心阻抗血流图的改进模型
心阻抗血流图的改进模型
朱代谟;雷国华
【期刊名称】《中国医学物理学杂志》
【年(卷),期】1995(012)004
【摘要】本文是我们建立一种心阻抗血流图技术新理论的系列研究之二，是正式论文的简要快讯，本文改进了推导Ｎｙｂｏｅｒ公式所用的并联模型，并用文献「１」中发展的方法对相应边值问题求解，得出了一个联系胸部电阻与模型中诸参量的新关系式，最后将此新关系式与Ｎｙｂｏｅｒ公式作了简要对比。
【总页数】3页(P250-252)
【作者】朱代谟;雷国华
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】R540.4
【相关文献】
1.心阻抗血流图对儿童心功能的评价 [J], 沈建昕;张三明;温晓竞
2.基于小波变换的心阻抗血流图特征点提取 [J], 方艳红;赵海龙
3.无创心阻抗血流图在心源性和非心源性呼吸困难鉴别诊断中的应用 [J], 李玉芝;张继红;童雨田
4.心阻抗血流图无创心功能检测在ICU患者护理中的应用 [J], 吴忠艳
5.心阻抗血流图对心肌梗死急性期左心室舒张功能的观察 [J], 何庚山
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用重建心阻抗图观察心功能不全患者血流动力学的变化
关键 词 ： 重建心阻抗图； 心功能不全； 心功能 中图分 类号 ： ５１ Ｒ ４ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ：１０ －２９ （０７０－００－０ ００ ２４ ２０ ）６ ０４ ３
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｍ ｏ ｙ ａ ｉ ｓ ａ ｃ ｎ Ｈｅ ｄ ｎ ｍ ｃ Ｃｈａ ｅ ｏ ｒ ｉ ｃ ｎｇ ｆ Ｃａ ｄ ａ
用 重 建 心 阻 抗 图 观 察 心 功 能 不全 患 者 血流 动 力 学 的 变化
欧阳星 文 彭景 添 ， 晓苋 ， 明星 ， 严 况
（ ． 江 市第 四人 民 医院心血 管 内科 ， 苏 镇 江 ２ ２ ０ ； １镇 江 １０ ０
２ 南 昌大学 ａ 第一 附属 医 院心血 管 内科 ；ｂ 基 础 医学院物理 教研 室， 昌 ３ ０ ０ ） ． ． ． 南 ３ ０ ６
低 于健 康 对 照组 （ ＜ Ｏ ０ １ ， Ｔ Ｒ、 Ｄ Ｌ Ｄ Ｐ ． ０ ） 而 Ｐ Ｌ Ｉ、 ＶＥ Ｐ则 明 显 高 于 对 照 组 （ ＜ Ｏ ０ １ 。结 论 上 述 改 变 符 合 心 功 能 Ｐ ．０ ）
不 全患 者 的 临 床 实 际 情 况 ， 建 心 阻 抗 图可 以用 于监 测 心 功 能 不 全 患 者 的 血 流 动 力 学 变 化 。 重
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・
４ ・
江 西 医 学 院 学 报 ２０ ０ ７年 第 ４ ７卷 第 ６ 期 Ａ ｔ ａ ｅ ａ ｄｃｎ ｅＪａ ｇ ｉ ０ ７ Ｖ ｌ ７ Ｎ ６ ｃａ Ａｃｄ ｍｉｅ Ｍｅ ｉ ａ ｉｎ ｘ ０ ， ｏ ４ ， ｏ ｉ ２
心脏每搏输出量新型Kubicek模型的研究
（） １
ｆ× Ｌｚｘ Ｄ
随心 脏 活动变 化 的参 量 ， 而影响 Ｓ 的计算 结果 ． 从 Ｖ
我们 在研 究 过 程 中发 现 ， 传统 的 Ｋｕ ｉ ｋ模 型 忽 ｂｃ ｅ
式 中 ： 为 血液 的电 阻率 ； 』 Ｄ Ｌ为 两 环 状 测 量 电 极 间 的 长 度 ；０ Ｚ 为胸廓 阻抗 ；ｄ ／ ｔ 。 （ Ｚ ｄ） 为阻抗 变化 的时 间导数 的最大值 ； ｚ为左 心室 射 血时 间 ． Ｔ
摘 要 ：针对传统的 Ｋ ｂ ｅ 模型在心脏每搏输出量（ 理论推导和实际测量中存在一定的缺陷， ｕｉ ｋ ｃ ｓ 根据心脏血流动力学
原 理 ， 出 －－ ￣ Ｎ Ｎ ｂｃｋ模 型 及 其 阻 抗 和 导 纳 等 效 电 路 图 ， 依 据 该 新 型 模 型 推 导 出 基 于 阻 抗 法 和 导 纳 法 测 量 提 ｆ Ｋｕ ｉ ｅ 并
＇ Ｓ ｙ的 计 算 公 式 ， 出依 据 旧 模 型 进 行 的 阻 抗 法测 量 产 生 偏 差 的 重 要 原 因 是 忽 略 了血 液 电 导 率 （ 的 变 化． 过 对 新 模 型 指 通 中两 种 测 量 方 法 的 比较 ， 一 步 从 理 论 上 验 证 了导 纳 法 具 有 更 高 测 量 精 度 ． 些 结 论 对 今 后 的 应 用 研 究 及 相 关 仪 器 的 开 进 这
