引用本文： 谢安, 魏蔚. 体外循环期间应用食道超声多普勒技术测量降主动脉血流量的可行性. 中国胸心血管外科临床杂志, 2016, 23(8): 778-783. doi: 10.7507/1007-4848.20160187 复制
超声多普勒技术是目前公认的术中血流的测量和监测的可靠手段，广泛用于如脑血流、肾血流测量，近来还用于对体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）期间器官灌注的研究，如使用经颅多普勒（TCD）对体外循环下颅内动脉的血流速度进行监测[1-4]。也有学者使用经食管超声心动图(transesophageal echocardiography，TEE)为体外循环下的肾血流灌注提供监测[5-7]，并采用超声多普勒血流量计算的经典公式，但由于并未对流量计算结果加以金标准校正，加之管道内层流、湍流和过渡流的速度分布并非一致[8]，CPB期间动脉系统内的血流呈何种流体状态也鲜有报道，因此尚不清楚该计算公式能否用于CPB下器官血流量的计算。本研究拟使用TEE采集CPB期间降主动脉血流频谱，结合降主动脉横截面积计算降主动脉血流量（descending aortic blood flow，DABF），同时参照CPB灌注流量（perfusion flow，PF），评价能否在体外循环期间应用经典公式进行降主动脉血流量测量。
1 资料与方法
1.1 临床资料
回顾性分析2014年3月在我院行体外循环下拟行择期心脏手术成年患者12例的临床资料，其中男6例、女6例。排除标准：有食道超声检查禁忌，合并血管畸形、大血管病变的患者。所有12例患者麻醉诱导后均顺利放置TEE探头，并成功获取其中10例患者食管中段与食管下段降主动脉血流频谱图像，因血管弯曲及图像模糊剔除2例患者。10例患者中男4例、女6例，年龄24.5～64.0（44.5±12.3）岁、平均身高（163.2±8.6）cm、平均体重（61.2±11.1）kg、平均血红蛋白（135.9±1.9）g/dl。手术方式分别为二尖瓣置换合并三尖瓣成形3例、二尖瓣置换1例、主动脉瓣置换合并二尖瓣置换3例，房间隔缺损修补2例、室间隔缺损修补1例，临床资料见表 1。
表1
10例患者CPB期间临床资料（1.2 方法
1.2.1 麻醉方法
麻醉诱导前行桡动脉穿刺，麻醉诱导采用静脉注射咪达唑仑0.1 mg/kg、枸橼酸舒芬太尼0.8～1.0 μg/kg和罗库溴铵1 mg/kg，诱导后行中心静脉穿刺置管并放置食道超声探头。麻醉维持静脉输注枸橼酸舒芬太尼0.5～1 μg/(kg·h)、异丙酚4～6 mg/(kg·h)及吸入2%～3%七氟烷，并根据需要间断静脉给予肌松剂。必要时使用血管活性药物（肾上腺素、硝酸甘油、氨力农）维持心肌收缩力及循环稳定。
1.2.2 体外循环方法
体外循环流程均遵循标准化体外循环流程：于距升主动脉根部3～4 cm处行主动脉插管，插管深度为5～8 cm。体外循环参数依据患者体表面积、年龄及体重设定，维持体外循环灌注流量2.4L/（min·m2）左右，平均动脉压（MAP）50～70 mm Hg（1 mm Hg=0.1333 kPa），鼻咽温度28～34 ℃。维持红细胞压积（HCT）为21%～25%。体外循环中酸碱平衡采用alpha-稳态策略进行管理。
1.2.3 降主动脉血流测量
麻醉诱导后，经口置入成人食道超声探头（x7-2t，Philips，2.0～7.0 mHz，USA），并连接菲利普彩色超声诊断仪（CX50，Philips，USA）。
食管上段降主动脉血流TEE测量行CPB前，先将探头置于食管中段（EM）四腔心平面，记录探头距门齿距离（LM）。主动脉阻断约20 min左右，循环稳定时，将TEE多平面角度调至0°，向左后方旋转探头，获得降主动脉短轴平面，将探测深度调至8～10 cm，清楚显示降主动脉管壁，将取样线放置于血管正中，通过M-mode获取一段M超声图像；再调节多平面角度至90°左右，获得降主动脉较平直的长轴切面，将多普勒取样探头移至血管中轴近心端，并适度的前屈或后屈探头使声束-血流夹角保持在30°～45°以内，并调节取样门控以覆盖整个血管，用PW模式获取一段最优血流频谱图。
