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编号:10497332
肺循环阻抗图及其二维向量环换算先天性心脏病肺动脉压的研究
http://www.100md.com 《同济大学学报(医学版)》 2000年第2期
     作者:鲁昌珍 张希彤 赵金平 宋勇

    单位:同济医科大学附属同济医院 内科 武汉 430030

    关键词:肺循环阻抗图;肺循环阻抗微分环;先天性心脏病;肺动脉高压

    同济医科大学学报000215 摘要:对34例先心病患者(病种如下)在手术前进行了肺循环阻抗图及其二维向量环检测,并与术前心导管实测肺动脉平均压(mPAP)进行相关分析。结果表明,肺循环阻抗图及其二维向量环的某些指标能够反映mPAP的变化,其中以I环/总环,B-YI (B-Y间期指数)最为敏感。所建立的多元逐步回归方程可用于换算先心病患者的 mPAP,为临床了解先心病 mPAP提供了一种无创、简便、快速的电脑辅助检测方法。

    中图法分类号:R541.04,R725.04

    Study on Impedance Pulmonary Rheogram and Its 2 -dimensional Cycle for Calculating Mean Pulmonary Arterial Pressure in Pat ients with Congenital Heart Diseases
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    Lu Changzhen Zhang Xitong,et al

    (Department of Internal Medicine, Tongji Hospital, Tongji Medical University, Wuhan 430030)

    Zhao Jinping

    (Department of Cardiac Surgery, Tongji Hospital, Tongji Medical University, Wuhan 430030)

    Abstract:Mean pulmonary arterial pressure (mPAP) was measured b y using impedance pulmonary rheogram (IPR) and its 2-dimensional cycle (2-DC) in 34 patients with congenital heart disease (CHD) before operation and compared w ith that measured by using right cardiac catheter. The results showed that th e parameters from IPR and its 2-DC could reflect the changes of mPAP in patient s with CHD, with I cycle/total cycle and B-Y index most sensitive. The regressi on equation set up by means of method of multifactor regression analysis could b e used to calculate the mPAP in the patients with CHD, which offered a noninvasi ve, simple and automatic approach to the quantitative assessment of mPAP in pat ients with CHD.
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    Key words:impedance pulmonary rheogram; 2-dimensional cycle; congenital heart disease; pulmonary arterial pressure

    国内70年代中期开始肺循环阻抗图 (IPR) 应用研究,近20年来全国各地进行了大量的动物试验及临床与导管实测对比观察, 探索了用IPR无创定量诊断COPD肺动脉压公式,在我院及全国其它医院形成了一种较成熟的临床辅助方法[1]。由于不同疾病引起肺动脉高压的病理生理机制不同,因此不同的心脏病的肺动脉高压在IPR图形上表现不同,故IPR的参数与肺动脉压的定量关系也不一致。 迄今为止,IPR及其二维向量环用于无创定量估测高动力型肺动脉高压方面,国内外报道不多。本文对34例先天性心脏病(先心病)患者,术前进行IPR及其二维向量环与右心导管对比,以找出IPR及其环无创伤定量估测先心病肺动脉压, 旨在为临床确定先心病是否伴肺动脉高压、确定先心病手术适应证及术后监测提供一项无创辅助检查方法。
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    1 材料与方法

    1.1 对象

    选择34例先心病患者,其中室缺23例,合并房缺6例,合并动脉导管未闭2例。房缺9例,其 中合并动脉导管未闭1例。单纯动脉导管未闭2例。以上疾病均经手术证实。术前行右心导管 检查,以mPAP>2.67 kPa (1 mmHg=0.133 kPa)为界,分为肺动脉压正常组(A组),肺动脉 高压组(B组)。A组16例,男女比例为2∶1,平均年龄(18.19±11.73)岁(5~46岁)。B组18 例,男女比例为3∶1,平均年龄(14.33±7.45)岁(4~32岁)。

    正常对照组:36例,男女比例3∶1, 平均年龄(16.32±6.17)岁(6~40岁)。三组资料年龄行F检验,P>0.05。

    1.2 仪器

    采用ZK-10G全自动阻抗微分仪,微机自动处理二维向量环,并显示各环面积。
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    1.3 观察指标

    1.3.1肺循环阻抗图:① Q-B间期 (右心射血前期):从心电图的Q点至肺循环阻抗图上右心射血起始的B点。② Q-BI (Q-B指数):为Q-B间期的心率校正值。③ B-Y间期(右心射血期):B点至微分图上右心射血结束的Y点。④ B-YI (B-Y指数)。⑤ Q-B/B-Y比值。⑥ P2-Y间期 (从心音图上的P2至微分图上的Y点)。⑦HS波幅(肺循环右心射血的最大容积波幅)。⑧ Cdz/dtmax (为HS的快速上升速率)。⑨ C/B-C (快速射血指数),见表1。

