头低位卧床7天中脑循环功能的变化

头低位卧床7天中脑循环功能的变化 头低位卧床 7 天中脑循环功能的变化 沈羡云汪德生向求鲁 颀 闫洪欣董 摘要 为观察短期头低位卧床前 、中 、后脑循环的变化 , 进一步了解模拟失重对脑循环及其调节功能的影响 。6 名健康青年男性被试者 ,头低位 - 6卧?床 7 d 。脑循环观察采用 TC2000 TCD 仪 ,分别检测头低位卧床前 、中 、后双侧脑中动脉血流速度 。结果明 : 头低 位卧床期间双侧脑中动脉血流速度均呈升高趋势 , 24 h 内升高明显 , 4 h 达最高值 , 第 5 d 呈最低值 , 第 6,7 d 又有升高趋势 ; 双侧脑中动脉血流速度基本趋势相同 ,但存在部 分差异 。 关键词 模拟失重 脑血循环 脑动脉 头低位倾斜 卧床试验 脑血流速度 中国图资料分类法分类号 R852 . 22 C h a nges i n Cerebr a l Ci rcul a t i on F u nct i on d u r i ng Hea d Down Bed Res t f or 7 D a ys . WAN G Desheng , XIAN G Qiulu , SH EN Xianyun , YAN Ho ngxin , DON G Qi . Space Medicine & () Medical Engineering ,1998 ;11 4:273,276 To f urt her understand t he effect s and regulatio n of brain circulatio n befo re ,during Abs t r act ( ) and af ter sho rt - ter m - 6?head dow n bed rest HD T, 6 healt hy yo ung men aged 19 ,21 years , were subjected to HD T fo r 7 d. Cerebral bloo d flow velocity in t he middle cerebral arteries of bot h sides was measured wit h a TC2000 TCD inst rument in 6 yo ung adult s befo re , during , and af ter 7d HD T. The result s showed t hat cerebral bloo d flow velocity in t he middle cerebral arteries increased t hro ugho ut HD T ,t he increase was o bvio us in 24 h . They reached t he highest value at t he 4t h ho ur and t he lowest value o n t he 5 t h day , and t hen , t here were a tendency to rise o n t he 6t h day and 7 t h day. The changes were abo ut t he same o n bot h sides. Key wor ds weightlessness simulatio n brain circulatio n head dow n tilt bed rest test cerebral bloo d flow velocity Instit ute of Space Medico - Engieering , Bei2 A dd ress rep r i nt req uests to WAN G Desheng. jing 100094 ,China 航天员进入失重状态时 , 流 体 静 压 消 失 ,完善 、设备复杂或操作难度较大致使结果不理 1 ( ) TCD想而得不到广泛应用 。经颅多普勒技术 体液从下体转移到头 胸 部。脑 循 环 的 改 变 的应用为航天医学中脑循环的研究提供了新方 可能使颅内压升高及脑组织瘀血 , 有人认为这 3 ,4 法 ,NA SA 已将它应用于模拟失重 和航天, 2 是航天运动病发生的 可 能 机 制 之 一。以 前 但他们的实验多以右侧脑中动脉为研究对象 , 失重或模拟失重中脑循环的研究多以颅内压检测时间多限于 24 h 内 。我国 TCD 应用于航 () 或脑脊液压间接反映脑循环的变化 ,虽有较 天医学研究尚未见报道 ,有必要采用该技术观 多测量脑血流量的方法 ,但多因测量技术不够 察模拟失重对脑循环功能的影响 。本实验的目 的是通过观察短期头低位卧床前 、中 、后脑循环 的变化 , 进一步了解模拟失重对脑循环及其调 汪德生 , 向求鲁 , 沈羡云 , 闫洪欣 , 董 颀. 航天医学工程研究 所 ,北京 100094 本文于 1997 - 08 - 15 收到 ,1997 - 11 - 20 修回 节功能的影响 。个别被试者有轻度鼻出血 。 卧床期间及起床后双侧脑中动脉血流速度 的变化在整个卧床期间双侧脑中动脉血流 方法 速度均较对照值高 , 24 h 内升高较明显 , 第 6 ,7 d 又呈升高趋势 。