明胶微球阻塞胎羊胎盘血管后的血液动力学变化
作者：李笑天 庄依亮 吴国强 沈霖霖 周光兴 常才 杨幼明 时浩
单位：200011 上海医科大学妇产科医院(李笑天，庄依亮，常才)；上海医科大学生物医学工程系(吴国强，沈霖霖)；上海医科大学动物部(周光兴，杨幼明，时浩)
关键词：
中华妇产科杂志980615
本课题受国家自然科学基金资助
胎盘梗阻、脐动脉血流改变是胎儿窘迫的重要病因之一。但是，目前尚无有效的方法检测脐动脉的压力波形，研究人类胎盘循环的血液动力学特点尚有一定的难度。本实验拟通过建立胎羊窘迫的动物模型，检测脐动脉的阻力和阻抗，研究胎儿窘迫时脐动脉的血液动力学变化。
一、材料与方法
, 百拇医药
1.孕羊的外科手术：健康绵羊(湖羊)8头，于妊娠116～125天(绵羊的妊娠期为150天)经胎羊股动脉插管，使导管顶端达到胎羊的腹主动脉水平；胎羊端脐带5 cm处置电磁流量计探头于一根脐动脉内。胎羊的动脉导管接压力换能器，电磁流量机探头接电磁流量计，再通过多功能生理记录仪动态监测胎羊的腹主动脉血压(P)和脐动脉的血流量(volumn of blood flow,V)波形[1]。手术操作完毕待各项指标稳定后予以进一步实验。用直径为50 μm的明胶微球和生理盐水配成10 mg/ml的悬液，经胎羊腹主动脉导管注射微球，每次0.5 ml，每隔15～20分钟注射1次，直至胎羊死亡；每次注射前后均检测P、V、氧分压(PO2)、二氧化碳分压(PCO2)和pH值。
2.血流和血压波形的数字信号处理：多功能生理记录仪输出的P和V波形用磁性数字记录仪记录，再通过A/D卡转化为数字信号，应用快速傅里叶转换法(fast fourier translate,FFT)计算脐动脉的阻力(R)和特征阻抗(Z)。
, http://www.100md.com
3.微球注射次数标准化方法：由于胎羊对微球的反应存在个体差异，对微球注射的次数(MS)予以标准化处理。设注射前的MS的标准化值(SMS)为0，设Nmax次MS后胎羊死亡时的SMS为1，MS为n时的SMS为n'=n/Nmax。
4.统计学处理：均用SPSS for Window 6.0版本的统计软件包处理，包括t检验、相关分析与回归分析等。
二、结果
8头绵羊4头为单胎，4头为双胎，每头均取1胎进行实验。共检测胎羊P和V 32次，同时检测胎羊血气和酸碱度30次。胎盘病理检查发现，绒毛间质中的小动脉内均见大小不等、数量不一的嗜伊红圆形微球。
1.R和Z的动态变化：MS与R之间有明显的相关性，MS增加，R升高，但二者之间为非线性关系。MS标准化后，或(和)R经对数转换后(记作LNR)，二者的相关性进一步增加。SMS与R之间呈指数相关。MS与Z之间无明显的相关性。MS经标准化转换后，或(和)脐动脉Z经对数转换后(记作LNZ)，二者间仍无明显的相关性。脐动脉R与其平均血流量(MV)间成对数相关。另一方面，脐动脉Z与MV也有明显的相关性。MV的增加与R增加和Z下降有关。见表1。
, http://www.100md.com
2.胎羊动脉血PO2、PCO2和pH值与R和Z之间的相关性：pH值与R之间呈指数相关，PCO2与R之间无明显的相关性，PO2与R之间呈指数相关。胎羊动脉血的pH值、PCO2和PO2与Z均无明显的相关性(P>0.05 )；经对数转换后，仍无明显的相关性(P>0.05)。见表2。
三、讨论
本研究建立了胎儿窘迫的胎羊动物模型，并检测胎儿窘迫过程中脐动脉阻力和阻抗的动态变化。绝大部分胎儿窘迫的动物模型可定性地判断胎儿窘迫是否存在[2]。然而，胎儿窘迫是一个复杂的、动态的过程，很难用单一指标反映其病理生理变化[3]。本实验建立胎羊动物模型，根据MS调节胎盘阻塞的程度，动态观察胎儿窘迫的过程。为了使不同个体间的指标具有可比性，MS予以标准化处理，结果表明，MS经标准化处理后，各项指标能更好地反映胎儿窘迫的程度。
, http://www.100md.com
