胸内正压对正常人左室功能的直接影响及其力学原理

发布时间：2020-06-11 11:58

【摘要】：胸内压力变化对血流动力学有明确影响，但其机制至今不清。一百三十多年来，国内外众多学者从不同角度广泛研究了该现象的机制，先后提出十多种假说，大多数假说都被后来的研究推翻。目前，占优势的主要有三种假说：肺容量增加学说、左右心室充盈相互竞争学说和心包添压学说，但都存在问题。学术界普遍认为真正的机理仍不清楚。我们研究发现，以上假说之所以未能成功解释这一现象是因为以往研究或理论只涉及到心功能及血流动力学的改变与由其引起的心脏功能改变而忽视了胸内压的直接力学作用对心脏收缩与舒张功能的影响。因此，我们设计了这一课题，利用乏氏动作模拟并放大平静呼吸呼气相胸内压增高时的情况，观测乏氏动作张力期正常人左室功能变化，探讨胸内正压的直接力学作用对正常人左室功能的影响及其机制。第一部分：正常人乏氏动作张力期左室充盈变化及其力学机制目的应用超声心动图探讨正常人乏氏动作张力期左室充盈变化及其力学机制。方法 1、实验对象 30名健康志愿者，男性21名，女性9名，平均年龄40.1岁（23-66岁）。既往体健，无不良嗜好，体格适中，心电图、血压及心脏超声检查正常，检查前2小时内禁烟、酒、浓茶及咖啡。 2、仪器 2.1自制的胸内压测定装置。使用表式血压计改装而成，将表式血压计袖带的一部分取下，接上一口鼻面罩(可将口鼻均罩入其内与外界大气隔离，使口腔、鼻腔与胸内气道压力一致)。口鼻面罩的一个末端与压力表式指针相连，，另一末端与压力传感器相连，后者通过导线可连接于超声诊断仪脉冲通道，使胸内压曲线同步显示于荧光屏。 2.2西门子Sequoia512与西门子S2000超声诊断仪，4V1c探头，频率2.5～4.0MHz。 3、方法左后侧倾斜卧位，连接同步心电图。超声心动图观测30例健康志愿者在初始时、乏氏动作张力期第1个心动周期及第2个心动周期时左室充盈指标（E、A、E/A、e及E/e）的变化。实时超声检查中存储受试者乏氏动作张力期超声图像。分析初始时、乏氏动作张力期第1个心动周期、第2个心动周期时左室流入道血流速度（E峰，A峰）及二尖瓣环舒张早期运动速度（e），计算左室舒张功能（E/A值）及左室舒张早期充盈压（E/e）的变化。结果与初始时比较，第1个心动周期时E、E/A及E/e增大（P＜0.05）；与第1个心动周期比较，第2个心动周期时E、E/A及E/e减低（P＜0.05）。结论正常人乏氏动作张力期第2个心动周期时左室充盈即减低，这与以往认为张力期4-5个心动周期后左室充盈开始减低不同。胸内正压降低左心系统与回流肺静脉跨壁压力，增加血流阻力可能是其原因。第二部分：曲率半径法评价正常人乏氏动作张力期室间隔运动目的使用曲率半径法评价正常人标准乏氏动作张力期室间隔形变与运动。方法 1、实验对象 23例健康志愿者，男性15名，女性8名，平均年龄32.6岁（23-49岁）。入选条件：既往体健，无不良嗜好，体格适中，心电图、血压及心脏超声检查正常，检查前2小时内禁烟、酒、浓茶及咖啡。 2、仪器 2.1自制的胸内压力测定装置。使用表式血压计改装而成，将表式血压计袖带的一部分取下，接上一口鼻面罩(可将口鼻均罩入其内与外界大气隔离，使口腔、鼻腔与胸内气道压力一致)。口鼻面罩的一个末端与压力表式指针相连，另一末端与压力传感器相连。 2.2西门子Sequoia512与西门子S2000超声诊断仪，4V1c探头，频率2.5～4.0MHz。 3、方法所有测试均在晚上进行，至少晚饭后2小时。先瞩受试者平静呼吸，左后侧倾斜卧位，连接同步心电图，行常规超声心动图检查。胸骨旁左室短轴二尖瓣腱索水平分别获取平静吸气相与呼气相的二维图像。然后瞩受试者捂紧胸压测定装置的口鼻面罩做乏氏动作，要求呼气压在0.5秒之内达到40mmHg，在实时超声检查中存储受试者标准乏氏动作张力期5s及10s的二维图像。使用自制的曲率半径测量软件计算平静吸气相、呼气相、乏氏动作张力期5s及10s时室间隔形变的曲率半径。结果室间隔曲率半径吸气相＞乏氏动作张力期10s＞呼气相＞乏氏动作张力期5s；两两之间比较，差异均有显著意义（P＜0.01）。结论正常人乏氏动作张力期5s时室间隔仍向右室侧移位，10s时室间隔形变介于吸气相与呼气相之间，无明显摆动。第三部分：胸内正压对正常人左室充盈的直接影响及其力学机制目的应用超声心动图观测胸内正压对正常人左室充盈的直接影响并探讨其力学机制。方法 1、实验对象 30名健康志愿者，男性21名，女性9名，平均年龄40.1岁（23-66岁）。入选条件：既往体健，无不良嗜好，体格适中，心电图、血压及心脏超声检查正常，检查前2小时内禁烟、酒、浓茶及咖啡。 2、仪器 2.1自制的胸内压测定装置。使用表式血压计改装而成，将表式血压计袖带的一部分取下，接上一口鼻面罩(可将口鼻均罩入其内与外界大气隔离，使口腔、鼻腔与胸内气道压力一致)。