心血管康复的特色技术—湘雅医院杨天伦

心血管康复的特色技术：体外反搏心血管康复的特色技术：体外反搏A Novel Modality of Cardiovascular Rehabilitation:Enhanced External Counterpulsation中南大学湘雅医院心内科杨天伦 教授Department of Cardiology,XiangYa Hospital,Central Sounth UniversityProf.Tianlun Yang 2010-2030中国中国CVD事件将事件将发生警报性增长发生警报性增长（50%)WHO疾病负担项目疾病负担项目Circulation.2011;124:314-323.Circulation.2011;124:278-279.中国心脑血管病防治面临挑战更为严峻！中国心脑血管病防治面临挑战更为严峻！脑卒中死亡率脑卒中死亡率冠心病死亡率冠心病死亡率p体外反搏技术的概念与发展体外反搏技术的概念与发展p心脏康复与体外反搏心脏康复与体外反搏p血管康复与体外反搏血管康复与体外反搏p体外反搏技术的未来发展体外反搏技术的未来发展主要内容主要内容体外反搏是如何工作的？体外反搏是如何工作的？体内反搏（IABP）体外反搏（ECP）辅助衰竭的心脏：从内反搏到外反搏D/S比值1.2执行机构电池阀（开/关）管道（气体传输）主机系统DS囊套（充气/排气）效果监测信息反馈D/S比值心电图调节气泵压力增强型体外反搏工作原理增强型体外反搏工作原理Enhanced External Counterpulsation,EECP美国：美国：1960年代年代研制成功研制成功液压驱动的体外反搏装置的体外反搏装置（未推广普及）（未推广普及）体外反搏概念的提出与技术发展体外反搏概念的提出与技术发展中国：中山大学领衔的课题组中国：中山大学领衔的课题组 1970年代年代 研制成功研制成功气动式四肢序贯式体外反搏装置并在国内推体外反搏装置并在国内推广应用（广应用（ECP）中国：1980年代研制成功增强型体外反搏装置并在国内推广应用（EECP）时 间体外反搏发展的重要事件1980年代初增强型体外反搏装置（增强型体外反搏装置（EECP）诞生并进入临床应用）诞生并进入临床应用1990年代初EECP装置获美国装置获美国FDA批准，进入美国并经此进入世界其他国家和批准，进入美国并经此进入世界其他国家和地区地区1995-1997年 美国第一个体外反搏美国第一个体外反搏RCT（MUST-EECP）：哈佛大学、耶鲁大学、）：哈佛大学、耶鲁大学、哥伦比亚大学、纽约州立大学及加州州立大学等联合攻关哥伦比亚大学、纽约州立大学及加州州立大学等联合攻关1998年第一个第一个“国际国际EECP病人登记中心（病人登记中心（IEPR）”（美国匹兹堡大学）（美国匹兹堡大学）2002年美国美国ACC/AHA冠心病稳定型心绞痛治疗指南冠心病稳定型心绞痛治疗指南2006年欧洲心脏病协会（欧洲心脏病协会（ESC）冠心病心绞痛治疗指南）冠心病心绞痛治疗指南中华医学会心血管病分会冠心病心绞痛治疗指南中华医学会心血管病分会冠心病心绞痛治疗指南2009年在中国老年学会的支持下，中国体外反搏专业委员会在中国老年学会的支持下，中国体外反搏专业委员会(EAC)成立成立体外反搏发展的重要事件体外反搏发展的重要事件国外媒体给予体外反搏积极和正面的报道Bypassing the surgeon(不需要外科的不需要外科的“心脏搭桥心脏搭桥”！)p体外反搏技术的概念与发展体外反搏技术的概念与发展p心脏康复与体外反搏心脏康复与体外反搏p血管康复与体外反搏血管康复与体外反搏p体外反搏技术的未来发展体外反搏技术的未来发展主要内容主要内容Evolution of Cardiovascular DiseasesRisk FactorsHypertensionAtherogenic DyslipidemiaDiabetes MellitusAbdominal ObesityProthrombotic stateProinflammatory stateGeneticsEthnic PredispositionAgingHormonal imbalancePhysical inactivitySmokingCommon Factors Exercise capacity Arterial wall thickeningVascular Stiffness AtherosclerosisLV-contractility LV-relaxation Endothelial DysfunctionInflammation Catabolism Atrophy Early fatigue Skeletal Muscle DysfunctionVentilatory AbnormalitiesNeurohormonal activationRenal Single organ dysfunctionAnginaHeart Attack StrokeSilent IschemiaMultiple organs dysfunctionHeart failureRenal FailureCerebralPulmonaryDisease ProgressionComplex factors that determine the rate of progression from risk to organ failureLinking risk factors to cardiovascular disease is endothelial dysfunction增强型体外反搏工作原理增强型体外反搏工作原理Enhanced External Counterpulsation,EECP增加心输出量增加心输出量Duplex echocardiography Descending AortaLawson,Hui:J of Critical Illness 2000;5:629-636 ControlEECP降低收缩期阻力负荷舒张期主动脉根部血流增加增加CO增加静脉回心血流增加心室舒张期充盈收缩期舒张期降低收缩期阻力负荷增加冠脉血流体外反搏对心脏血流的影响体外反搏对心脏血流的影响Bhavananda T.Reddy,Andrew D.Michaels Journal of Geriatric Cardiology 