多普勒超聲音頻處理系統(tǒng)自動估測肺動脈壓的動物實驗研究

1、    多普勒超聲音頻處理系統(tǒng)自動估測肺動脈壓的動物實驗研究         摘要目的評價不同干預狀態(tài)下多普勒超聲音頻處理系統(tǒng)(DASPS)無創(chuàng)自動估測肺動脈收縮壓(PASP)、平均壓(PAMP)的準確性。方法應用DASPS對9只狗進行急性實驗研究，分別記錄心臟前負荷、后負荷及心肌收縮性變化時PASP、PAMP的估測值，并與有創(chuàng)檢測技術(IT)的實測值對比。結果不同干預狀態(tài)下DASPS估測的PASP、PAMP與IT實測值間高度相關(r=0.680.95,P<0.001)

2、。結論DASPS可準確地無創(chuàng)自動估測PASP、PAMP。關鍵詞肺動脈壓；多普勒超聲心動；多普勒超聲音頻處理系統(tǒng)中分類號R445.1文獻標識碼A文章編號1003-3289(2000)06-0515-03Experimental Study on the Auto-Estimation of Pulmonary Artery Pressure by Doppler Audio-Signal Processing SystemZHANG Yu-qi, CHEN Shu-bao,SUN Kun, et al(Department of Pediatric Cardiology,Shanghai Chi

3、ldrens Medical Center,Xinhua Hospital,Shanghai Second Medical University,Shanghai 200127,China)AbstractPurposeTo assess the accuracy of Doppler Audio-Signal Processing System(DASPS) in noninvasive auto-estimation of pulmonary artery systolic pressure (PASP),mean pressure (PAMP). MethodsExperimental

4、acute pulmonary hypertension was created in 9 dogs by infusion of Dextran,Dobutamine and partially occluding left and right pulmonary artery. PASP,PAMP estimated by DASPS were compared with values measured by invasive technique(IT) in pulmonary hypertension of different physiopathologic states. Resu

5、ltsDASPS-estimated PASP,PAMP correlated highly with IT values (r=0.680.95,P<0.01). ConclusionPASP,PAMP can be auto-estimated noninvasively by DASPS.Key wordsPulmonary arterial pressure; Doppler echocardiography; Doppler audio-signal processing system肺動脈壓是肺循環(huán)血流動力學的重要指標，對心血管疾病的診治及預后判斷具有重要意義。本研究旨在根據(jù)

6、動物實驗，觀察心臟前負荷、后負荷及心肌收縮性變化對肺動脈血流曲線的影響，評價DASPS無創(chuàng)自動估測肺動脈壓的準確性。1材料和方法1.1動物模型制備健康雜種狗9只，體重9.513.1kg，用2.5%戊巴比妥鈉30mg/kg腹腔注射麻醉，必要時靜推肌松劑氯化琥珀膽堿12mg/kg。麻醉后氣管插管，接Siemens SV900C呼吸機，呼吸頻率20bpm，潮氣量每次20ml/kg。常規(guī)備皮、消毒、鋪巾后，沿左鎖骨中線45肋間開胸，暴露心臟，分離主、肺動脈及分支，插入測壓管，經(jīng)壓力換能器輸入HP78534C監(jiān)護儀顯示主、肺動脈壓力。選擇合適型號的電磁流量計探頭，置于主肺動脈遠端測量QP，根據(jù)Poseu

7、ille公式(TPR=PAMP/QP)計算TPR，作為基礎狀態(tài)(BASIC1)。1.2多普勒超聲技術檢查應用HP SONOS1000型超聲儀，將3.5/2.7MHz探頭置于心臟表面，取樣容積取0.22cm分別于心尖五腔切面主動脈瓣口、胸骨旁右室流出道長軸肺動脈瓣口記錄主動脈、肺動脈血流曲線，測量下列時間間期參數(shù)：射血前期(PEP)、射血時間(ET)、加速時間(AT)、流速峰值(PV)、平均流速(V)，并與同一切面測量肺動脈直徑(D)1。1.3多普勒超聲音頻處理系統(tǒng)檢查在多普勒超聲(DE)檢查時，將主動脈、肺動脈血流的音頻信號及心電信號同步輸入Pentium 166電子計算機，經(jīng)機內DASPS分

