基于聚類分析的原發性高血壓無創血流動力學特征的研究

蔡靜,劉澤

(1.廣州軍區廣州總醫院 干部病房五科，廣東 廣州 510010；2.廣州中醫藥大學，廣東 廣州 510000)

高血壓是目前全世界最為常見、關注度最高的慢性病之一，全球約有15%的發病率。我國的高血壓患病率呈增長趨勢，目前國內的高血壓患者不少于2億[1]。人體處于長時間高血壓狀態可引起心臟、血管、腦等靶器官出現功能性、器質性的改變[2]。心阻抗法作為無創血流動力學監測技術，在高血壓的診斷及指導治療方面具有重要意義[3]。本研究用無創阻抗心動圖技術獲取高血壓患者的血流動力學數據，分析和研究不同年齡段原發性高血壓患者的無創血流動力學特征，深入探討不同年齡段原發性高血壓患者的無創血流動力學高血壓分型、病理及發病機制，為指導臨床更加合理的用藥提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇廣州軍區廣州總醫院心內科專家門診2016年9月至2017年7月收治的高血壓患者為研究對象，191例患者均符合原發性高血壓診斷相關標準，男94例，女97例；年齡20～94歲，平均(63.24±14.68)歲。據WHO年齡段的劃分，按年齡段將患者分成3個亞組:將年齡≤44歲歸入青年組，45～59歲歸入中年組，≥60歲的患者均歸為老年組[4]。其中老年組108例(占56.54%)，中年組66例(占34.55%)，青年組17例(占8.90%)。診斷標準：未服用降血壓藥物情況下，于非同日3次診室測量血壓，收縮壓均≥140 mmHg和(或)舒張壓≥90 mmHg，或者既往確診為高血壓病目前在服用降壓藥物治療，血壓雖<140/90 mmHg亦符合高血壓診斷。根據血壓升高的情況，又進一步將高血壓分為1級、2級和3級[5]。

1.2 納入標準及排除標準

1.2.1 納入標準 (1) 年齡≥18歲；(2) 臨床診斷為高血壓(新診斷或已經明確診斷且正在接受口服降壓藥物治療，血壓仍未達標的高血壓患者)。

1.2.2 排除標準 (1) 繼發性高血壓患者；(2) 高血壓合并先天性心臟病患者；(3) 高血壓合并其他系統嚴重疾病患者；(4) 高血壓合并腫瘤患者；(5) 妊娠高血壓患者。

1.3 研究方法

采用無創血流動力監測系統(香港千帆公司CSM- 3000)，所有患者每次隨訪時由經過訓練的人員收集無創血流動力學(ICG)數據。ICG檢查患者取仰臥位，檢查前休息5 min。ICG通過放置4對電極(2對在頸部，2對在胸部)檢測胸生物電阻抗。記錄受試者的收縮壓、舒張壓、平均動脈壓、心率、心輸出量(CO)、心臟指數(CI)、心搏量(SV)、心搏指數(SI)、心率變律性、胸液傳導性(TFC)、每搏變異率(SVV)、血管容積、每博外周阻力(SSVR)、系統阻力(SVR)、血管彈性、左心室每搏做功(LSW)、左心室每搏做功指數(LSWI)、射血前期(PEP)、左室射血時間(VET)、收縮時間比(STR)、射血收縮指數(EPCI)、變力狀態指數(ISI)、收縮變力性[6]。

1.4 統計學處理

采用Excel 2010與SPSS 19.0進行數據整理及統計學分析。首先，通過Excel 2010對不同類型高血壓患者做頻數及頻率統計。然后，使用SPSS19.0對Excel 2010數據進行整理，對采集的數據資料進行頻數分析。采用KMO檢驗、Bartlett球形檢驗、主成分分析法進行因子分析，采用離差平方和法(Ward法)進行系統聚類分析(層次聚類)，用平方歐式距離進行距離測量。采用樹狀圖顯示數據。通過聚類分析法可以把數據中一些相似程度較大的數據歸為一類，把一些相互疏遠的歸為不同的類，從中尋找出不同年齡段高血壓患者ICG特征。

2 結 果

2.1 高血壓患者ICG信息

對所有的異常ICG值進行頻數分析，將對病情分析無意義的數據刪除，詳見表1。

表1不同年齡的高血壓患者ICG信息分布例

注：括號內為構成比

由表1可見，納入的191例不同年齡高血壓患者HCG數據的分布情況，共有35組數據。其中青年組出現百分比最高的數據是“HR高于75次·min-1”，有8個數據所占的百分比大于40%；中年組出現百分比最高的數據是“SSVRI偏高”，有7個數據所占的百分比大于40%；老年組出現百分比最高的數據是“SSVRI偏高”，有7個數據所占的百分比大于40%。

2.2 ICG信息聚類分析的結果

通過樹狀圖(圖1)可以觀察到：當類間距離為2.5時，可將上述35個ICG信息分為5大類(表2)，其中收縮變力性偏低、HR高于75次·min-1、SSVR偏高、心率變律性偏低、SV偏低、LSW偏高、EPCI偏低為Ⅰ類，SI偏低、血管彈性偏高、ISI偏低、SSVRI偏高、SVR偏高為Ⅱ類，SVV偏高、EPCI偏高、CI偏高、LSWI偏高、SV偏高、LSW偏低、血管容積偏低、CO偏高、VET偏低、SSVR偏低、SSVRI偏低、PEP偏高、TFC偏高、收縮變力性偏高、心率變律性偏高、SI偏高為Ⅲ類，CO偏低、血管容積偏高、CI偏低為Ⅳ類，TFC偏低、VET偏高、LSWI偏低、HR低于75次·min-1為Ⅴ類。依據ICG改變的高血壓臨床分型，聚類分析的結果顯示，Ⅰ類屬于混合型(高阻力高動力低血容量型)，Ⅱ類屬于高阻力型(高阻力正常動力正常血容量型)，Ⅲ類屬于高動力型(正常阻力高動力正常血容量型)，Ⅳ類屬于高容量型(高阻力低動力高血容量型)，Ⅴ類混合型(正常阻力高動力低血容量)。