口鼻面罩的一个末端与压力表式指针相连，另一末端与压力传感器相连，后者通过导线可连接于西门子Sequoia512超声诊断仪的脉冲通道。 2.2西门子Sequoia512与西门子S2000超声诊断仪，4V1c探头，频率2.5～4.0MHz。 3、超声检查所有测试均在晚上进行，至少晚饭后2小时。先瞩受试者平静呼吸，左后侧倾斜卧位，抬高左臂至枕后以伸展肋骨增大超声波透声窗，连接同步心电图，行常规超声心动图检查。观察心率呈稳定状态3分钟后储存心尖四腔观二尖瓣口频谱多普勒超声及二尖瓣环组织多普勒超声图像作为初始时的实验资料。然后瞩受试者捂紧气压测定装置的口鼻面罩做乏氏动作，要求呼气压在0.5秒之内达到40mmHg，在实时超声检查中存储受试者乏氏动作张力期超声图像。分析初始时与标准乏氏动作张力期10s时左室流入道血流速度（E峰、A峰）、E/A值、二尖瓣环舒张早期运动速度(e)及舒张早期充盈压（E/e）的变化。 4、统计学分析采用SPSS13.0统计软件，计量资料以均数±标准差（±s）表示。两组资料比较用配对的t检验。P＜0.05为有统计学意义。结果与初始时比较，标准乏氏动作张力期10秒时经二尖瓣血流速度E峰减低（P＜0.05），A峰没有变化（P＞0.05），E/A值减低（P＜0.05）；e没有变化（P＞0.05），E/e值减低（P＜0.05）。结论 1，胸内正压对左室游离壁的力学作用阻碍了左室的舒张运动，引起E峰及E/A值减低；2，胸内正压降低了肺静脉系统与心脏的跨壁压力，增加了血流阻力也是导致肺静脉系统与左室血液回流减少，E峰减低，E/e值减低的一个原因。第四部分：胸内正压对正常人左室收缩功能的直接影响及其力学机制目的应用超声心动图观测胸内正压对正常人左室收缩功能的直接影响并探讨其力学机制。方法 1、实验对象 20名健康志愿者，男性15名，女性5名，平均年龄38.3岁（24-62岁）。入选条件：既往体健，无不良嗜好，体格适中，心电图、血压及心脏超声检查正常，检查前2小时内禁烟、酒、浓茶及咖啡。 2、仪器 2.1自制的乏氏动作负荷压定量装置。使用表式血压计改装而成，将原表式血压计袖带的一部分取下，接上一口鼻面罩，可将口鼻均罩入其内与外界大气隔离，使口腔、鼻腔与胸内气道压力一致。口鼻面罩的一个末端与压力表式指针相连，可定量与监测乏氏动作负荷压力。 2.2GE Vivid7彩色多普勒超声诊断仪，M3S探头，探头频率1.0～3.0MHz。 3、超声检查所有测试均在晚上进行，至少晚饭后2小时。先瞩受试者平静呼吸，左后侧倾斜卧位，抬高左臂至枕后以伸展肋骨增大超声波透声窗，连接同步心电图，行常规超声心动图检查。观察心率呈稳定状态3分钟后记录并储存心尖四腔观或胸旁四腔观的二维超声及脉冲多普勒超声图像作为初始时的实验资料。然后瞩受试者捂紧气压测定装置的口鼻面罩做乏氏动作，要求呼气压在0.5秒之内达到40mmHg，在实时超声检查中存储受试者乏氏动作张力期心尖四腔观或胸旁四腔观的二维及脉冲多普勒超声图像。分析初始时与标准乏氏动作张力期10s时左室舒张末容积（LVEDV）、左室收缩末容积(LVESV)、每搏量(SV)、射血分值（EF）、心率（HR）、心输出量（CO）、主动脉最大血流速度（PV）及平均血流加速度（MAC）的变化。 4、统计学分析采用SPSS13.0统计软件，计量资料以均数±标准差（±s）表示。两组资料比较用配对的t检验。P＜0.05为有统计学意义。结果与初始时比较，标准乏氏动作张力期10秒时LVEDV、LVESV及SV减低而HR增快（P均＜0.001），EF值增加，但无统计学意义（P＞0.05），CO及PV减低（P＜0.05），MAC没有变化，（P＞0.05）。结论胸内正压对左室游离壁的力学作用参与左室的收缩运动，其方向与左室本身的收缩力方向基本一致，两者合力增大，促进了左室的收缩运动，会引起EF值增加；胸内正常增加了血流阻力，引起回流量减低，导致SV、CO及PV减低。
【图文】：

装置图,压力测量,连接压力,脉冲通道

-69-图 1 自制的乏氏动作压力测量装置图中的口鼻面罩一端连接压力表，另一端连接压力传感器，后者通过导线可quoia 512 超声诊断仪的脉冲通道相连。

张力,志愿者,男性,心动周期

图 2 一名 30 岁男性志愿者 40 mmHg 乏氏动作张力期左室充盈变化E 峰值在张力期第 1 个心动周期时增加而在张力期第 2 个心动周期时即减低，A没有明显变化。（小箭头所示为同步记录的压力传感器脉冲曲线，表示乏氏动作开箭头所示分别为初始时、乏氏动作张力期第 1 个心动周期及第 2 个心动周期时左室指标 E 峰值变化。）
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：R445.1

【参考文献】