在上 世 纪 美 国 的 Ｎｙ ｏ ｒ ｂ ｅｔ 提 出 人 体 的体 阻 抗
变化 （ ） △Ｚ 与容 积 的变 化 （ Ｖ） 正 比之 后 ， ｕ ｉｅ ［ △ 成 Ｋ ｂｃｋ３ ］ 等人 采用 高频交 流恒 流 结合 四 电极 法测 出 了心阻 抗 图 （Ｃ ， 导 出了 心 脏 每 搏 输 出量 （ Ｖ） Ｉ Ｇ）推 Ｓ 的估 算 公 式 ， 并开 展 了心导 纳法 测 量 的 研 究 。 国 的李 志 明【 等人 中 ４
41例老年冠心病患者心阻抗图分析
量 ¨Ｉ 专 科 医 院 一 般 使 用 配 备 头 颅 固 位 装 置 Ｉ】 曲 面 。 的 ２
量 焦 片 距 ／ 片 距 ， 供 放 大 率 给 临 床 医 师 ， 便 得 到 物 提 以
更精 确 的测量 值 。 头 颅 侧 位 投 照 在 口 腔 矫 正 检 查 上 有 极 其 重 要 的
意 义 ， 主 要 用 于 口 腔 正 畸 的 治 疗 观 察 和 Ｘ线 头 影 测
我 们 实 践 的 口腔颌 面头 颅 侧 位 透 视 投 照 技 术 ， 可 以 在 现 有 条 件 下 摄 出 较 高 质 量 的 头 颅 侧 位 测 量
０． ８ ０ ｓ。
颌 角 位 置 调 整 到 重 合 时 曝 光 。⑤ 曝 光 时 间 要 短 。减 少
移 动 伪 影 是 本 投 照 重 点 ， 本 组 病 例 反 映 第 一 次 投 照 存 在 运 动 伪 影 的 占 ５ ， 以 摄 影 技 术 上 采 取 短 时 曝 ％ 所
２ 结 果
文 章 编 号 ： ０ ５ ６ ９ （２ ０ ） ７ ０ ４ — ２ １０ — １Ｘ ０ ７ ０ — ４ ０ ０
４ 例 老 年 冠 心 病 患 者 心 阻 抗 图 分 析 １
７００ 兰 州 军 区 临 潼 疗 养 院 １６ ０ 王 忠 波
心 阻 抗 血 流 图 是 常 用 的 无 创 伤 心 血 管 功 能 检
２ 税 桦 桦 ，等 ． 面 断 层 ｘ线 机 பைடு நூலகம் 临 床 应 用 ． 南 军 医 ， 曲 西
第四节生物电阻抗及电活动图11级
将电极的电性能等效成由电容与电阻和干电池电位组成
的等效电路。
2．心电测量及仪器
1）心肌细胞的电偶极矩 2）电偶的电性质及其描述 3）心电的产生和心电图
1）心肌细胞的电偶极矩
心脏的跳动是由心壁肌肉有规律的收缩产生的，而 这种有规律的收缩又是电信号在心肌纤维传播的结 果。 心肌纤维由大量心肌细胞组成。
2）电偶的电性质及其描述
瞬时心电场是一个在方向、大小都随时间做周 期性变化的矢量。 将矢量箭头的坐标按时间、空间加以描述，连 接成轨迹，此轨迹称为空间心向量环。
它是瞬时心向量的箭头随时空变动的三维空间曲线，
描述了心电向量随时空变化的规律。
生物电测量涉及许多研究领域
生物电的起源 生物电测量电极（体表记录电极、体内电极、微电极
等） 生物电放大、记录等共性问题
介绍心电、脑电、肌电等常见的生物电测量
和仪器。
1．生物电测量电极
在测量心电图、脑电图、肌电图、眼电图及
细胞电活动等体内、外生物电位时采用的生 物电引导电极称为生物电测量电极。 生物电测量电极通常由经处理的某种金属板、 金属细针或盒属网制成，测量电极的性能优 良与否，将直接影响各种生物电位变化的测 量结果。
二、生物电测量及仪器
人体不同部位的生物电测量与记录，能反映
相应部位的兴奋性变化，是临床诊断的重要 依据。例如
心电变化的测量与记录是现代医学诊断心脏疾病的主
要手段； 脑电的测量与记录是探测脑部肿瘤和癫痈发作的重要 依据； 肌电的测量与记录有助于诊断肌肉萎缩和肌肉神经支 配疾病等。
二、生物电测量及仪器
刺激在细胞中传播时电矩是变化的，这个过程称 为除极。
无创血流动力学监测临床应用 -
诊断
治疗措施
病史，症状， CI<2.4或 体征，实验 CI>3.0且
室检查 STR≥0.55
提示呼吸困 难是心源性
考虑心力衰 竭诊断和治
疗措施
ICG血流动力 学检查
CI ≥ 3.0或 CI2.4-2.9且
STR<0.55
提示呼吸困 难是非心源
性的
考虑肺或其 他病因的治
疗措施
ICG主要监测内容及意义
参数
单位
SV
ml
C.O.
