血流模式

血流模式（精选9篇）

血流模式 篇1

后腹腔镜与经腹腹腔镜相比CO2吸收更多更快[1], 常导致术中出现不同程度的CO2蓄积。本文旨在探讨不同通气模式对全麻后腹腔镜患者血流动力学与血气的影响, 找出相对合理的通气方式。

1 资料与方法

1.1 临床资料:

后腹腔镜肾囊肿去顶减压手术患者60例, ASAⅠ-Ⅱ级, 年龄25-60岁。随机分为两组, 每组30例。

1.2 麻醉方法:

术前30min常规肌注阿托品0.5mg、鲁米那钠0.1g。入室后开放外周静脉和桡动脉。两组患者均采用静脉复合全麻。静脉顺序给予丙泊酚、舒芬太尼、阿曲库铵快速诱导插管。气管插管后接麻醉机行机械通气, 吸呼比1:2。保持两组患者每分通气量相等 (100ml/Kg) , A组采用低频高潮气量 (f=8次/min、VT=12ml/kg) 机械通气, B组采用高频低潮气量 (f=16次/min、VT=6ml/kg) 机械通气。术中丙泊酚、瑞芬太尼、阿曲库铵维持麻醉。气腹预设压力为13~15mm Hg。

1.3 观察指标:

记录插管后气腹前 (T 0) 、气腹后30min (T30) 、气腹后60min (T60) 、气腹结束10min (Tend) MAP、HR、PH、Pa CO2值

2 结果

两组患者性别、年龄、体重、气腹时间等差异无统计学意义 (P>0.05) 。

T0、Tend点组间比较差异无统计学意义 (P>0.05) ;T60点MAP、HR较气腹前明显增加, 组间比较及与T0比较差异均有统计学意义 (P<0.05) ;气腹后各点p H值明显下降, Pa CO2升高, 组间比较差异有统计学意义 (P<0.05) 。

3 讨论

后腹膜间隙没有明确的界限, 上可达颈部, 下可至盆腔, 使CO2的吸收面积显著增大;随着手术时间的延长, 手术创面增大, 加速了CO2的吸收;此外气腹后胸廓及肺顺应性下降, 肺部死腔通气增加、通气/血流比例失调也可导致Pa CO2变化。

CO2吸收过多易引起高碳酸血症[2], 兴奋交感神经, 使MAP升高和HR加快[3]。本研究显示, 低频高潮气量通气模式下Pa CO2增高明显, 高频低潮气量通气模式下Pa CO2虽有增加但程度减轻, 说明调整通气策略能加快CO2的排出, 并且是非常有效的, 从而减轻或避免术中高碳酸血症和呼吸性酸中毒对循环的影响。

气腹结束后仍有一部分残留的CO2被延迟吸收, 同时血液中过多的CO2仍需一定时间才能排出。本文结果显示, 气腹结束10min后, 高频低潮气量组Pa CO2基本降至术前水平, 低频高潮气量组Pa CO2水平虽下降但仍高于正常水平, 因此后腹腔镜术后应继续机械通气一段时间, 以利于CO2排出, 避免CO2再吸收引起的呼吸抑制。

综上所述, 对于实施后腹腔镜手术患者, 保持每分通气量相等 (100ml/Kg) 的前提下, 采用高频低潮气量通气模式有助于加快CO2的排除, 减少高碳酸血症的发生, 有利于维持患者围术期循环系统和内环境的稳定, 保证了患者围手术期的安全。

参考文献

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[2]万里, 张传汉, 张旭, 等.泌尿外科腹腔镜手术对全麻患者呼吸及循环的影响[J].中华实验外科杂志, 2002, 19 (5) :479.

[3]Gutt CN, Oniu T, Mehrabi A, et al.Circulatory and respiratory complications of carbon dioxide insufflation[J].Dig Surg, 2004, 21 (2) :95-105.

血流模式 篇2

【简拼】：xlch

【解释】：形容被杀的人极多。

【出处】：《旧唐书?李密传》：“尸骸蔽野，血流成河，积怨满于山川，号哭动于天地。”

【示例】：须臾～，顷刻尸如山积。明·施耐庵《水浒全传》第一百九回

【近义词】：血流成渠、尸横遍野

【反义词】：兵不血刃

【语法】：作谓语、定语；指战争残酷

血流成河 成语接龙

【顺接】：河上丈人 河不出图 河东三凤 河东三箧 河东狮吼 河东狮子 河伯为患 河伯从事

【顺接】：百二关河 百二山河 百川灌河 半壁山河 抱痛西河 暴虎冯河 辨如悬河 辨若悬河

【逆接】：白花心血 抱璞泣血 苍蝇见血 苌弘碧血 椎心呕血 椎心泣血 椎牛歃血 丹心碧血

血流模式 篇3

1临床资料

1.1一般资料120例患者来自佛山市顺德区中医院疼痛科、针灸科及神经内科,根据就诊的先后顺序,按随机数字表法分为A组、B组、C组和D组各30例。各组患者性别、年龄及病程等方面的比较无显著差异(P>0.05),具有可比性。见表1。

1.2诊断标准参照2008年第三届《全国颈椎病专题座谈会纪要》[2]中的相关内容制定。

1.3纳入标准(1)符合椎动脉型颈椎病诊断标准;(2)年龄20~60岁,性别不限;(3)知情同意。

1.4排除标准(1)颈椎有骨折、脱位、结核等者;(2)耳源性或眼源性眩晕者;(3)意向妊娠、孕妇或哺乳期妇女;(4)颅内器质性病变所致眩晕者,如脑出血、脑肿瘤等;(5)合并心、肝、肾、造血系统、内分泌系统等严重原发性疾病或精神病者;(6)其它类型的颈椎病者;(7)过敏体质及对超激光照射过敏者。

1.3治疗方法采用超激光疼痛治疗仪(日本东京株式会社,HA550)B探头置于C7横突基底部,照射星状神经节。具体方法如下:(1)A组采用模式一。照射2s,间隔3s,照射强度70%;(2)B组采用模式二。照射3s,间隔3s,照射强度70%;(3)C组采用模式三。照射3s,间隔2s,照射强度70%;(4)D组采用模式四。照射3s,间隔2s,照射强度80%。四组均10min/次,1次/d,双侧交替,7d为1个疗程,治疗2个疗程,疗程间休息7d。

1.5观察指标分别在治疗前后采用三星麦迪逊彩超X7各测定一次双侧椎动脉(VA)平均血流速度(Vm)及动脉搏动指数(PI),取双侧平均值。

1.6统计学处理数据采用SPSS 19.0统计软件进行分析,计数资料采用χ2检验;计量资料用±s表示,组间比较采用单因素方差分析,两组间比较采用LSD检验,组内比较采用配对t检验。以α=0.05为检验水准。

2结果

治疗前各组VA的Vm、PI比较差异均无统计学意义(P>0.05);治疗后各组VA的Vm较本组治疗前上升,PI较本组治疗前下降,差异具有统计学意义(P<0.05);组间比较,D组改善优于其它三组,C组改善优于A、B两组,B组改善优于A组,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

注:与本组治疗前比较,(1):P<0.05;与A组比较,(2):P<0.05;与B组比较,(3):P<0.05;与C组比较,(4):P<0.05

3讨论

椎动脉型颈椎病是一种退行性疾病,其发病率有逐年上升的趋势,且发病年龄趋于年轻化。颈椎生理曲度异常、骨质增生、椎间隙狭窄、椎体排列错位及神经根炎症均可造成椎动脉、颈内及颈外动脉受压、扭曲及其动脉内膜斑块和交感神经受压是其发病的主要因素[3]。星状神经节主要是由第一胸交感神经节与

