超聲檢測動脈狹窄性病變血流動力學(xué)的實驗研究

1、超聲檢測動脈狹窄性病變血流動力學(xué)的實驗研究【摘要】目的探討動脈狹窄性病變遠端的超聲血流動力學(xué)變化與狹窄程度的關(guān)系。方法人工鉗夾犬腹主動脈制作不同程度狹窄（4050、6075和8090的面積狹窄）及不同狹窄長度（長1 cm、2 cm和3 cm）的模型，彩色超聲檢測各種狹窄模型時雙側(cè)股動脈的流速曲線及血流參數(shù)。結(jié)果狹窄程度的增加可使股動脈流速曲線反向波減小或消失，頻帶增寬，重度狹窄時呈單峰連續(xù)波型或靜脈樣流速曲線。多元線性回歸得出了狹窄遠端血流參數(shù)峰值流速(PSV)、收縮期加速度(SA)、搏動指數(shù)(PI)和阻力指數(shù)(RI)分別與狹窄程度和長度有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論犬腹主動脈不同程度和不同長度的狹窄與股

2、動脈的流速曲線及血流參數(shù)有一定關(guān)系，4種參數(shù)中以PSV、SA和PI較有價值?！娟P(guān)鍵詞】超聲檢查,多普勒;主動脈,腹;血液動力學(xué) Hemodynamical study with ultrasonography in arterial stenosis dogsDING Hong, ZHANG Hui, ZHAO Yuehu, et al.（Department of Diagnostic Ultrasound, Zhongshan Hospital,Shanghai Medical University, Shanghai 200032,China）【Abstract】ObjectiveTo

3、evaluate the relationship between a proximal artery stenosis and downstream Doppler waveform in dogs.MethodsFive dogs were operated to make arterial stenosis models by suppressing aorta with pincers with three types of stenosis extents (40%50%,60%75% and 80%90% area reduction) and there kinds of ste

4、nostic length (1 cm, 2 cm and 3 cm) in each type.The waveforms and hemodynamical parameters of bilateral femoral arteries were detected with color Doppler in each type of stenosis models including the peak systolic velocity (PSV), the systolic acceleration (SA), pulsatility index (PI) and the resist

5、 and index (RI).ResultsAs the stenostic degree was increased gradually, the tri-phasic waveform of femoral artery became biphasic and monophasic waveform accordingly, and in the severe degree, it was displayed Tardus-Parvus or continuous waveform. Linear regression analyses showed that there was sta

6、tistical correlation between stenostic artery and downstream parameters (PSV, SA, PI and RI).ConclusionQuantitative evaluation of the downstream waveform parameters (PSV, SA and PI) may be useful to predict a aorta stenosis.【Key words】Ultrasonography,Doppler;Aorta,abdominal;Hemodynamics為探討不同狹窄程度及狹窄長

7、度對遠端動脈流速曲線影響的規(guī)律，本研究設(shè)計了動脈狹窄程度和長度均不同的動物模型，對遠端動脈進行彩色多普勒超聲檢查，嘗試籍此尋找兩者間的關(guān)系。材料與方法一、材料1.動物：健康家養(yǎng)雜種犬5條，雄性2條，雌性3條，平均體重(12.30.59)kg。2.儀器：HP 8500 GP彩色超聲診斷儀，線陣探頭，二維探頭頻率 7.5 MHz，彩色探頭頻率 5.5 MHz。二、方法1.麻醉：3戊巴比妥鈉溶液按1 ml/kg體重靜脈麻醉。2.模型制作：動物麻醉滿意后，行腹正中切口，游離腹主動脈至腎動脈分叉水平以下。將腹主動脈短暫壓扁，用直尺測量此時腹主動脈的寬度（即為其外徑周長的1/2）。3.用2把或多把血管鉗鉗

8、夾腹主動脈制作狹窄模型:鉗夾時仍短暫壓扁腹主動脈，鉗夾范圍分別為上述測量寬度的1/3、1/2和2/3，造成腹主動脈約4050（輕度）、6075（中度）和8090（重度）的面積狹窄。在每種狹窄程度中鉗夾長度分別為1 cm、2 cm和3 cm 3種。每條犬均從輕度至重度進行3種狹窄程度（每種狹窄程度又有3種狹窄長度）的模型制作。檢測每種模型后松開血管鉗一段時間以減少血管壁的損傷，并恢復(fù)血流通暢。犬腹主動脈在腎動脈分支水平以下內(nèi)徑為 0.650.70 cm，控制的狹窄長度分別約為其內(nèi)徑的1倍、3倍和5倍。4.超聲檢測：在剖腹前行超聲檢測腹主動脈和雙側(cè)股動脈，分別記錄其內(nèi)徑及峰值流速(PSV)、收縮期

