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微创导管测量动脉内压力的研究进展
作者:秦超[1] 
单位:广西医科大学第一附属医院[1]  
文章号:W080473  
2012/7/5 9:05:10    
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动脉内压力是指血液循环中血液在动脉内流动某一位置时所产生的压力。它和肱动脉血压有着明显不同,不同部位血管,其血管内压力的压力分布不一致。在脑的血液循环中,血管内压力与灌注压密切相关。本文回顾了有创血压测量的进展,特别是在血管介入诊疗中利用导管测量动脉内压力的产生过程,及其在临床上的应用。 关键词:导管;血管介入; 动脉内压力
    动脉内压力是指血液循环中血液在动脉内流动某一位置时所产生的压力。它和肱动脉血压有着明显不同,不同部位血管,其血管内压力的压力分布不一致。在脑的血液循环中,血管内压力与灌注压密切相关。本文回顾了有创血压测量的进展,特别是在血管介入诊疗中利用导管测量动脉内压力的产生过程,及其在临床上的应用。 365医学网 转载请注明
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    早在1711年,英国牧师Hales使用尾端接有金属管、长270cm的玻璃管插人一匹马的颈动脉内,揭开了人类历史上血压测量的序幕。1865年,法国外科医生Faivre在截肢手术中分别将两名患者切断的肱动脉和1 名患者的股动脉接到水银测压计上,首次测量到人的动脉血压。其后穿刺针技术的发展,桡动脉、足背动脉、肱动脉、股动脉等浅表动脉内压力,得到迅速的开展。但人体心脏和深部动脉如主动脉弓、锁骨下动脉、髂动脉、肾动脉等动脉的压力却难以获取,一直到1929年,Forssmann在自身做了大胆尝试,经肘前静脉置入导管并送至右心房进行了心内测压,此后心导管技术得到了快速发展。1952年Schnable等通过动脉导管技术,首次报道了正常人的中心动脉压力; 1955年Kroeker EJ等使用一根长80cm,外径1.mm,内径0.5mm的Peterson型导管通过置于腹股沟处股动脉或肘窝处肱动脉的IST-gage穿刺针,在X射线透视下将导管尖端定位于主动脉弓,同时外接电子压力计,从而获得连续动脉血压,即中心动脉压。通过该方法Kroeker EJ成功对12例健康志愿者进行了中心动脉压的测量,并比较了其在运动和静息状态中与外周动脉压力的差异。1956年,Sones证实了冠状动脉能够耐受造影剂注入,并进一步推动了冠状动脉造影(Coronary Angiography, CAG)的影像学和导管技术的发展。1967年,Judkins进一步完善了Sones的技术,通过股动脉穿刺途径实施CAG,并设计了一系列造影导管。随着冠脉造影技术(CAG)的发展,导管能更精准地定位于需要测量压力的血管,使得测量的导管也被迅速发展起来的各种造影导管所代替。 365医学网 转载请注明
    近年来许多学者在PCI中通过测量冠脉压力,来计算压力梯度和血流储备分数(fractional flow reserve , FFR),从而分析冠脉狭窄后血流动力学改变情况。该方法亦逐渐用于髂动脉、肾动脉等人体深部动脉。人们认识到中心动脉压对心血管事件的预测和降压疗效的评价具有重要价值,亦受到越来越多的关注。 365医学网 转载请注明
    动脉内压力导管测量整个系统分为两个部分,包括电子压力传感器系统和充满液体的导管系统,首先进行对血压监测系统的准备:用肝素生理盐水或生理盐水充满整个传感器系统的管道,并确保系统中无气泡。对传感器进行定位,传感器必须固定于人体心脏水平,一般在人处于卧位时,传感器定位于腋中线水平。定位后在与大气连通下对压力传感器进行调零。最后,将压力传感器输出导线与动态血压监护系统相连接。对导管的定位:在造影术中,在导引导丝和造影剂的引导下,将造影导管尖端置于需要监测的血管内,导管的体外端直接与压力传感器的液体管道相连接。由于液体的压力传递作用,血管内的压力通过导管内液体传递到压力传感器上,传感器将心脏或血管内的压力转换为电信号并传入监护系统,再由监护系统将其转为正弦波图形,从而得到压力曲线和数值。 365医学网 转载请注明
