【关键词】 热稀释法
关键词: 热稀释法;心排出量;兔
摘 要:目的 家兔血液比热是热稀释法测量家兔心输出量的重要修正系数. 方法 根据牛顿冷却定律，采用同一容器盛装兔血或水，若两者温度与体积都基本相同，则水与兔血的散热规律基本相同，水的比热已知，便可求出兔血的比热;又利用同一系统测得标准100g・L-1 NaCl溶液的比热值，求得测量系统误差，对所测兔血比热进行修正. 结果 对测得的多组兔血比热数据进行合理筛选后，得到新鲜兔血测量值:0.886±0.022，经误差修正得到家兔血液比热:0.849±0.022;陈旧兔血测量值:1.020±0.021，经误差修正后:0.997±0.021. 结论 冷却法测定家兔血液比热方法可靠，数据处理合理，结果可信.
Keywords:thermodilution;cardiac output;rabbit
Abstract:AIM To determine specific heat of rabbit blood for calculating cardiac output of rabbits by thermodilution.METHODS According to Newton’s law of cooling，specific heat of rabbit blood was measured from that of water，by comparing the speed of temperature change of them measured respectively in the same system.The measured specific heat of rabbit blood was corrected with systematic error of specific heat of100g・L-1 NaCl solution measured in the same sys┐tem.RESULTS Specific heat of fresh whole blood of rabbits was0.886±0.022;After correction，0.849±0.022;Blood after being stored，the specific heat changed，1.020±0.021，and0.997±0.021after correction.CONCLUSION Correct-ed specific heat value of fresh blood is more reasonable，and the calculated cardiac output might be more accurate.
0 引言
热稀释法是临床常用的测定心输出量的方法，一定量的低温生理盐水或等渗的葡萄糖注射液通过热稀释漂浮心导管（Swan-Ganz Catheter）注入右心房，在右心房中与血液混合稀释，经由右心室排出到肺动脉，位于肺动脉的热稀释导管尖端的热敏电阻将记录一条热稀释曲线，这条热稀释曲线是计算心输出量（CO）的主要依据.在这个过程中，两种不同热容的物质（注射液和血液）进行了混合，其比热值是计算心输出量的重要修正系数［1］ .人以及某些大动物血液比热和常用注射液比热已经测得，作为常用医学实验动物的家兔血液比热却未见文献报道.
1 材料和方法
1.1 家兔血液的采集 健康家兔15只，体质量（2.5±0.5）kg，雌雄不拘，颈部皮下10g・L-1 普鲁卡因局麻，行一侧颈总动脉插管，通过插管放兔血于已加入少许20g・L-1 肝素钠的容器中，轻轻摇动抗凝，称质量，备用.
1.2方法
1.2.1 原理 由牛顿冷却定律:当一个系统的温度与环境温度相差不大时，系统的散热速率dq/dt与系统和环境之间的温度差成正比，用数学表达式为:dq/dt=K（T-θ）或dT/dt=K/CS （T-θ）.式中dT/dt为系统的冷却速率;K为散热比例系数;CS 为系统的热容;T，θ为系统和环境的温度.若实验中使环境温度θ的变化远小于系统温度T的变化，则θ可视为常量，则有:dT/（T-θ）=（K/CS ）dt.积分得:ln（T-θ）=（K/CS ）t+b ①（b为积分常数）.
1.2.2 测量装置 如Fig1所示，量热器置于有盖的内桶中，内桶又置于仅有入水口和出水口的外桶内，自来水从入水口流入经搅拌器搅拌后从出水口流出，用以尽量保持量热器的环境温度稳定.3只精度为0.05℃精密温度计分别置于比热杯、内桶和外桶中用于读取各自的温度.
图1 略
1.2.3 测量过程 比热杯用洗洁精清洗，用蒸馏水冲洗后以干纱布擦拭干净，加入35℃左右的兔血，称重，放进测量系统中，打开自来水进水口，并打开搅拌器，使系统稳定一段时间，待量热器与内桶的温度差小于15℃，环境温度θ的变化量Δθ&<0.15℃时开始测量:使用1精度为0.01s电子秒表计时，每隔2min读取量热器内温度T及内桶内的温度θ，每次约15组，同时记录时间t.同测量兔血的过程，取与兔血的体积、初温、及降温区间大致相同的蒸馏水，放入测量系统中，待系统稳定，读取相同组数的数据.