谱分析能较理想地反映波形的特点，广泛地应用于血液动力学的研究[4]。本实验用FFT方法对P和V波形进行谱分析，计算R和Z。R类似于电阻，表示在稳定血流情况下P与V的比值；Z类似于电容和电感，表示P与V的波动成分之间的比值。
经胎羊腹主动脉注射微球，大部分经脐动脉停留于胎盘，实际上是减少了胎盘循环总的血管横截面积，SMS反映了胎盘小血管的阻塞程度。SMS与脐动脉R有明显的相关性，且呈指数关系，可能的机理是在胎盘阻塞的早期，胎儿窘迫的程度较轻，胎盘通过代偿使脐血管R改变不明显；随着阻塞程度加重，逐渐处于失代偿阶段，胎儿的各种内环境和机能不断恶化，R急剧增加。Z显示血管对波动血流的抵抗程度，其影响因素有血管的弹性、心率、波在血液里的传播能力等[4]。微球机械地阻塞胎盘，在短时间内不能直接改变血管的弹性、血液的粘稠度、惯性等，这可能是胎盘阻塞程度与Z相关性不显著的原因。
另一方面，脐动脉MV与R和Z均有明显的相关性。脐动脉MV是胎盘血流灌注能力的体现，R和Z均能影响胎盘血流灌注能力。但在本实验中，R改变是引起胎儿窘迫的关键，阻抗的作用较少。
, http://www.100md.com
R与胎儿动脉血的pH值、PO2之间有明显的相关性，且均呈成指数相关；但与PCO2之间无明显的相关性。R与胎儿血气之间存在分离现象，可能是胎儿血液动力学改变和血气分析改变出现的时相不同。因此，不管是胎儿血气和酸碱度，还是脐动脉血流的阻力和阻抗，都不能完全反映胎儿窘迫的过程。
综上所述，随着MS增加，脐动脉R升高，Z变化与MS无关；但R和Z对MV均有影响；且R与胎儿动脉血的血气和酸碱度之间有松散的关系。这是微球阻塞胎盘动物模型的血液动力学改变的特点。表1 MS与R和Z的相关性比较 相关变量
例次
相关系数
可能性
相关变量
例次
, http://www.100md.com
相关系数
可能性
MS-R
32
0.458 4
0.008
MS-Z
32
0.273 8
0.129
SMS-R
32
0.529 6
, 百拇医药
0.002
SMS-Z
32
0.242 0
0.182
MS-LNR
32
0.657 9
0.001
MS-LNZ
32
0.263 1
0.146
, 百拇医药
SMS-LNR
32
0.715 3
0.001
SMS-LNZ
32
0.230 4
0.204
MV-LNR
32
-0.919 4
0.001
MV-LNZ
, 百拇医药
32
0.307 1
0.030
表2 胎儿动脉血的血气和酸碱度与脐动脉血流阻力和阻抗的关系 相关变量
例次
相关系数
可能性
相关变量
例次
相关系数
可能性
pH-R
, 百拇医药
30
-0.224 2
0.234
PCO2-Z
30
-0.151 2
0.425
pH-LNR
30
-0.485 6
0.007
PCO2-LNZ
, 百拇医药
30
-0.184 4
0.329
pH-Z
30
-0.015 1
0.937
PCO2-R
30
-0.413 0
0.023
pH-LNZ
, 百拇医药 30
0.004 6
0.981
PO2-LNR
30
-0.497 7
0.005
PCO2-R
30
0.131 3
0.489
PO2-Z
, http://www.100md.com
30
-0.007 6
0.968
PCO2-LNR
30
0.273 0
0.144
PO2-LNZ
30
-0.007 8
0.967
参考文献
, http://www.100md.com
1 李笑天，庄依亮，周光兴，等.胎儿介入性实验的动物模型.上海医科大学学报，1997，24(增刊)：41-45.
2 Murotsuki J， Challis JR， Johnston L， et al. Increased fetal plasma prostaglandin E2 centrations during fetal placental embolization in pregnant sheep. Am J Obstet Gynecol， 1995， 173：30-35.