    血压传感器主要由3个部分组成包括:冲刷装置, 传感器芯片,通管(如图)。冲刷装置:主要有2个作用, 一是在测量开始时冲刷导管内的气泡, 使导管内充满液体, 因为气泡的存在会对压力测量值产生不良的影响, 根据气泡的大小不同, 会产生共振和衰减现象。二是在测量过程中它提供细微的流量, 目的是防止血液的凝结, 如果血液发生凝结现象, 则会造成导管的堵塞, 使测量无法继续下去。传感器芯片:传感器芯片是一个压力信号测量装置,通过采集血压信号, 并将血压压力信号转化为电信号。三通管:三通管主要是为了调整液体导通的方向, 实现的功能包括排气(用生理盐水注满该系统, 确保系统中无气泡)、系统校零和血液的取样。 365医学网 转载请注明
    测量导管系统:导管是血管造影与血管成形术的基础。在1711年,Hales将铜制导管通过马的颈静脉和颈动脉途径进入心室,铜管外端连接到一根竖直的长玻璃管,从鹅身上取下的柔软的气管作为两个刚性管道之间的连接器,血压使玻璃管内的水柱上升了约9英尺。1847年,Bernard对一只狗进行了右心导管介入术,通过将一根玻璃导管经右颈静脉插入心室并测量血压,他因此而成为了第一个准确记录心腔内压力的人。1861年,French和Marey使用橡胶制导管在马身上进行心导管介入术,同时导管外端连接压力记录系统,因此能够在介入入路中获得连续的同步血管内压力。1947年,高分子聚乙烯合成材料代替了原来的橡胶成为了新的导管制作材料。1956年,导管发展成内层为金属编织,外层由尼龙塑料、涤纶、聚四氟乙烯、聚氨酯编织合成的多层结构。随后的二十年间,顺应介入诊疗的各种需要,各种类型和规格的导管陆续出现,包括“pigtail”、“hooktail”、“multipurpose”、“Sones-type”等。直径2F-3F的微小导管出现在一些血管造影试验中,用于测量血管狭窄远端的腔内压力。1962年,1975年,Gruentzig发明了双腔球囊导管,并用于外周动脉的血管成形术中。该导管近端管腔是一个可膨胀球囊,远端管腔可以实现术中监测动脉内压力及注射造影剂的功能。通过对这种导管的逐渐改进,Gruentzig实现了在冠状动脉血管成形术中对狭窄远端管腔压力的测量,为后来压力梯度概念的推广做出了贡献。1986年,Anderson等利用该类型导管进行更大规模的临床研究,对4263例冠状动脉血管成形术患者进行了跨狭窄压力梯度测量,得出来了压力梯度的下降与狭窄直径呈线性相关,而非狭窄长度。同时,该试验也指出了导管测量的局限性,这些缺陷也在随后的许多研究中被提到。如球囊导管的尖端在动脉粥样硬化、迂曲或形状不规则的血管中,容易被阻塞而影响压力的测量;导管通过狭窄时其本身也加重了血管阻塞的程度,造成血管截面积的减少,因此导管的直径也影响到了压力梯度的准确测量。这一点造成的压力梯度差异在一些微导管测量压力梯度的试验中依然存在。1998年,R. G. McWilliams等进行了一个体外实验,通过建立测量髂动脉狭窄压力梯度的模型,对一些当时常用的导管测压技术可能潜在的错误进行了分析。得出一系列结论:1导管测量的压力梯度值与导管和狭窄的直径比例存在相关,这种关系为测量所得压力梯度值=K*真实压力梯度值,其中K= 0.25e4.47R,R为导管与狭窄处的直径比值。2.末孔导管与侧孔导管测量的压力值存在细微的差别,在实际测量中没有明显影响,但末孔导管在测量动脉粥样硬化明显或严重扭曲的血管时,存在被部分或完全阻塞的可能,从而影响了压力测量。3.导管与血流的方向会影响压力值,当导管迎向血流时,部分血液的动能会转化为压力势能,但这该试验中,这个影响是很小的,并非错误的主要来源。 365医学网 转载请注明
