组治疗后均高于治疗前，且随温度降低逐渐降低(P<0.01);治疗后1 min, 45℃组>42℃组>40℃组(P<0.01);治疗后5 min,血液峰值流速45℃组>42℃组>40℃组(P<0.01),平均流速、血流量45℃组与42℃组比较差异无统计学意义(P>0.05),但两组均显著高于40℃组(P<0.01);治疗后10 min, 3组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。(2)心率：治疗后1 min, 3组均较治疗前升高(P<0.05),45℃组>42℃组>40℃组(P<0.01);治疗后5 min, 45℃组和42℃组仍高于治疗前(P<0.01),40℃组与治疗前比较差异无统计学意义(P>0.05);治疗后10 min, 3组与治疗前比较差异均无统计学意义(P>0.05)。治疗后5、10 min, 3组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论安全范围内的温度越高，IPC联合热疗的作用越强，血管扩张越显著，血液流速越快，下肢血液循环改善越显著。

关键词：
深静脉血栓形成
温度
热疗
血流动力学
间歇性充气加压
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深静脉血栓(DVT)是骨科术后常见的并发症，以下肢深静脉为主，其发生率在不使用任何预防措施的情况下高达40%～60%[1]。间歇性充气加压(IPC)是骨科术后预防DVT常用的物理预防措施之一[2]。热疗能够增加局部血流量和扩张血管，从而有效促进血液循环而预防DVT的发生[3]。研究[4-5]表明，IPC联合热疗较单独使用IPC或热疗具有更好地改善血液循环的效果，从而预防下肢DVT的发生。Kumaran et al[6]研究发现，温度适度升高能够有效增加细胞代谢，同时热诱导的血管舒张可显著增强局部血液循环，当局部组织温度处于36～45℃时，血液灌注能迅速增加数倍，以42～45℃热疗增幅最显著。因此，本研究以IPC联合不同温度下的热疗方案为模型，探索能够有效促进下肢深静脉回流的最佳温度，明确IPC联合热疗的最佳搭配模式，以期为临床DVT的物理预防提供更多的预防模式和更好的预防方法。

1、材料与方法

1.1实验动物

健康清洁级雄性新西兰兔30只，体重2.1～3.4(2.6±0.3)kg,购自新疆医科大学动物实验中心。各实验动物单笼独立饲养，室内保持昼夜节律，室温保持在22～24℃,湿度保持在50%～60%。每日早晚各投食1次，自由饮水。

1.2实验材料

速眠新Ⅱ注射液(圣达动物药品有限公司生产，批号：20201101,规格：2 ml/支),舒泰®50溶液(维克有限公司生产，批号：83888105,规格：250 mg/瓶)。间歇性充气加压装置(龙之杰LGT-2200HN空气波压力循环治疗仪专家型);加热设备(自制橡胶温控加热软板，由1个中央温度调控器与2个橡胶加热软板构成，温度设定值范围40～65℃);彩色多普勒超声检测仪(GELOGIQ E9多普勒超声诊断仪，ML6-15探头，频率为6～15 MHz,操作中将探头置于血管纵切面中央，声速与血流夹角<60°)。

1.3实验方法

1.3.1血液高凝状态模型的建立

将30只雄性新西兰兔麻醉后，于左下肢定位股骨近端中上1/3处逐层切开皮肤、皮下组织后钝性分离肌肉至左股骨近端，钻孔后放置1枚动物专用钛合金自攻锁定螺钉(长度1.6 mm,⌀ 0.6 mm),局部止血冲洗后逐层缝合，纱布包扎固定。见图1。

1.3.2治疗方案

建模成功后按照随机数字表法将模型分为45℃组(IPC联合45℃热疗),42℃组(IPC联合42℃热疗)、40℃组(IPC联合40℃热疗),每组10只。术后第1天将加热软板放在内、加压腿套放在外，双重包裹缠绕于双下肢并固定进行相关治疗。IPC治疗压力8 kPa,治疗时长20 min/次，1次/d。各组治疗模式见图2。

