引用本文： 謝安, 魏蔚. 體外循環期間應用食道超聲多普勒技術測量降主動脈血流量的可行性. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2016, 23(8): 778-783. doi: 10.7507/1007-4848.20160187 復制
超聲多普勒技術是目前公認的術中血流的測量和監測的可靠手段，廣泛用于如腦血流、腎血流測量，近來還用于對體外循環（cardiopulmonary bypass，CPB）期間器官灌注的研究，如使用經顱多普勒（TCD）對體外循環下顱內動脈的血流速度進行監測[1-4]。也有學者使用經食管超聲心動圖(transesophageal echocardiography，TEE)為體外循環下的腎血流灌注提供監測[5-7]，并采用超聲多普勒血流量計算的經典公式，但由于并未對流量計算結果加以金標準校正，加之管道內層流、湍流和過渡流的速度分布并非一致[8]，CPB期間動脈系統內的血流呈何種流體狀態也鮮有報道，因此尚不清楚該計算公式能否用于CPB下器官血流量的計算。本研究擬使用TEE采集CPB期間降主動脈血流頻譜，結合降主動脈橫截面積計算降主動脈血流量（descending aortic blood flow，DABF），同時參照CPB灌注流量（perfusion flow，PF），評價能否在體外循環期間應用經典公式進行降主動脈血流量測量。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
回顧性分析2014年3月在我院行體外循環下擬行擇期心臟手術成年患者12例的臨床資料，其中男6例、女6例。排除標準：有食道超聲檢查禁忌，合并血管畸形、大血管病變的患者。所有12例患者麻醉誘導后均順利放置TEE探頭，并成功獲取其中10例患者食管中段與食管下段降主動脈血流頻譜圖像，因血管彎曲及圖像模糊剔除2例患者。10例患者中男4例、女6例，年齡24.5～64.0（44.5±12.3）歲、平均身高（163.2±8.6）cm、平均體重（61.2±11.1）kg、平均血紅蛋白（135.9±1.9）g/dl。手術方式分別為二尖瓣置換合并三尖瓣成形3例、二尖瓣置換1例、主動脈瓣置換合并二尖瓣置換3例，房間隔缺損修補2例、室間隔缺損修補1例，臨床資料見表 1。
表1
10例患者CPB期間臨床資料（1.2 方法
1.2.1 麻醉方法
麻醉誘導前行橈動脈穿刺，麻醉誘導采用靜脈注射咪達唑侖0.1 mg/kg、枸櫞酸舒芬太尼0.8～1.0 μg/kg和羅庫溴銨1 mg/kg，誘導后行中心靜脈穿刺置管并放置食道超聲探頭。麻醉維持靜脈輸注枸櫞酸舒芬太尼0.5～1 μg/(kg·h)、異丙酚4～6 mg/(kg·h)及吸入2%～3%七氟烷，并根據需要間斷靜脈給予肌松劑。必要時使用血管活性藥物（腎上腺素、硝酸甘油、氨力農）維持心肌收縮力及循環穩定。
1.2.2 體外循環方法
體外循環流程均遵循標準化體外循環流程：于距升主動脈根部3～4 cm處行主動脈插管，插管深度為5～8 cm。體外循環參數依據患者體表面積、年齡及體重設定，維持體外循環灌注流量2.4L/（min·m2）左右，平均動脈壓（MAP）50～70 mm Hg（1 mm Hg=0.1333 kPa），鼻咽溫度28～34 ℃。維持紅細胞壓積（HCT）為21%～25%。體外循環中酸堿平衡采用alpha-穩態策略進行管理。
1.2.3 降主動脈血流測量
麻醉誘導后，經口置入成人食道超聲探頭（x7-2t，Philips，2.0～7.0 mHz，USA），并連接菲利普彩色超聲診斷儀（CX50，Philips，USA）。