颈下交感神经节交汇融合形成,因此在对患者行星状神经节阻滞时往往会出现神经节支配范围内出现交感神经阻断、Horner综合征等症状,抑制交感神经作用,从而对颈动脉等血管进行有效抑制,改善椎动脉循环状况,改善症状等[4]。所以适用于椎动脉型颈椎病,另外亦可用于急慢性疼痛疾病、循环系统疾病、神经麻痹等的治疗。而以激光照射星状神经节具有相对于星状神经节阻滞的效果,进而治疗相关疾病。

研究[5,6]指出,椎动脉型颈椎病患者的椎动脉血流动力学发生异常改变,血流速度峰值显著低于正常者,而其血管的阻力指数及搏动指数却比正常者显著增高,因此,椎动脉型颈椎病的疗效评估应对椎动脉血流动力学的变化情况进行监测。本次研究结果表明,各组均能升高Vm,降低PI,提示超激光星状神经节照射能够纠正椎动脉血流动力学的异常改变,改善椎动脉循环。此外,对于上述指标的调节,B组改善优于A组,差异均有统计学意义(P<0.05),提示延长照射时间的效果更好;C组改善优于A、B两组,差异均有统计学意义(P<0.05),说明缩短照射间隔时间的效果更优;D组改善优于其它三组,差异均有统计学意义(P<0.05),指出提高照射强度对指标的改善更大。但应注意,不能为了提高临床效果,大幅度提高照射强度,照射强度达90%时患者照射区会出现难以忍受性灼热感,需降低照射强度。

综上所述,延长照射时间和/或缩短照射间隔时间、提高照射强度对椎动脉型颈椎病VA的Vm及PI影响显著,而超激光星状神经节照射模式四(照射3s,间隔2s,照射强度80%)是治疗椎动脉型颈椎病的最佳模式,值得推广应用。

摘要：将120例患者按就诊的先后顺序,采用随机数字表法分为A组、B组、C组和D组各30例。A组采用照射模式一(照射2s,间隔3s,照射强度70%),B组采用照射模式二(照射3s,间隔3s,照射强度70%),C组采用照射模式三(照射3s,间隔2s,照射强度70%),D组采用照射模式四(照射3s,间隔2s,照射强度80%)。10min/次,1次/d,双侧交替,7d为1个疗程,治疗2个疗程,疗程间间休息7d。观察治疗前后椎动脉(VA)的平均血流速度(Vm)、搏动指数(PI),并进行对比分析。治疗后各组VA的Vm均上升,PI均下降,与本组治疗前比较,差异有统计学意义(P<0.05);组间比较,D组改善优于其它三组,C组改善优于A、B两组,B组改善优于A组,差异均有统计学意义(P<0.05)。不同模式超激光星状神经节照射对患者VA的Vm、PI产生不同的影响,其中延长照射时间和/或缩短照射间隔时间、提高照射强度对患者VA的Vm、PI影响显著。

关键词：颈椎病/椎动脉型,超激光/不同模式,星状神经节,平均血流速度,搏动指数

参考文献

[1]常洪,戴逸龙,刘兵,等.星状神经节药物阻滞联合超激光照射治疗椎动脉型颈椎病的临床研究[J].中国医学工程杂志,2003,11(6):99-100.

[2]李增春,陈德玉,吴德升,等.第三届全国颈椎病专题座谈会纪要[J].中华外科杂志,2008,46(23):1796-1799.

[3]潘晓华,孙莹,赵彤,等.椎动脉型颈椎病患者治疗前后血管声像图与血流动力学变化[J].中国老年学杂志,2014,34(24):7076-7077.

[4]Takagawa R,Kunisaki C,Kimura J,et al.A pilot study comparing jejuna pouch and jejuna interposition reconstruction after proximal gastrectomy[J]Dig Surg,2010,27(6):502-508.

[5]石向明,王辉,刘创建,等.椎动脉型颈椎病患者狭窄椎动脉与正常椎动脉的血流动力学差异[J].颈腰痛杂志,2012,33(4):253-256.

导管相关血流感染的护理常规 篇4

【临床表现】

导管相关血流感染是指患者留置血管内导管且留置时间≧48小时，同时符合以下条件之一:(1)血培养至少有一次培养到致病菌，且不能用其他部位感染解释。（2）至少有以下症状或体征：发热（>38º）、寒颤或低血压，且实验室微生物检查阳性结果不能用其他部位感染解释，如怀疑为污染菌，至少有2次的血培养结果是同一常见污染菌。

【观察要点】

1.询问患者置管部位有无热痛现象。

2.观察患者置管部位有无红、肿及脓点现象发生。

3.观察患者体温变化，有无发热、寒战、低血压等全身感染征象。4.观察患者白细胞变化。【预防护理措施】

一、置管时的预防措施

1.置管时应该遵守最大限度的无菌屏障要求，置管部位应当铺大无菌单。2.置管操作人严格按照《医务人员手卫生规范》执行，戴帽子、口罩、无菌手套、穿无菌手术衣，置管过程中手套污染或破损应当立即更换。

4.置管过程中严格执行无菌技术操作规程。

5.置管使用的医疗器械、器具等医疗用品和各种敷料必须达到灭菌水平。6.选择合适的静脉导管穿刺点：CVC置管者成人首选锁骨下静脉，尽量避免使用颈静脉和股静脉； PICC置管者可选贵要静脉、肘正中静脉、头静脉和肱静脉。

7.穿刺及维护时应选择合格的皮肤消毒剂，宜选用2% 葡萄糖酸氯己定乙醇溶液（年龄<2 个月的婴儿慎用）、有效碘浓度不低于0.5% 的碘伏或2 %碘酊溶液和75 %酒精。

8.患疖肿、湿疹等皮肤病或感冒、流感等呼吸道疾病以及携带或感染多重耐药菌的医务人员，在未治愈前不应当进行置管操作。

二、置管后的预防护理措施

1.严格手卫生。

2.穿刺部位定期和必要时换药：穿刺24小时后更换敷料一次，观察有无渗血，若无渗血可定期给予换药：使用纱布等干敷料每48小时更换一次，有渗血、渗液或潮湿、敷料脱落时随时更换；使用透明半透膜敷料，每周换药一次；有人工气道时应使用透明半透膜敷料，以减少污染。换药时要观察局部穿刺点有无红肿、脓点等，消毒时使用机械力，消毒面积 >15cm×15cm（消毒面积＞外敷料面积），消毒后完全待干再贴敷料。

3.严格执行无菌技术操作规程，三通旋塞每天更换，无针密闭输液接头每周更换，有血迹或被污染后随时更换。

4.冲管与封管：给药前后宜用10ml及以上注射器抽吸生理盐水或一次性专用冲洗装置进行脉冲式冲洗导管，以减少附壁。如果遇到阻力或者抽吸无回血，应进一步确定导管的通畅性，不应强行冲洗导管。输液完毕应用导管容积加延长管容积2 倍的生理盐水或肝素盐水正压封管。肝素盐水的浓度：PORT 可用100 U/ mL，PICC 及CVC 可用0～10 U/ mL。当药物与生理盐水不相容时，应先用5%葡萄糖注射液冲管，再用生理盐水或肝素封管液，将5%GS冲出导管内腔。PORT在治疗间歇期应至少每4周维护一次。PICC导管在治疗间歇期间应至少每周维护一次。