食管下段降主动脉血流TEE测量于食管中段四腔心平面向左后方旋转探头，获得降主动脉短轴平面后，使降主动脉固定在扇面中央，然后再将前进探头约5～8 cm，直至探头刚要远离降主动脉，以同样的方式获取食管下段（ED）降主动脉短轴M超声图像以及长轴血流频谱图，并记录此时探头的深度LD。
同时，记录上述采集时点的体外循环泵流量（perfusion flow，PF）和平均动脉压，并使用彩色多普勒模式评价降主动脉血流状态对以上所采得的图像，进行离线（off-line）分析：1）对血流频谱图像质量进行评价：若血流频谱边缘光滑便于使用Trace进行频谱包络者记为“优”，如图 1A，否则记为“劣”，如图 1B；2）按照Zhu等[5]和Yang等[6]的方法，通过“Trace”测量食管中段（EM）和食管下段（ED）降主动脉血流频谱图，获得单位时间内的食管中段平均速度时间积分（VTIM）、食管下段平均速度时间积分（VTID）。VTI即Velocity-Time Integral，表示单位时间血流通过的距离，即平均速度Vmean，见图 1A；通过“Caliper”测量两个水平面降主动脉短轴的M超声图的最大值和最小值，得到平均直径DM、DD，见图 1C。并按公式（1）计算出不同深度的DABFM、DABFD，以及各自与泵流量PF的比值R。
| $ DABF = \pi \times {{\text{r}}^2} \times {V_{{\text{mean}}}} \times 60 $ |
图1
TEE下DABF测量图
注：A为边缘光滑的优质血流频谱图像；B为边缘粗糙的劣质血流频谱图像；C为MM超声对降主动脉直径的测量图；D为彩色多普勒对降主动脉内血流的显示图
（1）式中r代表半径，可以由动脉直径D计算得到。
1.3 统计学分析
使用SPSS13.0对结果进行统计学分析，计量资料采以均数±标准差（
2 结果
2.1 体外循环期间降主动脉血流测量结果
所有患者体外循环主动脉阻断期间彩色多普勒图像均显示血流处于湍流状态，见图 1A、1B。
2.1.1 体外循环期间食管中段与下段降主动脉血流图像质量比较
体外循环期间，可以观测到超声多普勒血流频谱为宽而疏松、空窗消失的频谱图像。EM降主动脉血流频谱质量较ED降主动脉血流频谱图像质量差（P < 0.05），见表 2，ED与EM降主动脉血流频谱图像优劣比值比OR为21。χ2检验结果显示，Fisher双侧精确概率P=0.02。
表2
不同部位降主动脉血流Doppler频谱图像质量比较（例）
2.1.2 体外循环期间降主动脉血流测量结果分析
用公式（1）计算所得的患者食管中段血流量DABFM显著大于泵流量PF（P < 0.001）；食管下段血流量DABFD与PF之间差异无统计学意义（P > 0.05）；DABFM大于DABFD，差异有统计学意义（P < 0.001），见表 3。
表3
CPB期间不同部位降主动脉血流量测量值与泵流量比值
若将降主动脉血流量大于或等于泵流量PF定义为错误值（erroneous value，EV），小于PF定义为可接受值（acceptable value，AV）。DABFM和DABFD错误值（EV）例数分别占总采集例数的90%（9/10）、50%（5/10），见图 2。
图2
各患者不同深度DABF测值与PF差值的分布图
注：在0.00刻度线及之上的描记点为正值，表示DABF错误值；在0.00刻度线之下的描记点为负值，表示DABF可接受值；DABFM、DABFD的错误值（EV）例数和可接受值例数分别占总采集例数的90%（9/10）和10%（1/10）、50%(5/10)和50%（5/10）