2010;7(2):67体外反搏与体外反搏与IABP比较的血流动力学差异比较的血流动力学差异舒张压舒张压主动脉平均压主动脉平均压收缩压收缩压冠脉平均流速冠脉平均流速舒张期冠脉流速舒张期冠脉流速Health VolunteerAtherosclerotic10203010200Change of blood velocity(%)收缩期流速收缩期流速舒张期舒张期平均流速平均流速-6.0%-19.3%*9.6%13.7%*3.2%23.6%*p0.05,*p0.01体外反搏对其它重要脏器的影响体外反搏对其它重要脏器的影响-眼底动脉血流眼底动脉血流Werner D,et al:Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol.239:599-6-2健康志愿者健康志愿者动脉粥样硬化动脉粥样硬化颈动脉颈动脉(n=35)肾动脉肾动脉(n=18)Applebaum RM,et al:Am Heart J 1997;133:611-5.102030022%19%p=0.001(%)p=0.0001血流速度积分变化率血流速度积分变化率20406005640(cm/sec)舒张期平均流速舒张期平均流速体外反搏对其它重要脏器的影响体外反搏对其它重要脏器的影响-颈动脉、肾动脉颈动脉、肾动脉1990年年1991年年1992年年2年内年内7次次PCI2次搭桥手术次搭桥手术病例介绍病例介绍Nat Clin Pract Cardiovasc Med 2006;3(11):623-32Change in Angina Functional Class from IEPR-1Baseline CCS anginal Class Distribution1-year CCS anginal Class Distribution86%in Class III/IV25%in Class III/IV2719301960102030405060No AnginaIIIIIIIV%of patients in each CCS Class76%maintained at least 1 CCS class improvement 0102030405060IIIIIIIV%of patients in each CCS ClassN=4,56529.718.427.817.96.20102030405060No anginaIIIIIIIV2-year CCS anginal Class Distribution24%in Class III/IVAm Journal of Cardiol 2004;93:461-4643-year CCS anginal Class Distribution0102030405060No Angina I IIIIIIV21%in Class III/IV5%16%24.8%19.3%34.9%Clin.Cardiol 2008;31,4:159-164Changes in patients with Left Ventricular DysfunctionWith diabetes mellitus(DM,n=36)versus non-diabetes(Non-DM,n=27)6-minute Walk00.511.522.53DMNon-DMNYHA Classification2.71.12.91.3p0.001p0.001p0.001p0.001Increase 37%Increase 30%No significant difference in the increase in both groupPre-EECPPost-EECP7478731,0251,137(ft)AHA 2008Changes in patients with Left Ventricular DysfunctionWith diabetes mellitus(DM,n=36)versus non-diabetes(Non-DM,n=27)00.511.522.533.544.5DMNon-DMCardiac Output3.13.93.34.1p0.001p0.001Pre-EECPPost-EECP0510152025303540DMNon-DMEjection Fractionp0.001p0.001Increase 21%Increase 20%No significant difference in the increase in both group29.829.936.235.9(%)(l/min)Increase 25%Increase 22%No significant difference in the increase in both groupAHA 2008Cost effectivenessPotential Cost Savings Scenario#HF ptsTotal#Hospital VisitsAverage Cost per Hospital Visit Total Cost to Healthcare System/1,000 pts Before ECP1,0003,000*$5,456$16,368,000 After ECP1,000500*$5,456$2,728,000 Reduction in hospitalization costs after treated with ECP$13,640,000Cost to treat with ECP$3,640,000 Annual savings to healthcare$10,000,000 Saving per patient$10,000*Average#of hospital visits before ECP over 12 months is 3.6*Average#of hospital visits after ECP over 12 months is 0.5(Reduction in average cost of hospitalizations)EECP reduced ER Visits&Hospitalizations in Patients with LVDHospitalizationsCHF 