食管上段降主動脈血流TEE測量行CPB前，先將探頭置于食管中段（EM）四腔心平面，記錄探頭距門齒距離（LM）。主動脈阻斷約20 min左右，循環穩定時，將TEE多平面角度調至0°，向左后方旋轉探頭，獲得降主動脈短軸平面，將探測深度調至8～10 cm，清楚顯示降主動脈管壁，將取樣線放置于血管正中，通過M-mode獲取一段M超聲圖像；再調節多平面角度至90°左右，獲得降主動脈較平直的長軸切面，將多普勒取樣探頭移至血管中軸近心端，并適度的前屈或后屈探頭使聲束-血流夾角保持在30°～45°以內，并調節取樣門控以覆蓋整個血管，用PW模式獲取一段最優血流頻譜圖。
食管下段降主動脈血流TEE測量于食管中段四腔心平面向左后方旋轉探頭，獲得降主動脈短軸平面后，使降主動脈固定在扇面中央，然后再將前進探頭約5～8 cm，直至探頭剛要遠離降主動脈，以同樣的方式獲取食管下段（ED）降主動脈短軸M超聲圖像以及長軸血流頻譜圖，并記錄此時探頭的深度LD。
同時，記錄上述采集時點的體外循環泵流量（perfusion flow，PF）和平均動脈壓，并使用彩色多普勒模式評價降主動脈血流狀態對以上所采得的圖像，進行離線（off-line）分析：1）對血流頻譜圖像質量進行評價：若血流頻譜邊緣光滑便于使用Trace進行頻譜包絡者記為“優”，如圖 1A，否則記為“劣”，如圖 1B；2）按照Zhu等[5]和Yang等[6]的方法，通過“Trace”測量食管中段（EM）和食管下段（ED）降主動脈血流頻譜圖，獲得單位時間內的食管中段平均速度時間積分（VTIM）、食管下段平均速度時間積分（VTID）。VTI即Velocity-Time Integral，表示單位時間血流通過的距離，即平均速度Vmean，見圖 1A；通過“Caliper”測量兩個水平面降主動脈短軸的M超聲圖的最大值和最小值，得到平均直徑DM、DD，見圖 1C。并按公式（1）計算出不同深度的DABFM、DABFD，以及各自與泵流量PF的比值R。
| $ DABF = \pi \times {{\text{r}}^2} \times {V_{{\text{mean}}}} \times 60 $ |
圖1
TEE下DABF測量圖
注：A為邊緣光滑的優質血流頻譜圖像；B為邊緣粗糙的劣質血流頻譜圖像；C為MM超聲對降主動脈直徑的測量圖；D為彩色多普勒對降主動脈內血流的顯示圖
（1）式中r代表半徑，可以由動脈直徑D計算得到。
1.3 統計學分析
使用SPSS13.0對結果進行統計學分析，計量資料采以均數±標準差（
2 結果
2.1 體外循環期間降主動脈血流測量結果
所有患者體外循環主動脈阻斷期間彩色多普勒圖像均顯示血流處于湍流狀態，見圖 1A、1B。
2.1.1 體外循環期間食管中段與下段降主動脈血流圖像質量比較
體外循環期間，可以觀測到超聲多普勒血流頻譜為寬而疏松、空窗消失的頻譜圖像。EM降主動脈血流頻譜質量較ED降主動脈血流頻譜圖像質量差（P < 0.05），見表 2，ED與EM降主動脈血流頻譜圖像優劣比值比OR為21。χ2檢驗結果顯示，Fisher雙側精確概率P=0.02。
表2
不同部位降主動脈血流Doppler頻譜圖像質量比較（例）
2.1.2 體外循環期間降主動脈血流測量結果分析
用公式（1）計算所得的患者食管中段血流量DABFM顯著大于泵流量PF（P < 0.001）；食管下段血流量DABFD與PF之間差異無統計學意義（P > 0.05）；DABFM大于DABFD，差異有統計學意義（P < 0.001），見表 3。
表3
CPB期間不同部位降主動脈血流量測量值與泵流量比值
若將降主動脈血流量大于或等于泵流量PF定義為錯誤值（erroneous value，EV），小于PF定義為可接受值（acceptable value，AV）。DABFM和DABFD錯誤值（EV）例數分別占總采集例數的90%（9/10）、50%（5/10），見圖 2。
圖2
各患者不同深度DABF測值與PF差值的分布圖
注：在0.00刻度線及之上的描記點為正值，表示DABF錯誤值；在0.00刻度線之下的描記點為負值，表示DABF可接受值；DABFM、DABFD的錯誤值（EV）例數和可接受值例數分別占總采集例數的90%（9/10）和10%（1/10）、50%(5/10)和50%（5/10）
