湍流是导致有关低估了冠状动脉血流储备相关的测量超声导丝详细参考


日期: 2012-9-18 17:19:35           点击数 :57

冠脉导丝(防火墙)是公认的工具的介入心脏病的定量分析冠状动脉血流量。超声线是用来测量冠状动脉血流储备(血流储备)。在血流储备仍然是减少一些尽管解剖患者冠状动脉腔内成形术成功。这是我们的目的研究测试的影响,改变流的有效性冠状动脉血流速度测量的影响。目前还不清楚是否湍流冠状动脉流量是重要的生理研究中的作用。

方法
我们灌注玻璃管(1.5–定义内部直径5.5毫米)与肝素血液脉动流模型。层流和紊流概况实现了通过改变血流速度。平均峰值流速(波动)记录使用0.014英寸防火墙。血流速度测量,也表现在75例在冠状动脉血管造影。冠状动脉性充血诱发冠状动脉内注射腺苷。波动最大采取进一步的分析。平均管腔直径冠状动脉在区域血流速度测量计算定量血管造影在正交平面。

结果
在体外,衡量波动成倍增加,管腔面积显示显着相关的灌注量在所有直径的层流条件下(注册商标20.85。以上的临界雷诺兹数500––表明湍流的体积计算得出的防火墙速度测量低估了实际利率灌注了22.5%(13±4.6%)。在体内,充血波动的测量无论内在偏差降低速度。在15个75例(20%)最大速度波动超过临界雷诺兹数确定通过体外实验。

结论
超声导丝是一个有效的工具,用于精确测量冠状动脉血流速度低于临界雷诺兹数500。到达冠状动脉血流速度高于速度的临界雷诺兹数可能导致低估的血流储备所造成的湍流。这种低估的流动速度可高达22.5%相比的实际体积流量。心脏病应考虑这现象在至少20%的患者时,测量血流储备的临床决策。

背景
心脏病能够量化冠状动脉血流速度在冠状动脉造影利用超声导丝系统。计算机分析的都卜勒频移反映了实际的血流速度在冠状动脉[1]。此外,测量冠状动脉血流储备(在药理血流储备)刺激冠状动脉血流可以表征vaso-dilatory能力冠状动脉[2]。血流储备的比例是充血流量速度除以基线血流速度。它的相关性与功能严重心外膜冠状动脉狭窄 [3,4]。血流储备是公认的生理指导决策在导管急诊化验室[5—7]。结果介入和药物治疗冠状动脉疾病已评估冠状动脉血流的研究[8,9]。受损血流储备被描述后造影冠状动脉腔内成形术成功尽管缺乏残余狭窄[10]。不同的病人有关的因素如冠状动脉微栓塞,冠状动脉痉挛,micro-thrombi或血管内皮功能障碍已讨论可能的原因受损血流储备经颅多普勒线[11,12]。假设一个层流剖面分析,体积流量通过一个doppler-tipped线表现出高度的相关性的实际流量和测量多普勒频移在体外和体内[13,14]。然而,直接分析冠状动脉血流模式在心脏直视手术显示发生湍流即使在非冠状动脉[15]。axial-directed梁研究与超声探头显示精度的限制血流速度测量与发生湍流 [16,17]。临界雷诺兹数(问)表明流动速度,歧视在层流和紊流根据血管直径。一氮化80以上–710流的血液循环的变化从层流到湍流[18]。我们假设,湍流也可能发生在人类冠状动脉的影响超声流量测量。为了证明这一假说,我们进行的体外实验审查的影响,流速剖面对转移的信号。本发生率高血流速度高于目前假设存在湍流流动进行了体内研究。

方法
我们使用0.014英寸doppler-tipped导丝(血流速度描记™,cardiometrics,北卡罗来纳州,美国)为在体外和体内研究。压电超声换能器集成在冰山的175厘米长的线。信号在12兆赫脉冲超声分析了计算机系统(flowmap™,cardiometrics)使用快速傅里叶转型。技术细节的系统被描述别处[19]。