2.2 降主动脉血流的相关因素分析
线性回归分析显示体外循环泵流量PF与DABFM的呈直线相关（r=0.795，P=0.006，P < 0.05），见图 3A；与DABFD呈直线相关（r=0.825，P=0.003，P < 0.01），见图 3B。而DABFM与DABFD的相关性更显著（r=0.884，P=0.001，P < 0.01），见图 3C。
图3
PF、DABFM和DABFD的线性相关分析图
注：A表示PF和DABFM的线性相关性（
3 讨论
体外循环中血管内血液流速和血流量的测量和计算是器官血液灌注及血流分布的监测中重要的组成部分，提供实时的临床信息对诊疗抉择十分关键。临床经典公式（1）由于缺乏金标准的对比校正，应用范围及CPB期间动脉系统内血液流体状态不明确导致体外循环中血管内血流量的计算结果受到质疑。本实验基于降主动脉很少受到外科操作干扰、容易获得稳定的图像的优点，同时，在生理性搏动血流的情况下，DABF占心输出量的70%[9-10]，并且在任何情况下，DABF应小于心输出量，我们以泵流量为参考，应用公式（1）计算DABF，验证公式（1）的可行性。
本研究发现体外循环期间，超声多普勒血流频谱为宽而疏松、空窗消失的频谱图像。这是由于正常生理搏动性血流情况下，人体大血管内血流通常为层流。层流频谱窄、光点密集且呈空窗，多普勒血流声单调悦耳，而湍流频谱宽、光点疏散、空窗消失，多普勒血流声粗糙嘈杂[11-13]。Grossi等[14]用超声多普勒发现CPB期间主动脉弓处可见明显的湍流，其频谱特征与本研究中采集的食管中段和食管下段处降主动脉血流频谱图像相符合。表明体外循环状态下降主动脉内的血流并不是层流，而是较复杂的湍流。
本研究按照公式（1）的计算方法进行降主动脉血流的测定和计算，发现无论是在食管中段还是食管下段都有DABF超过了PF，最大值达到泵流量的169%，其错误值占比分别为90%和50%。其可能的原因如下：1）若运用Zhu等所用的频谱平均速度Vmean代替单位时间内的速度时间积分，并运用公式（1）进行计算得到流量，但根据超声多普勒频谱成像与血流中红细胞运动的关系，他们在公式（1）中所使用Vmean并非血流中所有红细胞的运动的平均速度，而是血流中通过取样获得容积运动速度最快红细胞的平均速度（可记为Vmax），从而导致对血流量的高估。目前，表示管道湍流平均流速Vmean与Vmax之间关系的公式主要有代表牛顿流体湍流流速分布的公式和代表幂律型非牛顿流体湍流流速分布的公式[15]。众所周知，血液为非牛顿流体。故即使有研究者认为在流速较大、切变率足够大时，全血黏度逐渐降低并趋于一近值，全血的流变特性趋向于牛顿流体[16]，也并不能完全按照牛顿流体的计算方式去计算。另外，血液也并非幂律型非牛顿流体，并且这类纠正公式是以硬质管道内湍流为研究对象得出的，并非弹性血管内湍流血流。2）多普勒血流信号功率谱受多种因素所影响而展宽，如渡越时间、波束特性、采样单元内流速梯度和湍流，所获得的多普勒频率概率密度函数是速度概率密度函数与谱展宽概率密度函数的卷积，从而导致对多普勒流速估计产生高估[17-19]。因此，尚需要其他的非牛顿流体模型公式或测量方式来替代。
另外，我们发现在同一时点测得的食管中段降主动脉血流量比食管下段降主动脉血流量大，血流频谱图像质量也较下段差，边缘参差不齐（P < 0.05）。可能原因由于在距离主动脉弓越近的部位越容易受到主动脉弓处血流变向产生巨大涡流的影响，当涡流通过脉冲多普勒系统的取样容积时，将引起信号平均频率曲线或最大频率曲线的瞬态变化[17]，从而导致频谱边缘粗糙。由于湍流本身会消耗能量，随着传输距离的增加而减弱，当供给的能量、扩散的能量和消耗的能量处于平衡时，湍流便处于稳恒定状态，从而导致流量测值的减小。当然也不排除从食管中段到食管下段降主动脉之间有血液分流，如肋间动脉。