5.无菌配液并无菌输注，采用封闭式输注方式。6.有效控制其他部位的感染。

7.紧急状态下的置管，若不能保证有效的无菌原则，应当在48小时内尽快拔除导管，更换穿刺部位后重新进行置管，并作相应处理。

8.怀疑患者发生导管相关感染，或者患者出现静脉炎、导管故障时，应当及时拔除导管。必要时进行导管尖端的微生物培养。

9.每日评价留置导管的必要性，及早拔除。【健康教育】

1.告知患者置入导管的目的、方法、配合要点。

2.告知患者穿刺部位换药应由专业人员操作，不能自行揭除敷料和换药。发现敷料潮湿、松动、卷边现象及时通知医务人员。

3.告知患者如出现穿刺部位红、肿、热、痛等症状，或出现发热、寒颤等全

身不适症状，及时告知医务人员。

4.指导患者留置导管期间穿刺部位防水、防牵拉等注意事项，在沐浴或擦身时，注意保护导管，不要把导管淋湿或浸入水中，避免盆浴、泡浴。

5.留置PICC者应指导患者置管手臂不可过度用力，避免提重物、拄拐杖，衣服袖口不可过紧，不可测血压及静脉穿刺。

参考文献：

1.2014年美国CDC导管相关血流感染预防指南。2.2011美国INS静脉输液治疗护理实践标准

血流模式 篇5

1 资料与方法

1.1 一般资料

治疗组:选择2007年1月～2009年1月期间在笔者所在医院治疗有胸痛症状但上级医院冠脉造影结构正常的冠状动脉血流缓慢患者38例,男22例,女16例,年龄40-65岁,平均(53±11)岁。均除外伴有未控制的高血压、糖尿病、高脂血症、心功能不全及其他慢性疾病及超声心脏图像不清晰者,入选前未曾用过卡维地洛。冠状动脉血流缓慢的诊断依据矫正的心肌梗死溶栓试验(TIMI)血流计帧法评价。冠状动脉3支血管平均TIMI帧数>27帧定义为慢血流。

正常对照组:选择年龄、性别与治疗组匹配的40例冠状动脉造影正常且运动试验阴性的无心脏疾患者。

1.2 方法

1.2.1 给药方法

治疗组在药物治疗的基础上,加用卡维地洛起始剂量6.25 mg,2次/d;1周后无不良反应,则每周成倍递增直至达到目标剂量25 mg,2次/d或最大耐受剂量,共治疗6个月。

1.2.2 检查前注意事项

检查前停用β受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂、血管紧张素受体拮抗剂及钙拮抗剂48 h,停用硝酸酯类药物至少12 h,停用茶碱类药物和双嘧达莫至少24 h。12 h内避免进食含咖啡因的饮料或食物(茶、咖啡、可乐等),空腹4 h。

1.2.3 常规超声检测

采用SEQUOIA型彩色多普勒超声诊断仪对入选者进行常规超声检查。治疗组患者给予卡维地洛治疗1个月、6个月后进行超声复查,利用M型超声测量左房内径(LA)、LVEDD,测定LVEF及二尖瓣舒张早期和晚期峰值血流速度比值(E/A)。

1.2.4 负荷超声检测

记录两组基线以及治疗组治疗后静息状态下的左前降支远端血流频谱,然后利用输液静注泵持续注入腺苷注射液,注射速度为140μg/(kg·min),持续6 min[3],近似评价CFR[CFR为注射腺苷后舒张期最大峰值血流速度(hCFV)与静息状态舒张期峰值血流速度(bCFV)的比值]。选取显像恒定、频谱曲线轮廓完整清晰的舒张期参数进行测量,取至少2个心动周期的平均值。试验中如患者出现严重胸痛或明显头痛、头昏等症状,可舌下含服1片硝酸异山梨酯。

1.3 统计学处理

采用SPSS 13.0统计软件,所有参数以均数±标准差()表示,数据采用重复测量的方差分析方法,组间两两比较使用SNK-q检验,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

治疗组治疗前后血压、心率、常规超声、负荷超声指标与正常对照组比较见表1。

注:与正常对照组比较,*P<0.05;与治疗前比较,△P<0.05;与治疗后1个月比较,#P<0.05

3讨论

随着冠状动脉造影技术的广泛应用,冠状动脉TIMI血流速度减慢常见,如严重的冠状动脉狭窄、溶栓治疗后等均可引起冠状动脉血流速度减慢。但是约有1%冠状动脉造影检查无上述病变的患者也会出现慢血流现象[1,2],这已日渐引起人们的关注。

发生慢血流现象的患者常出现胸痛,这类患者长期心肌缺血性心脏事件发生率明显高于正常人[4],本研究结果提示并支持该现象可能与冠状动脉血流减慢者CFR降低有关。CFR的减低是由于bCFV增加,hCFV减低所致[5]。而冠状动脉血流减慢患者的临床特征与常规超声资料与正常人无明显差别,这一特点决定了慢血流现象有其自身特殊性。目前慢血流现象引起CFR减低的机制尚未完全阐明,可能与以下机制有关:(1)冠状动脉粥样硬化的早期阶段,血管内散在的粥样硬化斑块使心内膜下冠状动脉的血管阻力增加[6]。(2)内源性血管舒缩因子分泌异常,血管内皮功能失调,导致微血管阻力升高[7]。(3)微血管功能失调,调节冠状动脉舒缩功能的神经紧张性升高导致血管阻力增加[8]。

具有血管扩张作用的第三代β受体阻滞剂卡维地洛可以明显改善心脑收缩功能,而且对CFR亦有改善作用。本研究显示,卡维地洛治疗1个月后心脏结构功能指标无明显改变时,hCFV和CFR已出现增高,而6个月后比较治疗前心脏结构和收缩功能指标明显改善,hCFV和CFR进一步升高,以上说明CFR的升高出现较早,且可能在心脏结构和功能改善之前这种改变已经发生,Sugioka等[9]也发现在卡维地洛治疗期间CFR的改善早于左室收缩功能的增加,在β受体阻滞剂治疗后CFR升高要通过增加hCFV实现,而不是bCFV的降低,这是因为静息状态下冠状动脉血流由心肌氧供需求决定,β受体阻滞剂通过减少心肌收缩运动和做功降低氧需求,可能导致静息状态下冠状动脉血流减少,但是冠状动脉循环的自主调节可能通过自主调节冠状动脉灌注压力来保证静息状态下的灌注量,从而使bCFV不发生明显变化。

第三代β受体阻滞剂卡维地洛的长期治疗能不断阻断慢血流现象患者的进展,通过特殊机制增加hCFV和CFR。卡维地洛的扩张冠状动脉改善CFR的方法能改善冠状动脉血流慢患者CFR的效果,为这类患者的早期治疗提供理想的方法。

摘要：目的 探讨冠状动脉血流缓慢患者冠状动脉血流储备(CFR)的改变以及卡维地洛对这类患者CFR的影响。方法 选择有胸痛症状但冠脉造影结构正常的冠状动脉血流缓慢患者38例作为治疗组,治疗组在常规药物治疗的基础上,加用卡维地洛至目标剂量或最大耐受剂量。另选40例冠状动脉造影正常且运动试验阴性的无心脏疾患者为正常对照组。治疗前后经常规超声及负荷超声检测.评价CFR。结果 治疗前治疗组较正常对照组舒张期最大峰值血流速度(hCFV)和CFR降低(P<0.05)[hCFV:(64.58±6.25)cm/s vs(81.64±8.45)cm/s,P<0.05);CFR:(2.31±0.30)vs(3.20±0.28),P<0.05];治疗1个月、6个月后hCFV和CFR均较治疗前升高(P<0.05),1个月后治疗组与正常组比较hCFV和CFR仍减低[hCFV:(72.63±8.92)cm/s vs(81.64±8.45)cm/s,P<0.05);CFR:(2.61±0.30)vs(3.20±0.28),P<0.05],6个月后与正常对照组之间指标差异无统计学意义[hCFV:(78.93±6.89)cm/s vs(81.64±8.45)cm/s,P<0.05);CFR:(3.10±0.38)vs(3.20±0.28),P<0.05]。结论 冠状动脉血流缓慢患者的hCFV和CFR减低,经卡维地洛治疗1个月和6个月后均可有效改善;负荷超声检测CFR可以早期评价卡维地洛的治疗效果。

关键词：冠状动脉循环,卡维地洛,血流储备

参考文献

[1]De Bruyne B,Hersbach F,Pijls NH,et al.Abnormal epicardial coronary resistance in patients with diffuse atherosclerosis but"normal"coronary angiography.Circulation,2001,104:2401-2406.