体外实验
我们用玻璃管的长度为20厘米的体外模型。他们定义内部直径为1.5,2.5,3.5,4.5,和5.5毫米模拟冠状动脉血管。玻璃管体的辊泵肝素血液从志愿捐赠者。仔细注意了一个精确的校准每次测量前的泵流量使用体积标定。设置不同泵的速度根据生理速度冠状动脉血流量,平均流速之间是5和180厘米/秒电机货币的辊泵直接监督的一个人计算机通过一个模拟数字接口。认真重视保持电机货币稳定在所有血流速度记录。二十个测量是在每一个流程速度后,重新定位的超声线的中间部分玻璃管。该线是扭曲和移动到一个稳定的信号的获得每次测量前。平均值的平均峰值速度(波动)采样连续记录超过一二分钟时期采取的进一步分析每个灌注速度。

图1。设置为在体外测量。肝素血液泵通过玻璃管直径1.5至5.5毫米的定义流动率。
图2。平均值和标准偏差20体外血流测量在每每灌注速度在玻璃管的直径4.5毫米。流动速度的关键雷诺兹数(康)500的特点是。
图3。最高值的平均峰值速度波动在43例(○之前或之后)一个造影术成功32例(●)。最高价值波动是每一个人。血流速度在关键的雷诺兹500号(康)描述的变化,从层流到湍流廓线。
图4。流动剖面层流和紊流条件下的层流平均峰值速度除以2(波动/ 2)乘以膜面积(血管直径= 4)可用于精确定量测量血流。在湍流流量低估的血流量发生时,测量与超声线。

测量冠状动脉血流速度的体内
病人的选择
所有患者参加了这项研究,定于选修冠状动脉血管造影由于病理结果在非侵入性的压力测试,与稳定型心绞痛心绞痛。他们给了知情同意和冠状动脉造影,经皮冠状动脉介入治疗(介入)如果必要。所有病灶从头病变。没有的患者经历了前治疗的靶血管。有一个类似的血粘度的所有患者,仔细注意对正常(在正常范围)血细胞比容值在所有研究的患者在冠状动脉造影。所有患者也有书面知情同意参加研究。他们是很好的了解冠状动脉血流速度测量。研究协议的批准由伦理委员会的大学。主动脉瓣狭窄,动脉高血压2钕本科或以上),和其他并发症的影响血液粘度(如白血病)排除标准。

造影议定书
冠状动脉造影是在judkin技术通过股的办法一个7层鞘。标准指导导管放在其尖端的冠状动脉口在靶血管。0.014个“超声导丝放在1–2厘米远端狭窄后静脉注射10国际单位的肝素。

后经冠状动脉注射0.2毫克硝酸甘油定量冠状动脉造影(英国)的靶病变获得。冠脉造影是在2正交投影由飞利浦保卫自动冠状动脉分析使用7楼指导导管作为参考标准的[20]。病变严重程度确定的百分比直径狭窄相对于造影正常直径。平均值的血管直径3至5毫米远端冰山都卜勒丝的两架飞机进行了进一步分析。

腺苷注射注射通过导管诱导最大充血血流登记后的波动在休息。我们用12μ克腺苷的对,和18μ克腺苷的左冠状动脉。血流储备的计算充血的比率为基础的平均峰值速度(波动)。一个系统是在那些受损患者血流储备低于2。气球通货膨胀的重复或支架植入到一个造影满意的结果取得了所有患者。最大值的波动是从每个病人进一步分析。

计算和统计分析
雷诺兹数(重)可以计算出平均管腔直径(吃水)乘以与血流速度(波动/ 2)和密度(问)除以血液的粘度(例):

 

最小致死剂量平均管腔直径,波动/ 2 =平均的平均峰值速度,与密度血(1060公斤*3),每组血粘度(4 * 103巴勒斯坦权力机构的)。

层流剖面的血液变化的湍流以上问。流动速度的氮化计算使用——这是获得资格在所有患者。血流量(高炉)计算的现值除以2,管腔区域(洛杉矶)的容器(π*(时间/ 2)2)[21]:

高炉=拉*波动/ 2 = 2 * *(π波动/时间/ 2)2

高炉=血流,洛杉矶=管腔面积(π*船只半径2);波动/ 2 =平均平均峰值流速,平均管腔直径最小致死剂量。

相关系数(注册商标)的平方值(注册商标2)获得了由电脑计算2000(微软公司。)。所有的值表示为平均±标准偏差。

结果
体外研究
高炉经颅多普勒显示良好的相关性的灌注速度所有直径层流条件下:我们计算的研究2–值为0.854的1.5毫米,在2.5毫米的玻璃管研究20.957,在3.5毫米直径的我们发现研发20.968,在4.5毫米的系统是0.989,和5.5毫米管我们得到一个注册商标2–值分别为0.991。之间的差异的实际体积流量和流量计算从多卜勒信号低于±4.2%在所有的测量在层灌注(表1)。根据我们的测量,我们计算了临界雷诺兹数(问)500(493–509)。在流速高于氮化(=湍流的速度)衡量的超声线为12.8%低于1.5毫米的玻璃管,高达22.5%低于2.5毫米的玻璃管,高达14.7%低于3.5毫米的玻璃管,高达8.9%低于4.5毫米的玻璃管,和13.1%个较低的5.5毫米的玻璃管相比为定量测量灌注量。平均低估血液流动湍流条件下13±4.6%不等1.8%和22.5%。

表1。平均值的标准偏差为20±体外超声血流测量的平均峰值速度在每一个灌注速度在玻璃管的1.5–5.5毫米。灌注速度调整到700毫升/分钟(2.5–直径5.5毫米)和200毫升/分钟管道的直径1.5毫米。流动速度计算的血流量(性能。)和管腔面积的管道。速度值的临界雷诺兹数()标记为每个直径。

体内测量
这是我们的研究目的是转移的体外研究结果的临床常规冠状动脉内血流速度测量冠状动脉病变的患者在导管室。目前还不清楚是否这些临界流速可以发生在一个相关的病人数目。然而,这些测量数据进行了无论固有的偏差所造成的描述的现象。

总共有75例(58 = 77.3%)进行了研究,平均年龄59.5±11.2年。基线特征,和结果的血流速度测量患者的研究总结在表2。

表2。数据的75例接受选择性冠状动脉造影狭窄程度计算定量血管造影在正交平面。±平均值标准差(标准差),波动:最高值的平均峰值速度(根据基线条件和最大充血),冠状动脉血流储备的测量术前、术(术前血流储备)75例,和血管成形术后(血流储备后介入治疗)42例。

血流速度测定23例(31%)在右冠状动脉(莲花),18例(35%)在动脉,并在34例(65%)在左前降动脉。一种治疗是必要的,42例(56%)。在这些病人的血流储备从1.6增加±0.40至2.7±0.35后。只有12患者接受支架由于造影是不能令人满意的结果的气球通货膨胀。我们测量的最大充血波动值在43术前,和32例患者术后血管成形术。其中43例,33例(77%)在人的血管成形术被推迟,由于最初记录血流储备2以上。峰值波动值测定32例(76%)血管成形术后。10例(24%)记录的波动达到最大前干预。不过,最高个人波动值的每一个病人被用于进一步的分析。人物 3总结了最大值的波动的所有患者充血。

峰值波动之间14厘米/秒和154厘米/秒15例(20%)的最大波动超过速度的问。7例(9.3%)最大波动在莲花,并在8例(10.7%)最大波动在左冠状动脉超过速度的问。最大平均值的波动是79±17.2厘米/秒后(例32),和61±14.7厘米/秒前血管成形术(例43)。

讨论
我们证明的假设发生湍流的影响精度血流速度测量的联合在体外和体内研究。关于20%的病人有冠状动脉血流速度高于临界雷诺兹数在药理诱导充血。因此我们认为,湍流廓线可以发生在体内条件导致低估了冠状动脉血流量。

体外测量
我们能够表现出良好的相关关系灌注量计算量来自血流速度测量的影响下在低温条件下流动速度为先前所描述的其他研究团体 [22]。在血流速度高于目前的约500,流量计算的基础上转移的信号显示的倾向低估血流说明图4。这种现象可以解释我们的假设,都卜勒测量导线真正的高峰值波动湍流条件下,由于与峰波动是减少湍流条件下。它不能达到同样的价值这将被记录与平等的灌注量条件下的层流。

数额的平均低估了血流速度经颅多普勒线13.1%在相对较高的灌注速度高于氮化。不准确的都卜勒线为4.2%下的层流。这些结果限定超声线作为一个有效的,和高度精确的工具,定量冠状动脉血流量测量在低流量速度与层流剖面。社区复康网络是相互依赖于血管直径的最小致死剂量。速度在价值的目前超过正常生理范围在血管与时间低于2毫米。因此,我们建议把普勒丝在远端分支部分的冠状动脉达到最高精度的血流速度测量。在另一边,准确测量时间的测量是有限的小和血管钙化[23]。