我们发现不同深度的降主动脉血流与泵流量的相关性良好（分别为r=0.795，P < 0.01；r=0.825，P < 0.01），表明体外循环泵流量能够直接影响降主动脉血流量，测量方法对测量结果的影响不大，从而更进一步证实湍流计算方法存在问题。
湍流问题是流体力学领域的一大难题，经过一个多世纪的研究，仍存在不少实质性问题有待解决，其中包括多普勒湍流流量的测定。有研究报道，现有超声多普勒均采用传统的短时快速傅里叶变换技术[11]获取血流信号，得到血流频谱图。有研究提出使用超声脉冲多普勒双采样单元互相关方法来消除频谱展宽效应对湍流测量的影响，由于双采样单元内散射粒子间存在相关性，由该方法得到的相关功率谱仍存在模糊，导致湍流估计产生误差[20]。同时，Newhouse等[19]提出了横向多普勒理论与技术，认为横向多普勒谱宽仅决定于采样单元内的最大流速，消除了采样单元内流速梯度造成的流速测量模糊。在此基础上，万明习等[21]将横向多普勒技术与双采样单元互相关处理相结合的湍流测量方法，消除渡越时间、采样单元内流速梯度以及采样单元间散射粒子相关性等因素对湍流估计的影响，从而实现湍流的无模糊测量，并提出了最大峰值流速的纠正公式，但此种方式并未在临床上加以验证。
另外有学者[8]认为过渡区的流速特性与湍流明显不同，根据普朗特理论，管流过渡区雷诺数的范围大约在2 300～40 000之间，而CPB下降主动脉内雷诺数常小于9 000，即在过渡区范围内，所以应该按照过渡流的模型加以计算，但此法需要对血流雷诺数精确程度要求较高，需要做深入的研究和探讨。
本研究的不足之处在于并未找到精确测量降主动脉血流量的金标准，将血管假设为正圆形管道，可导致血管横截面积的估计误差。Sun等[22]和Akamatsu等[23]使用彩色多普勒技术实现了血流量的自动精确测量，我们认为这可能是进一步研究的方向。
成人心脏手术体外循环期间，使用经食道超声多普勒联合常用公式（1）对降主动脉湍流血流频谱进行计算，会导致流量测值严重的高估，但所测值仍与泵流量存在较好的相关性。
超声多普勒技术是目前公认的术中血流的测量和监测的可靠手段，广泛用于如脑血流、肾血流测量，近来还用于对体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）期间器官灌注的研究，如使用经颅多普勒（TCD）对体外循环下颅内动脉的血流速度进行监测[1-4]。也有学者使用经食管超声心动图(transesophageal echocardiography，TEE)为体外循环下的肾血流灌注提供监测[5-7]，并采用超声多普勒血流量计算的经典公式，但由于并未对流量计算结果加以金标准校正，加之管道内层流、湍流和过渡流的速度分布并非一致[8]，CPB期间动脉系统内的血流呈何种流体状态也鲜有报道，因此尚不清楚该计算公式能否用于CPB下器官血流量的计算。本研究拟使用TEE采集CPB期间降主动脉血流频谱，结合降主动脉横截面积计算降主动脉血流量（descending aortic blood flow，DABF），同时参照CPB灌注流量（perfusion flow，PF），评价能否在体外循环期间应用经典公式进行降主动脉血流量测量。
1 资料与方法
1.1 临床资料
回顾性分析2014年3月在我院行体外循环下拟行择期心脏手术成年患者12例的临床资料，其中男6例、女6例。排除标准：有食道超声检查禁忌，合并血管畸形、大血管病变的患者。所有12例患者麻醉诱导后均顺利放置TEE探头，并成功获取其中10例患者食管中段与食管下段降主动脉血流频谱图像，因血管弯曲及图像模糊剔除2例患者。10例患者中男4例、女6例，年龄24.5～64.0（44.5±12.3）岁、平均身高（163.2±8.6）cm、平均体重（61.2±11.1）kg、平均血红蛋白（135.9±1.9）g/dl。手术方式分别为二尖瓣置换合并三尖瓣成形3例、二尖瓣置换1例、主动脉瓣置换合并二尖瓣置换3例，房间隔缺损修补2例、室间隔缺损修补1例，临床资料见表 1。