    1993年Pijls等提出血流储备分数(fractional flow reserve , FFR)概念。FFR主要通过计算冠状动脉狭窄远端压力与主动脉根部压力之比而获得,两压力指标可以通过压力导丝在冠脉最大舒张状态(可通过冠脉内或静脉内注射婴粟碱或腺昔或ATP)时测得。近年临床实践和大型临床试验证明,由压力数据获得的FFR是监测与指导PCI的一个良好指标,尤其对于指导支架植入术。此外FFR并不增加冠脉介入操作的时间,FFR指导下的PCI,由于减少了后期的冠脉事件,患者的经济负担也明显减轻。2009年,美国心脏病学院和美国心脏病协会指南的更新中将FFR在中度冠脉狭窄的缺血评价和作为功能检测指标评价病变是否需要PCI的指征,由IIB类提升到IIA类侧。2010年,欧洲心脏病学会(ESC)心肌再血管化指南中,在无有效的血管相关缺血客观证据时,将FFR列为缺血相关病变检测的IA类适应证。FFR已经代替单纯的冠脉造影,成为了评估冠脉病变血流动力学改变新的金标准,被广泛地应用于弥漫病变、多支血管病变、心肌梗死、左支干病变、支架策略和冠脉搭桥的评估和指导PCI。同时FFR在肾动脉、髂动脉、股动脉等其他外周动脉中也得到了推广和应用。 365医学网 转载请注明
    有创测量血压,即直接血压(Direct blood pressure)可以连续、准确地反映真实血压情况,被视为“金标准”。相对无创测量血压,即间接血压(Indirect blood pressure)则影响因素较多,包括动脉硬化程度、血流动力学异常改变、基础血压水平、年龄、以及体位和袖带宽度等等。多年来,许多学者致力与研究无创血压与有创血压之间的关系,试图通过排除各种影响因素、改进测量方法来史无创测量的血压值接近有创测量血压值,但目前,有创测量血压仍然被认为最接近真实的血压值。近年来有研究发现, 在控制高血压不同种类药物治疗过程中, 尽管常规袖带测量肱动脉血压效果相同, 临床预后不尽相同。2005 ASCOT/CAFE 研究显示, 不同降压药物在取得相同肱动脉血压下降时, 中心动脉压的下降却不完全一致, 即有创测量血压与无创测量血压的不一致,认为降压治疗引起的中心动脉压与肱动脉压之间的差异可能是造成临床降压疗效差异的真正原因。CAFE 研究首次在前瞻性临床试验中证实中心动脉压参数与心脑血管病终点事件密切关联,提出中心动脉压具有重要的病理生理意义, 具有独立的、较肱动脉血压更强的心血管疾病及相关并发症的预测价值, 中心动脉压对高血压治疗及心脑血管事件预测的作用日益受到重视。但无创方法并不能正确的估算中心动脉压的数值。因此, 有必要使用更加精确的导管测量的方法来评价中心动脉压参数预测动脉粥样硬化病变及心血管事件发生率的价值。 365医学网 转载请注明
    导管测量动脉血压的方法与血管内介入诊疗技术的发展相辅相成,在血管介入中,对动脉内压力进行测量既可以得到准确的压力值,同时并不增加操作的时间和步骤,是目前测量动脉内压力较普遍的方法。但在实际临床应用中却受到操作经验水平、设备技术水平及费用等一系列的限制,未能得到普及性的开展。尽管在冠状动脉及肾动脉、髂动脉、股动脉等外周动脉领域中该方法得到广泛且深入的应用,而在脑血管病领域当前尚未有大规模的研究与报道。相信随着脑血管病日益受到重视,动脉内压力测量在脑血管方面将发挥更为重大的作用。 365医学网 转载请注明
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作者简介
秦超
单位:广西医科大学第一附属医院
简介: 秦超,医学博士,教授,主任医师,硕士研究生导师。1987 年毕业于广西医学院医疗系,2001
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