影響阻抗法測心輸出量的參數(shù)及其臨床應(yīng)用

影響阻抗法測心輸出量的參數(shù)及其臨床應(yīng)用【摘要】通過理論推導(dǎo)和臨床應(yīng)用證實了阻抗法測心輸出量的3個重要參數(shù)，即血液電阻率、基礎(chǔ)阻抗和阻抗值變化量對于心輸出量的計算的重要影響。

【關(guān)鍵詞】心輸出量；參數(shù)；阻抗

阻抗法是無創(chuàng)測量心輸出量的一個重要方法，由Nyboer公式表明［1］，導(dǎo)體容積的變化量在數(shù)值上與阻抗變化量成正比，當(dāng)長度不變時，容積增加是由于血管擴張、截面積增大引起的。因此，可以利用阻抗的變化來反映血管截面積的變化，據(jù)此可進一步判斷血管內(nèi)血流量的變化。

1心輸出量計算公式

假設(shè)由心臟射出的血液全部用于胸廓血管段的橫向擴張，且設(shè)血液電阻率ρ保持不變，則利用Nyboer公式可以用阻抗法無創(chuàng)測量心輸出量。但實際應(yīng)用時，計算出的心搏量明顯小于實際值。究其原因，是沒有考慮在心臟射血、血管充盈擴張的同時，一部分血液已流出被測血管段這一事實。由此現(xiàn)代阻抗法之父Kubicek醫(yī)生經(jīng)過實驗，并依據(jù)正常人體參數(shù)，血液電阻率ρ、基礎(chǔ)阻抗Z0和參照健康人群的心搏量測量結(jié)果，提出用dZdt|maxgT取代式中的阻抗值變化量dZ，得到Kubicek心搏量計算公式。即：

dV=ρL2|Z|2dZ=ρL2|Z|2dZdt|maxgT

式中，dV為心搏出量，dZdt|max為阻抗時間的一階導(dǎo)數(shù)最大值，T為心室射血時間。上式的基礎(chǔ)是假設(shè)通過胸腔各處的電流為均等的。用搏出體積SV代替上式中的dV，有：

SV=ρL2|Z|2dZ=ρL2|Z|2dZdt|maxgT

假定心率為HR，則心輸出量CO為：

CO=HRgSV=HRgρL2|Z|2dZdt|max(L/min)

從公式的推導(dǎo)過程可以看出［1］，它只是－個近似式。由于基礎(chǔ)阻抗中包括有非血液物質(zhì)的阻抗在內(nèi)，而這些血管外其他物質(zhì)的阻抗大小又有個體差異，因而利用這個算式所測出的結(jié)果不可避免的存在由基礎(chǔ)阻抗Z0、血液電阻率ρ以及阻抗值變化量dz的差異而引入的測量誤差，可以說這是利用阻抗圖法測量心臟每搏輸出量有待研究解決的重要問題。

在目前臨床應(yīng)用現(xiàn)狀的條件下，使用Kubicek公式計算心搏出量時，應(yīng)特別注意以下3個參數(shù)對測量心輸出量的影響。

2在臨床應(yīng)用中3參數(shù)對測量心輸出量的影響

血液電阻率ρ對心輸出量的影響

在Nyboer公式的推導(dǎo)過程中設(shè)ρ為不變的常數(shù)。事實上，ρ應(yīng)是一個隨搏動血流變化的變量。血液作為一種導(dǎo)電物質(zhì)，其電特性的主要貢獻者是血漿和紅細胞，血液可認為是由血漿和懸浮于其中的紅細胞構(gòu)成的一種懸浮液。已有研究表明，對目前用于常規(guī)血流圖測量的100kHz以下的測量電流而言，紅細胞可視為完全不導(dǎo)電的絕緣體。它的存在減小了血漿的有效導(dǎo)電截面積，使全血電阻增加。由于紅細胞具有雙凹圓盤的特殊形狀以及其在血流中的變形性和取向性，流動血液的有效導(dǎo)電截面將隨紅細胞的變形和取向情況不同而變化，此時血液電阻率ρ不能再視為常數(shù)，而是一隨時間變化的變量。

在臨床上，我國的血流圖工作者目前大都取ρ＝135。實際上，ρ值隨受檢者的血液性質(zhì)，特別是紅細胞壓積的不同而不同。紅細胞壓積的變化對ρ值有較大的影響。對正常健康人群而言，不同個體間的紅細胞壓積等血液性質(zhì)相差不大，但對于患有貧血、溶血、紅細胞壓積明顯改變和出血熱等血液學(xué)疾病的受檢者而言，ρ＝135這一條件已不再滿足，應(yīng)取受試者的實際ρ值代入計算心搏量，否則會產(chǎn)生較大的差值。