右侧脑中动脉血流速度 6 名健康男性被试者 ,年龄 19 ,21 岁 ,身 ( 与对照值相比 : 卧床 4 h 、8 h 显著升高 P < 0 . 高 168,178 cm ,体重 68 , 74 kg , 无心脑肺疾 ) 01, 4 h 达最高值 , 第 5 d 达最低值 。左侧脑病史 、无胸廓脊柱畸形和烟酒嗜好 。本次实验 头低位 - 6?卧床 7 d 。卧床时被试者除大便下 : 卧床 4 h 、8 h 、中动脉血流速度与对照值相比 ( ) 第 2 d 、第 7 d 显著升高 P < 0 . 05,4 h 达最高床外 ,不作任何垂直方向的动作 。卧床期间随 值 ,第 5 d 呈最低值 。左右两侧脑中动脉血流 时被试者主客观反应 。卧床前测被试者坐 速度在卧床前 、中 、后均无显著性差异 ,但略有 位时双侧脑中动脉血流速度 ,作为对照值 。卧 不同 , 卧床第 7 d 与第 6 d 相比右侧无明显变 床期间脑中动脉血流速度的测量 : 第 1 d 选取 化而左侧有增高趋势且与对照相比升高有显著 30 min 、4 h 、8 h 等三个时间点 ,第 2,7 d 每日 性 ;起床 后 30 min 右 侧 脑 血 流 速 度 显 著 性 降 () 低 ,而左侧虽有降低但不具显著性 如表 1。 测一次 ,时间间隔 24 h 。起床后 30 min 、第 3 d 测脑中动脉血流速度 。 选用 德 国 EM E 公 司 生 产 的 TC2000 TCD 表 1 卧床前 、中 、后双测脑中动脉血流速度 ( ?x ?s , n 仪观察左右两侧脑中动脉血流速度的变化 。坐 = 6) 位时 ,嘱被试者平静呼吸 ,避免外界声光刺激 , Ta ble1 Changes of cerebral blood f lo w velocity in the 操作者位于被试者背后 ,探头置于颞窗 ,取脉冲 middle cerebral arteries of both sides during and af ter HD T( x ?s , n = 6) ?重复频率 2 M Hz , 起始取样深度置于 50 mm , () () 卧床时间右侧 cm/ s左侧 cm/ s 将超声末梢向顶额部打出 ,稍移动探头便可探 ?1 . 813?7 . 55956 . 666 58 . 398 对照测到脑中动脉的多普勒信号 。脑中动脉的血流 1/ 2 h 66 . 833 ?10 . 37870 . 388 ?13 . 008朝向探头 呈 正 向 频 移 , 在 25 , 50 mm 取 样 深 3 33 4 h 74 . 277 ?10 . 446 75 . 388 ?13 . 008 3 338 h 度 ,脑中动脉与其分支是唯一可见的动脉 。头 68 . 833 ?9 . 191 70 . 168 ?10 . 458 3 2 d 65 . 667 ?7 . 441 66 . 500 ?8 . 718 低位卧床时 ,操作者位于被试者左侧 ,具体操作 3 d 63 . 222 ?8 . 30064 . 722 ?11 . 440 步骤同坐位 。 4 d 63 . 222 ?8 . 33363 . 577 ?10 . 693 应用第四军医大学 研 制 的 SPL M 统 计 软 5 d 61 . 057 ?8 . 48761 . 057 ?8 . 487 6 d 63 . 335 ?6 . 31764 . 555 ?10 . 114件 , 对下述脑中动脉血流速度 进 行 配 对 t 检 3 7 d 起62 . 832 ?7 . 36166 . 390 ?9 . 033 验 : 卧 前 坐 位 与 卧 中 及 卧 后 各 时 刻 ; 起 床 后 3 床 1/ 2 h 起 56 . 500 ?5 . 32053 . 280 ?5 . 182 30 min 与起床后第 3 d 的同侧脑血流速度 ; 相 床 3 d 64 . 110 ?9 . 73565 . 385 ?9 . 390 同测量时刻的左右脑血流速度 。3 P < 0 . 05 , 3 3 P < 0 . 01 ,与对照相比 结果 讨论 一般反应卧床 2 h 个别被试者出现头 TCD 借助脉冲多普勒技术和 2 M Hz 发射 ,颜面潮红 , 4 h 出现腰部胀痛 , 6 , 7 h 其他胀 频率 ,经特定的颅骨透声窗 ,直接描记颅内血管 2 静脉压升高 ,脑循环瘀血 ,脑循环阻力增加。简单 。脑 中 动 脉 是 颈 内 动 脉 的 主 要 分 支 , 是 5d 双测脑中动脉血流速度呈最低值 ,可卧床第 Willis 环的重要组成部分 ,而 Willis 环对脑血液 5 能与循环系统有效血容量减少有关 。供应的调节和代偿起主要作用;从 TCD 所能 6 第 6,7 d 脑中动脉血流速度又呈升高趋 检测的脑血流速的正常值可以看出 ,脑中动 势 ,可能归因于模拟失重从初期反应期向基本 脉的 血 流 速 度 最 高 ; 从 操 作 的 角 度 考 虑 , 当适应期转化过程中机体的功能及调节发生改 TCD 探 头 置 于 颞 窗 , 起 始 取 样 深 度 在 25 , 12 变。模拟失重时 , 生理系统的适应过程分50 mm 时 ,脑中动脉及其分支是唯一可见的动 为四个时期 : 初期反应期 、基本适应期 、基本适脉 。