2.2 降主動脈血流的相關因素分析
線性回歸分析顯示體外循環泵流量PF與DABFM的呈直線相關（r=0.795，P=0.006，P < 0.05），見圖 3A；與DABFD呈直線相關（r=0.825，P=0.003，P < 0.01），見圖 3B。而DABFM與DABFD的相關性更顯著（r=0.884，P=0.001，P < 0.01），見圖 3C。
圖3
PF、DABFM和DABFD的線性相關分析圖
注：A表示PF和DABFM的線性相關性（
3 討論
體外循環中血管內血液流速和血流量的測量和計算是器官血液灌注及血流分布的監測中重要的組成部分，提供實時的臨床信息對診療抉擇十分關鍵。臨床經典公式（1）由于缺乏金標準的對比校正，應用范圍及CPB期間動脈系統內血液流體狀態不明確導致體外循環中血管內血流量的計算結果受到質疑。本實驗基于降主動脈很少受到外科操作干擾、容易獲得穩定的圖像的優點，同時，在生理性搏動血流的情況下，DABF占心輸出量的70%[9-10]，并且在任何情況下，DABF應小于心輸出量，我們以泵流量為參考，應用公式（1）計算DABF，驗證公式（1）的可行性。
本研究發現體外循環期間，超聲多普勒血流頻譜為寬而疏松、空窗消失的頻譜圖像。這是由于正常生理搏動性血流情況下，人體大血管內血流通常為層流。層流頻譜窄、光點密集且呈空窗，多普勒血流聲單調悅耳，而湍流頻譜寬、光點疏散、空窗消失，多普勒血流聲粗糙嘈雜[11-13]。Grossi等[14]用超聲多普勒發現CPB期間主動脈弓處可見明顯的湍流，其頻譜特征與本研究中采集的食管中段和食管下段處降主動脈血流頻譜圖像相符合。表明體外循環狀態下降主動脈內的血流并不是層流，而是較復雜的湍流。
本研究按照公式（1）的計算方法進行降主動脈血流的測定和計算，發現無論是在食管中段還是食管下段都有DABF超過了PF，最大值達到泵流量的169%，其錯誤值占比分別為90%和50%。其可能的原因如下：1）若運用Zhu等所用的頻譜平均速度Vmean代替單位時間內的速度時間積分，并運用公式（1）進行計算得到流量，但根據超聲多普勒頻譜成像與血流中紅細胞運動的關系，他們在公式（1）中所使用Vmean并非血流中所有紅細胞的運動的平均速度，而是血流中通過取樣獲得容積運動速度最快紅細胞的平均速度（可記為Vmax），從而導致對血流量的高估。目前，表示管道湍流平均流速Vmean與Vmax之間關系的公式主要有代表牛頓流體湍流流速分布的公式和代表冪律型非牛頓流體湍流流速分布的公式[15]。眾所周知，血液為非牛頓流體。故即使有研究者認為在流速較大、切變率足夠大時，全血黏度逐漸降低并趨于一近值，全血的流變特性趨向于牛頓流體[16]，也并不能完全按照牛頓流體的計算方式去計算。另外，血液也并非冪律型非牛頓流體，并且這類糾正公式是以硬質管道內湍流為研究對象得出的，并非彈性血管內湍流血流。2）多普勒血流信號功率譜受多種因素所影響而展寬，如渡越時間、波束特性、采樣單元內流速梯度和湍流，所獲得的多普勒頻率概率密度函數是速度概率密度函數與譜展寬概率密度函數的卷積，從而導致對多普勒流速估計產生高估[17-19]。因此，尚需要其他的非牛頓流體模型公式或測量方式來替代。
另外，我們發現在同一時點測得的食管中段降主動脈血流量比食管下段降主動脈血流量大，血流頻譜圖像質量也較下段差，邊緣參差不齊（P < 0.05）。可能原因由于在距離主動脈弓越近的部位越容易受到主動脈弓處血流變向產生巨大渦流的影響，當渦流通過脈沖多普勒系統的取樣容積時，將引起信號平均頻率曲線或最大頻率曲線的瞬態變化[17]，從而導致頻譜邊緣粗糙。由于湍流本身會消耗能量，隨著傳輸距離的增加而減弱，當供給的能量、擴散的能量和消耗的能量處于平衡時，湍流便處于穩恒定狀態，從而導致流量測值的減小。當然也不排除從食管中段到食管下段降主動脈之間有血液分流，如肋間動脈。