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[8]Beltrame JF,Limaye SB,Wuttle RD,et al.Coronary hemodynamic and metabolic studies of the coronary slow flow phenomenon.Am Heart J,2003,146:84-90.

血流模式 篇6

关键词：无创性血流动力学检测仪,房颤,血流动力学,左室功能

左室功能取决于心脏结构的完整、心律、心脏前后负荷及心肌收缩力等。房颤破坏了心脏的心律,影响房室收缩而影响心功能。为此,本研究采用美国BioZ.Com无创血流动力学监测仪,通过多种血流动力学参数检测房颤病人的血流动力学参数,探讨房颤对患者的血流动力学影响,评估其对左室收缩功能的影响。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2006年3月—2010年1月在我科住院病人,且心电图证实为房颤且无创血流动力学检测为房颤的病人为研究对象(房颤组),共入选57例,其中男46例,女11例,平均年龄68 .7岁(46岁~89岁);高血压病39例,冠心病22例,糖尿病8例。同期住院非房颤病人57例为对照组(非房颤组),其中男47例,女10例,平均年龄68 .5岁(47岁~87岁);高血压病38例,冠心病21例,糖尿病9例。两者平均年龄及所患疾病种类等一般资料无统计学意义。排除标准:有心肌梗死、心力衰竭、风湿性心脏病、主动脉瓣关闭不全、二尖瓣中度以上关闭不全者,心脏起搏器安置术者。

1.2 方法

1.2.1 常规处理 房颤病人无禁忌者用地高辛或(和)β受体阻滞剂控制心室率(平静状态下60 /min~80 /min),高血压病、糖尿病、冠心病常规予相应治疗使血压达标,血糖尽可能达标,冠心病相对稳定。

1.2.2 无创血流动力学检测 房颤组及非房颤组均采用美国Cardiodynamics 公司的Bioz.Com血流动力学监测仪测定4组参数。①心率(HR);②血压:收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、平均动脉压(MAP)。③前后负荷指标:胸腔液体水平(TFC);外周血管阻力/阻力指数(SVR/SVRI)。左室泵血功能指标:心输出量/心脏指数 (CO/CI);每搏输出量/每搏指数(SV/SI)。④左室收缩功能指标:速度指数 (VI);加速指数 (ACI);预射血期 (PEP);左室射血时间(LVET);收缩时间比率(STR=PEP/LVET)。

1.3 统计学处理 计量资料以均数±标准差$(\overline{x}\pm s)$表示,组间比较采用t检验。

2 结 果

房颤组与非房颤组常规参数:HR、SBP、DBP、MAP、无明显差异。左室泵血功能指标:CO/CI、SV/SI房颤组低于非房颤组(P<0.05)。左室收缩功能指标:房颤组的速度指数、加速指数低于非房颤组(P<0.05)。房颤组的PEP较非房颤组延长(P<0.05);房颤组的LVET较非房颤组缩短;房颤组收缩时间比率较非房颤组增大。详见表1。

3 讨 论

目前评价心功能的主要方法有纽约心功能分级、血浆标志物、超声心动图、左室造影及Swan-Ganz导管温度稀释法等。纽约心功能分级主要根据患者的临床症状进行主观判断,其判断结果差异较大。左室造影及Swan-Ganz导管温度稀释法等有创性检查的结果虽然准确,但因其有创性,临床难以广泛开展。而美国Cardio Dynamics 公司的 BioZ.Com 无创血流动力学检测仪建立在胸腔生物电阻抗。基本原理是记录由于心脏收缩,主动脉射血所致胸腔阻抗变化。利用先进的DISQ技术(D-数字,I-阻抗,S-信号,Q-数字化)及专利的ZMARC算法(Z-阻抗,M-调节,AR-主动脉,C-还原),通过18种血流动力学参数来评估病人的血流动力学状况及心功能。与Swan-Ganz导管温度稀释法等有创性检查相关性好[1,2]。与超声心动图相关性也好,同时具有无创性、准确性、全面性、灵敏性好、经济、重复性等特点[3],被临床逐渐推广开展。房颤破坏了正常窦性节律引起病人心悸不适,易出现心房内血栓形成,而且影响左室功能易诱发、加重心功能不全,甚至出现猝死[4]。本研究表明:慢性房颤病人的心功能较非房颤者低,主要表现:房颤组与非房颤组比较其CO/CI、SV/SI、VI、ACI、LCW/LCWI降低,PEP延长,LVET缩短,收缩时间比率STR增大。其主要机制:左房的主要功能为肺循环返回心脏的血液充当储存、通道及助推的作用,房颤时由于左房丧失舒张晚期的主动收缩对左室进一步充盈而丧失其助推功能,且这进一步充盈约占据左室充盈的30%,左房的无效收缩不仅丧失左房进一步排空,而且由于左房内压力升高,肺静脉血向左房内回流减少而使其储存及通道功能受损,舒张早中期左室充盈也会减少,同时由于左房丧失有效的收缩和舒张活动,再加上快速不规则性房、室率而产生矛盾运动,使左房及左室的顺应性降低,不仅会影响左室的收缩功能而且会影响其舒张功能[5]。因此,对房颤病人尽可能转复为窦性心律,不仅能改善病人心悸不适等症状,减少心房内血栓形成脱落引起的重要血管及脏器的栓塞,而且能改善左室功能而改善预后。

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血流模式 篇7

关键词：慢血流现象,糖尿病,他汀类降脂药,冠状动脉血流储备

冠状动脉慢血流现象(coronary slow flow phenomenon,CSFP)指除外溶栓治疗后、冠状动脉成形术后、冠状动脉痉挛、冠状动脉扩张、心肌病、瓣膜病等因素,且冠状动脉造影中没有发现冠状动脉存在明显病变,却发生血流灌注延迟的现象[1]。在冠状动脉造影检查中,笔者发现伴发糖尿病的患者更易出现慢血流现象。已有文献报道,他汀类药物可以改善冠状动脉血流缓慢患者的冠状动脉血流储备(coronary flow reserve,CFR)。本研究旨在观察瑞舒伐他汀对糖尿病伴CSFP患者CFR的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2008年6月～2010年12月本院有胸痛症状的初次发现糖尿病患者(6%<糖化血红蛋白<8%)61例,其冠状动脉造影结构正常但伴有CSFP。分为治疗组35例(年龄56～72岁,男15例,女20例),无治疗组26例(年龄58～75岁,男11例,女15例)。均除外伴有未控制的高血压、心功能不全及其他慢性疾病者。另外选择年龄、性别匹配的20例冠状动脉造影正常且无CSFP的无心脏病及糖尿病者为正常对照组。所有入选者均征得同意并签署知情同意书。

注:与治疗组治疗前比较,△P<0.05;与无治疗组治疗前及6周后比较,☆P<0.05,与正常对照组比较,●P<0.05;与无治疗组治疗前比较,*P<0.05

1.2 服药方法及注意事项

全部糖尿病患者均口服二甲双胍(0.25 g,1日3次)6周,治疗组给予口服瑞舒伐他汀(10 mg,1日1次)6周。检查前停用β受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂、血管紧张素受体拮抗剂、钙拮抗剂、茶碱类药物及双嘧达莫48 h,停用硝酸酯类药物至少12 h,24 h内避免进食含咖啡因的饮料或食物。