体内测量
根据一个不准确的只有4.2%±层流条件下把冠状动脉内超声线作为一种有效的工具,量化冠状动脉血血流在休息。然而,一些研究调查充血血流量后药理刺激的罂粟碱或腺苷。休息的条件下,我们并没有观察流动速度超过速度值的问。但在充血条件下,约20%的患者达到流动速度大于速度的氮化后注射腺苷。根据我们的体外的意见,我们假设多卜勒漂移得到的流动速度低估了冠状动脉血流峰值在五分之一的患者约13%。

测量血流储备可相应影响最大波动上述问。例如,测量血流储备是2.3而不是2.6由于发生湍流在充血后造影成功治疗。按照对结果的讨论研究,负责心脏病希望较高的再狭窄率在这个病人,考虑到植入一个支架[24]。休息的波动值低于速度在所有患者的问。因此,高估的血流储备与低估的基线波动不会出现很可能发生在正常流动条件。

新技术,如所谓的血流储备分数(分数),或冠状动脉热稀释可以量化的高冠状动脉血流量主要是湍流性格独立的流动剖面[25,26]。人们可以推测,冠脉流量的变化曲线,从层流到湍流可能是一个原因先前报告之间的不一致和血流储备分数 [27]。由于湍流发生在相对较高的流动速度,和健康科目无冠状动脉疾病表现出较高的流动速度在药理测试相比,患者的冠状动脉疾病,我们假设湍流可以看到更经常在健康的血管[28]。然而,测量血流储备在病变血管的结果在相对较低的峰值流量速度,因此有机会紊流干扰的测量可能不太重要。

体外评价的氮化是用光滑的玻璃管。与此相反在理想的情况,内玻璃管我们假定一个更低的氮化体内时测量波动钙化冠状血管。因此,流量低估速度记录可能发生更频繁的患者比建议我们的体外实验。然而,我们不希望一个氮化远低于500,也可能影响准确的冠状动脉血流测量休息[29]。

速度的氮化取决于血管直径。大隐静脉旁路移植较高的直径比本地冠状动脉可到达时间值高达8毫米。相关变化的速度分布在静脉旁路移植被发现的雷射都卜勒测速仪[30]。因此,流动速度的氮化可达到更经常在静脉移植比在本地冠状血管。血流速度测量在一个冠状动脉分叉也可能影响质量流量剖面[31]。

最近,冠状动脉血流储备也分析经颅多普勒研究 [32]。进一步的研究应评估影响湍流流动速度测量与经颅多普勒。

该研究的局限性
我们能够证明影响高流动速度的有效性血液流量测量,超声线在光滑的玻璃管。在对比冠状动脉动脉管没有任何弹性元件,也没有弯曲,钙化墙,局部夹层,先前植入支架内血栓,侧分支,或血管直径的变化,都有一个对流动的影响分布可能导致湍流[33,34]。

特别是弹性元件,直径变化,和红细胞的影响血粘度可能有重大影响的氮化铬在人类冠状动脉动脉[35,36]。派生的血流量是低估了只有在高流速下培养条件。在研究人口的75例,20%达到了这种高流动上述构造在最大充血。今天,高剂量腺苷给出一C诱导充血[37]。因此,患者的比例达到冠状动脉峰值血流速度高于价值在氮化可能还要高,由于这种更密集的药物刺激的。如上所述,在比较光滑、直玻璃管,湍流可能更经常发生在冠状动脉表明增加部分先前植入支架。另一方面,在血管壁的弹性可以减少大量的湍流。然而,我们看到限制转让结果在体外直接测量到体内的超声研究。

结论
低于临界雷诺兹数血流导丝是一个高度精确的和有效的工具,定量测量冠状动脉血流速度。如果流动速度超过临界雷诺兹数500,血流速度测量低估实际流量13%。过高的流动似乎不可能对这一现象。紊流发生在药理刺激的冠状动脉血流量在至少20%的患者,可能导致低估血流速度变化产生的冠状动脉血流储备。这一现象湍流流动速度测量精度的影响因此应要考虑到所有的研究分析普勒冠状动脉血血流在充血。

 

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