正常人頸總動(dòng)脈、肱動(dòng)脈、脛后動(dòng)脈牛頓射血力分析

肖滬生 銀浩強(qiáng) 徐智章 張愛宏 徐芳 任亞娟 彭欣 靳煒 王奇

根據(jù)牛頓射血力直接檢測(cè)心臟收縮功能已見報(bào)道,但通過對(duì)全身多處動(dòng)脈的施加力分析間接判斷心臟收縮功能的研究尚屬空白。本文運(yùn)用多普勒超聲檢測(cè)正常人頸總動(dòng)脈、肱動(dòng)脈、脛后動(dòng)脈的牛頓射血力, 研究從心臟到外周血管軸向力的分布, 分析人體動(dòng)脈長(zhǎng)度、內(nèi)徑、血管彈性變化及動(dòng)能勢(shì)能轉(zhuǎn)換對(duì)牛頓射血力傳導(dǎo)的影響, 為該參數(shù)的臨床應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料和方法

1.1 研究對(duì)象

選取2011年5—11月間本院健康人群中的自愿受檢者30例, 其中男性7例, 女性23例, 年齡20～39歲, 平均（27.1±3.8）歲。受檢者無吸煙嗜好, 間隔用餐1 h以上。

1.2 儀器和方法

1.2.1 儀器 采用ALOKA公司SSD 5500SV彩色多普勒超聲診斷儀, 血管寬頻探頭頻率5～13 MHz。

1.2.2 檢測(cè)方法 受檢者平臥于檢查床上, 前后分3次選取左側(cè)頸總動(dòng)脈起始段、左肘橫紋近心端1.5 cm范圍肱動(dòng)脈及左側(cè)內(nèi)踝后方脛后動(dòng)脈搏動(dòng)最明顯處,利用超聲探頭尋找3處動(dòng)脈的縱切面, 測(cè)量3段動(dòng)脈的血管內(nèi)徑, 然后適當(dāng)調(diào)節(jié)增益、濾波等設(shè)置, 多普勒取樣門寬1 mm, 且放在管腔中央, 取樣線與血管夾角＜60°, 選取select鍵檢查獲得頸總動(dòng)脈、肱動(dòng)脈、脛后動(dòng)脈多普勒血流流速曲線。待多普勒血流流速曲線穩(wěn)定后, 按“凍結(jié)”鍵進(jìn)行測(cè)量分析。測(cè)量3段動(dòng)脈血流加速度及加速度流速曲線下面積（圖1、2）。

圖1 左側(cè)頸總動(dòng)脈內(nèi)徑的測(cè)量 圖2 左側(cè)頸總動(dòng)脈血流加速度、加速期流速積分的測(cè)量

1.2.3 血管截面積計(jì)算 A=πr2=3.14(d/2)2, 其中A為血管截面積, d為血管內(nèi)徑。加速期容積計(jì)算:Vol=TVIat×A, 其中Vol為加速期容積, TVIat（time velocity integrals of acceleration）為加速期流速積分,A為血管截面積。加速期質(zhì)量計(jì)算: Mat=Vol×ρ,其中Mat為加速期質(zhì)量, Vol為加速期容積, ρ為血液的密度1.06 g/m3。牛頓射血力計(jì)算: F=Mat×A,其中F為牛頓射血力, Mat為加速期質(zhì)量, a為加速度。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 統(tǒng)計(jì)分析用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)資料行正態(tài)性和方差齊性檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以x±S表示, 組間比較采用方差分析。

2 結(jié) 果

3 0例正常人左側(cè)頸總動(dòng)脈的血管內(nèi)徑為（0.59±0.05）cm, 血管截面積為（0.28±0.05）cm2,血流加速度為（1 681.53±1 590.88）cm/s2, 加速期流速積分為（4.31±1.01）cm, 牛頓射血力為（1 941.73±958.68）dynes。左側(cè)肱動(dòng)脈的血管內(nèi)徑為（0.32±0.04）cm, 血管截面積為（0.08±0.02）cm2, 血流加速度為（1 018.40±287.28）cm/s2, 加速期流速積分為（3.21±1.17）cm, 牛頓射血力為（319.57±228.93）dynes。左側(cè)脛后動(dòng)脈的血管內(nèi)徑為 (0.21±0.03)mm, 血管截面積為（0.03±0.01）cm2, 血流加速度為（658.13±173.94）cm/s2, 加速期流速積分為（2.28±1.15）cm, 牛頓射血力為（68.11±69.34）dynes。正常人左側(cè)頸總動(dòng)脈、肱動(dòng)脈、脛后動(dòng)脈各參數(shù)之間比較, 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1) 。