我們發現不同深度的降主動脈血流與泵流量的相關性良好（分別為r=0.795，P < 0.01；r=0.825，P < 0.01），表明體外循環泵流量能夠直接影響降主動脈血流量，測量方法對測量結果的影響不大，從而更進一步證實湍流計算方法存在問題。
湍流問題是流體力學領域的一大難題，經過一個多世紀的研究，仍存在不少實質性問題有待解決，其中包括多普勒湍流流量的測定。有研究報道，現有超聲多普勒均采用傳統的短時快速傅里葉變換技術[11]獲取血流信號，得到血流頻譜圖。有研究提出使用超聲脈沖多普勒雙采樣單元互相關方法來消除頻譜展寬效應對湍流測量的影響，由于雙采樣單元內散射粒子間存在相關性，由該方法得到的相關功率譜仍存在模糊，導致湍流估計產生誤差[20]。同時，Newhouse等[19]提出了橫向多普勒理論與技術，認為橫向多普勒譜寬僅決定于采樣單元內的最大流速，消除了采樣單元內流速梯度造成的流速測量模糊。在此基礎上，萬明習等[21]將橫向多普勒技術與雙采樣單元互相關處理相結合的湍流測量方法，消除渡越時間、采樣單元內流速梯度以及采樣單元間散射粒子相關性等因素對湍流估計的影響，從而實現湍流的無模糊測量，并提出了最大峰值流速的糾正公式，但此種方式并未在臨床上加以驗證。
另外有學者[8]認為過渡區的流速特性與湍流明顯不同，根據普朗特理論，管流過渡區雷諾數的范圍大約在2 300～40 000之間，而CPB下降主動脈內雷諾數常小于9 000，即在過渡區范圍內，所以應該按照過渡流的模型加以計算，但此法需要對血流雷諾數精確程度要求較高，需要做深入的研究和探討。
本研究的不足之處在于并未找到精確測量降主動脈血流量的金標準，將血管假設為正圓形管道，可導致血管橫截面積的估計誤差。Sun等[22]和Akamatsu等[23]使用彩色多普勒技術實現了血流量的自動精確測量，我們認為這可能是進一步研究的方向。
成人心臟手術體外循環期間，使用經食道超聲多普勒聯合常用公式（1）對降主動脈湍流血流頻譜進行計算，會導致流量測值嚴重的高估，但所測值仍與泵流量存在較好的相關性。
超聲多普勒技術是目前公認的術中血流的測量和監測的可靠手段，廣泛用于如腦血流、腎血流測量，近來還用于對體外循環（cardiopulmonary bypass，CPB）期間器官灌注的研究，如使用經顱多普勒（TCD）對體外循環下顱內動脈的血流速度進行監測[1-4]。也有學者使用經食管超聲心動圖(transesophageal echocardiography，TEE)為體外循環下的腎血流灌注提供監測[5-7]，并采用超聲多普勒血流量計算的經典公式，但由于并未對流量計算結果加以金標準校正，加之管道內層流、湍流和過渡流的速度分布并非一致[8]，CPB期間動脈系統內的血流呈何種流體狀態也鮮有報道，因此尚不清楚該計算公式能否用于CPB下器官血流量的計算。本研究擬使用TEE采集CPB期間降主動脈血流頻譜，結合降主動脈橫截面積計算降主動脈血流量（descending aortic blood flow，DABF），同時參照CPB灌注流量（perfusion flow，PF），評價能否在體外循環期間應用經典公式進行降主動脈血流量測量。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
回顧性分析2014年3月在我院行體外循環下擬行擇期心臟手術成年患者12例的臨床資料，其中男6例、女6例。排除標準：有食道超聲檢查禁忌，合并血管畸形、大血管病變的患者。所有12例患者麻醉誘導后均順利放置TEE探頭，并成功獲取其中10例患者食管中段與食管下段降主動脈血流頻譜圖像，因血管彎曲及圖像模糊剔除2例患者。10例患者中男4例、女6例，年齡24.5～64.0（44.5±12.3）歲、平均身高（163.2±8.6）cm、平均體重（61.2±11.1）kg、平均血紅蛋白（135.9±1.9）g/dl。手術方式分別為二尖瓣置換合并三尖瓣成形3例、二尖瓣置換1例、主動脈瓣置換合并二尖瓣置換3例，房間隔缺損修補2例、室間隔缺損修補1例，臨床資料見表 1。