1.3 临床检查

治疗前,检测全部试验对象的血脂和空腹血糖,血脂包括总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C),治疗后复查治疗组和无治疗组血脂、血糖水平。治疗前后,分别对全部试验对象进行常规心脏彩超检查,测量左心房内径(LAD)、左心室舒张末期内径(LVDD)、左心室射血分数(LVEF)及E/A比值。采用超声多普勒记录全部试验对象静息状态下心率、血压及左前降支远端血流频谱,然后给予静脉持续注入腺苷注射液(沈阳光大制药有限公司,国药准字H20030320),注射速度为140μg/(kg·min),持续6 min。利用冠状动脉血流速度(coronary flow velocity,CFV)储备近似评价CFR,CFR为注射腺苷后舒张期峰值血流速度与静息状态舒张期峰值血流速度的比值。

1.4 统计学方法

采用SPSS 13.0软件包进行统计学处理,计量资料以均数±标准差表示,数据采用重复测量的方差分析,分析组间差异、时间因素的影响及观察二者间的交互作用,在此基础上采用SNK-q检验进行组间两两比较,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 血脂、血糖比较

治疗前,治疗组和无治疗组TG较正常对照组高,而HDL-C较正常对照组低,空腹血糖较正常对照组高,余指标差异无统计学意义(P>0.05);治疗组和无治疗组各指标差异无统计学意义(P>0.05)。口服瑞舒伐他汀6周后,治疗组TC和LDL-C明显低于无治疗组及正常对照组;而HDL-C高于无治疗组,与正常对照组比较差异无统计学意义(P>0.05);治疗前后,治疗组和无治疗组TG比较差异无统计学意义(P>0.05)。口服二甲双胍后,治疗组及无治疗组空腹血糖较治疗前明显降低。见表1。

2.2 常规心脏彩超

治疗前后,治疗组各指标与无治疗组及正常对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

2.3 负荷超声心动图各指标

与正常对照组比较,治疗组治疗前和无治疗组静息状态下CFV(bCFV)较高,最大冠状动脉扩张状态CFV(hCFV)和CFR较低(P<0.05)。治疗组治疗前和无治疗组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。治疗组治疗6周后较治疗前及无治疗组,bCFV较低,hCFV和CFR较高(均P<0.05)。无治疗组6周前后比较差异均无统计学意义(均P>0.05)。见表1。

3 讨论

尽管严重的冠状动脉狭窄、溶栓治疗后、冠状动脉成形术后、冠状动脉内气体栓塞、冠状动脉痉挛、冠状动脉扩张、心肌病等均能导致冠状动脉血流速度减慢。但统计显示,在接受冠状动脉造影的患者中约有1%无上述病变者也有CSFP[2]。笔者在临床实践中发现,伴发糖尿病者更易出现CSFP。该研究选取的观察对象为初次发现糖尿病者,尚未发生明显的大血管及微血管并发症,因此冠状动脉造影未发现明显病变。这类患者常常出现胸痛,长期心肌缺血性心脏事件发生明显高于无糖尿病伴CSFP者及正常人[3]。有研究结果提示,有CSFP的患者心肌缺血事件的发生可能与CFR降低有关,而该类患者的临床特征和常规心脏彩超资料与正常人无明显差别。目前CSFP引起CFR减低的机制尚未完全阐明,可能与以下机制有关:(1)微血管病变[4];(2)内皮功能受损[5];(3)冠状动脉硬化的早期阶段[6];(4)炎性反应;(5)血小板功能和形态的异常。糖尿病患者血浆中异常升高的葡萄糖,可以参与到上述各项机制中,因而加速病理进程,在出现明显的大血管及微血管并发症之前,即可出现CFR减低,引发CSFP。

他汀类调脂药物可以通过降低LDL-C起到抗动脉粥样硬化效果,但多项研究发现,其降脂外的多效性,如改善血管内皮功能、抑制血管平滑肌增殖、增加粥样硬化斑块中胶原蛋白含量、抑制泡沫细胞形成、抗炎作用等,均为他汀类药物抗动脉硬化的机制[7]。他汀类药物具有的多效性不但能够降低血中胆固醇水平,而且可以通过调节血管活性,改善心血管功能。本研究显示,未使用瑞舒伐他汀的患者,即使通过降糖治疗空腹血糖已达到正常水平,但CSFP仍持续影响CFR,CFR结果与治疗前无明显差别;而口服瑞舒伐他汀10 mg治疗6周后,与治疗前以及6周后的无治疗组比较,TC、LDL-C明显下降,HDL-C升高,bCFV减低、hCFV增加,CFR明显改善。研究结果说明,单纯通过控制血糖短期内无法改善CFR,而口服他汀类药物可以调节血脂并改善CSFP,从而增加CFR。这种CFR的改善是由于bCFV降低和hCFV升高导致的,在没有冠状动脉大血管病变的前提下,CFR的改变主要取决于冠状动脉微血管的调节作用[8]。从而推测他汀类药改善糖尿病冠状动脉血流缓慢者CFR,是通过调节微血管功能和内皮功能实现的,并且独立于降糖作用之外。

CSFP的病理生理机制尚未明确,多项研究显示冠状动脉微血管异常和内皮功能异常可能是主要的机制。糖尿病患者可能因升高的血糖刺激微血管病变及促使内皮功能受损等更容易出现CSFP。伴有CSFP的糖尿病患者早期应用他汀类药物,在调节血脂的同时,可以有效改善其CFR。

参考文献

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虚拟手术训练系统的血流模拟 篇8

目前,计算机虚拟手术训练系统是世界各国相关机构的研究热点,例如瑞士苏黎世理工学院(ETH)计算机视觉实验室的虚拟子宫镜系统[1],致力于子宫微创手术的训练仿真,并且设计了一组并行化的易扩展的软件系统架构[2];香港中文大学计算机系的虚拟针灸系统[3],在三维可视化中国虚拟人[4]的基础上,模拟了中国传统的针灸,同时还加入了基于机器学习的教学模块;加拿大西安大略大学机器人实验室的心脏搭桥手术计划系统[5],模拟了心脏微创手术。

在虚拟手术训练系统中,真实感是判断其优劣重要的标准。这里的真实感主要由视觉、触觉、听觉的感受而来,其中可视化场景渲染是视觉逼真度的主要提供者。本文主要研究如何基于Navier-Stokes方程的数值化实现血流效果的模拟,并且将其嵌入到一个已有的、初步成熟的虚拟手术训练系统,进一步完善其功能。

1 血流模拟的研究现状

Foster and Metaxas[6]运用粗糙的网格法离散不可压缩的Navier-Stokes方程。不过为了避免由时间步长带来的不稳定性,这种方法需要对时间步长做一定的限制,如在时间步长内流体的移动位移必须小于网格的距离,这种算法可取得每秒4帧的效果。

Stam[7]提出了一种无条件稳定的流体模拟办法,这种方法允许选择任意长度的时间步长并且使实时显示成为可能。在这种方法中,Stam运用半拉格朗日方法去解Navier-Stokes方程,为了使其遵守质量守恒定律,Stam使用Helmholtz-Hodge 分解的方法来转化速度的发散区域。

Stam的这种方法被进一步优化用于特殊应用方面。如文献[8]结合漩涡约束去减少人工数字因素的影响。其他的研究者没有使用网格的方法,而是使用粒子系统的方法来模拟液体表面和爆炸效果,从而可以进一步用动态水平集的方法去增强这种效果。

模拟流体还有一种方法是运用光滑粒子流体动力学方法(SPH)[9],不过因为要随时计算粒子的邻域和流体的速度和压力,因此如果采用标准的SPH方法即用大量粒子来模拟流体会耗费大量的计算时间,很难满足虚拟手术训练系统的实时性要求。

