[發(fā)明專利]一種腦血管能量指標(biāo)分析方法及儀器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910053265.7
• 申請(qǐng)日: 2009-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN101919688A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李麗;龔劍秋;陸瑾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海匡復(fù)醫(yī)療設(shè)備發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): A61B5/02
• 分類號(hào): A61B5/02;A61B5/107;A61B5/022;A61B8/06
• 代理公司: 上海東方易知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 31121
• 代理人: 沈原

[技術(shù)領(lǐng)域]

本發(fā)明涉及醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域中腦血管指標(biāo)的分析，特別是一種腦血管系統(tǒng)能量指標(biāo)分析方法以及根據(jù)該方法而設(shè)計(jì)的臨床分析儀器。

[背景技術(shù)]

心臟的基本功能是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而血液在循環(huán)系統(tǒng)中又在不停地進(jìn)行動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，所以對(duì)于特定循環(huán)系統(tǒng)(如體循環(huán)、肺循環(huán)等)血液所攜帶的能量進(jìn)行分析可以在一定程度上反應(yīng)該循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)血管床的狀況。

血液動(dòng)力學(xué)的能量指標(biāo)最初被主要用于評(píng)價(jià)心臟功能，因?yàn)樾氖易龉煞譃閮深悾河糜谕苿?dòng)血液運(yùn)動(dòng)所做的心室外功，在心室收縮舒張過程中為克服自身能量損耗所做的心室內(nèi)功。心室內(nèi)功總是隨著后負(fù)荷的增加而增加，通常遠(yuǎn)大于心室外功，而心室外功只有在合適的負(fù)荷下才能達(dá)到最大，并不總是隨著后負(fù)荷的增大而增大。2003年，Cotter等人在文獻(xiàn)中指出，在心臟受到最大刺激時(shí)所得到的外功可以定義為最大心臟能量輸出(CPOmax)，可以作為反映心臟整體功能的直接指標(biāo)，可作為診斷慢性心臟病患者時(shí)的有力指標(biāo)，在急性心衰情況下可幫助選擇合適的治療辦法。

心室外功可以根據(jù)能量?jī)?chǔ)存形式的不同分為勢(shì)能和動(dòng)能，或根據(jù)血液的脈動(dòng)特性分為定常流部分的穩(wěn)定能和脈動(dòng)特性部分所產(chǎn)生的振蕩能，并可以進(jìn)一步將總能量分為穩(wěn)定勢(shì)能、振蕩勢(shì)能、穩(wěn)定動(dòng)能以及振蕩動(dòng)能四部分。一般來說，穩(wěn)定勢(shì)能主要由血管外周阻力所決定，即主要由微循環(huán)的特性所決定，振蕩勢(shì)能則與動(dòng)脈樹的輸入阻抗有關(guān)，取決于動(dòng)脈樹的幾何尺寸和彈性特性，可反應(yīng)動(dòng)脈管壁的粘彈特性和血液本身的粘性。

1965年到1966年，WR.Milnor等人對(duì)狗進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，計(jì)算了肺靜脈-心房的能量，發(fā)現(xiàn)78％的輸入能量消耗在肺循環(huán)中，總動(dòng)能占總輸入能量的7％。他們同時(shí)還將能量指標(biāo)用于肺血管床，通過計(jì)算入口端與出口端的能量，從而能到血流在狗的肺血管床的功率損耗，發(fā)現(xiàn)心悸亢進(jìn)能增加35％的肺靜脈血流量，而肺動(dòng)脈的輸入能則有小于5％的增幅。

Nichols等人在1977年對(duì)16人的體循環(huán)進(jìn)行能量指標(biāo)的研究，其中5人正常無心臟病(A組)，7人可能有冠狀動(dòng)脈疾病但血壓正常(B組)，4人有冠心病且有高血壓(C組)，主要計(jì)算了左心室外功的大小，得到C組的總能量最大，A組次之，B組最小，但對(duì)于總振蕩能與總能量的比值，則C組最大，B組次之，A組最小。故，血流振蕩能與總能量的比值也通常被作為血液流動(dòng)中效率的指標(biāo)，無論對(duì)于左心室還是右心室，在異常時(shí)該值都會(huì)顯著大于正常狀態(tài)下的該值。Zahka等人在1989年將能量指標(biāo)用于對(duì)小雞胚胎發(fā)育過程觀察中對(duì)背部大動(dòng)脈的血流狀況觀察發(fā)現(xiàn)，隨著胚胎發(fā)育，血管床的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，振蕩能與總能量的比率也增加，即心室-動(dòng)脈耦合系統(tǒng)效率下降。

1982年，Merillon等人對(duì)13名正常人與12名高血壓患者進(jìn)行研究，并計(jì)算了主動(dòng)脈血流的輸入阻抗、穩(wěn)定能、振蕩能以及振蕩能與穩(wěn)定能的比值。結(jié)果顯示，當(dāng)高血壓病人進(jìn)行降壓至正常后，大多數(shù)病人的阻抗曲線恢復(fù)正常，但振蕩能與穩(wěn)定能的比值依然高于正常組，也就是說高血壓病人中振蕩能損失依然較高，說明主動(dòng)脈壁依然較硬，或在對(duì)高血壓病人降壓后血流的脈動(dòng)特性更加明顯。他們?cè)?984年又對(duì)11名正常人以及12名心臟病患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在硝普鈉輸液過程中，心臟每搏輸出量增加，而主動(dòng)脈血流的波動(dòng)也更大，穩(wěn)定能和振蕩能都上升。

Berger等人在1995年對(duì)左心室-動(dòng)脈系統(tǒng)的耦合模型進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)在調(diào)節(jié)脈搏波速使之減少的情況下，左心室穩(wěn)定能上升，振蕩能出現(xiàn)雙相響應(yīng)，振蕩能與總能量的比值基本一直減少。Burattini等人也在1999年通過對(duì)狗進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及數(shù)學(xué)計(jì)算，認(rèn)為血壓的增加以及動(dòng)脈總順應(yīng)性的減少會(huì)降低血流用于振蕩能的消耗。

2002年，Hideaki?Senzaki等人將能量指標(biāo)用于臨床上分析Fontan循環(huán)中的心室功，觀察對(duì)象為17位有Fontan循環(huán)的病人，15位病人只有單側(cè)心室并用Blalock-Taussig分流術(shù)維持肺循環(huán)，還有13人有正常的二心室循環(huán)。他們定義了單位前向血流量所消耗總能量(Wt/CIt)為觀察指標(biāo)。然后，他們發(fā)現(xiàn)二心室循環(huán)者的Wt/CIs所要比單心室循環(huán)低40％，這表明單心室循環(huán)中單位前向血流需要消耗更多的能量，其心室效率比較低。

可見，能量指標(biāo)分析在肺靜脈-心房系統(tǒng)，左心室-動(dòng)脈系統(tǒng)等都有著廣泛的應(yīng)用。但目前尚無對(duì)腦循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行能量指標(biāo)的分析方法及儀器的相關(guān)研究及報(bào)道。