表1
10例患者CPB期間臨床資料（1.2 方法
1.2.1 麻醉方法
麻醉誘導前行橈動脈穿刺，麻醉誘導采用靜脈注射咪達唑侖0.1 mg/kg、枸櫞酸舒芬太尼0.8～1.0 μg/kg和羅庫溴銨1 mg/kg，誘導后行中心靜脈穿刺置管并放置食道超聲探頭。麻醉維持靜脈輸注枸櫞酸舒芬太尼0.5～1 μg/(kg·h)、異丙酚4～6 mg/(kg·h)及吸入2%～3%七氟烷，并根據需要間斷靜脈給予肌松劑。必要時使用血管活性藥物（腎上腺素、硝酸甘油、氨力農）維持心肌收縮力及循環穩定。
1.2.2 體外循環方法
體外循環流程均遵循標準化體外循環流程：于距升主動脈根部3～4 cm處行主動脈插管，插管深度為5～8 cm。體外循環參數依據患者體表面積、年齡及體重設定，維持體外循環灌注流量2.4L/（min·m2）左右，平均動脈壓（MAP）50～70 mm Hg（1 mm Hg=0.1333 kPa），鼻咽溫度28～34 ℃。維持紅細胞壓積（HCT）為21%～25%。體外循環中酸堿平衡采用alpha-穩態策略進行管理。
1.2.3 降主動脈血流測量
麻醉誘導后，經口置入成人食道超聲探頭（x7-2t，Philips，2.0～7.0 mHz，USA），并連接菲利普彩色超聲診斷儀（CX50，Philips，USA）。
食管上段降主動脈血流TEE測量行CPB前，先將探頭置于食管中段（EM）四腔心平面，記錄探頭距門齒距離（LM）。主動脈阻斷約20 min左右，循環穩定時，將TEE多平面角度調至0°，向左后方旋轉探頭，獲得降主動脈短軸平面，將探測深度調至8～10 cm，清楚顯示降主動脈管壁，將取樣線放置于血管正中，通過M-mode獲取一段M超聲圖像；再調節多平面角度至90°左右，獲得降主動脈較平直的長軸切面，將多普勒取樣探頭移至血管中軸近心端，并適度的前屈或后屈探頭使聲束-血流夾角保持在30°～45°以內，并調節取樣門控以覆蓋整個血管，用PW模式獲取一段最優血流頻譜圖。
食管下段降主動脈血流TEE測量于食管中段四腔心平面向左后方旋轉探頭，獲得降主動脈短軸平面后，使降主動脈固定在扇面中央，然后再將前進探頭約5～8 cm，直至探頭剛要遠離降主動脈，以同樣的方式獲取食管下段（ED）降主動脈短軸M超聲圖像以及長軸血流頻譜圖，并記錄此時探頭的深度LD。
同時，記錄上述采集時點的體外循環泵流量（perfusion flow，PF）和平均動脈壓，并使用彩色多普勒模式評價降主動脈血流狀態對以上所采得的圖像，進行離線（off-line）分析：1）對血流頻譜圖像質量進行評價：若血流頻譜邊緣光滑便于使用Trace進行頻譜包絡者記為“優”，如圖 1A，否則記為“劣”，如圖 1B；2）按照Zhu等[5]和Yang等[6]的方法，通過“Trace”測量食管中段（EM）和食管下段（ED）降主動脈血流頻譜圖，獲得單位時間內的食管中段平均速度時間積分（VTIM）、食管下段平均速度時間積分（VTID）。VTI即Velocity-Time Integral，表示單位時間血流通過的距離，即平均速度Vmean，見圖 1A；通過“Caliper”測量兩個水平面降主動脈短軸的M超聲圖的最大值和最小值，得到平均直徑DM、DD，見圖 1C。并按公式（1）計算出不同深度的DABFM、DABFD，以及各自與泵流量PF的比值R。
| $ DABF = \pi \times {{\text{r}}^2} \times {V_{{\text{mean}}}} \times 60 $ |
圖1
TEE下DABF測量圖
注：A為邊緣光滑的優質血流頻譜圖像；B為邊緣粗糙的劣質血流頻譜圖像；C為MM超聲對降主動脈直徑的測量圖；D為彩色多普勒對降主動脈內血流的顯示圖