表1
10例患者CPB期间临床资料（1.2 方法
1.2.1 麻醉方法
麻醉诱导前行桡动脉穿刺，麻醉诱导采用静脉注射咪达唑仑0.1 mg/kg、枸橼酸舒芬太尼0.8～1.0 μg/kg和罗库溴铵1 mg/kg，诱导后行中心静脉穿刺置管并放置食道超声探头。麻醉维持静脉输注枸橼酸舒芬太尼0.5～1 μg/(kg·h)、异丙酚4～6 mg/(kg·h)及吸入2%～3%七氟烷，并根据需要间断静脉给予肌松剂。必要时使用血管活性药物（肾上腺素、硝酸甘油、氨力农）维持心肌收缩力及循环稳定。
1.2.2 体外循环方法
体外循环流程均遵循标准化体外循环流程：于距升主动脉根部3～4 cm处行主动脉插管，插管深度为5～8 cm。体外循环参数依据患者体表面积、年龄及体重设定，维持体外循环灌注流量2.4L/（min·m2）左右，平均动脉压（MAP）50～70 mm Hg（1 mm Hg=0.1333 kPa），鼻咽温度28～34 ℃。维持红细胞压积（HCT）为21%～25%。体外循环中酸碱平衡采用alpha-稳态策略进行管理。
1.2.3 降主动脉血流测量
麻醉诱导后，经口置入成人食道超声探头（x7-2t，Philips，2.0～7.0 mHz，USA），并连接菲利普彩色超声诊断仪（CX50，Philips，USA）。
食管上段降主动脉血流TEE测量行CPB前，先将探头置于食管中段（EM）四腔心平面，记录探头距门齿距离（LM）。主动脉阻断约20 min左右，循环稳定时，将TEE多平面角度调至0°，向左后方旋转探头，获得降主动脉短轴平面，将探测深度调至8～10 cm，清楚显示降主动脉管壁，将取样线放置于血管正中，通过M-mode获取一段M超声图像；再调节多平面角度至90°左右，获得降主动脉较平直的长轴切面，将多普勒取样探头移至血管中轴近心端，并适度的前屈或后屈探头使声束-血流夹角保持在30°～45°以内，并调节取样门控以覆盖整个血管，用PW模式获取一段最优血流频谱图。
食管下段降主动脉血流TEE测量于食管中段四腔心平面向左后方旋转探头，获得降主动脉短轴平面后，使降主动脉固定在扇面中央，然后再将前进探头约5～8 cm，直至探头刚要远离降主动脉，以同样的方式获取食管下段（ED）降主动脉短轴M超声图像以及长轴血流频谱图，并记录此时探头的深度LD。
同时，记录上述采集时点的体外循环泵流量（perfusion flow，PF）和平均动脉压，并使用彩色多普勒模式评价降主动脉血流状态对以上所采得的图像，进行离线（off-line）分析：1）对血流频谱图像质量进行评价：若血流频谱边缘光滑便于使用Trace进行频谱包络者记为“优”，如图 1A，否则记为“劣”，如图 1B；2）按照Zhu等[5]和Yang等[6]的方法，通过“Trace”测量食管中段（EM）和食管下段（ED）降主动脉血流频谱图，获得单位时间内的食管中段平均速度时间积分（VTIM）、食管下段平均速度时间积分（VTID）。VTI即Velocity-Time Integral，表示单位时间血流通过的距离，即平均速度Vmean，见图 1A；通过“Caliper”测量两个水平面降主动脉短轴的M超声图的最大值和最小值，得到平均直径DM、DD，见图 1C。并按公式（1）计算出不同深度的DABFM、DABFD，以及各自与泵流量PF的比值R。
| $ DABF = \pi \times {{\text{r}}^2} \times {V_{{\text{mean}}}} \times 60 $ |
图1
TEE下DABF测量图
注：A为边缘光滑的优质血流频谱图像；B为边缘粗糙的劣质血流频谱图像；C为MM超声对降主动脉直径的测量图；D为彩色多普勒对降主动脉内血流的显示图
（1）式中r代表半径，可以由动脉直径D计算得到。