2007;13:36-4000.20.40.60.811.21.486%83%6-monthsPre-EECP6-monthsPost-EECPp0.001p0.001ER Visits6-monthsPre-EECP6-monthsPost-EECP 3.53.02.52.01.51.00.50p体外反搏技术的概念与发展体外反搏技术的概念与发展p心脏康复与体外反搏心脏康复与体外反搏p血管康复与体外反搏血管康复与体外反搏p体外反搏技术的未来发展体外反搏技术的未来发展主要内容主要内容Evolution of Cardiovascular DiseasesRisk FactorsHypertensionAtherogenic DyslipidemiaDiabetes MellitusAbdominal ObesityProthrombotic stateProinflammatory stateGeneticsEthnic PredispositionAgingHormonal imbalancePhysical inactivitySmokingCommon Factors Exercise capacity Arterial wall thickeningVascular Stiffness AtherosclerosisLV-contractility LV-relaxation Endothelial DysfunctionInflammation Catabolism Atrophy Early fatigue Skeletal Muscle DysfunctionVentilatory AbnormalitiesNeurohormonal activationRenal Single organ dysfunctionAnginaHeart Attack StrokeSilent IschemiaMultiple organs dysfunctionHeart failureRenal FailureCerebralPulmonaryDisease ProgressionComplex factors that determine the rate of progression from risk to organ failureLinking risk factors to cardiovascular disease is endothelial dysfunction血流切应力与血管内皮保护血流切应力与血管内皮保护生理状态的切应力生理状态的切应力低切应力状态低切应力状态低血流切应力和湍流区域低血流切应力和湍流区域是动脉粥样硬化斑块高发区域是动脉粥样硬化斑块高发区域血流切应力与冠心病的临床联系血流切应力与冠心病的临床联系Zhang Y,et al:Circulation 2007,116:526-34 体外反搏对猪颈总动脉内的血液流速和切应力变化体外反搏对猪颈总动脉内的血液流速和切应力变化0.89%9.18%2.17%0 02 24 46 68 81010正常组正常组高脂组高脂组反搏组反搏组AS+体外反搏体外反搏AS正常对照正常对照体外反搏对实验动物（猪）动脉硬化的影响体外反搏对实验动物（猪）动脉硬化的影响Zhang Y,et al:Circulation 2007,116:526-34体外反搏治疗对实验性动脉粥样硬化猪冠脉内膜的影响体外反搏治疗对实验性动脉粥样硬化猪冠脉内膜的影响Zhang Y,et al:Circulation 2007,116:526-34x400 x40正常组正常组动脉硬化组动脉硬化组动脉硬化组体外反搏动脉硬化组体外反搏体外反搏保护血管内膜促进冠状动脉血管重构体外反搏保护血管内膜促进冠状动脉血管重构HE染色染色弹力纤微染色弹力纤微染色Zhang Y,et al:Circulation 2007,116:526-34体外反搏降低冠脉前降支体外反搏降低冠脉前降支CRP和补体和补体C3a表达表达Zhang Y,et al:ATVB 2010Tao J,et al:International Journal of Cardiology 2006,112:269-274 体外反搏治疗改善高胆固醇血症猪体外反搏治疗改善高胆固醇血症猪内皮依赖的血管舒张功能（离体动脉环）内皮依赖的血管舒张功能（离体动脉环）Cardiology 2008;110:160-166Circulating Endothelial Progenitor Cells(EPC)in patients with Angina PectorisBaselinePost-treatmentAssessed by flow activated cell sorterper 105 peripheral blood mononuclear cellsNumber of CD34+/KDR+Cellsp=0.430p=0.049p=0.557p=0.010EPC Colony Forming Unitper wellArterial Stiffness and Myocardial Oxygen DemandResults of a randomized sham control studyAm J Cardiol 2011;107(10):1466-1472 Aortic Augmentation Index(Alx)Change in Alx (%)*p0.01p0.05p0.05*Wasted Left Ventricular EnergyEw(dynes cm 2 sec)p0.05p0.05EECP(N=28)Sham Control(N=14)Pulse-Wave VelocityCarotid Femoral Carotid-Femoral(m/sec)*p0.05p0.05p0.05*Changes in Exercise Capacity Results of a randomized sham control studyAm J Cardiol 2011;107(10):1466-1472 EECP(N=28)Sham Control(N=14)Exercise Time Treadmill Exercise Time(sec)*p0.05p0.001p0.01*Modified Naughton protocolPeak Time to AnginaPeak