表1 30例正常人左側(cè)頸總動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)檢測(cè)結(jié)果

3 討 論

多年來, 許多血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)被用來評(píng)估左心室收縮功能。Isaaz等[1]根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律計(jì)算出主動(dòng)脈起始部左心室射血力, 正常人左心室射血力為（29±5）kdynes, 慢性充血性心力衰竭且射血分?jǐn)?shù)小于40%的患者左心室射血力只有（12±4）kdynes。Lee等[2]也證明了甲狀腺功能低下患者的左心室射血力明顯低于正常人。令人感興趣的是, 收縮早期由于心臟的收縮, 使血流產(chǎn)生加速度, 從而推動(dòng)血液前向流動(dòng),而收縮晚期心臟收縮力甚低, 血流由于慣性繼續(xù)克服外周阻力前行。因此, 研究心臟早期收縮功能的牛頓射血力引起了研究者的注意[3]。

心血管是一個(gè)密閉連續(xù)的管道系統(tǒng), 心動(dòng)周期中左心室節(jié)律性的收縮將血液搏動(dòng)性地射入主動(dòng)脈, 再由中央動(dòng)脈流向周圍及末梢動(dòng)脈, 該過程中血液作為流體在血管中不斷地循環(huán), 因此, 血管的血流動(dòng)力學(xué)變化可反映心臟泵血功能、血管的彈性及外周阻力的變化。上世紀(jì)50年代開始的中醫(yī)脈象儀研究[4]以及近年來出現(xiàn)的回聲跟蹤技術(shù)（eTRAKING, ET）[5]、瞬時(shí)波強(qiáng)技術(shù)（instantaneous wave intensity, WI）[6]都是通過檢測(cè)外周血管診斷疾病的。由于從近心端到遠(yuǎn)心端血管的管徑不斷變細(xì), 血管的解剖結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化, 通過檢測(cè)一個(gè)外周血管部位的血流動(dòng)力學(xué)很難全面反映心血管系統(tǒng)狀態(tài)。任亞娟等[7]通過運(yùn)用超聲檢查技術(shù)對(duì)全身多處動(dòng)脈的血流動(dòng)力學(xué)進(jìn)行檢測(cè), 為外周血管血流動(dòng)力學(xué)研究提供了一個(gè)新思路。

本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí), 左側(cè)頸總動(dòng)脈的牛頓射血力為: （1 941.73±958.68）dynes; 左側(cè)肱動(dòng)脈的牛頓射血力平均為: （319.57±228.93）dynes; 左側(cè)脛后動(dòng)脈的牛頓射血力平均為: （68.11±69.34）dynes。從頸總動(dòng)脈到肱動(dòng)脈最后到脛后動(dòng)脈, 牛頓射血力逐漸變小, 這可能與血流不斷地流向外周, 能量不斷分散到各分支動(dòng)脈, 各分支動(dòng)脈的動(dòng)力不斷變小有關(guān)。從生理學(xué)角度分析, 血管內(nèi)射血力的大小與所支配的組織對(duì)血液的需求量有關(guān), 肱動(dòng)脈所支配的組織對(duì)于血液的需求量大于脛后動(dòng)脈, 故肱動(dòng)脈內(nèi)對(duì)于血流的驅(qū)動(dòng)力也應(yīng)該大于脛后動(dòng)脈。脛后動(dòng)脈與肱動(dòng)脈和頸總動(dòng)脈相比較, 前者距離心臟較遠(yuǎn)且管徑較細(xì), 符合血管越長(zhǎng)阻力越大、管徑越細(xì)阻力越大的血流動(dòng)力學(xué)原理,這可能是正常人不同部位血管內(nèi)射血力的不同的原因之一。在病理狀態(tài)下, 如果心臟的泵血功能降低或外周血管病變導(dǎo)致血管阻塞或血流阻力增加等均可引起動(dòng)脈局部牛頓射血力的改變, 因此血管局部的牛頓射血力檢測(cè)可以為臨床提供有價(jià)值的信息, 比如糖尿病患者下肢動(dòng)脈病變導(dǎo)致脛后動(dòng)脈牛頓射血力異常, 而頸總動(dòng)脈和肱動(dòng)脈牛頓射血力可能是正常的。