9、加速度(SA)、搏動指數(shù)(PI)和阻力指數(shù)(RI)等血流參數(shù)。脈沖多普勒超聲檢測時取樣門置于管腔中央，取樣門寬2 mm左右。使用聲束偏轉(zhuǎn)（steering），控制聲束血流夾角()在60以內(nèi)。同時，儀器的各種條件設(shè)置均保持不變，包括增益等。剖腹后在每種狹窄程度的不同狹窄長度中均用彩色超聲檢測雙側(cè)股動脈，并測量上述血流參數(shù)，每處檢測35次，取平均值，并用錄像機、可讀寫光盤、打印機記錄數(shù)據(jù)及像。5.統(tǒng)計分析：用SPSS軟件進行多元線性回歸統(tǒng)計分析。結(jié)果一、流速曲線分析1正常時：健康犬正常下肢動脈流速曲線為三相波型（1），頻帶窄，其下方有明顯的缺損,即“窗口”。收縮期加速度較大，波峰陡，迅即達到峰值流

10、速；舒張早期出現(xiàn)反向血流，晚期則為波峰較小的正向血流。1正常犬股動脈流速曲線,三相波型，頻帶窄，其下方有“窗口”2輕度狹窄：股動脈流速曲線仍呈三相波型，但頻帶稍增寬，反向波減小，加速度下降。3中度狹窄：狹窄長度2 cm時股動脈流速曲線仍呈三相波型但頻帶增寬，反向波和加速度進一步減小（2）；狹窄長度為3 cm時波型迥異，89表現(xiàn)為反向波消失的正向連續(xù)波型，頻帶增寬，其下方的“窗口”消失。2腹主動脈中度狹窄、狹窄長度1 cm時的股動脈流速曲線,反向波減小，頻帶增寬，PSV、SA、PI及RI均降低4重度狹窄：股動脈流速曲線增寬并呈單峰連續(xù)波型，反向波和“窗口”消失。隨著狹窄長度的增加，加速度進一步減

11、小，呈現(xiàn)Tardus-Parvus現(xiàn)象（3）。狹窄長度3 cm組有2例表現(xiàn)為靜脈樣流速曲線（4）。3腹主動脈重度狹窄時的股動脈流速曲線,呈反向波消失的單向連續(xù)波型，頻帶寬，PSV、SA、PI及RI明顯降低4腹主動脈重度狹窄,狹窄長度為3 cm時的股動脈流速曲線，呈靜脈樣無搏動，流速較低二、參數(shù)分析在相同狹窄長度的動脈中，隨著狹窄程度的增加，股動脈流速曲線的PSV、SA、PI和RI均逐漸降低，經(jīng)F檢驗，P均0.001。而當狹窄程度固定時，狹窄長度的增加對PSV和SA影響顯著(F檢驗，P0.05)。對上述參數(shù)分別進行多元線性回歸分析，結(jié)果見表1。 表1狹窄遠端血流參數(shù)與狹窄情況的多元線性回歸分析血

12、流參數(shù)變量偏回歸系數(shù)P值標化回歸系數(shù)峰值流速(cm/s)狹窄程度(G)-17.5790.001-0.729狹窄長度(L)-4.6250.001-0.347收縮期加速度(cm/s)狹窄程度(G)-414.6700.001-0.641狹窄長度(L)-106.9500.001-0.299搏動指數(shù)狹窄程度(G)-2.7250.001-0.651狹窄長度(L)0.0230.9120.010阻力指數(shù)狹窄程度(G)-0.1330.001-0.429狹窄長度(L)-0.0150.401-0.090 注：G-狹窄程度等級（用數(shù)量1、2、3表示）,L-指狹窄長度，為血管內(nèi)徑的倍數(shù) 血流參數(shù)與狹窄情況的回歸方程為：

13、1.PSV=78.4-17.6G-4.6L(F=170.58,P0.001) 2.SA=1788-415G-107L(F=63.91,P0.001) 3.PI=10.5-2.7G (F=27.85,P0.001)4.RI=1.0-0.13G (F=10.69,P0.001)討論彩色多普勒超聲診斷動脈閉塞性疾病的文獻已有較多論述，并且已為臨床所肯定。但臨床檢查中常受到氣體、肥胖等因素的影響，使深部血管如髂動脈的檢測能力受限1。盡管已有文獻報道病變動脈遠端的超聲血流動力學(xué)變化與近端的狹窄情況有一定關(guān)系，但其為臨床觀察資料2。本研究用彩色多普勒超聲檢測犬腹主動脈狹窄遠段的股動脈流速曲線及血流動力學(xué)的