Time to Angina(sec)*p0.05p0.001p0.01*Peak Oxygen Uptake Peak Oxygen Uptake(ml/kg/min)*p0.05p0.001p0.01*EECP improves endothelial function A randomized sham-controlled studyBraith:Circulation 2010;122:1612-1620Effects on VasomotorFlow-Mediated Dilation:Brachial ArteryPercent Change(%)p0.01Sham N=14,EECP N=28Pre-EECPPost-EECP2%51%Percent Change(%)Flow-Mediated Dilation:Femoral Artery p0.013%30%Change in Plasma NOx p0.01mol/L2%36%Change in Prostaglandin 6-keto-PGF1 p0.01pg/mL1%71%Change in Endothelin-1 p0.01pg/mL5%25%EECP improves endothelial function A randomized sham-controlled studyBraith:Circulation 2010;122:1612-1620 Inflammatory Cytokines and Adhesion MoleculesTumor Necrosis Factor-Sham N=14,EECP N=28Pre-EECPPost-EECPSoluble Vascular Cell Adhesion Molecule p0.011%6%*ng/mLHigh-sensitivity C-reactive Protein p0.015%32%*mg/Lp0.0112%16%*pg/mLMonocyte chemoattractant Protein-1 p0.010.2%13%pg/mL*EECP improves endothelial function A randomized sham-controlled studyPre-EECPPost-EECPSham N=14,EECP N=28Braith:Circulation 2010;122:1612-1620Functional and Exercise CapacityCCS Functional Class p0.001*Angina Episodes per day p0.01*Daily Nitrate Usage p0.01*1.01.0 0.90.2Peak Time to angina p0.01*sec406449 471645 p0.001Peak Exercise Duration*secPeak Oxygen Consumption p0.001*mL/kg/minute权威的基础与临床研究成果权威的基础与临床研究成果支持体外反搏疗法的血管保护作用支持体外反搏疗法的血管保护作用AS进展期进展期斑块破裂斑块破裂破裂斑块修复破裂斑块修复体外反搏体外反搏-从动脉粥样硬化病变的早期开始介入从动脉粥样硬化病变的早期开始介入 Peter Libby,Circulation 2001;104;365-372斑块形成斑块形成体外反搏体外反搏血管内皮血管内皮切应力“血管内皮血管内皮”：体外反搏作用的新靶点：体外反搏作用的新靶点中国专家的观点加速动脉血流速度，提高血管内皮的血流切加速动脉血流速度，提高血管内皮的血流切应力刺激应力刺激改善血管内皮功能，促进内皮修复改善血管内皮功能，促进内皮修复抑制内膜增生抑制内膜增生抑制动脉粥样硬化病变及相关基因表达抑制动脉粥样硬化病变及相关基因表达Circulation,2007,116:526-534ATVB 2010;30(4):773-780.AJP-Heart Circ Physiol.2006;290(1):H248-54Am J Cardiol.2006;98:28-30.Chin Med J(Engl).2009;122(10):1188-94.Circulation.2010;122:1612-20JACC,2003,41:1761-1768.JACC,2006,48:1208-1214Am J Cardiol.2006;98:28-30.Cardiology,2008,110:160-166.体外反搏血流速度动脉粥样硬化冠心病国际同行的论证体外反搏与血管康复：从血管内皮保护开始体外反搏与血管康复：从血管内皮保护开始u 冠心病、心绞痛的治疗冠心病、心绞痛的治疗 Guidelines:AHA/ACC(2002),ESC(2006),中国冠心病指南中国冠心病指南（2006）u 慢性脑血管疾病的康复慢性脑血管疾病的康复 Han JH,et al:Stroke 2008;39:1340 u 冠心病高危人群预防（血糖、血脂、血压、吸烟等）冠心病高危人群预防（血糖、血脂、血压、吸烟等）Barsheshet A,et al:Cardiology,2008,110:160-166.Nichols WW,et al:J Am Coll Cardiol,2006,48:1208-1214.Zhang Y,et al:Circulation,2007,116:526-534 Zhang Y,et al:Arterioscl Thromb Vasc Biol.2010;30(4):773-780 u 亚健康人群亚健康人群 McCullough PA,et al:Am Heart J 2006;151(1):139体外反搏的临床应用范围和目标人群体外反搏的临床应用范围和目标人群p体外反搏技术的概念与发展体外反搏技术的概念与发展p心脏康复与体外反搏心脏康复与体外反搏p血管康复与体外反搏血管康复与体外反搏p体外反搏技术的未来发展体外反搏技术的未来发展主要内容主要内容2009-7 重庆重庆2011中国心血管病临床指南与专家共识中国心血管病临床指南与专家共识-人民卫生出版社人民卫生出版社两次国际体外反搏学术交流会均在中国成功举办两次国际体外反搏学术交流会均在中国成功举办血管介入血管介入外科搭桥外科搭桥综合治疗综合治疗+体外反搏体外反搏