3 ACOG Committee Fetal distrees and birth asphyxia. Int J Gynaecol Obstet, 1994, 45：302-304.
4 William RM. Hemodynamics. 1st ed. Maryland: Wavely Press, 1982.154-190.
(收稿：1997-06-09 修回：1998-02-04), http://www.100md.com
单位：200011 上海医科大学妇产科医院(李笑天，庄依亮，常才)；上海医科大学生物医学工程系(吴国强，沈霖霖)；上海医科大学动物部(周光兴，杨幼明，时浩)
关键词：
中华妇产科杂志980615
本课题受国家自然科学基金资助
胎盘梗阻、脐动脉血流改变是胎儿窘迫的重要病因之一。但是，目前尚无有效的方法检测脐动脉的压力波形，研究人类胎盘循环的血液动力学特点尚有一定的难度。本实验拟通过建立胎羊窘迫的动物模型，检测脐动脉的阻力和阻抗，研究胎儿窘迫时脐动脉的血液动力学变化。
一、材料与方法
, 百拇医药
1.孕羊的外科手术：健康绵羊(湖羊)8头，于妊娠116～125天(绵羊的妊娠期为150天)经胎羊股动脉插管，使导管顶端达到胎羊的腹主动脉水平；胎羊端脐带5 cm处置电磁流量计探头于一根脐动脉内。胎羊的动脉导管接压力换能器，电磁流量机探头接电磁流量计，再通过多功能生理记录仪动态监测胎羊的腹主动脉血压(P)和脐动脉的血流量(volumn of blood flow,V)波形[1]。手术操作完毕待各项指标稳定后予以进一步实验。用直径为50 μm的明胶微球和生理盐水配成10 mg/ml的悬液，经胎羊腹主动脉导管注射微球，每次0.5 ml，每隔15～20分钟注射1次，直至胎羊死亡；每次注射前后均检测P、V、氧分压(PO2)、二氧化碳分压(PCO2)和pH值。
2.血流和血压波形的数字信号处理：多功能生理记录仪输出的P和V波形用磁性数字记录仪记录，再通过A/D卡转化为数字信号，应用快速傅里叶转换法(fast fourier translate,FFT)计算脐动脉的阻力(R)和特征阻抗(Z)。
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3.微球注射次数标准化方法：由于胎羊对微球的反应存在个体差异，对微球注射的次数(MS)予以标准化处理。设注射前的MS的标准化值(SMS)为0，设Nmax次MS后胎羊死亡时的SMS为1，MS为n时的SMS为n'=n/Nmax。
4.统计学处理：均用SPSS for Window 6.0版本的统计软件包处理，包括t检验、相关分析与回归分析等。
二、结果
8头绵羊4头为单胎，4头为双胎，每头均取1胎进行实验。共检测胎羊P和V 32次，同时检测胎羊血气和酸碱度30次。胎盘病理检查发现，绒毛间质中的小动脉内均见大小不等、数量不一的嗜伊红圆形微球。
1.R和Z的动态变化：MS与R之间有明显的相关性，MS增加，R升高，但二者之间为非线性关系。MS标准化后，或(和)R经对数转换后(记作LNR)，二者的相关性进一步增加。SMS与R之间呈指数相关。MS与Z之间无明显的相关性。MS经标准化转换后，或(和)脐动脉Z经对数转换后(记作LNZ)，二者间仍无明显的相关性。脐动脉R与其平均血流量(MV)间成对数相关。另一方面，脐动脉Z与MV也有明显的相关性。MV的增加与R增加和Z下降有关。见表1。
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2.胎羊动脉血PO2、PCO2和pH值与R和Z之间的相关性：pH值与R之间呈指数相关，PCO2与R之间无明显的相关性，PO2与R之间呈指数相关。胎羊动脉血的pH值、PCO2和PO2与Z均无明显的相关性(P>0.05 )；经对数转换后，仍无明显的相关性(P>0.05)。见表2。
三、讨论
本研究建立了胎儿窘迫的胎羊动物模型，并检测胎儿窘迫过程中脐动脉阻力和阻抗的动态变化。绝大部分胎儿窘迫的动物模型可定性地判断胎儿窘迫是否存在[2]。然而，胎儿窘迫是一个复杂的、动态的过程，很难用单一指标反映其病理生理变化[3]。本实验建立胎羊动物模型，根据MS调节胎盘阻塞的程度，动态观察胎儿窘迫的过程。为了使不同个体间的指标具有可比性，MS予以标准化处理，结果表明，MS经标准化处理后，各项指标能更好地反映胎儿窘迫的程度。
, http://www.100md.com