（1）式中r代表半徑，可以由動脈直徑D計算得到。
1.3 統計學分析
使用SPSS13.0對結果進行統計學分析，計量資料采以均數±標準差（
2 結果
2.1 體外循環期間降主動脈血流測量結果
所有患者體外循環主動脈阻斷期間彩色多普勒圖像均顯示血流處于湍流狀態，見圖 1A、1B。
2.1.1 體外循環期間食管中段與下段降主動脈血流圖像質量比較
體外循環期間，可以觀測到超聲多普勒血流頻譜為寬而疏松、空窗消失的頻譜圖像。EM降主動脈血流頻譜質量較ED降主動脈血流頻譜圖像質量差（P < 0.05），見表 2，ED與EM降主動脈血流頻譜圖像優劣比值比OR為21。χ2檢驗結果顯示，Fisher雙側精確概率P=0.02。
表2
不同部位降主動脈血流Doppler頻譜圖像質量比較（例）
2.1.2 體外循環期間降主動脈血流測量結果分析
用公式（1）計算所得的患者食管中段血流量DABFM顯著大于泵流量PF（P < 0.001）；食管下段血流量DABFD與PF之間差異無統計學意義（P > 0.05）；DABFM大于DABFD，差異有統計學意義（P < 0.001），見表 3。
表3
CPB期間不同部位降主動脈血流量測量值與泵流量比值
若將降主動脈血流量大于或等于泵流量PF定義為錯誤值（erroneous value，EV），小于PF定義為可接受值（acceptable value，AV）。DABFM和DABFD錯誤值（EV）例數分別占總采集例數的90%（9/10）、50%（5/10），見圖 2。
圖2
各患者不同深度DABF測值與PF差值的分布圖
注：在0.00刻度線及之上的描記點為正值，表示DABF錯誤值；在0.00刻度線之下的描記點為負值，表示DABF可接受值；DABFM、DABFD的錯誤值（EV）例數和可接受值例數分別占總采集例數的90%（9/10）和10%（1/10）、50%(5/10)和50%（5/10）
2.2 降主動脈血流的相關因素分析
線性回歸分析顯示體外循環泵流量PF與DABFM的呈直線相關（r=0.795，P=0.006，P < 0.05），見圖 3A；與DABFD呈直線相關（r=0.825，P=0.003，P < 0.01），見圖 3B。而DABFM與DABFD的相關性更顯著（r=0.884，P=0.001，P < 0.01），見圖 3C。
圖3
PF、DABFM和DABFD的線性相關分析圖
注：A表示PF和DABFM的線性相關性（
3 討論
體外循環中血管內血液流速和血流量的測量和計算是器官血液灌注及血流分布的監測中重要的組成部分，提供實時的臨床信息對診療抉擇十分關鍵。臨床經典公式（1）由于缺乏金標準的對比校正，應用范圍及CPB期間動脈系統內血液流體狀態不明確導致體外循環中血管內血流量的計算結果受到質疑。本實驗基于降主動脈很少受到外科操作干擾、容易獲得穩定的圖像的優點，同時，在生理性搏動血流的情況下，DABF占心輸出量的70%[9-10]，并且在任何情況下，DABF應小于心輸出量，我們以泵流量為參考，應用公式（1）計算DABF，驗證公式（1）的可行性。
本研究發現體外循環期間，超聲多普勒血流頻譜為寬而疏松、空窗消失的頻譜圖像。這是由于正常生理搏動性血流情況下，人體大血管內血流通常為層流。層流頻譜窄、光點密集且呈空窗，多普勒血流聲單調悅耳，而湍流頻譜寬、光點疏散、空窗消失，多普勒血流聲粗糙嘈雜[11-13]。Grossi等[14]用超聲多普勒發現CPB期間主動脈弓處可見明顯的湍流，其頻譜特征與本研究中采集的食管中段和食管下段處降主動脈血流頻譜圖像相符合。表明體外循環狀態下降主動脈內的血流并不是層流，而是較復雜的湍流。
