升主动脉的供血分值研究及其在诊断升主动脉早期粥样硬化病变中的意义

摘要

经典的血液体循环理论认为，在循环系统中，心脏为动力泵，将血液从心脏中泵出并通过动脉管道系统输送至机体的各个组织器官，在这个过程中，血液供给组织器官氧（oxygen，O2）及营养物质。它的正常运行，对于维持机体正常的生理活动及功能具有十分重要的意义。而目前，基于超声多普勒技术检测血液在血管内的血流速度曲线，是临床和科研最常用的无创检测血流状态，评价血管病变的方法。
　　长久以来，关于大动脉在舒张期的弹性回缩功能，科研人员进行了长期不懈的研究，并取得了一定的进展。现有的研究结果表明，大动脉在舒张期的弹性回缩作用，是维持舒张期血液持续流动的动力。近年来，部分学者根据大动脉的结构特点和连接关系认为，大动脉在弹性回缩过程中，不仅仅只在舒张期推动其内部的血液向前运动，这些向前运动的血液，部分还流入了与之相连接的其他动脉内。因此，大动脉能够在舒张期通过管壁的弹性回缩作用，使部分原本存在于其管腔内的血液流入至与之相连接的其他动脉中。不过，到目前为止，这种理论尚缺乏详实的实验依据，尤其是利用超声多普勒方法的实验证明，目前还未见报道。另一方面，大动脉的弹性回缩能力直接反映了动脉管壁的弹性。那么，是否可以通过某种方法将这种弹性回缩能力进行量化，从而直接反应动脉管壁的弹性能力，以达到早期无创诊断动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）的目的呢？基于以上思路，课题组通过超声多普勒技术，以直接与心脏连接的升主动脉（ascending aorta,AAO）为研究对象，进行了一系列的实验研究：
　　1.征集80名健康受试者（20-40周岁），在胸骨旁左室长轴切面，利用二维超声的方法，测量受试者的AAO长度，从AAO根部开始，将AAO平均分为6个节段，并以每个节段中心点作为测量点，利用超声多普勒技术，检测每个测量点的超声多普勒血流速度曲线。通过对速度曲线的分析，观察AAO每个测量点处的血液流动方式，从而确定动脉血液在射出心脏并进入AAO后的流动方式变化。
　　另外，利用双脉冲波多普勒（pulse wave Doppler,PW）的方法，检测AAO与无名动脉（innominate artery,INA），AAO与主动脉弓部（aortic arch，AOAR）的血流速度曲线。使用心电图（electrocardiograph，ECG）为时间引导，对比观察AAO与INA，AAO与AOAR在舒张期主动脉瓣（aortic valve，AV）关闭后的多普勒血流速度曲线差异，从而确定AAO是否在舒张期利用其本身血管壁的弹性回缩功能，使部分血液流入与其相连接的动脉，并创新性的提出体循环舒张期弹性泵的概念。
　　2.在提出体循环舒张期 AAO作为弹性泵的基础上，参照用于评估心脏收缩功能的射血分值（ejection fraction,EF）概念，创新性的提出用于评估体循环舒张期AAO弹性泵供血能力的供血分值（blood-supply fraction，SF）概念。并利用超声多普勒技术，通过分段计算法，最终计算得出80名健康成年人的SF值。为直观评价AAO的弹性收缩功能提供了参考标准。
　　3.征集20~35周岁，35~50周岁，50~65周岁年龄组的健康受试者各20名。利用超声多普勒技术，通过分段计算法，计算得出每组受试者的SF并进行统计学对比。从而分析健康成年人的SF随年龄变化的变化情况。
　　4.征集患有高血压5年以上，血脂指标异常，AAO根部内径显著增宽（>35mm），临床诊断为AAO早期AS病变的患者20名（50~65周岁）。利用超声多普勒技术，通过分段计算法，计算得出SF并与同年龄组健康人群的SF进行统计学对比。从而确定SF作为新的检测参数在诊断AAO早期AS病变中的作用。
　　实验结果表明：
　　1. AAO在人体舒张期的弹性回缩作用不但能推动AAO内的血液在舒张期向前运动，部分血液还在这种弹性回缩力的推动下流入与之相连接的动脉，最终用于保证部分器官在舒张期的持续供血，从而维持这部分器官的正常生理功能。AAO是一条弹性血管，其不但在心脏收缩期具有储血功能，还能在舒张期AV关闭后，利用管壁弹性缓慢推动血管内血液向前运动。而这种前向运动，导致部分血液在舒张期由AAO持续性的流入与其相连接的INA或者AOAR中。在这个过程中，AV始终处于关闭状态，AAO并没有接受来自左心室的血流。而 AAO在舒张期的这种功能，与心脏在收缩期的机械泵功能十分类似。因此，课题组创新性的提出AAO为机体舒张期的弹性泵概念。
　　2.类比心脏的血液泵机械原理，课题组在提出 AAO为人体舒张期弹性泵概念后，利用多普勒超声技术，初步计算得出健康成年人（20~40周岁）的 SF为21.04％±0.14%。
　　3.通过对三个不同年龄组的健康成年人的 SF值进行统计学分析，课题组得出结论，随着年龄的增长，机体AAO的SF呈现下降趋势。这说明，AAO作为体循环舒张期弹性泵，其供血能力随年龄增长不断降低。另外，50岁以上年龄组的SF显著低于其他分组（P<0.01），这说明，AAO供血能力的下降，在50岁以上的人群中表现更为显著。
　　4.通过对同年龄段健康人群与AAO早期AS病变人群的SF进行对比，课题组发现，健康人群的SF显著高于AAO早期AS病变人群（P<0.01）。这说明，SF可以作为检测动脉管壁弹性变化的可靠指标，并对临床早期无创诊断AAO的AS病变提供了可靠依据。
　　以上研究结果表明，AAO作为体循环舒张期的弹性泵，在舒张期使部分原本存在于其中的血液流入与之连接的其他动脉。而SF概念的提出，不但对弹性泵在舒张期的供血能力进行了量化，同时还为临床无创早期诊断AAO的AS病变提供了新的评定指标。

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封面

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缩略语表

中文摘要

英文摘要

前言

文献回顾

一、人体血液循环理论的发展历史

二、血液循环理论的主要内容

三、多普勒技术

四、不同动脉的基本结构以及大动脉在循环系统中的功能

五、EF

六、管道容积的分段计算法

七、AS

第一部分 利用超声多普勒的方法对AAO弹性泵作用的实验研究

1 前言

2 材料和方法

3 实验结果

4 讨论

第二部分 利用超声多普勒的方法对AAO的SF研究

1 前言

2 材料和方法

3 实验结果

4 讨论

第三部分 不同年龄阶段SF变化规律的实验研究

1 前言

2 材料和方法

3 实验结果

4 讨论

第四部分 SF在无创诊断AAO早期AS病变中的应用价值研究

1 前言

2 材料和方法

3 实验结果

4 讨论

小结

参考文献

附录

个人简历和研究成果

致谢