14、改變情況，為臨床檢查中根據(jù)動脈流速曲線及參數(shù)的改變間接推測上段動脈病變情況的可行性提供較為可靠的實驗依據(jù)。動脈狹窄模型的制作方法有多種3,4， 多為血管狹窄的介入治療實驗,制作方法復(fù)雜費時。人工鉗夾犬的腹主動脈制造不同程度和不同長度動脈狹窄模型的方法，操作簡便，對血管本身的損傷小，且松開血管鉗后即可恢復(fù)腹主動脈原形，還可進行第二種狹窄模型的制作。本組腹主動脈未狹窄時股動脈流速曲線為三相波型，反向波較大，這與心血管生理密切相關(guān)。人體動脈系統(tǒng)的阻力68來自小動脈和微動脈5，因此當血液流向外周時，微動脈的收縮阻礙使高速前向的血流發(fā)生折返，產(chǎn)生大而深的反向波，就象水波遇到障礙物發(fā)生折返一樣6。隨著本組

15、犬腹主動脈狹窄的形成及程度的增加，流經(jīng)腹主動脈狹窄段的血流減少，在狹窄遠端管腔無明顯縮小的情況下，遠端動脈的血流灌注壓降低7,故峰值流速降低；而外周小動脈、微動脈因缺血缺氧造成代謝產(chǎn)物積聚和酸中毒，反射性引起周圍血管擴張，阻力降低8，從而導(dǎo)致反向波減小或消失。Cloutier G9報道，動脈對稱性狹窄7585和偏心性狹窄7990的下游10倍內(nèi)徑長度處，紅細胞散射能量最大，再遠端則能量逐漸減小。本實驗檢測的股動脈位于腹主動脈狹窄下游的10倍內(nèi)徑以上，故重度狹窄時表現(xiàn)為低速低阻的單向連續(xù)波型，收縮峰上升緩慢，其中3 cm組有2例失去搏動性，呈靜脈樣流速曲線。與Cloutier G的結(jié)果相一致。因此

16、，本組結(jié)果表明遠端動脈多普勒流速曲線的改變可以間接反映近端動脈狹窄的情況。本組數(shù)據(jù)經(jīng)多元回歸分析有統(tǒng)計學(xué)意義，得出PSV、SA、PI和RI與狹窄程度及狹窄長度有一定的關(guān)系。方程中G是指面積狹窄程度，這里只粗略地分為輕度、中度和重度3種等級，有一定的局限性。但從表中可以發(fā)現(xiàn)：4個血流參數(shù)中變量G的P均小于0.001，說明狹窄程度對上述參數(shù)有明顯的影響； G的偏回歸系數(shù)均為負數(shù)，即PSV、SA 、PI、RI與狹窄程度均成反比；血流參數(shù)PSV和SA中變量L的P0.05，說明狹窄長度對PSV和SA影響顯著，而對PI和RI無明顯影響；對每個參數(shù)而言，G的標化回歸系數(shù)絕對值均較L的大，說明狹窄程度對血流參

17、數(shù)的影響均較狹窄長度的影響大；4個血流參數(shù)中G的標化回歸系數(shù)絕對值中PSV、SA和PI較大，RI較小，說明狹窄程度的增加對這些血流參數(shù)影響最大的是PSV，最小的是RI，即PSV對狹窄的反應(yīng)最靈敏，而RI較不靈敏。丁紅（200032上海醫(yī)科大學(xué)附屬中山醫(yī)院超聲診斷科）張暉（200032上海醫(yī)科大學(xué)附屬中山醫(yī)院超聲診斷科）趙月虎（浙江諸暨市人民醫(yī)院超聲科）徐智章（200032上海醫(yī)科大學(xué)附屬中山醫(yī)院超聲診斷科）王文平（200032上海醫(yī)科大學(xué)附屬中山醫(yī)院超聲診斷科）參考文獻1，Aacks D, Robinson ML, Marinelli DL, et al. Peripheral arteria

18、l Doppler ultrasonography: diagnostic criteria. J Ultrasound Med,1992,11:95-103.2，Makita S, Ohira A,Murakami H, et al. Noninvasive detection of iliac artery disease and prediction of its severity from Doppler spectral analysis in common femoral artery. Angiology, 1997,48:615-621.5，Milnor WR. Hemodynamics. Williams & Wilkins,1982:163-190.7，Hamovici H, Zinicola N. Experimental ren