L/min
C.I. L/min/m2
SVR DS/cm5
TFC
/kΩ
参考值
60-130 4.5-8.5 2.5-4.0 770-1500 男30-50 女21-37
定义
每次心跳搏动由左心室泵出的血 液总量
每分钟内由左心室所泵出的血液 总量
经过体表面积标准化处理后的心 输出量
无创血流动力学监测仪进行血流动力学监测， 评价心肌收缩力、心脏功能及心脏前负荷／后 负荷，并直观观察到临床用药前后的明显变化 ，指导临床用药，判断效果。在给予强心剂的 同时，根据TFC（前负荷）利尿或补液，根据 SVR（外周血管阻力）给予血管活性药，经过 合理选择适宜的药物治疗，患者在用药后，各 项主要指标均有所改善。
血液在动脉系统内流动所遇到的 阻力，（通常所称后负荷）
主要通过对血管内、肺泡内以及 胸腔内的组织间液检测得出的胸
腔内的电传导率
ICG主要监测内容及意义
参数 名称 单位 参考值
定义
SI
每搏输 出指数
ml/㎡
35-65
经过体表面积标准化处理后的每搏输 出量
SVRI VI ACI
基于小波变换的心阻抗血流图特征点提取
ｉｔ ｏ ｎ ｓｏ ｅ ｉ ｅ ａ ｃ ａ ｄ ｏ ｒ ｐ ｙ ｌ ｅ ｐ ｓｔ ｎ ｏ ｅ ｐ ｉ ｔ ｗａ ｂ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｎ ｅ ｅ ｔ ｎ ｔｅ ｃ ｒ ｓｉ ｐ ｉ ｔ ｆ ｈ ｃ ｔ ｍｐ ｄ ｎ ｅ ｃ ｒ ｉｇ ａ ｈ ．ｒ ｏ ｉ ｏ ｆ ｈ ｏ ｎｓ ｓｏ ｔ ｉ ｅ ｔ ｉ ｔｒ ｓ ａ — １ ｈ ｉ ｔ ｈ ｉ ｈ
，
ｉ ａ ｆ ｃｉｅ ｔｃ ｎ ｌｇ ｆａ ａｙ ｉ ｇ ａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｍｐ ｄ ｎ ｅ ｄ ｆ ｒｎ ｉ ｌｓ ｎ ｌ ． ｓ ｎ ｅ ｆ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｎ ｌ ｚｎ ｎ ｒ ｃ ｓｉ ｇ ｉ ｅ ａ ｃ ｉ ｅ ｅ ｔ ｉ ａｓ ｅ ｖ ｆ ａ ｇ
Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ：ｉ ｅ ａ ｃ ａ ｄ ｏ ｒ ｐ ｙ；ｗａ ｅ ｅ ｒｎｓｏ ｍ ；ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｄ ｎ ｉ ｃ ｔ ｎ ｍｐ ｄ ｎ ｅ ｃ ｒ ｉ ｇａ ｈ ｖ ｌｔｔａ ｆｒ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｉ ｅ ｔ ａ ｉ ｉ ｆ ｏ
心 阻抗 血流 图 （ｍ ｅａｃ ａｄ ｇａ 缩 写 ＩＧ） Ｉ ｐｄｎｅＣｒｉ ｒｍ， ｏ Ｃ 是通 过测量 胸 腔 电 阻抗 及 其变 化 来 检测 心 输 出 量 等 血
值 点等 ） 来观测心阻抗微分 波形 ， 在感兴趣 的尺度上找到模极值点 和特 征点 的对应 关 系， 而完 成对特 征点的 自动 从
检 测。采用 临床 医学 ＩＧ数据对算法进行了检测 ， Ｃ 实验结果表 明 ： 心阻抗微分信号 中 Ｂ点 、 的漏检 率与采用传 ｘ点 统 的相干平均法相 比有 明显降低 ， 说明小波变换技术是 心阻抗微 分信 号分析与处理的又一可行有效 的方法。
关键词 ： 心阻抗血 流图 小波变换
中图分类号 ：３ ８０ Ｒ １ ．４
医学专题血流动力学监测进展
This method has been in use for over 20 years in clinical practice and is probably considered the clinical haemodynamic "gold standard".