心室收縮射血過程中, 由于外周阻力的存在, 大動(dòng)脈內(nèi)的血液不可能迅速充盈至外周動(dòng)脈, 在射血力的作用下, 大動(dòng)脈壁的彈力纖維被拉長(zhǎng), 管腔擴(kuò)大, 心臟收縮時(shí)所輸出的能量, 一部分由動(dòng)能轉(zhuǎn)化成勢(shì)能, 暫時(shí)貯存在大動(dòng)脈壁上。脈象儀與ET技術(shù)主要研究血管壁運(yùn)動(dòng), 屬于勢(shì)能研究范疇, 牛頓射血力主要研究血管內(nèi)血流驅(qū)動(dòng), 屬于動(dòng)能研究范疇, 需要說明的是牛頓射血力雖然主要研究動(dòng)能, 但也能提供勢(shì)能的信息, 當(dāng)射血力大時(shí)對(duì)血管壁沖擊也大, 一部分能量轉(zhuǎn)化成勢(shì)能。動(dòng)能與勢(shì)能結(jié)合研究就能較全面地反映心臟輸出功能。WI技術(shù)雖然能同時(shí)反映心臟輸出的勢(shì)能與動(dòng)能,但由于價(jià)格昂貴不易臨床推廣, 牛頓射血力不需要額外裝置, 任何彩超都可以檢測(cè), 便于臨床推廣應(yīng)用。

牛頓射血力已運(yùn)用于心臟功能的檢測(cè)[8], 但至今還未見運(yùn)用于外周動(dòng)脈多點(diǎn)檢測(cè)的報(bào)道, 本文在不同動(dòng)脈段檢測(cè)牛頓射血力參數(shù)為臨床推廣提供依據(jù)。考慮到不同年齡段、不同性別、不同部位的血管內(nèi)牛頓射血力不同, 若能進(jìn)行大樣本實(shí)驗(yàn), 統(tǒng)計(jì)獲得不同動(dòng)脈的正常值并將該方法運(yùn)用于不同病種患者的牛頓射血力檢測(cè), 則有望能發(fā)現(xiàn)血管病變導(dǎo)致不同動(dòng)脈牛頓射血力的聯(lián)動(dòng)改變, 揭示不同疾病導(dǎo)致的牛頓射血力改變的原理。

通過檢測(cè)人體多處動(dòng)脈牛頓射血力可以分析從心臟到外周血管軸向力的分布, 分析人體動(dòng)脈長(zhǎng)度、血管內(nèi)徑、血管彈性變化及動(dòng)能勢(shì)能轉(zhuǎn)化對(duì)牛頓射血力傳導(dǎo)的影響, 為該參數(shù)的臨床應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

[1] Isaaz K, Ethevenot G, Admant P, et al. A new Doppler method of assessing left ventricular ejection force in chronic congestive heart failure [J]. Am J Cardiol, 1989, 64(1): 81-87.

[2] Lee R T, Plappert M, Sutton M G. Depressed left ventricular systolic ejection force in hypothyroidism [J]. Am J Cardiol,1990, 65(7): 526-527.

[3] John H, Phillips. Practical quantitative Doppler echocardiography [M]. CRC Pr, 1991:82-87.

[4] 肖滬生, 彭 欣, 徐智章, 等. 從瞬時(shí)波強(qiáng)與脈象儀的技術(shù)對(duì)比探討脈象研究的新方向 [J]. 上海醫(yī)學(xué)影像, 2010, 19(1):2-7.

[5] 肖滬生, 徐智章, 張愛宏, 等. eTRACKING技術(shù)的原理及參數(shù)探討 [J]. 上海醫(yī)學(xué)影像, 2006, 19(4): 242-245.

[6] 肖滬生, 徐智章, 張愛宏, 等. Wave intensity的命名探討 [J].上海醫(yī)學(xué)影像, 2008, 17(2): 81-82.

[7] 任亞娟, 徐芳, 徐智章, 等. 正常人頸總動(dòng)脈、肱動(dòng)脈、脛后動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析 [J]. 上海醫(yī)學(xué)影像, 2011, 20(3):183-185.

[8] 王岳恒, 王建華, 韓若凌. 高血壓病患者左心房射血力改變及其影響因素分析 [J]. 中華超聲影像學(xué)雜志, 2003, 12(3):146-148.