8、析處理及自動識別后2，根據(jù)改良的FPA/FAO法1自動估測PASPD、PAMPD，顯示、打印并儲存結果2。1.4實驗干預前負荷改變(EXPER1)：記錄BASIC1后經(jīng)靜脈快速推入右旋糖酐50150ml/kg,導致QP升高及肺動脈高壓3。后負荷改變(EXPER2)：恢復基礎狀態(tài)(BASIC2)后，應用橡皮繩制成血管環(huán)縮器，部分阻斷左、右肺動脈，增加肺血管阻力，導致肺動脈高壓4。心肌收縮力改變(EXPER3)：記錄完畢后解除血管環(huán)縮器，恢復基礎狀態(tài)后(BASIC3)，經(jīng)靜脈緩慢推入稀釋后的多巴酚丁胺(10g/kg*min)5分鐘，增強心肌收縮力，造成肺動脈高壓5。實驗干預狀態(tài)下記錄指標同基礎狀態(tài)

9、，所有指標均連續(xù)測量10s內所有心動周期，然后取平均值。2結果2.1PASP、PAMP、QP、TPR的DASPS估測值及IT實測值見表1，DE測定的干預前、后肺動脈血流時間間期參數(shù)見表2。結果顯示：心臟前負荷增加時，PEP延長，PV增快，AT、ET縮短；DASPS估測的PASP、PAMP與IT實測值高度相關(r=0.86、0.89,P<0.01)。心臟后負荷增加時PEP延長，AT、ET縮短，PV減慢或不變；DASPS估測的PASP、PAMP與IT實測值間高度相關(r=0.93、0.87,P<0.01)。心肌收縮性增強時，PEP延長，AT、ET縮短，PV增快或不變；DASPS估測的P

10、ASP、PAMP與IT實測值間高度相關(r=0.72、0.68,P<0.01)。所有基礎狀態(tài)與干預狀態(tài)數(shù)據(jù)綜合分析：干預后，PEP延長，AT、ET縮短，PV不變；DASPS估測的PASP、PAMP與IT實測值間高度相關(r=0.90、0.88,P<0.01)。表1PASP、PAMP的IT實測值及DASPS估測值(<"0 (881 bytes)" src="/med/cano/201003/20100323182043682" 12 14>±s)(kPa)狀態(tài)PASP1PAMP1PASPDPAMPDBASIC13.19&#

11、177;0.1942.39±0.2531.29±0.273114.09±22.870EXPER14.55±0.4133.41±0.4061.91±0.310111.8±14.560BASIC23.27±0.3942.61±0.3681.60±0.29999.9±18.959EXPER25.52±1.0314.25±0.9291.52±0.230169.7±36.899BASIC33.16±0.3832.49±0.3331.36

12、±0.157111.1±22.678EXPER34.77±0.6103.41±0.4811.63±0.384129.4±28.835BASIC43.20±0.3302.50±0.3241.42±0.280108.1±21.604EXPER45.00±0.8373.71±0.7591.68±0.341138.1±37.252     表2DE測量肺動脈血流時間間期參數(shù)(<"0 (881 bytes)&q

13、uot; src="/med/cano/201003/20100323182043682" 12 14>±s)狀態(tài)PEP(s)AT(s)ET(s)PV(cm/s)BASIC10.0347±0.00690.0970±0.01750.2794±0.025398.5±22.2EXPER10.0376±0.0072?0.0874±0.0132?0.2711±0.0220?132.8±46.1?BASIC20.0323±0.00340.0961±0.01230.2590

14、±0.0166117.4±18.6EXPER20.0373±0.0044?0.0843±0.0123?0.2468±0.0148?97.00±37.1*BASIC30.0317±0.00500.0901±0.01110.2483±0.0187105.5±39.5EXPER30.0352±0.0056?0.0807±0.0112?0.2211±0.0203?118.9±35.3*BASIC40.0325±0.00540.0945±0.01

15、370.2621±0.0235107.8±27.8EXPER40.0364±0.0058?0.0841±0.0122?0.2464±0.0275?114.9±40.9*     ?P<0.01，?P<0.05，*P>0.05 3討論肺動脈壓、肺血流量、全肺阻力是肺循環(huán)血液動力學的重要指標，對心血管疾病的診治及預后判斷具有重要意義。心導管檢查可以獲得這些數(shù)據(jù)，但為創(chuàng)傷性檢查，復查隨訪不方便。應用多普勒超聲音頻處理系統(tǒng)，根據(jù)改良FPA/FAO法可以無創(chuàng)自動定量估測肺動脈壓6-7，但