    1.3.2 肺循环阻抗微分环: 由微机自动将肺循环阻抗图及它的微分图分别送入X轴与Y轴形成二维向量环[2]。微机自动显示各环面积的比值。① I环面积(相当于快速收缩环面积)。② 总环面积(是由阻抗图上各波幅与它的微分图上各上升速率形成的各种二维向量环的总和面积)。

    将以上11个指标的数据用SAS软件包进行统计学处理。
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    2 结果

    2.1 正常人与先心病肺动脉压正常组及高压组的IPR对 比2.1.1A组与正常组对比:见表1。A组是先心病肺动脉压正常组,其B-YI (右心射血间期指数)明显延长,与正常人组之间差异有非常显著性 (P<0.01)。 C/B-C(右心快速射血指数)上升,与正常组之间有差异性。 其它指标也略有延长或增大,但与正常组之间差异无统计学意义。

    表1 正常人与先心病肺动脉压正常组及高压组的IPR对比(± s) 指 标

    正常人组(n=36)

    A组(n=16)

    B组(n=18)

    Q-BI
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    0.152± 0.031

    0.171± 0.048

    0.278± 0.094**#

    B-YI

    0.392± 0.053

    0.491± 0.044***

    0.300± 0.128**#

    P2-Y(S)

    0.054± 0.024

    0.057± 0.03
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    -0.058± 0.066**#

    HS(Ω)

    0.263± 0.050

    0.302± 0.089

    0.104± 0.103**#

    Cdz/dtmax(Ω/s)

    2.176± 0.590

    2.586± 1.042

    0.914± 0.901**#

    C/B-C
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    35.52±12.82

    53.47±27.69*

    16.49±18.49**#

    I环(u)

    1.798± 0.754

    2.643± 1.898

    0.578± 1.043**#

    总环(u)

    3.159± 1.258

    4.459± 2.550

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    与正常组对比 *P<0.05 **P<0.01;B组与A组对比 # P<0.01;1 u=0.2 mm2/s

    2.1.2 B组与正常人组对比(见表1):B组是先心病伴肺动脉压增高组,其Q-BI、B-YI、P2-Y间期等7项重要指标与正常人 组之间均有非常显著差异性,仅总环两组之间无差异。

    2.1.3 B组与A组的对比(见表1):B组是先心病伴肺动脉高压组,其与A组 (先心病肺动脉压正常组)在Q-BI、 B-YI、P2 -Y等8项重要指标之间有显著或极显著性差异。

    2.2 IPR换算的肺动脉压与右心导管实测值对比

    统计分析表明Q-B间期、Q-BI 、Q-B/B-Y与右心导管实测mPAP有极显著正相关。B-Y间期、B-YI 、P-Y间期、HS波幅、Cdz/dtmax 、C/B-C、I环、I环/总环则与右心导管实测mPAP有极显著负相关,其中I环/总环与B-YI的负相关最好 (r分别为-0.8027,-0.7471。P<0.01)。
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    2.3 回归方程的建立及各组自变量对它的影响

    结果见表2。

    表2 回归方程中各自变量的回归系数及P值 进入因数

    回归系数

    标准化回归系数

    P

    I环/总环

    -63.8875

    -0.566

    0.0018

    B-YI

    -85.121
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    -0.41

    0.035

    F-YI

    95.1

    -0.219

    0.0643

    将所有与导管实测值mPAP有显著相关性的指标在微机上行多元逐步回归,在0.19水准上, 筛选出3个自变量建立回归方程:

    mPAP=84.229-85.121×B-YI+95.101×F-YI-63.888×I环/总环 (F=28.41,r=0.8013,P<0.0001)||>b1>b2 ,其中F-YI在方程中无显著性作用(P=0.064)。 但3个自变量联合建立回归方程有极显著性统计学意义。
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    2.4 经组外回代