1.2.4 比较法测量兔血比热容 可以看出①式具有y=b1 x+b0 的形式，①式可测量兔血的比热容.用同一容器分别装兔血和水，保持两者温度与体积基本相同，则水与兔血的散热规律基本相同，即有:ln（T-θ）兔血 =（K/C’）t+b’ ②ln（T-θ）水 =（K/C”）t+b” ③②式中C’为盛兔血时系统的热容，③式中C”为盛水时系统的热容. 令S’=K/C’，S”=K/C”可得S’C’=S”C” ④C’为系统和水的热容，C”为系统和兔血的热容.系统和水的热容为已知，因此可求出兔血的热容.设m0 为量热器内桶（比热杯）的质量，铜质，比热C0 =0.091cal・（g・℃）-1［2］ ;m’为兔血的质量，比热为Cx;m”为水的质量，比热C”=0.999cal・（g・℃）-1［2］ ;设V为水银温度计浸入兔血或水中的体积，玻璃的比热为0.19cal・（g・℃）-1［2］ ，密度为2.5g・cm-3［2］ ，水银的比热容为0.033cal・（g・℃）-1［2］ ，密度为13.6g・cm-3［2］ ，因而1cm3 玻璃的热容为0.19×2.5=0.47cal・（℃・cm3 ）-1 ，1cm3 水银的热容为0.033×13.6=0.45cal・（℃・cm3 ）-1 ，取其平均值0.46cal・（℃・cm3 ）-1 作为水银温度计的比热容，则当浸入V cm3 时，温度计的热容为0.46V・cal・℃
-1 .因此，量热器盛兔血时总热容为:C’=m0 C0 +m’Cx+0.46V.量热器盛水时总热容为:C”=m0 C0 +m”C”+0.46V.代入④式得:Cx=1/m’［S”/S’（m0 C0 +m”C”+0.46V）-（m0 C0 +0.46V）］ ⑤
1.2.5 数据处理 根据②，③式及S’=K/C’，S”=K/C”的假设有:ln（T-θ）兔血 =S’t+b’;ln（T-θ）水 =S”t+b”.显然上两式具有一元线性方程y=b1 x+b0 的形式，可用作图法作出直线求出其斜率而得到S’和S”，亦可用最小二乘法拟和线性方程求出方程系数b1 而得S’和S”.经最小二乘法推导得:b1 =t ln（T-θ）-tln（T-θ）（t）2 -t2 ⑥t，ln（T-θ），t ln（T-θ），t2 分别为t，ln（T-θ），t ln（T-θ），t2 的平均值，（t）2 为t的平均值的平方.将⑥式转换成计算公式为:b1 = ∑ni=1 ti ln（T-θ）i -（ ∑ni=1 ti ）（ ∑ni=1 ln（T-θ）i ）/n∑ni=1 ti2 -（ ∑ni=1 ti ）2 /n ⑦将测量时读取的n组蒸馏水或兔血的三列数据带入⑦式，分别求得b1血 、b1水 ，则S’=b1血 、S”=b1水 ，带入⑤式即可求出Cx.
1.2.7 系统误差的确定 以100g・L-1 NaCl溶液作为标准液用本系统测得其比热，与其比热的公认值C=0.892cal・（g・℃）-1［2］ 作比较，从而确定系统误差.测量中共取得17组有效数据，经计算，测量结果C=（0.929±0.026）cal・（g・℃）-1 ，与公认值0.892cal・（g・℃）-1 的相对差为4.2%.这是个正的系统误差，将会给兔血及蒸馏水的测量带来正的系
统误差.可以4.2%作为系统误差的修正值.
2 结果
经过测量数据的取舍，本实验共得出有效实验数据24组，其中16组为新鲜兔血（新获得的家兔血液，未见溶血及明显红细胞沉降）比热测量值，8组为陈旧兔血（经两次以上温热，已经发生溶血及沉淀）测量值.经标准误差和系统误差修正后如Tab1.
表1 家兔血液比热测量结果 略
3 讨论
比热的测量方法有多种，以利用能量守恒规律的混合法最为常用，也最为简便，但在实际操作中由于测量时的环境温度不易控制，而使测量误差偏大.Gray等［4］ 使用改进的混合法在37℃恒温测量室内对狗的血液比热进行了测量，效果较好;Kanoh等［5］ 同样采用了混合法测定了家兔的整体比热，并利用水的比热对测量值进行修正.Faber等［6］ 为了获得小鼠的整体比热，采用了与冷却法类似的方法:将处死的小鼠置于40.6℃恒温水浴中温浴4h后迅速取出放入量热器中，记录小鼠冷却时的温度、时间值，根据温度时间曲线确定小鼠的比热.冷却法测量家兔血液的比热是基于本室现有条件采取的有效方法，此法利用城市自来水网在一天中的某一时段水温较恒定的特点，使比热测量时的环境温度稳定在0.1℃以内，有效的提高了测量的可靠性和精度.在测量过程中，我们发现，新鲜兔血与已经溶血的陈血的比热存在明显的差异，陈血的比热测量值偏大，更加接近水的比热.血细胞破裂溶解，血液中的固形物及其密度没有改变，而比热已经改变，说明血液中的固形物不是决定血液比热的决定因素，血液的比热与血液中血细胞形态以及血液中球蛋白的脱水和变性有关［7，8］ .
参考文献
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