2.3 因子分析的結果

以每一聚類信息為變量，根據聚類結果及ICG變量在不同年齡段高血壓患者中出現的頻數，分析聚類結果，挖掘對不同年齡段高血壓患者貢獻較大的ICG信息，取載荷0.5以上的ICG信息，分析結果詳見表3。

按照因子分析的一般要求，并結合臨床實際進行進一步因子分析，青年組提取3個公因子，對總方差的累計貢獻率為92.273%；中年組提取7個公因子，對總方差的累計貢獻率為85.664%；老年組提取6個公因子，對總方差的累計貢獻率為88.557%，運用最大方差法進行旋轉，提取公因子最相關的指標，將其歸納為某一類型高血壓要素。根據各公因子包含的ICG信息，參考相關文獻資料，得出青年組高血壓多為高動力型，中年組高血壓類型多為高動力型和高阻抗型，老年組高血壓類型多為高阻抗型及混合型(高阻力高動力低血容量型)，見表3。

3 討 論

本研究結果顯示，青年高血壓患者的ICG異常主要多表現在心率偏快，心排量大致正常，前負荷(TFC)偏高，后負荷(SSVR、SSVRI、SVR)出現增高的趨勢，高血壓分型主要是高動力型，表明青年組原發性高血壓患者心肌收縮力增強，影響心肌的等長調節，博出量增加，心率加快；SSVR、SSVRI、SVR出現增高的趨勢；由于長期的精神緊張，各類感受器傳入的病理信號增加，交感神經活動增強，引起小動脈收縮，周圍血管阻力上升。國內外均有研究表明，青年原發性高血壓的發病率呈上升趨勢[7- 8]，成為一個不容忽視的高血壓人群[9]。魏蘭芳等[10- 11]研究認為,發病年齡≤45歲的青年人工作學習壓力大，容易焦慮，精神緊張，與運動量少、高鹽高脂飲食等不良的生活習慣相互作用，誘發高血壓。這個結論與本研究的結果不謀而合，青年高血壓患者長期處于緊張焦慮狀態，所以心率偏快，心肌收縮力偏高；加之高鹽高脂飲食、運動量少，所以出現年輕人血壓上升的情況，因此青年人群放松心情、勞逸結合、合理調整飲食結構，是管理血壓的有效方法。

中老年原發性高血壓患者血流動力學異常的特點主要表現在心排量(CO、CI、SV、SI)降低，外周血管阻力(SVR,SSVR,SSVRI)明顯升高，心肌收縮力(EPCI、ISI)降低。王茜等[12]通過大量的臨床研究也得出類似的結論。隨著年齡的增長，血流動力學狀態也會發生改變，大動脈血管硬化，動脈順應性和CI降低，導致血管的外周阻力增高、動脈壓及脈壓的增高[13]，因此中老年患者多屬于高阻抗型高血壓，此型若治療不及時可引起腦血管意外。中老年人心臟功能下降，患高血壓時更易出現心功能失代償[14]。

通過ICG監測對高血壓進行分型診斷，補充目前高血壓分型診斷方面的不足，為臨床醫師提供可靠的診斷依據，結合患者的實際情況給予患者治療性的生活干預建議，選擇合適的降壓藥物，有利于患者控制血壓，提高降壓的效果。

本研究運用聚類分析和因子分析的方法對191例原發性高血壓患者的血流動力學的數據進行探索研究，從不同的角度分析高血壓患者的ICG數據，根據數據內部的規律，得出不同年齡段患者高血壓分型，研究結果符合臨床實際[15]，為進一步的臨床研究提供了思路。同時為不具備ICG監測設備的科室提供診斷和治療高血壓的依據，從一定程度上減少因為醫師主觀判斷造成的誤差及多次更換降壓藥給患者帶來的不便。

圖1Ward聯接的樹狀分析圖

表2191例患者的聚類分析特征

分類ICG信息Ⅰ類收縮變力性偏低、HR高于75次/分、SSVR偏高、心率變律性偏低、SV偏低、LSW偏高、EPCI偏低Ⅱ類SI偏低、血管彈性偏高、ISI偏低、SSVRI偏高、SVR偏高Ⅲ類SVV偏高、EPCI偏高、CI偏高、LSWI偏高、SV偏高、LSW偏低、血管容積偏低、CO偏高、VET偏低、SS-VR偏低、SSVRI偏低、PEP偏高、TFC偏高、收縮變力性偏高、心率變律性偏高、SI偏高Ⅳ類CO偏低、血管容積偏高、CI偏低Ⅴ類TFC偏低、VET偏高、LSWI偏低、HR低于75次/分

表3不同年齡段高血壓患者ICG信息主成分分析結果

年齡段分類ICG信息因子分析累計貢獻度/%青年組高動力型HR高于75次·min-1(5.458)、SV偏低(1.266)、TFC偏低(0.658)92.273中年組高動力型高阻抗型CO偏低(3.469)、SV偏低(1.413)、TFC偏低(1.008)、SSVR偏高(0.963)、PEP正常(2.963)血管容量偏高(0.601)EPCI偏低(1.543)85.664老年組高阻抗型混合型CO偏低(3.824)、SV偏低(1.55)、TFC偏低(1.11)、SSVR偏高(0.601)、SVR偏高(0.732)、收縮變力性偏低(2.553)88.557

注：括號內為旋轉后因子荷載系數