    以预测值与其实测值相差不足1 kPa为正确,正确率为78%, 两者间进行相关分析r=0. 87, P<0.0001。

    3 讨论

    左向右分流使肺循环血容量异常增加是形成先心病肺动脉高压的起始动因[3]。在早期(婴幼儿),由于肺血管壁弹性尚好,对从左向右分流的过多血液尚能通过肺血管被动扩张而维持着正常的肺动脉压或仅有轻度肺动脉压增高,随着先心病患者年龄增长,长期的异常高血流量,使肺循环动脉(尤其是中小动脉) 的中膜与内膜增生、肥厚、动脉腔变狭窄,导致肺动脉弹性减退,引起肺动脉外周阻力增大,逐渐形成肺动脉高压,而肺动脉高压会加重肺动脉器质性变化[4]。以上先心病从早期无肺动脉高压至引起严重肺动脉高压均可在IPR图形及其二维环上敏感地表现出来。这是因为IPR能敏感反映出肺血管的容积动态改变引起的电阻抗变化,如果肺循环血容积多且肺血管弹性又好,则两电极板之间电阻抗降低,故IPR的波幅高且波幅上升速率快,反之肺循环外周阻力大,血管弹性差,肺循环容积少,两电极之间电阻抗增高,故IPR的波幅降低且上升速率缓慢,以上改变与肺动脉压呈直线相关[5]
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    A组患者与正常人对比:表现在B-YI及环图面积均有延长或增大,这说明先心病早期由于左向右分流,肺循环血容积增多,但由于肺循环血管此时弹性尚好,心功能代偿尚佳, 因此在IPR图形上表现波幅(HS)增高,右心射血时间(B-YI)延长,右心射血速率 (Cdz/dtmax)加快,右心射血指数(C/B-C)加大,故肺动脉压尚维持正常范围或仅有轻度增高。

    B组患者由于长期处于左向右分流的高动力状态,已导致肺循环中小血管壁内膜增生肥厚,弹性减退,管腔变窄,使肺循环外周阻力增大,逐渐形成肺动脉高压,而肺动脉高压会加重肺血管及右心的器质改变[6],因此在IPR图形上表现Q-BI(右心射血前期指数)进一步延长,但B-YI (射血期指数)反而缩短,波幅及环图面积明显低于或小于A组及正常组。 可见在先心病患者演变过程中,肺循环阻抗图及其二维环除Q-BI是呈持续性延长外,其余指标均呈现先增后降及先大后小的双相变化, 从IPR及其环可敏感反映肺血管弹性及右心功能从早期的代偿到晚期的失代偿的过程。
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    本文用IPR与右心导管对比(见表2)可看出,IPR及其二维环的许多指标与右心导管实测值有极显著的正相关或负相关,其中I环/总环、B-YI与心导管mPAP实测值负相关性最好,这说明先心病晚期,随着肺血管损伤加重弹性减退,右心外周阻力增大,右心代偿功能减退,故其快速收缩环缩小(I环缩小),且右心射血期(B-YI)明显缩短。经过逐步回归筛选出三个自变量(I环/总环、B-YI 、F-YI)建立回归方程, 从而在一定程度上克服了单因素或双变量分析的局限性。所拟合的回归方程有极显著性意义(r=0.8013,P<0.0001)。从标准化回归系数值可知(见表2),I环/总环对方程贡献最大,B-YI次之,F-YI最小,因此IPR的I环/总环、B-YI可敏感、直观地反映先心病患者的肺动脉压,但由于本文病例数不大,而先心病种类又复杂,个别代偿机制差别很大,故进一步分病种及大数量研究,可望提高敏感性,但可以肯定的是, 用IPR及其环图相结合来反映先心病患者的病情变化,是一种更直接、 科学、客观的方法,很大程度排除了一些干扰因素的影响,因此无创换算的肺动脉压是可信的,为临床上估测先心病肺动脉压开创了一种无创、简便的检测方法,特别是作为治疗前后自身对照研究更有价值。
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    鲁昌珍,女,1936年生,教授

    参考文献

    1,Zhang Z X, Xu Y J,Zeng G B. Noninvasive quantitative diagnosis of pulmonary artery hypertension with impedance rheopneumogram in patients with chronic obstructive pulmonary disease. J Tongji Med Univ, 1993, 13: 167

    2,鲁昌珍. 肺循环电阻抗学与心脏病的鉴别诊断. 武汉:湖北科技出版社, 1995. 215~216

    3,王天佑. 先天性心脏病合并肺动脉高压临床处理有关问题. 中华外科杂志, 1996, 34(5): 259

    4,王迪浔. 病理生理学. 北京: 人民卫生出版社, 1994. 536~537

    5,段生福. 内科学. 第3版. 北京:人民卫生出版社, 1990. 24~25

    6,Rabinovitch M. Pulmonary Vascular disease, In: Thoracic and ca rdiovascular surgery. 46 ed. USA:Appleton-Centary-Crofts, 1983. 655~656

    (收稿:1998-06-03), 百拇医药