2 稳定的半拉格朗日方法

根据虚拟手术训练系统的要求,综合考虑了易操作、真实感、实时性等要求,我们选择了Jos Stam的基于网格的稳定半拉格朗日法。选择此方法主要基于两点:一是网格方法实现简便,算法容易理解,方便针对虚拟手术系统的特点进行必要的算法改进;二是针对本系统结构复杂,需要渲染的元素多的特点,使用粒子系统方法会增加许多不必要的开销,严重削弱系统的实时性。

2.1 Navier-Stokes方程介绍

Navier-Stokes方程实际上是一个方程组,针对不同的变量表示为不同的方程。根据假设的不同,此方程有不同的表现形式。我们假定需要模拟的流体遵循牛顿力学和不可压缩,这样Navier-Stokes方程可以写成如下形式:

undefined

undefined

其中,undefined表示流体的运动速度,ρ是流体的密度,p是压强,向量undefined是重力加速度,ν是粘度系数。式(1)是流体的动量方程,式(2)表示流体遵守质量守恒定律。

2.2 简化Navier-Stokes方程的形式

在Navier-Stokes方程中速度和压强是联系在一起的,如果将式(1)和(2)组成方程组很容易得到一个方程。按照Helmholtz-Hodge分解,可以将每个向量分解为一个标量的梯度和一个散度为零的向量之和,一般形式如下:

undefined

其中undefined是散度为零的向量,而是标量q的梯度,此时对式(3)取散度,由以上条件可知:

undefined

式(4)也被称为泊松方程,由式(3)和式(4)可得,只要知道变量q就可求出速度undefined。引进一种投影算子ρ,将向量投影为散度为零的向量undefined如式(5)所示:

undefined

将这种投影算子应用到式(1)可得:

undefined

式(6)分开了速度与压强之间的关系,速度主要是用来移动空间中的物质的,而物质的变化主要有以下传输方程决定:

undefined

方程中ρ是物体的密度的大小,κ是扩散系数,S是注入物体数量的标量。

2.3 具体算法流程

观察式(6)和式(7)可知,二者的形式十分相似,不同的是式(6)由于方程右边第一项的存在,是非线性方程,而式(7)是线性方程,因此本文首先介绍如何解式(7),然后再用类似的方法来解式(6)。

2.3.1 密度迭代解决

对于密度场,式(7)右边的三个项主导了密度的变化率。第一项传导项说明密度应该随速度场变化,第二项扩散项说明密度本身也会以某个速度扩散,最后一项添加常量。本文的算法将在每次迭代中依次解决每一项。

(1) 添加常量

这一步比较简单,首先预设出血点的位置和密度变化频率,然后将密度变化频率与时间步长相乘加到网格中相应的位置。

(2) 密度的扩散项

该项的作用是将流体密度扩散。当扩散系数k>=0时,密度会在网格中扩散。从图1可以看出,在位于(i,j)位置的网格的密度流向了相邻的四个网格,而相邻网格也有密度流入中间的网格,用式(8)可以求出经过一个时间步长dt后的中间网格的密度值:

Dundefined= Dundefined+ kdt(Dundefined+ Dundefined+ Dundefined+ Dundefined-4Dundefined)/h2 (8)

其中Dundefined表示更新后的密度值,Dundefined表示更新前的密度值。

理论上,如果对整个网格进行一次遍历,就可以得到更新后的网格的密度值,但是实际上不可行,因为当扩散系数、时间步长太大或者网格太小,导致undefined时,密度扩散变得不稳定,使得模拟失效。

Stam提出了一个解决方法:反向跟踪法,找出当前格子在dt时间之前的密度,然后再赋值回去。这时,计算的表达式如下:

Dundefined-kdt(Dundefined+ Dundefined+ Dundefined+

Dundefined-4Dundefined)/h2 = Dundefined (9)

在式(9)中,实际上不知道Dundefined中的值,只知道Dundefined中的当前值,所以需要解一个线性方程组。由于系数矩阵是稀疏矩阵,所以用简单的Gauss-Seidel迭代来解此方程组。根据试验,迭代次数为20就可以得出满意的结果。

(3) 密度的传导项

传导项就是让密度沿着速度场流动,此时同样可以运用反向跟踪法找出当前网格的密度。这里可以把密度看作“粒子”,然后按照速度的方向,把粒子移到新的位置。如图2所示。

经过-dt时间后,原来在网格中心的“粒子”回溯到之前的位置。如图3所示。

0点在另外网格的中心,经过-dt时间间隔,回到原来的位置,此时的密度可以由附近的1,2,3,4点插值而得到。由拉格朗日方法分析,同一个“粒子”携带的密度是不变的,所以可以把插值计算得到的密度设为当前格子的密度。

最后把上述三个步骤写在密度更新的函数里,伪代码如下:

Density_update:

Add_source(d,d0,dt);

Diffuse(d,d0,k,dt);

Advect(d,d0,u,v,dt);

其中d、d0分别存储更新前后的密度,u、v是水平和垂直方向的速度,k是扩散系数,dt为时间步长。

2.3.2 速度迭代解决

式(6)与式(7)具有相似形式,因此在求解速度场的时候,可以借用求解密度时的方法。不同的是要把速度分解为水平方向的分量u和垂直方向的分量v。此外由于速度是自传导,即速度在速度场上传导,因此为了保证其遵守质量守恒条件,要对速度场进行限制,即其要满足方程undefined。使用2.2节中的简化Navier-Stokes方程所使用的投影方法,然后使用在求解密度的扩散项使用的方法对算子∇2进行离散化,此时就可以利用上述求解密度时的方法求解速度。

伪代码如下:

Velocity_update:

Add_source(u,u0,dt);Add_source(v,v0,dt);

Diffuse(u,u0,visc,dt);Diffuse(v,v0,visc,dt);

Project(u,v,u0,v0);

Advect(u,u0,u0,v0,dt);Advect(v,v0,u0,v0,dt);

Project(u,v,u0,v0);

图4是算法流程图,图中上行处理速度,下行处理密度。

3 血流模拟实验

3.1 实验环境介绍

硬件开发环境CPU:Intel Xeon 5110,主频:1860MHz ,硬盘容量:160GB,内存:2GB DDR2,显卡:nVIDIA Quadro FX4500,力反馈设备:PHANTON Desktop。软件开发环境与平台无关,底层的算法采用C++ 编程实现,界面层调用wxPython提供的类库绘制窗体。医疗图像显示及其他渲染方面使用了VTK。

3.2 网格数设定

由于本文的血流渲染方法是基于网格的半拉格朗日法,所以网格数和整个渲染关系密切:网格太小表面粗糙,太大渲染时间长,每秒帧数(fps)太小。表1是对网格数进行一系列设置,寻找最适合的参数设置。效果图由图5(a)-(f)所示。

经过调试,选择网格数为100*100作为血流渲染模块的网格参数。

3.3 其它参数的设定

其它渲染相关的参数有:时间步长,扩散系数等,经过多轮的真实感测试,发现下面的系数组合能够达到最佳的真实感,由表2所示。

当然,以上参数的选择可以根据系统的要求进行调整。例如,如果想让血液扩散快,可以把扩散系数k稍微增加一点到0.0001。由于OpenGL的RGB参数范围定在 [0,1],所以上面用到的度量都相对小,特别是扩散系数和粘滞系数,每次增加、减少最好在万分之一到千分之一的量值。图6是渲染的效果图。