16、不同病理狀態(tài)下是否都適用尚需進一步研究3。本研究發(fā)現(xiàn)：當肺血流量增加導致肺動脈高壓時，肺動脈血流時間間期參數(shù)PEP延長，PV增快，AT、ET縮短；部分縮窄肺動脈分支，肺血管阻力增加導致肺動脈高壓時，PEP延長，AT、ET縮短，PV不變或減慢；心肌收縮性增強導致肺動脈高壓時，PEP延長，AT、ET縮短，PV增快或不變；所有基礎狀態(tài)數(shù)據(jù)與肺動脈高壓狀態(tài)數(shù)據(jù)對比分析，PEP延長，AT、ET縮短，PV無明顯變化。因此，我們認為：PEP、AT、ET可敏感地反映肺動脈高壓時肺動脈血流曲線的變化，而PV對肺動脈壓力的變化反應不敏感，證明了改良FPA/FAO法的合理性1。本研究還發(fā)現(xiàn)：當肺血流量增加導致肺動脈

17、高壓時，由于血管壁張力的降低及輔助血管通道開放，肺血管阻力無明顯升高；DASPS估測的PASP、PAMP與IT實測值高度相關(r=0.86、0.89,P<0.01)。部分縮窄肺動脈分支，肺血管阻力增加導致肺動脈高壓時，肺血流量無明顯變化，DASPS估測的PASP、PAMP與IT實測值間高度相關(r=0.93、0.87,P<0.01)。靜注多巴酚丁胺時，心肌收縮性增強，動脈血管收縮，肺動脈壓、肺血流量及全肺阻力均有不同程度的升高；DASPS估測的PASP、PAMP與IT實測值間高度相關(r=0.72、0.68,P<0.01)。所有基礎狀態(tài)與干預狀態(tài)數(shù)據(jù)綜合分析：干預后，肺動脈壓

18、、肺血流量及全肺阻力均明顯升高(P<0.01)，DASPS估測的PASP、PAMP與IT實測值間高度相關(r=0.90、0.88,P<0.01)。表明在不同病理生理類型的肺動脈高壓狀態(tài)下，DASPS均可準確地無創(chuàng)自動估測PASP、PAMP，適用范圍較廣?；谝陨辖Y果，我們認為：PEP、AT、ET可敏感地反映肺動脈高壓時肺動脈血流曲線的變化；根據(jù)改良的FPA/FAO法，DASPS可準確地無創(chuàng)自動估測肺動脈壓，具有簡便省時、適用范圍廣等優(yōu)點?；痦椖浚荷虾Ｊ懈叩葘W?？茖W技術發(fā)展基金資助項目(合同編號：ZX95-002)。作者簡介：張玉奇(1968)，男，河南省洛陽市人，現(xiàn)為主治醫(yī)師，醫(yī)

19、學博士。張玉奇（上海第二醫(yī)科大學附屬新華醫(yī)院、上海兒童醫(yī)學中心心內科，上海200127）陳樹寶（上海第二醫(yī)科大學附屬新華醫(yī)院、上海兒童醫(yī)學中心心內科，上海200127）孫錕（上海第二醫(yī)科大學附屬新華醫(yī)院、上海兒童醫(yī)學中心心內科，上海200127）黃美蓉（上海第二醫(yī)科大學附屬新華醫(yī)院、上海兒童醫(yī)學中心心內科，上海200127）郁怡（上海第二醫(yī)科大學附屬新華醫(yī)院、上海兒童醫(yī)學中心心內科，上海200127）陳恩（上海第二醫(yī)科大學附屬新華醫(yī)院、上海兒童醫(yī)學中心小兒心外科）王威琪（復旦大學電子工程系）劉斌（復旦大學電子工程系）沈蓉（上海第二醫(yī)科大學附屬新華醫(yī)院、上海兒童醫(yī)學中心心內科，上海200127）張志芳（上海第二醫(yī)科大學附屬新華醫(yī)院、上海兒童醫(yī)學中心心內科，上海200127）參考文獻1張玉奇，陳樹寶，孫錕，等.肺動脈/主動脈血流時間間期比定量估測肺動脈壓的研究J.上海第二醫(yī)科大學學報，1998，5：375-77.2劉斌，王威琪，汪源源，等.利用改進的百分比法提取多普勒血流聲譜包絡J.聲學技術，1998，17(1)：9-14.3何建國，劉漢英，劉延玲，等