NA SA 的航天及模拟失重时脑血流速度的 应完成期 、相对稳定期 。初期反应期大约持续测量多以右侧脑中动脉作为检测血管 。 1 周左右 , 从初期反应期向基本适应期转化过 卧床期间双侧脑中动脉血流速度的变化表 程中部分心血管指标可能出现超调现象 。 明 :初期脑血流量增加 , 脑循环充血 ; 后期脑 本实验左右两侧脑中动脉血流速度在卧床循环阻力增加 , 脑循环瘀血 。卧床 24 h 内双 前 、中 、后均无显著性差异 , 但略有不同 , 卧床 侧脑中动脉血流速度明显升高 ,同以前的实验 第 7 d 与第 6 d 相比右侧无明显变化 , 而左侧 7 基本吻合 。Bo nder 等的研究表明 ,在抛物线 有增高趋势 ,与对照相比 ,增高有显著性 ; 起床 飞行后 20 s ,脑中动脉血流速度与飞行前相比 后 30 min 右侧脑中动脉血流速度显著性降低 , 而左侧虽有降低但不具显著性 。左右两侧脑中 增加 30 % , 虽然他们实验的时间很短 , 但表明 动脉血流速度的差异可能说明模拟失重致左右 失重状态下存在着脑血流速度增加这一趋势 ; 13 大脑血流不对称 。以前也有类似报道。 8 在 Kawai 等人- 6头低位的预备实?验中发现 起床后即刻脑中动脉血流速度降低可能是 卧床后 5 min 脑血流速度增加 ; Kawai - 6头? 造成立位晕厥的原因之一 。因为脑中动脉血流 3 低位 24 h 测脑中动脉血流速度,结果是卧床 速度降低 , 脑血流量减少 , 致脑供血不足 。恢 期间脑中动脉血流速度升高 ,第 3 h 达最大值 , 复期的脑中动脉血流速度的变化表明脑循环有 较强的恢复能力 。起床后第 3 d 与对照相比 , 本实验与之基本相符 。本实验虽未测卧床 3 h 双侧脑中动脉血流速度已无显著性差异 。 左右两侧脑中动脉血流速度 ,但在 4 h 测量呈 本实验结果反映了脑循环对头低位卧床时 最大值 ,8 h 仍有非常显著性升高 ,24 h 仍接近 的适应 、调节功能改变和脑循环较强的恢复能 () () 右侧或达到 左侧显著水平 。Kawai 及本次 力 。卧床实验中 TCD 测脑血流速度仍存在局 限性 :不能测脑血管口径 ;不能完全代表脑血流 卧床 实 验 的 右 侧 脑 血 流 的 变 化 主 要 发 生 在 量的变化 ; 模拟失重的实验表明脑各区血流分 12 h 内 ,和以前有关航天时心血管系统的适应 14 布也不同, TCD 不能反映这种变化 。 9 症状主要发生在 12 h 内的报道吻合 。一般 ( 认为象脑中动脉这样的大血管 口径约为 3 . 5 参考文献 3 ) mm在卧床期间无明显变化,那么脑中动脉 横截面积就无明显变化 ,而脑血流量是脑血流 速度与脑动脉横截面积的乘积 ,据此可以认为 , 10 头低位卧床初期脑血流量增加 ,与 Guell 等 To maselli CM , Kenney RA , Frey MAB et al . Cardio2 1 的卧床实验的结果相似 。卧床初期流体静压的 vascular dynamic during t he initial period of head - 改变是造成脑中动脉血流速度增加的主要原 down tilt . Aviat Space Enviro n Med , 1987 ;58 :3,8 Simano no k KE ,Bernauer E. Blood volume reductio n 2 因 ,即是由于卧床初期体液向头胸部转移 ,脑灌 counteract s fluid shif t s in water immersio n. Aviat 注压增加所致 ;卧床初期左心室前负荷增加 ,心 Space Enviro n Med ,1993 ;64 :139,45 11 输出量增加,也可能是脑血流速度升高的原 3 Kawai Y , Murt hy G , Watenpaugh D E et al . Cerebral blood flow velocity in humans exposed to 24 h of head 因之一 。卧床 24 h 后双侧脑中动脉血流速度 ( ) - down tilt . J Appl Phsiol , 1993 ; 74 6 : 3046 ,,head - down tilt . Acta Ast ranautia , 1981 ; 7 : 5433051 553 Bagian J P , Hacket t P. Cerebral blood flow : Co m2 Guell A , Barrere M , Fanjaud G et al . Changes in t he 4 10 ( ) pariso n of ground - based and spaceflight data and loco - regio nal cerebral blood flow r . C. B . F. dur2 ing a simulatio n of weightlessness. Acta Ast ranautia , correlatio n wit h space adap tatio n syndro ne. 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