血流动力学监测是临床危重病急救的重要内容之一，是大手术和抢救危重病员不可缺少的手段。 无创伤性血流动力学监测（noninvasive hemodynamic monitoring） 创伤性血流动力学监测（invasive hemodynamic monitoring）
一、无创血流动力学监测
History of Monitoring
1960s: golden age of vasopressors Pressure arterial line & CVP 1970s: golden age of inotropes Cardiac output, PA catheter 1980s: SvO2 , relative balance between oxygen supply and demand 1990s till now: Better understanding of tissue oxygenation, right ventricular function Functional monitoring, PiCCO, continuous CO Less invasive, TEE
体循环系统建模与仿真
ｔｄｂ ｅ ｙ ＭＡＴＬ ＡＢ．Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈｏ ｔ ｔｔ ｅ ｍｏ ｉ ｅ ｅ ｅ ｔ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓｖ ｌ ｅ ｅ ｔｔｅ ｗｏ ｋｉ ｅ ｒ ｓ ｌｓｓ ｗ ｈａ ｈ ｄｆ ｄ ｌｆ ｖ ｎ ｒ ｌ ａ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉｅｙ ｒ ｆ ｃ ｈ ｒ ｎｇ ｉ ｔ ｉ ｌ ｍｅ ｈ ｎｉｍ ｎ ｕ ｃ ｉｎ ｏ ｅ ｒ ，ａ ｄ ｃ ｎ ｓｍｕｌｔ ｈ ｅ ｄ ｎ ｍｉｓｏ ｏ ｍａ ｅ ｒ．Ｔｈ ｅ ｄ ｎ ｍ— ｃ ａ ｓ ａ ｄ ｆ ｎ ｔｏ ｆｈ ａ ｔ ｎ ａ ｉ ａ ｅ ｔｅ ｈ ｍｏ ｙ ａ ｃ ｆｎ ｒ ｌｈ ａ ｔ ｅ ｈ ｍｏ ｙ ａ ｉｓｏ ｈ ｅ ｒ ａｌ ｒ ａ ｓ ｄ ｂ ｅｔｖ ｎ ｒｃｅ ｅａ ｔ ｎ ｅ．ｓ ｓｅ ｃ ｖ ｓ ｕ ａ ｅ ｉｔ ｎ ｅ ｏ ｏ ａ ｄ ａ ｍ— ｃ ｆｔ ｅ ｈ ａ ｆｉｕ ｅ ｃ ｕ ｅ ｙ ｌｆ ｅ ｔ ｌ ｌ ｓａ ｃ ｔ ｉ ｙ ｔ ｍｉ ａ ｃ ｌ ｒｒ ｓｓａ ｃ ｒ ｍｙ ｃ ｒ ｉｌｉ ｐ ｄ ｎ ｅ ｃ ｎ ｂ ｉ ｌ ｔｄ ｂ ｈ ｎ ｉ ｇ ｍｏ ｅ ａ ａ ｔｒ ． ｅ ａ ｃ ａ ｅ ｓｍｕ ａｅ ｙ ｃ ａ ｇｎ ｄ ｌｐ ｒ ｍｅｅ ｓ Ｋｅ ｒ ｓ：ｓ ｓｅ ｃ ｃｒ ｕ ａｉ ｎ ｓ ｓｅ ；ｍｏ ｅ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ｙ ｔｍｉ ｉｃ ｌｔｏ ｙ ｔ ｍ ｄｌ ｎｇ；ｆｕｄ ｎ ｔ ｒ ｌ ｉ ｅ ｗｏ ｋ；ｓｍｕ ａｉ ｎ；ｈ ａ ａｌ ｒ ｉ ｌｔ ｏ ｅ ｒ ｆｉｕ ｅ ｔ
手段 ．
电网络模 型法 是建 立数 学模 型最 传统 最有 效 的 方法， 它根据 流体 网络 与 电气 网络 的等效关 系 ， 电 用 流 表示 血液 的流 动 ， 电 阻表 示 血 液 流 动 的黏 滞 阻 用
41例老年冠心病患者心阻抗图分析