图1兔髋部血液高凝状态模型的建立

图2 3组造模后治疗方案模式

A.IPC联合40℃热疗；B.IPC联合42℃热疗；C.IPC联合45℃热疗

1.3.3检测方法及观察指标

纳入研究的实验动物分别于造模前、后利用彩色多普勒血流成像完成股静脉血液平均流速、峰值流速、血流量、血管内径和心率等血流动力学参数的测定。造模成功后，3组在术后1 d完成治疗，于治疗前及治疗后1、5、10 min进行以上相同血流动力学参数的检测。血流动力学参数测定方法见图3。

1.4统计学处理

采用SPSS 26.0软件进行统计学分析。符合正态分布的计量资料以表示，采用一元单变量分析方法分析各组之间的差异，采用配对样本t检验比较造模前、后血流动力学参数，组间比较采用单因素方差分析，不同时间点重复测量的数据采用重复测量方差分析。

图3雄性新西兰兔股静脉彩色多普勒血流成像与血流动力学参数的获取

箭头处为兔左下肢股静脉，即浅灰色区域

2、结果

2.1造模前、后血流动力学参数的比较

见表1。血液平均流速、峰值流速、血流量造模后均较造模前降低(P<0.01)。心率与血管内径的造模前、后比较差异均无统计学意义(P>0.05)。

2.2治疗前、后3组血液峰值流速的比较

见表2。治疗前3组比较差异无统计学意义(P>0.05)。3组治疗后各时间段均较治疗前提高(P<0.05),治疗后1、5、10 min逐渐降低(P<0.05)。治疗后1、5 min, 45℃组>42℃组>40℃组(P<0.01)。治疗后10 min, 3组比较差异无统计学意义(P>0.05)。

2.3治疗前、后3组血液平均流速的比较

见表3。治疗前3组比较差异无统计学意义(P>0.05)。3组治疗后各时间段均较治疗前提高(P<0.05),治疗后1、5、10 min逐渐降低(P<0.05)。治疗后1 min, 45℃组>42℃组>40℃组(P<0.01)。治疗后5 min, 45℃组>42℃组>40℃组(P<0.01),但45℃组和42℃组比较差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后10 min, 3组比较差异无统计学意义(P>0.05)。

2.4治疗前、后3组血流量的比较

见表4。治疗前3组比较差异无统计学意义(P>0.05)。3组治疗后各时间段均较治疗前提高(P<0.05),治疗后1、5、10 min逐渐降低(P<0.05)。治疗后1 min, 45℃组>42℃组>40℃组(P<0.01)。治疗后5 min, 45℃组>42℃组>40℃组(P<0.01),但45℃组和42℃组比较差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后10 min, 3组比较差异无统计学意义(P>0.05)。

2.5治疗前、后3组心率的比较

见表5。治疗前3组比较差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后1 min, 3组均较治疗前升高(P<0.05);治疗后5 min, 45℃组和42℃组仍高于治疗前(P<0.01),40℃组与治疗前比较差异无统计学意义(P>0.05);治疗后10 min, 3组与治疗前比较差异均无统计学意义(P>0.05)。治疗后1 min, 45℃组>42℃组>40℃组(P<0.01)。治疗后5、10 min, 3组比较差异无统计学意义(P>0.05)。

2.6治疗前、后3组血管内径的比较

见表6。3组治疗前、后各时间段比较差异均无统计学意义(P>0.05)。

3、讨论

IPC预防DVT的作用主要通过机械效应和生化效应来模拟“肌肉泵”和释放血管活性物质，从而扩张血管，增加静脉回流量[4]。热疗主要通过热刺激作用于局部静脉以激活血管活性物质、诱导腺苷三磷酸(ATP)的释放，从而增强内皮细胞活力、扩张血管并降低氧化应激；同时增加肌原纤维活性与Ca2+的敏感性，增强肌肉收缩力，最终有效改善血液循环[7-8]。IPC与热疗不仅能从机械效应上有效扩张血管，同时也能产生一系列血管活性物质，从生化效应上增加血流量，降低血流阻力[9-10]。本研究结果显示，治疗后1、5 min,血液平均流速、血液峰值流速、血流量45℃组>42℃组>40℃组(P<0.01)。相关研究[7-8]表明，作用于局部组织的温度越高，所释放的ATP越多，肌原纤维活性和Ca2+的敏感性越强，从而使局部肌肉收缩力越强，最终能够有效增加静脉血液回流的外部挤压力。因此，随着温度的逐渐增加，IPC联合热疗的扩血管作用与生物活性物质的释放能力也呈现阶梯式上升，越能有效地促进血液循环。

