明胶微球阻塞胎羊胎盘血管后的血液动力学变化.doc

明胶微球阻塞胎羊胎盘血管后的血液动力学变化中华妇产科杂志 1998年第6期第0卷 论著摘要作者：李笑天庄依亮吴国强沈霖霖周光兴常才杨幼明时浩单位：200011 上海医科大学妇产科医院(李笑天，庄依亮，常才)；上海医科大学生物医学工程系(吴国强，沈霖霖)；上海医科大学动物部(周光兴，杨幼明，时浩)本课题受国家自然科学基金资助胎盘梗阻、脐动脉血流改变是胎儿窘迫的重要病因之一。但是，目前尚无有效的方法检测脐动脉的压力波形，研究人类胎盘循环的血液动力学特点尚有一定的难度。本实验拟通过建立胎羊窘迫的动物模型，检测脐动脉的阻力和阻抗，研究胎儿窘迫时脐动脉的血液动力学变化。一、材料与方法1.孕羊的外科手术：健康绵羊(湖羊)8头，于妊娠116125天(绵羊的妊娠期为150天)经胎羊股动脉插管，使导管顶端达到胎羊的腹主动脉水平；胎羊端脐带5 cm处置电磁流量计探头于一根脐动脉内。胎羊的动脉导管接压力换能器，电磁流量机探头接电磁流量计，再通过多功能生理记录仪动态监测胎羊的腹主动脉血压(P)和脐动脉的血流量(volumn of blood flow,V)波形1。手术操作完毕待各项指标稳定后予以进一步实验。用直径为50 m的明胶微球和生理盐水配成10 mg/ml的悬液，经胎羊腹主动脉导管注射微球，每次0.5 ml，每隔1520分钟注射1次，直至胎羊死亡；每次注射前后均检测P、V、氧分压(PO2)、二氧化碳分压(PCO2)和pH值。2.血流和血压波形的数字信号处理：多功能生理记录仪输出的P和V波形用磁性数字记录仪记录，再通过A/D卡转化为数字信号，应用快速傅里叶转换法(fast fourier translate,FFT)计算脐动脉的阻力(R)和特征阻抗(Z)。3.微球注射次数标准化方法：由于胎羊对微球的反应存在个体差异，对微球注射的次数(MS)予以标准化处理。设注射前的MS的标准化值(SMS)为0，设Nmax次MS后胎羊死亡时的SMS为1，MS为n时的SMS为n=n/Nmax。4.统计学处理：均用SPSS for Window 6.0版本的统计软件包处理，包括t检验、相关分析与回归分析等。二、结果8头绵羊4头为单胎，4头为双胎，每头均取1胎进行实验。共检测胎羊P和V 32次，同时检测胎羊血气和酸碱度30次。胎盘病理检查发现，绒毛间质中的小动脉内均见大小不等、数量不一的嗜伊红圆形微球。1.R和Z的动态变化：MS与R之间有明显的相关性，MS增加，R升高，但二者之间为非线性关系。MS标准化后，或(和)R经对数转换后(记作LNR)，二者的相关性进一步增加。SMS与R之间呈指数相关。MS与Z之间无明显的相关性。MS经标准化转换后，或(和)脐动脉Z经对数转换后(记作LNZ)，二者间仍无明显的相关性。脐动脉R与其平均血流量(MV)间成对数相关。另一方面，脐动脉Z与MV也有明显的相关性。MV的增加与R增加和Z下降有关。见表1。2.胎羊动脉血PO2、PCO2和pH值与R和Z之间的相关性：pH值与R之间呈指数相关，PCO2与R之间无明显的相关性，PO2与R之间呈指数相关。胎羊动脉血的pH值、PCO2和PO2与Z均无明显的相关性(P0.05 )；经对数转换后，仍无明显的相关性(P0.05)。见表2。三、讨论本研究建立了胎儿窘迫的胎羊动物模型，并检测胎儿窘迫过程中脐动脉阻力和阻抗的动态变化。绝大部分胎儿窘迫的动物模型可定性地判断胎儿窘迫是否存在2。然而，胎儿窘迫是一个复杂的、动态的过程，很难用单一指标反映其病理生理变化3。本实验建立胎羊动物模型，根据MS调节胎盘阻塞的程度，动态观察胎儿窘迫的过程。