41例老年冠心病患者心阻抗图分析心阻抗血流图是常用的无创伤心血管功能检测法，它能反映心脏泵血状态，心肌收缩图片心室顺应性等，有可重复性的优点，冠心病患者可根据其异常指标的多少，数值的大小判断心功能受损程度。
笔者对来院检查的两组不同人群的心阻抗图检测结果进行分析，并就微分波的临床意义作进一步探讨。
1 对象和方法1.1 对象。
心血管正常对照组：系本院住院和体检患者，经详细询问、体检和必要的辅助检查，确认无心血管疾病者及其他影响心阻抗图测定因素的共78例，其中男47例，女31例，年龄45～72岁，平均65岁。
冠心病组：41例，心绞痛型32例，其他9例，其中男30例，女11例，年龄45～80岁，平均60.5岁。
两组年龄均数比较无显著差异。
1.2 方法。
ICG采用国产SYD-200心电多项信息自动诊断仪，同步记录心音图、颈动脉图、心电图标准II导联和心阻抗微分图，以全国统一检测表为标准，检测指标包括：每搏心搏量(SV)，按krbicek公式计算：心输出量(CO)=SV×HR ；心输出量指数(CI)=CO/m2；心肌收缩力指数(HI)；左室射血前期/左室射血时间(pep/lvet)，根据颈动脉图及ICG测定，各指数以均数加减标准差（x±s）表示，均数比较采用t检验。
2 结果冠心病组与对照组参数比较，SV、CO、CI、PEP/LVET有显著差别(P＜0.05)，HI、PEP差别非常显著(P＜0.01)，LVET无显著差异，微分波冠心病组与对照组A波比较无显著差别，C波有显著差别(P＜0.01)。
两组间各主要参数比较（表1，表2）。
3 讨论本文资料显示，老年冠心病组的HI、PEP与正常对照组差别非常显著，两组的结果提示：冠心病人的心肌缺血、收缩力降低，左室舒张末压增高，从而使PEP延长。
HI心肌收缩力指数反映左室收缩力量由于受心率及射血状态双方面影响，故较敏感。
PEP/LVET比值是诊断冠心病最敏感、最可靠的指标，由于冠心病患者的PEP延长，LVET相对缩短，因此PEP/LVET比值增大，笔者曾以PEP/LVET比值小于0.3作为个体心功能正常指标（借以排除冠心病），则冠心病漏诊率仅为9.8%。
心脏病学基本概念系列文库：心阻抗血流图仪
心脏病学基本概念系列文库——
心阻抗血流图仪
医疗卫生是人类文明之一，
心脏病学，在人类医学有重要地位。
本文提供对心脏病学基本概念
“心阻抗血流图仪”
的解读，以供大家了解。
心阻抗血流图仪
是采用电阻抗技术来测量循环状态下血液容积变化的仪器。
由恒定高频低电流(50～100KHz，3MA)及阻抗电表两部分组成，附有定标及增光旋扭装置。
工作原理：所用的高频低电流通过胸部时形成磁场，将由胸壁和肺组织等所形成的基础阻抗(Zo)，和在心动周期中心脏和大血管容积血液的动态变化所产生的可变阻抗(Zs)量转变为电信号并加以放大，其中可变阻抗用阻抗电表连续描记可获得有规律性变化的曲线，即心阻抗图(△z)，把心阻抗图进行微分处理，得到心阻抗图的一阶导数图(dldt)。
最后将基础阻抗，心阻抗图及其一阶导数图给予显示和记录，结合与心音，心电同步记录，对照和整理，从而得到临床所需要的血流动力学指标，包括心搏量、心排血量、心脏指数、心肌收缩力、左心室舒张功能、左心房收缩功能、冠状动脉及末梢循环功能等，对临床多种心血管疾病的辅助诊断，疗效观察和预后评估等均具有重要参考意义。
尽管目前在理论上和技术上还有许多争论，但它仍不失为一种简便可行的非侵入性心功能检查的新方法，已在临床广泛应用。
尤其晚近我国首先研制的心阻抗血流图电子计算机监
测系统可自动报告30余项心功能指标，经临床和基础研究显示它的广阔前景和发展前途。