4 血流渲染模块集成入系统

4.1 可视化工具包VTK

VTK(Visualization Toolkit)可视化软件开发包是于1993 年利用面向对象的建模技术,设计和实现的开放三维可视化软件包。图7介绍了这种框架,图中的Source与Mapper是特殊的算法类,Source代表无输入只有输出,例如读取数据的算法,而Mapper则恰恰相反,只有输入而无输出,例如写文件算法。最后的三个类:vtkActor,vtkRenderer,vtkRenderWindow和具体的底层图形渲染库相关,如OpenGL、Mesa等,所有的图形由vtkRenderWindow显示出来。

4.2 集成的难点

开发血流模块的最终目的是在虚拟手术训练系统中进行血流的模拟,因此把独立开发的血流模块集成到系统是十分重要的一步。但是由于系统的复杂性和渲染平台的不同,模块集成到系统中主要有以下两个难点:

(1) 虚拟手术训练平台是在VTK的基础上开发出来的,而新增加的血流模块考虑到算法实现的灵活性,是用OpenGL实现的,两者不能直接混合使用。如果采用直接在VTK环境中调用OpenGL原语方法实现,则需要打破VTK已经定义好的渲染机制,不但浪费时间和精力,也会降低渲染效率。

(2) 渲染效率问题。目前系统上已经有许多需要渲染的物体,如心脏冠脉、肾脏、骨骼、体腔壁、手术器械等。这些模型每个都有数万个三角片,因此,血流渲染模块不能大幅度增加系统的渲染压力,不然会极大地降低系统的实时性。

4.3 解决方法设计

考虑到以上两个难点,本文采用了以下两个设计原则:一是在VTK的框架中设计渲染方法,使渲染一开始就按照VTK的方式进行,而不需要再对OpenGL原语进行“翻译”;二是使用尽量简单和快速的渲染方法,考虑用二维代替三维的方法来达到内窥镜视图中的血流模拟。

4.3.1 在VTK环境中渲染

根据VTK的可视化管道的概念,所有可渲染的物体在VTK都需要从Source开始构造。VTK的Source是指原始数据,有许多不同的类型,按照实现难度、可行性对它们进行比较,决定采用vtkPolyData(多边形数据)来作为Source。之后用vtkPolyData来构造一张画布(Canvas)进行模仿OpenGL原语的渲染。

由于本文的血流渲染采用的是基于网格的渲染,所以画布就是一张用vtkPolyData构成的网格,每个格子用一个小正方形代替,位置坐标和属性数据都存在小正方形的四个顶点上。这里的属性数据就是用于渲染的密度值。VTK渲染提供了颜色渐变的特性,因此在小正方形的四个顶点值不相同时,会产生过渡效果。在渲染中只要时刻改变顶点中的属性值,就可以模拟出直接设置点的颜色的OpenGL原语可以达到的效果。

构造好画布之后,根据VTK渲染流程,需要在Mapper中设定一个查找表来给出属性值到颜色和透明度值的映射关系。这个查找表采用简单的线性法则设定0到255表项来取得映射关系,值对应的范围是0到1,第0项对应值为0,第255项对应值为1,完全模拟OpenGL的设置。

4.3.2 使用最快速的渲染方法

以上本文所提到的渲染方法都是基于二维,而我们系统是建立在三维坐标上面的。虽然把二维扩展到三维从编程上来看并不困难,只需要将速度分为(u,v,w)三个方向即可,流程图依然如图8所示,但是这会极大地影响渲染速度。表3是二维和三维的每秒帧数的比较。

可以看出,在三维情况下,除了在网格数为163的情况下达到可以接受的FPS外,采用其它更高精度的网格数一般情况下根本不能渲染出来。而根据医生主要是通过内窥镜进行手术训练,三维的全景视图只是辅助这一特点,本文采用二维来模拟三维系统下的血流的方法,只在内窥镜视图中模拟血流。首先在画布上用二维坐标绘制血流,然后把三维的画布放在内窥镜镜头的焦点上,画布的法向与内窥镜镜头的方向对齐。当镜头移动时,画布跟随内窥镜移动。画布做透明值设置,这样便不会挡住内窥镜镜头,仍然可以观察其他的物体。

4.4 实验结果

在手术过程中,当操作者用手术器械切割器官时,器官表面会流出大量血液,在人体内部流动,或者小的出血点缓慢地渗出血流等。根据实际情况,运用本文的血流模块可以模拟出多个血流场景,图8(a)-(d)是血流模块集成到系统中内窥镜视野下的前后效果。

5 结 论

本文采用稳定的半拉格朗日方法,实现了血流模块的模拟,并且将血流模块集成到虚拟手术训练系统中,模拟血流在人体内部流动及肿瘤表面出血点的效果。从实验结果可以看出,血流模块的加入明显地增强了虚拟手术训练系统的真实感,为医生在此系统中进行虚拟手术操作提供了逼真的场景,可以提高医生在实际手术过程中的操作能力,缩短培养医生的周期,在实际工程中具有很大的应用潜力。

摘要：虚拟手术训练系统的血流模拟是系统中模型模拟的重要部分。实时准确的血流流动效果,可以明显地增强虚拟手术训练系统的真实感。首先基于流体力学的Navier-Stokes方程的数值化解法,模拟血流流动的效果;然后在VTK框架中进行渲染,将血流模块集成到一个已有的、初步成熟的系统中;最后通过实验,表明血流模块的加入使系统的真实感得到较好的展现。

关键词：虚拟现实,流体力学,流体渲染,粒子系统

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[8]Fedkiw R,Stam J,Jensen H W.Visual simulation of smoke[C]//Procs.of ACMSIGGRAPH2001,ACMPress,2001:15 22.

容量复苏与血流动力学监测 篇9

在ICU的临床工作中, 每个危重患者都面临容量是否恰当的问题, 这个问题解决的好坏是治疗成败的关键之一。对于危重患者, 常常遇到体液的丢失或液体补给不足的问题, 如液体的外源性丢失 (失血、呕吐、腹泻、大汗、肠瘘、胃肠减压、大面积烧伤及禁饮食等) 和内源性丢失 (血管通透性增加, 导致组织水肿、体腔积液等) 均会使有效循环容量下降, 组织灌注不足, 导致休克发生。还有由于严重感染, 如重症肺炎, 急性化脓性胆囊炎、胆管炎, 肠穿孔致弥散性腹膜炎等, 由于炎症细胞、炎性递质及细胞因子等导致血管异常扩张, 血流异常分布使有效循环容量下降, 组织灌注不足, 导致分布性休克的发生。对于这类休克的治疗, 给予充分补液是刻不容缓的, 临床称为液体复苏, 如复苏后仍循环改善不佳, 需加用血管活性药物。复苏目标要按Rivers的早期目标指导性治疗[1] (EGDT) 进行。即在6 h内达到:中心静脉压 (CVP) 8～12 mm Hg, 平均动脉压 (MAP) >65 mm Hg, 尿量>0.5 mL/ (kg·h) , 中心静脉氧饱和度 (ScvO2) 或混合静脉血氧饱和度 (SvO2) >70%.若液体复苏后CVP达8～12 mm Hg, 而ScvO2或SvO2仍未达到70%, 需输注浓缩红细胞使血细胞比容达到30%以上, 或输注多巴酚丁胺以达到复苏目标。近年不少学者根据循证医学的证据提出修正的EGDT方案:1 h内抗生素的应用与感染源的控制;液体复苏的反应使平均动脉压>75～85 mm Hg;使ScvO2>70%及P (cv-a) CO2 (中心静脉压与动脉血二氧化碳分压差) >6达标后进行血管活性药撤离试验。

复苏目标要按EGDT进行是基于Rivers等的研究:对263例患者进行了一项前瞻性随机对照研究, 其中130例接受EGDT, 133例接受常规治疗, 2组基本条件无差异。结果, 前者病死率为30.5%, 后者为46.5%, 在同期2组APACHEⅡ评分分别为 (13.0±6.3) 和 (15.9±6.4) , 表明前者器官功能不全发生率低。出院患者中前者平均住院日缩短3.8 d, 心血管事件比率下降50%[2]。EGDT已于2006年年底由中华医学会重症医学分会写进了《成人严重感染与感染性休克血流动力学监测及支持指南》中。