为了使不同个体间的指标具有可比性，MS予以标准化处理，结果表明，MS经标准化处理后，各项指标能更好地反映胎儿窘迫的程度。谱分析能较理想地反映波形的特点，广泛地应用于血液动力学的研究4。本实验用FFT方法对P和V波形进行谱分析，计算R和Z。R类似于电阻，表示在稳定血流情况下P与V的比值；Z类似于电容和电感，表示P与V的波动成分之间的比值。经胎羊腹主动脉注射微球，大部分经脐动脉停留于胎盘，实际上是减少了胎盘循环总的血管横截面积，SMS反映了胎盘小血管的阻塞程度。SMS与脐动脉R有明显的相关性，且呈指数关系，可能的机理是在胎盘阻塞的早期，胎儿窘迫的程度较轻，胎盘通过代偿使脐血管R改变不明显；随着阻塞程度加重，逐渐处于失代偿阶段，胎儿的各种内环境和机能不断恶化，R急剧增加。Z显示血管对波动血流的抵抗程度，其影响因素有血管的弹性、心率、波在血液里的传播能力等4。微球机械地阻塞胎盘，在短时间内不能直接改变血管的弹性、血液的粘稠度、惯性等，这可能是胎盘阻塞程度与Z相关性不显著的原因。另一方面，脐动脉MV与R和Z均有明显的相关性。脐动脉MV是胎盘血流灌注能力的体现，R和Z均能影响胎盘血流灌注能力。但在本实验中，R改变是引起胎儿窘迫的关键，阻抗的作用较少。R与胎儿动脉血的pH值、PO2之间有明显的相关性，且均呈成指数相关；但与PCO2之间无明显的相关性。R与胎儿血气之间存在分离现象，可能是胎儿血液动力学改变和血气分析改变出现的时相不同。因此，不管是胎儿血气和酸碱度，还是脐动脉血流的阻力和阻抗，都不能完全反映胎儿窘迫的过程。综上所述，随着MS增加，脐动脉R升高，Z变化与MS无关；但R和Z对MV均有影响；且R与胎儿动脉血的血气和酸碱度之间有松散的关系。这是微球阻塞胎盘动物模型的血液动力学改变的特点。表1MS与R和Z的相关性比较相关变量例次相关系数可能性相关变量例次相关系数可能性MS-R320.458 40.008MS-Z320.273 80.129SMS-R320.529 60.002SMS-Z320.242 00.182MS-LNR320.657 90.001MS-LNZ320.263 10.146SMS-LNR320.715 30.001SMS-LNZ320.230 40.204MVLNR32-0.919 40.001MV-LNZ320.307 10.030表2胎儿动脉血的血气和酸碱度与脐动脉血流阻力和阻抗的关系相关变量例次相关系数可能性相关变量例次相关系数可能性pH-R30-0.224 20.234PCO2-Z30-0.151 20.425pH-LNR30-0.485 60.007PCO2-LNZ30-0.184 40.329pH-Z30-0.015 10.937PCO2-R30-0.413 00.023pH-LNZ300.004 60.981PO2-LNR30-0.497 70.005PCO2-R300.131 30.489PO2-Z30-0.007 60.968PCO2-LNR300.273 00.144PO2-LNZ30-0.007 80.967参考文献1李笑天，庄依亮，周光兴，等.胎儿介入性实验的动物模型.上海医科大学学报，1997，24(增刊)：41-45.2Murotsuki J， Challis JR， Johnston L， et al. Increased fetal plasma prostaglandin E2 centrations during fetal placental embolization in pregnant sheep. Am J Obstet Gynecol， 1995， 173：30-35.3ACOG Committee Fetal distrees