本研究按照公式（1）的計算方法進行降主動脈血流的測定和計算，發現無論是在食管中段還是食管下段都有DABF超過了PF，最大值達到泵流量的169%，其錯誤值占比分別為90%和50%。其可能的原因如下：1）若運用Zhu等所用的頻譜平均速度Vmean代替單位時間內的速度時間積分，并運用公式（1）進行計算得到流量，但根據超聲多普勒頻譜成像與血流中紅細胞運動的關系，他們在公式（1）中所使用Vmean并非血流中所有紅細胞的運動的平均速度，而是血流中通過取樣獲得容積運動速度最快紅細胞的平均速度（可記為Vmax），從而導致對血流量的高估。目前，表示管道湍流平均流速Vmean與Vmax之間關系的公式主要有代表牛頓流體湍流流速分布的公式和代表冪律型非牛頓流體湍流流速分布的公式[15]。眾所周知，血液為非牛頓流體。故即使有研究者認為在流速較大、切變率足夠大時，全血黏度逐漸降低并趨于一近值，全血的流變特性趨向于牛頓流體[16]，也并不能完全按照牛頓流體的計算方式去計算。另外，血液也并非冪律型非牛頓流體，并且這類糾正公式是以硬質管道內湍流為研究對象得出的，并非彈性血管內湍流血流。2）多普勒血流信號功率譜受多種因素所影響而展寬，如渡越時間、波束特性、采樣單元內流速梯度和湍流，所獲得的多普勒頻率概率密度函數是速度概率密度函數與譜展寬概率密度函數的卷積，從而導致對多普勒流速估計產生高估[17-19]。因此，尚需要其他的非牛頓流體模型公式或測量方式來替代。
另外，我們發現在同一時點測得的食管中段降主動脈血流量比食管下段降主動脈血流量大，血流頻譜圖像質量也較下段差，邊緣參差不齊（P < 0.05）。可能原因由于在距離主動脈弓越近的部位越容易受到主動脈弓處血流變向產生巨大渦流的影響，當渦流通過脈沖多普勒系統的取樣容積時，將引起信號平均頻率曲線或最大頻率曲線的瞬態變化[17]，從而導致頻譜邊緣粗糙。由于湍流本身會消耗能量，隨著傳輸距離的增加而減弱，當供給的能量、擴散的能量和消耗的能量處于平衡時，湍流便處于穩恒定狀態，從而導致流量測值的減小。當然也不排除從食管中段到食管下段降主動脈之間有血液分流，如肋間動脈。
我們發現不同深度的降主動脈血流與泵流量的相關性良好（分別為r=0.795，P < 0.01；r=0.825，P < 0.01），表明體外循環泵流量能夠直接影響降主動脈血流量，測量方法對測量結果的影響不大，從而更進一步證實湍流計算方法存在問題。
湍流問題是流體力學領域的一大難題，經過一個多世紀的研究，仍存在不少實質性問題有待解決，其中包括多普勒湍流流量的測定。有研究報道，現有超聲多普勒均采用傳統的短時快速傅里葉變換技術[11]獲取血流信號，得到血流頻譜圖。有研究提出使用超聲脈沖多普勒雙采樣單元互相關方法來消除頻譜展寬效應對湍流測量的影響，由于雙采樣單元內散射粒子間存在相關性，由該方法得到的相關功率譜仍存在模糊，導致湍流估計產生誤差[20]。同時，Newhouse等[19]提出了橫向多普勒理論與技術，認為橫向多普勒譜寬僅決定于采樣單元內的最大流速，消除了采樣單元內流速梯度造成的流速測量模糊。在此基礎上，萬明習等[21]將橫向多普勒技術與雙采樣單元互相關處理相結合的湍流測量方法，消除渡越時間、采樣單元內流速梯度以及采樣單元間散射粒子相關性等因素對湍流估計的影響，從而實現湍流的無模糊測量，并提出了最大峰值流速的糾正公式，但此種方式并未在臨床上加以驗證。
另外有學者[8]認為過渡區的流速特性與湍流明顯不同，根據普朗特理論，管流過渡區雷諾數的范圍大約在2 300～40 000之間，而CPB下降主動脈內雷諾數常小于9 000，即在過渡區范圍內，所以應該按照過渡流的模型加以計算，但此法需要對血流雷諾數精確程度要求較高，需要做深入的研究和探討。
本研究的不足之處在于并未找到精確測量降主動脈血流量的金標準，將血管假設為正圓形管道，可導致血管橫截面積的估計誤差。Sun等[22]和Akamatsu等[23]使用彩色多普勒技術實現了血流量的自動精確測量，我們認為這可能是進一步研究的方向。
成人心臟手術體外循環期間，使用經食道超聲多普勒聯合常用公式（1）對降主動脈湍流血流頻譜進行計算，會導致流量測值嚴重的高估，但所測值仍與泵流量存在較好的相關性。