2 容量复苏要恰当

容量复苏并不等同于持续输入液体, 而是指早期容量扩充。那么容量复苏到底输多少液体呢?每个患者都不一样, 大多数患者在最初的24 h内都需要持续输入大量的液体, 入量明显多于出量, 此时, 不能再以入量/出量比例来判断对液体的需求。

足够的容量复苏为了是纠正低血容量, 它能维持血管内液体容量, 恢复有效的组织灌注, 重建并维持组织氧需与氧供间的平衡。

然而, 过度液体复苏带来的危害亦不容忽视, 它可以使急性心功能不全发作;组织水肿, 氧输送障碍, 代谢产物排出时间延长;肺水肿, 动脉-肺泡氧梯度增加, 全身乏氧;肠黏膜水肿, 胃肠道功能障碍, 肠内营养使用障碍, 肠道菌群易位;低蛋白, 吻合口裂开;凝血功能障碍;高氯性代谢性酸中毒;多脏器功能障碍等最终使危重患者发病率和病死率增加。

3 血流动力学监测

为了对严重感染、感染性休克患者进行早期诊断、预后判断以及治疗过程中效果观察、方案的反馈与调整, 及时行血流动力学监测至关重要。而血流动力学为恰当的容量复苏提供准确指导参数也是其重要作用。

血流动力学监测可分为创伤性及无创性两类, 创伤性包括: (1) 直接动脉血压; (2) CVP; (3) 肺动脉漂浮导管 (PAC, 又称Swan-Ganz导管) , 可监测CVP、RAP (右房压) 、RVP (右室压) 、PAP (肺动脉压) 、PCWP (肺动脉嵌顿压) 、MAP及CO (心输出量) 等; (4) 脉波指示剂连续心排血量监测 (PiCCO) 。

目前, 临床上应用血流动力学监测正在向无创性监测发展。Swan-Ganz导管一直被认为是血流动力学监测的金标准, 但是其操作复杂, 并发症多, 在一定程度上限制了它在临床上的广泛应用, 并且近年来有研究认为其存在压力指标不能准确反映容量状态的缺陷。一些无创的方法:胸电阻抗法无创、简便, 但准确性仍有待进一步提高;心脏超声检查可以越来越准确地反映心室功能的变化 (特别是食管超声技术) ;而Pi CCO监测是近年来开展的新技术, 对心排量监测的准确性类似于Swan-Ganz导管。它可以进行容量监测, 减少了干扰容量判断的因素, 同时还能监测血管外肺水, 另外其操作相对简便, 逐渐成为当前血流动力学监测的热门方法。

4 脉波指示剂连续心排血量监测 (PiCCO)

PiCCO是一种测量脉波轮廓连续心排量与经肺温度稀释心排血量相结合的心排量测定应用技术, 其具有以下优点: (1) 损伤小, 只需要利用一条中心静脉导管和一条动脉通路, 不必使用右心导管, 可在床旁使用, 医务人员可很快掌握放置技术。更适合心律失常、脓毒症及儿科患者; (2) 各类参数更直观, 应用于临床所需参数无需加以推测解释, 可直接测得容量方面的指标; (3) 使用效率高, 可同时反映肺水肿情况和患者体循环功能情况。

使用PiCCO监测应注意如下问题: (1) 该技术禁用于股动脉移植和穿刺部位严重感染、烧伤的患者以及腹主动脉瘤患者, 以免导致股动脉闭塞, 感染及动脉瘤破裂; (2) 当存在心内分流, 主动脉瓣返流、狭窄、心脏压塞时, 会不同程度影响其测量结果, 应注意分析和动态比较[3]。

5 PiCCO监测方法、参数及对治疗的指导

(1) 首先建立一条输液用中心静脉通路, 另外在患者的股动脉放置一条PiCCO专用监测导管。

(2) 把注射液温度感受器的固定仓 (T形管) 连接到中心静脉通路上。

(3) 把PiCCO动脉热敏电阻与大动脉内插入的监测导管相连, 最好是股动脉, 也可以使用肱动脉、腋动脉或桡动脉 (要使用较长的导管) 。

(4) 把注射液温度感受器、动脉导管的热敏电阻和压力导管连接到PiCCO监护仪上。

(5) 如果要把血压信号传输到床旁监护仪上, 需利用PiCCO监护仪后面板上的电缆接口和相应的电缆。

(6) 测量开始从中心静脉注入一定量的凉盐水 (2～15℃) , 经过上腔静脉→右心房→右心室→肺动脉→血管外肺水→肺静脉→左心房→左心室→升主动脉→腹主动脉→股动脉→PiCCO导管接收端。通过计算机对接收信息进行分析可得到一系列具有特殊意义的临床参数。见表1.

那么, 我们通过PiCCO技术监测获得的参数指导循环支持治疗, 可参考表2进行:

这里要特别说明几个参数: (1) 血管外肺水 (EVLW) 即肺血管外的液体, 包括两肺的细胞内液、间质液和肺泡液, 一般情况下细胞内液是比较固定的, 而后两者则容易变化, 其变化与肺水肿密切相关, 能反映肺水肿的严重程度。正常值在3.0～7.0 mL/kg, 大于7.0 mL/kg提示有肺水肿。EVLW监测用于以下临床情况:a) 对危重病患者的监测, 是反映心肺功能的一个双重指标, 能直观地反映肺水肿的严重程度, 是目前监测肺水肿最具有特异性的量化指标, 其含量的多少与危重患者的预后密切相关。最近的研究发现, EVLW比传统的反映心脏前负荷的指标CVP和PCWP能更好地反映机体的前负荷。由于EVLW还受肺血管通透性等因素的影响, 有些时候CVP和PCWP并不能真实地反映肺水肿的变化。b) 监测药物对EVLW的影响:利尿剂以及硝酸甘油和硝普钠等血管平滑肌松弛药常用在肺水肿的治疗中, 监测EVLW可以及时了解这些药物的治疗效果。c) 监测液体治疗对血管外肺水的影响:指导输液量、速度、种类的选择。d) 监测通气方式对EVLW的影响:呼气末正压通气正常用于急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 的患者, 但其对肺水肿的影响有争议, 有研究证实呼气末正压通气能有效降低肺水肿的EVLW, 且降低程度与其应用时机和维持时间有关系。EVLW已被证实与ARDS的严重程度、患者机械通气的天数、住ICU的时间及病死率明确相关, 其评估肺水肿远远优于胸部X线。 (2) 胸腔内血容积 (ITBV) 和全心舒张末期容积 (GEDV) 在反映心脏前负荷的敏感性和特异性方面, 已经被证实不但远比心脏充盈压CVP+PCWP强, 也比右心室舒张末期容积更强。而且它们不会受机械通气的影响而产生错误, 因此能够在任何情况下给出前负荷情况的正确信息。经由GEDV和SV计算得到全心射血分数 (GEF) , GEF在一定程度上反映了心肌收缩功能。GEF=4×SV/GEDV。 (3) 肺血管通透性指数 (PVPI) 一定程度上反映了肺水肿形成的原因, PVPI=EVLW/PBV (肺血容量) 。

参考文献

[1]蔡国龙, 严静.严重脓毒症/脓毒症性休克早期目标指导性治疗[J].现代实用医学, 2010, 22 (3) :241-243.

[2]中华医学会重症医学分会.成人严重感染与感染性休克血流动力学监测及支持指南 (草案) [J].中国危重病急救医学, 2007, 19 (3) :129-133.