谱分析能较理想地反映波形的特点，广泛地应用于血液动力学的研究[4]。本实验用FFT方法对P和V波形进行谱分析，计算R和Z。R类似于电阻，表示在稳定血流情况下P与V的比值；Z类似于电容和电感，表示P与V的波动成分之间的比值。
经胎羊腹主动脉注射微球，大部分经脐动脉停留于胎盘，实际上是减少了胎盘循环总的血管横截面积，SMS反映了胎盘小血管的阻塞程度。SMS与脐动脉R有明显的相关性，且呈指数关系，可能的机理是在胎盘阻塞的早期，胎儿窘迫的程度较轻，胎盘通过代偿使脐血管R改变不明显；随着阻塞程度加重，逐渐处于失代偿阶段，胎儿的各种内环境和机能不断恶化，R急剧增加。Z显示血管对波动血流的抵抗程度，其影响因素有血管的弹性、心率、波在血液里的传播能力等[4]。微球机械地阻塞胎盘，在短时间内不能直接改变血管的弹性、血液的粘稠度、惯性等，这可能是胎盘阻塞程度与Z相关性不显著的原因。
另一方面，脐动脉MV与R和Z均有明显的相关性。脐动脉MV是胎盘血流灌注能力的体现，R和Z均能影响胎盘血流灌注能力。但在本实验中，R改变是引起胎儿窘迫的关键，阻抗的作用较少。
, http://www.100md.com
R与胎儿动脉血的pH值、PO2之间有明显的相关性，且均呈成指数相关；但与PCO2之间无明显的相关性。R与胎儿血气之间存在分离现象，可能是胎儿血液动力学改变和血气分析改变出现的时相不同。因此，不管是胎儿血气和酸碱度，还是脐动脉血流的阻力和阻抗，都不能完全反映胎儿窘迫的过程。
综上所述，随着MS增加，脐动脉R升高，Z变化与MS无关；但R和Z对MV均有影响；且R与胎儿动脉血的血气和酸碱度之间有松散的关系。这是微球阻塞胎盘动物模型的血液动力学改变的特点。表1 MS与R和Z的相关性比较 相关变量
例次
相关系数
可能性
相关变量
例次
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相关系数
可能性
MS-R
32
0.458 4
0.008
MS-Z
32
0.273 8
0.129
SMS-R
32
0.529 6
, 百拇医药
0.002
SMS-Z
32
0.242 0
0.182
MS-LNR
32
0.657 9
0.001
MS-LNZ
32
0.263 1
0.146
, 百拇医药
SMS-LNR
32
0.715 3
0.001
SMS-LNZ
32
0.230 4
0.204
MV-LNR
32
-0.919 4
0.001
MV-LNZ
, 百拇医药
32
0.307 1
0.030
表2 胎儿动脉血的血气和酸碱度与脐动脉血流阻力和阻抗的关系 相关变量
例次
相关系数
可能性
相关变量
例次
相关系数
可能性
pH-R
, 百拇医药
30
-0.224 2
0.234
PCO2-Z
30
-0.151 2
0.425
pH-LNR
30
-0.485 6
0.007
PCO2-LNZ
, 百拇医药
30
-0.184 4
0.329
pH-Z
30
-0.015 1
0.937
PCO2-R
30
-0.413 0
0.023
pH-LNZ
, 百拇医药 30
0.004 6
0.981
PO2-LNR
30
-0.497 7
0.005
PCO2-R
30
0.131 3
0.489
PO2-Z
, http://www.100md.com
30
-0.007 6
0.968
PCO2-LNR
30
0.273 0
0.144
PO2-LNZ
30
-0.007 8
0.967
参考文献
, http://www.100md.com
1 李笑天，庄依亮，周光兴，等.胎儿介入性实验的动物模型.上海医科大学学报，1997，24(增刊)：41-45.
2 Murotsuki J， Challis JR， Johnston L， et al. Increased fetal plasma prostaglandin E2 centrations during fetal placental embolization in pregnant sheep. Am J Obstet Gynecol， 1995， 173：30-35.
3 ACOG Committee Fetal distrees and birth asphyxia. Int J Gynaecol Obstet, 1994, 45：302-304.
4 William RM. Hemodynamics. 1st ed. Maryland: Wavely Press, 1982.154-190.
(收稿：1997-06-09 修回：1998-02-04), http://www.100md.com