基礎(chǔ)阻抗值Z0對心輸出量的影響

在心阻抗圖的測量方面，基礎(chǔ)阻抗可以說是比較復(fù)雜的。不少測量結(jié)果認為，當(dāng)基礎(chǔ)阻抗過大或過小時，將Z0代入Kubicek公式中計算SV的結(jié)果是可疑的。為什么會是這樣？為什么基礎(chǔ)阻抗會過大或過??？我們深入討論一下。

根據(jù)簡單的并聯(lián)模型，兩測量電極間的總電阻RE，應(yīng)與血管電阻以及血管外其他組織的電阻Rb，之間有如下關(guān)系：

1RE=1Rb+1Rt

設(shè)血液電阻率為ρb，血管外其他組織的等效電阻率為ρt，血管的橫截面積為Ab，其他組織的揍截面積為At，圓柱體模型的長度為L，則Rt=ρtLAt，Rb=ρbLAb，得出

RE=ρbρtLρbAt+ρtAb

再設(shè)Vb代表血管體積，Vt代表血管其他組織的體積，則Vb=LAb，Vt=LAt，所以

RE=ρbρtL2ρbAt+ρtAb［2］

式中的RE為兩測量電極問的電阻，在不計容抗的情況下可以寫成：

Z0=ρbρtL2ρbAt+ρtAb

上式表明，根據(jù)簡化的并聯(lián)模型，基礎(chǔ)阻抗Z0是由血液的電阻率ρb、血管體積Vb，和其他組織的等效電阻率ρt、其他組織的體積Vt，以及圓柱體模型的長度L等5項決定的。其中ρb和Vb屬于血流因子，而ρt和Vt則屬于非血流因子。這些非血流因子在決定Z0的大小方面起相當(dāng)重要的作用。－般來說ρt和Vt，兩項在個體之間的差異或同一受試者各次測量之間的差異不算太大，影響測景結(jié)果不大。但對某些體型特殊或體內(nèi)含有成分特殊的受試者，如太胖太瘦、肪脂過多、水腫、氣腫等，則會出現(xiàn)顯著的Z0個體差異。在這種情況下，代入Kubicek公式中計算SV，就會出現(xiàn)較大的差數(shù)。因Z20在Kubicek公式中處于分母地位，Z0過大，則可使計算值SV變小。反之，又可使SV變大。因此Z0過大或過小時，往往令人難以相信計算結(jié)果的可靠性。

由以上討論可以看出，臨床上在應(yīng)用Kubicek公式計算心搏出量時，應(yīng)充分注意Z0的影響。Z0的范圍應(yīng)在25～35Ω之間，也有研究者認為應(yīng)進一步限制Z0值在30Ω左右，如在28～32Ω之間。除此以外，還應(yīng)結(jié)合臨床所見和其他檢查方法，注意排除諸如肺水腫、心包積液、膿胸、氣胸和某些疾病如出血熱等情況。因為在這些情況下，Z0值都將發(fā)生顯著的變化，由Kubicek公式得到的計算結(jié)果往往己不可信。

阻抗值變化量對心輸出量的影響

為了彌補Nyboer公式中由于沒有考慮在心臟射血，血管充盈擴張的同時，一部分血液已流出被測血管段，造成計算結(jié)果偏低這一事實。Kubicek公式中用dZdt|maxgT取代dz，但這種取代純屬一種假設(shè)或經(jīng)驗性質(zhì)，兩者并無必然的內(nèi)在聯(lián)系。在正常情況下，dz＜dZdt|maxgT成立，這已為臨床實際所證實。

從臨床上看，由于各種原因引起心臟收縮功能降低以及由于瓣膜疾病，實際射入血管的血液減少的病人，其阻抗微分波形低矮，dZ／dt值明顯下降，此時，dz＜dZdt|maxgT的條件往往不能滿足。應(yīng)用Kubicek公式計算所得的心搏出量就會出現(xiàn)較大的偏差。

3結(jié)論

本研究通過討論并結(jié)合臨床應(yīng)用得出了阻抗法測心輸出量的3個重要參數(shù)，血液電阻率、基礎(chǔ)阻抗和阻抗值變化量對于心輸出量的計算的影響，3參數(shù)設(shè)定不當(dāng)，就會對心輸出量結(jié)果出現(xiàn)較大的偏差。以上討論雖然針對Kubicek公式進行，實際上，對于其