我们读超声报告,总是能看到,报告上面说估测肺动脉压力多少多少毫米汞柱。
大家是否感到非常的惊奇:你个影像学的东西怎么能测量出来肺动脉压力呢?都有点儿神奇的不靠谱了。
其实,还真的能测量出来,这就是科学的神奇之处,甚至说是物理学的神奇之处。
下面我们就聊聊是怎么测量出来的。
首先,我们知道,右心室有两个口,一个入口一个出口,入口就是三尖瓣,出口就是肺动脉瓣。
我们有一个常识,默认为右心室收缩压力峰值和肺动脉压力峰值是相同的。那么我们就想法测量右心室的收缩压力就可以了。好,上个图,为了更直观。
所以接下来的目的就是测量右心室的压力,那么用彩色多普勒测量这个压力,有一个前提条件,就是必须有三尖瓣返流!否则就没法测量。如果有人抬杠,就说我的心脏就是非常好,阀门密封的空前绝后,三尖瓣滴水不漏。这个,我也只能遗憾的说,没法测量。所幸,因为解刨结构的原因再加上超声仪器越来越敏感,绝大部分人,包括年轻人,都能或多或少的测量到三尖瓣的少量返流。其实,即使有少量的返流,也就够了!为什么非得有这个前提,先卖个关子,后面慢慢的就明白为什么必须有这个前提了。好,还是说回到肺动脉压力。我们知道:在静息状态下成人肺动脉收缩压正常值为18~25mmHg,舒张压正常值为6~10mmHg,平均压为12~16mmHg,静息状态下肺动脉收缩压和平均压分别超过30和20mmHg即为肺动脉高压。那么,我们如果能测量到三尖瓣前后的压力差,再知道右心房的压力,那么,我们就可以得到这个公式了:肺动脉压力=右心室收缩压力=右心房压力+三尖瓣压力差(△P)。因为右心房没有什么收缩力,压力比较低,一般情况下都保持在5-10mmhg之间。如果返流比较大,导致右心房压力高,我们可以取值为10mmhg、9mmhg、8mmhg。如果返流比较小,那么取值为5mmhg就可以。
好,经过这么一抽丝剥茧,所有的这变量都归结为一点:算出△P。
在往下进行前,还要普及一个物理知识:多普勒效应(你看物理知识对医学是多么的重要)。这个多普勒效应翻译成人话就是:用一个波源(这个波源可以是电磁波、机械波,只要是波就行)照射一个移动的物体,如果被照射物体对着波源运动,那么,反射波的频率就会增加,否则就会减少,且这个增加和减少的程度和物体的运动速度有明显的相关性(知道有相关性就可以了,公式就不要列了,否则又有部分人要发困了)。其实这个多普勒效应在现实生活中也是经常用到的,比如雷达探测飞机,公路上的测速仪器都是用到的这个原理。天文学上的蓝移或是红移。对天文学感兴趣的兄弟们肯定听说过“红移”这个词的。我们的宇宙不是稳定的,而是还在加速膨胀的过程中就是通过测量周围星球的“红移”来确定的。因为这个爱因斯坦还闹了他认为人生中的最大的一个笑话:他开始一直认为宇宙是稳定的,但是用他的理论推导出来的宇宙不是稳定的,而是在膨胀的,这让他感到非常的不可思议,他充分怀疑自己的理论推导有问题,但是他又实在找不到问题在哪儿,万般无奈之下就给他的推导公式强行加了个宇宙常数,强行平衡了宇宙。直到后来通过测量“红移”证明宇宙确实在不断膨胀中,他强加上的那个常数完全是错误和多余的。
哎呀,扯的有点儿远有点儿刹不住车。
好,下面,就到了关键和精彩时刻了:我们用超声波对着那个三尖瓣的返流束照射,因为血液中有非常多的细胞,尤其是红细胞,这些细胞是可以反射超声波的,因为运动的红细胞反射的超声波就会产生多普勒效应,通过超声波探头接受到返回的超声波的频率,通过电脑一通计算,就能给出红细胞(血流)的速度值了。好,血流速度V测量出来了。那么,下面还要用到另一个物理知识:能量守恒定律,还要普及一下。
在正常情况下,三尖瓣上下的血液总能量是固定的,是个恒量。那么,右心室侧的总能量是:重力势能+动能+压强能=右心房侧的总能量重力势能+动能+压强能=恒量。这个能看懂吧?我们知道心脏本身不大,势能变化很小,几乎都在一个水平面上,那么,这个重力势能就可以忽略掉了。那么就成了压强能+动能=恒量了。这样再推导一下就会得出一个公式:△P=4v^2。p是mmhg汞柱,v是速度。(这个推导公式不是多难推导,用高中知识就完全能推导出来,大学的知识都根本用不着,别看你考上了北大北医的/的,是不是一个合格的高中毕业生,考验你的时候到了!)繁琐就繁琐在一些单位的换算上。这里就不再推导了,一推导又有人要哈欠了。
看看,这个就是二尖瓣返流的超声多普勒图片,那个蓝色的喷射血流就是,(我们一般把远离探头的血流标记为蓝色的,朝向探头的血流标记为红色)。
这样,我们就可以测量出来三尖瓣之间的压力差了,然后再加上5-10mmhg的右心房压力,就得到了肺动脉压力。
其实看着挺复杂的,想明白了,就觉得其实很简单。
不过这儿还有几个小技巧:为什么不同的技师测量的数值相差很大呢?有些是误差,无法人为消除的,但是好大部分都是错误测量造成的,就是因为有些人不明白这里面的原理造成的,这就非常的不应该了。比如,取样点尽量靠近三尖瓣(二尖瓣)口,这儿的流速最大,不要只是乏乏的把取样点放到返流束上就万事大吉了。见到太多的人这样干了,具体为什么,不用再说了吧?
我们还有一个前提,就是我们默认为运动的物体的运动方向和声波发射方向是平行的,那么,如果有一定的角度呢?大家想过这个没有?现实中远远比想象的复杂。那么,我们就要尽量让超声的发射波和血流运动方向平行,至少尽量缩小这个夹角,我们一般认为只要这个夹角在30度以内,产生的误差都是可以忍受的(这个牵扯到方向的分解,也是些高中的数学知识,没什么高深的学问)。就见过好多人夹角都到了40度50度上去了,还测量呢,这样的结果还不如没有呢,纯正产生误导。
看到这儿,大家还认为心脏超声不是心内科的活吗?所以,干心内科,不光心电图要自己看,心脏超声还要自己亲自会做才行。
END
供稿:赵源
责任编辑:单豫莹
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