表1造模前、后血流动力学参数的比较

表2 3组治疗前、后血液峰值流速的比较

表3 3组治疗前、后血液平均流速的比较

表4 3组治疗前、后血流量的比较

表5 3组治疗前、后心率的比较[n=10,次，

表6 3组治疗前、后血管内径的比较[n=10,cm,

正常雄性新西兰兔的心率约为(224.07±15.68)次[11],本研究中造模前心率为(131.77±3.67)次，考虑与麻醉药物相关。3组在治疗后1 min的心率较治疗前升高，以45℃组升高最显著，而在治疗后5 min时，45℃组和42℃组仍高于治疗前(P<0.01),在10 min时已下降至治疗前状态。由此可见，兔心率在体内外环境的影响下变化明显，除室内温度及药物的影响外，脉管系统内的血流量及血液流速的变化也对心率产生了很大影响，静脉血流量越大、流速越快，心室内血液充盈也就越快，从而导致了心率的有效增加。在治疗后1 min,各组在IPC联合热疗的作用下血液流速与血流量显著增加，间接增加了回心血量，因而促使心率较治疗前显著增加。虽然IPC的机械挤压作用产生的持续效应较短，但其生化效应以及热疗的持续效应则可能对血管产生更为持久的作用。45℃组与42℃组由于温度较高，促使心率增加效应较40℃组维持更长时间，因而在治疗5 min后仍显著高于治疗前，但40℃组由于本身温度较低则失温更快，不能促使心率在长时间内维持高水平状态，因而早期降至治疗前状态。在治疗10 min后，局部组织和静脉失去IPC的挤压时间长，麻醉药的肌松作用使肌肉失去紧张性，同时局部温度的进一步降低，血管活性物质分泌减少，内皮细胞活力降低，导致血液流速降低，血流量减少，从而使心率降至治疗前状态。兔股静脉十分细小，内径通常在1.8～2.0 mm之间，即使产生了较为剧烈的变化，或许也只能用微米来衡量差异，宏观上的变化并不显著[12]。因此，本研究中3组治疗前、后各时间段比较差异均无统计学意义(P>0.05)。

综上所述，安全范围内的温度越高，IPC联合热疗的作用越强，血管扩张越显著，血液流速越快，下肢血液循环改善越显著。在今后的研究中，我们将进一步探索IPC联合热疗的生物化学效应与内皮细胞改变的机械效应，从而为更有效地探索其作用机制，为临床应用奠定良好的理论支撑。

参考文献:

[5]张思平,马鹏程,孙荣鑫,等.间歇性充气加压联合热疗对雄性家兔下肢血流动力学变化的影响[J].临床骨科杂志,2023,26(1):141-145.

[9]王金山,诸凯,王雅博,等.热疗中血液灌注率对皮肤组织温度的影响[J].工程热物理学报,2019,40(5):1112-1119.

[11]张晓玉,张修彦,詹纯列.新西兰兔脏器参数､血液指标､心率､心室压的性别间比较[J].实验动物与比较医学,2016,36(1):32-36,40.

基金资助:新疆维吾尔自治区科技厅领军人才项目(编号:2022TSYCLJ0027);新疆维吾尔自治区科技厅重点研发计划项目(编号:2022B03011-1);

文章来源:佟敏,张思平,马鹏程,等.间歇性充气加压联合不同温度热疗对下肢血液循环的影响[J].临床骨科杂志,2024,27(05):742-746.