1.3 统计学分析
使用SPSS13.0对结果进行统计学分析，计量资料采以均数±标准差（
2 结果
2.1 体外循环期间降主动脉血流测量结果
所有患者体外循环主动脉阻断期间彩色多普勒图像均显示血流处于湍流状态，见图 1A、1B。
2.1.1 体外循环期间食管中段与下段降主动脉血流图像质量比较
体外循环期间，可以观测到超声多普勒血流频谱为宽而疏松、空窗消失的频谱图像。EM降主动脉血流频谱质量较ED降主动脉血流频谱图像质量差（P < 0.05），见表 2，ED与EM降主动脉血流频谱图像优劣比值比OR为21。χ2检验结果显示，Fisher双侧精确概率P=0.02。
表2
不同部位降主动脉血流Doppler频谱图像质量比较（例）
2.1.2 体外循环期间降主动脉血流测量结果分析
用公式（1）计算所得的患者食管中段血流量DABFM显著大于泵流量PF（P < 0.001）；食管下段血流量DABFD与PF之间差异无统计学意义（P > 0.05）；DABFM大于DABFD，差异有统计学意义（P < 0.001），见表 3。
表3
CPB期间不同部位降主动脉血流量测量值与泵流量比值
若将降主动脉血流量大于或等于泵流量PF定义为错误值（erroneous value，EV），小于PF定义为可接受值（acceptable value，AV）。DABFM和DABFD错误值（EV）例数分别占总采集例数的90%（9/10）、50%（5/10），见图 2。
图2
各患者不同深度DABF测值与PF差值的分布图
注：在0.00刻度线及之上的描记点为正值，表示DABF错误值；在0.00刻度线之下的描记点为负值，表示DABF可接受值；DABFM、DABFD的错误值（EV）例数和可接受值例数分别占总采集例数的90%（9/10）和10%（1/10）、50%(5/10)和50%（5/10）
2.2 降主动脉血流的相关因素分析
线性回归分析显示体外循环泵流量PF与DABFM的呈直线相关（r=0.795，P=0.006，P < 0.05），见图 3A；与DABFD呈直线相关（r=0.825，P=0.003，P < 0.01），见图 3B。而DABFM与DABFD的相关性更显著（r=0.884，P=0.001，P < 0.01），见图 3C。
图3
PF、DABFM和DABFD的线性相关分析图
注：A表示PF和DABFM的线性相关性（
3 讨论
体外循环中血管内血液流速和血流量的测量和计算是器官血液灌注及血流分布的监测中重要的组成部分，提供实时的临床信息对诊疗抉择十分关键。临床经典公式（1）由于缺乏金标准的对比校正，应用范围及CPB期间动脉系统内血液流体状态不明确导致体外循环中血管内血流量的计算结果受到质疑。本实验基于降主动脉很少受到外科操作干扰、容易获得稳定的图像的优点，同时，在生理性搏动血流的情况下，DABF占心输出量的70%[9-10]，并且在任何情况下，DABF应小于心输出量，我们以泵流量为参考，应用公式（1）计算DABF，验证公式（1）的可行性。
本研究发现体外循环期间，超声多普勒血流频谱为宽而疏松、空窗消失的频谱图像。这是由于正常生理搏动性血流情况下，人体大血管内血流通常为层流。层流频谱窄、光点密集且呈空窗，多普勒血流声单调悦耳，而湍流频谱宽、光点疏散、空窗消失，多普勒血流声粗糙嘈杂[11-13]。Grossi等[14]用超声多普勒发现CPB期间主动脉弓处可见明显的湍流，其频谱特征与本研究中采集的食管中段和食管下段处降主动脉血流频谱图像相符合。表明体外循环状态下降主动脉内的血流并不是层流，而是较复杂的湍流。
本研究按照公式（1）的计算方法进行降主动脉血流的测定和计算，发现无论是在食管中段还是食管下段都有DABF超过了PF，最大值达到泵流量的169%，其错误值占比分别为90%和50%。其可能的原因如下：1）若运用Zhu等所用的频谱平均速度Vmean代替单位时间内的速度时间积分，并运用公式（1）进行计算得到流量，但根据超声多普勒频谱成像与血流中红细胞运动的关系，他们在公式（1）中所使用Vmean并非血流中所有红细胞的运动的平均速度，而是血流中通过取样获得容积运动速度最快红细胞的平均速度（可记为Vmax），从而导致对血流量的高估。目前，表示管道湍流平均流速Vmean与Vmax之间关系的公式主要有代表牛顿流体湍流流速分布的公式和代表幂律型非牛顿流体湍流流速分布的公式[15]。众所周知，血液为非牛顿流体。故即使有研究者认为在流速较大、切变率足够大时，全血黏度逐渐降低并趋于一近值，全血的流变特性趋向于牛顿流体[16]，也并不能完全按照牛顿流体的计算方式去计算。另外，血液也并非幂律型非牛顿流体，并且这类纠正公式是以硬质管道内湍流为研究对象得出的，并非弹性血管内湍流血流。2）多普勒血流信号功率谱受多种因素所影响而展宽，如渡越时间、波束特性、采样单元内流速梯度和湍流，所获得的多普勒频率概率密度函数是速度概率密度函数与谱展宽概率密度函数的卷积，从而导致对多普勒流速估计产生高估[17-19]。因此，尚需要其他的非牛顿流体模型公式或测量方式来替代。
另外，我们发现在同一时点测得的食管中段降主动脉血流量比食管下段降主动脉血流量大，血流频谱图像质量也较下段差，边缘参差不齐（P < 0.05）。可能原因由于在距离主动脉弓越近的部位越容易受到主动脉弓处血流变向产生巨大涡流的影响，当涡流通过脉冲多普勒系统的取样容积时，将引起信号平均频率曲线或最大频率曲线的瞬态变化[17]，从而导致频谱边缘粗糙。由于湍流本身会消耗能量，随着传输距离的增加而减弱，当供给的能量、扩散的能量和消耗的能量处于平衡时，湍流便处于稳恒定状态，从而导致流量测值的减小。当然也不排除从食管中段到食管下段降主动脉之间有血液分流，如肋间动脉。
我们发现不同深度的降主动脉血流与泵流量的相关性良好（分别为r=0.795，P < 0.01；r=0.825，P < 0.01），表明体外循环泵流量能够直接影响降主动脉血流量，测量方法对测量结果的影响不大，从而更进一步证实湍流计算方法存在问题。
湍流问题是流体力学领域的一大难题，经过一个多世纪的研究，仍存在不少实质性问题有待解决，其中包括多普勒湍流流量的测定。有研究报道，现有超声多普勒均采用传统的短时快速傅里叶变换技术[11]获取血流信号，得到血流频谱图。有研究提出使用超声脉冲多普勒双采样单元互相关方法来消除频谱展宽效应对湍流测量的影响，由于双采样单元内散射粒子间存在相关性，由该方法得到的相关功率谱仍存在模糊，导致湍流估计产生误差[20]。同时，Newhouse等[19]提出了横向多普勒理论与技术，认为横向多普勒谱宽仅决定于采样单元内的最大流速，消除了采样单元内流速梯度造成的流速测量模糊。在此基础上，万明习等[21]将横向多普勒技术与双采样单元互相关处理相结合的湍流测量方法，消除渡越时间、采样单元内流速梯度以及采样单元间散射粒子相关性等因素对湍流估计的影响，从而实现湍流的无模糊测量，并提出了最大峰值流速的纠正公式，但此种方式并未在临床上加以验证。
另外有学者[8]认为过渡区的流速特性与湍流明显不同，根据普朗特理论，管流过渡区雷诺数的范围大约在2 300～40 000之间，而CPB下降主动脉内雷诺数常小于9 000，即在过渡区范围内，所以应该按照过渡流的模型加以计算，但此法需要对血流雷诺数精确程度要求较高，需要做深入的研究和探讨。
本研究的不足之处在于并未找到精确测量降主动脉血流量的金标准，将血管假设为正圆形管道，可导致血管横截面积的估计误差。Sun等[22]和Akamatsu等[23]使用彩色多普勒技术实现了血流量的自动精确测量，我们认为这可能是进一步研究的方向。
成人心脏手术体外循环期间，使用经食道超声多普勒联合常用公式（1）对降主动脉湍流血流频谱进行计算，会导致流量测值严重的高估，但所测值仍与泵流量存在较好的相关性。
