羅富良，唐躍，李衛(wèi)，劉曉鵬，侯志輝，賈六軍，袁衛(wèi)民，吳愛麗

基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)研究

心腔內(nèi)超聲心動(dòng)圖等方法在經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)實(shí)驗(yàn)中評(píng)價(jià)主動(dòng)脈瓣環(huán)直徑的比較研究

羅富良，唐躍，李衛(wèi)，劉曉鵬，侯志輝，賈六軍，袁衛(wèi)民，吳愛麗

目的：探討心腔內(nèi)超聲心動(dòng)圖（ICE）、經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖（TTE）及多層螺旋計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)（MSCT）測量中華小型豬主動(dòng)脈瓣環(huán)直徑的差異，為經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入術(shù)選擇最佳的人工瓣膜型號(hào)的影像學(xué)方法。

方法：12只中華小型豬分別采用ICE、TTE及MSCT測量主動(dòng)脈瓣環(huán)直徑，比較三種方法測量的準(zhǔn)確性和一致性，以及三種方法測量結(jié)果在人工瓣膜型號(hào)選擇方面的差異。

結(jié)果：ICE、TTE和MSCT測量的瓣環(huán)直徑分別為（23.69±0.83）mm、（22.91±1.11）mm和（23.81±0.76）mm，測量結(jié)果之間具有顯著的差異（配對(duì)t檢驗(yàn)）。不過Bland-Altman分析的結(jié)果提示TTE測量的結(jié)果較MSCT有顯著的偏小趨勢（差值均數(shù)：-0.91 mm，一致性界限：-2.78～0.97 mm），而ICE不存在這種趨勢。使用三種方法指導(dǎo)人工瓣膜型號(hào)選擇時(shí)，ICE結(jié)果與MSCT有很好的一致性（Kappa= 1.000），而TTE選擇的瓣膜尺寸在33.3%（4/12）的動(dòng)物較MSCT結(jié)果偏小一個(gè)型號(hào)。

結(jié)論：對(duì)于經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)術(shù)前的主動(dòng)脈瓣環(huán)測量，ICE與MSCT的結(jié)果一致性更好，TTE的結(jié)果則有低估瓣環(huán)直徑的趨勢，在一定的瓣膜選擇策略下，ICE與MSCT的結(jié)果對(duì)瓣膜的選擇具有很好的一致性，而TTE的結(jié)果易造成人工瓣膜的型號(hào)偏小。

經(jīng)導(dǎo)管/經(jīng)心尖主動(dòng)脈瓣膜植入術(shù)；影像學(xué)評(píng)價(jià)；心腔內(nèi)超聲心動(dòng)圖；瓣膜型號(hào)

(Chinese Circulation Journal, 2015,30:482.)

自2002年Cribier等[1]完成了世界上首例人體經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)以來，經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)已經(jīng)迅速成為嚴(yán)重主動(dòng)脈瓣狹窄不能耐受外科手術(shù)或存在手術(shù)高危因素的患者的重要替代治療方案[2-4]。國內(nèi)目前尚處于起步探索階段。在行經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)前，針對(duì)主動(dòng)脈瓣環(huán)的精確測量成為患者選擇及瓣膜成功植入的關(guān)鍵，測量不準(zhǔn)確會(huì)造成人工瓣膜型號(hào)不匹配，從而導(dǎo)致各種并發(fā)癥（瓣周漏、傳導(dǎo)阻滯等），甚至手術(shù)失敗[5,6]。常規(guī)外科瓣膜植入，常依據(jù)術(shù)前經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖（TTE）、術(shù)中經(jīng)食道超聲心動(dòng)圖（TEE）的測量結(jié)果，這些測量結(jié)果接近又不盡相同，術(shù)者會(huì)在開胸后使用測瓣器進(jìn)行復(fù)核。但無論經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈逆行入路途徑還是經(jīng)心尖入路途徑，經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)均沒有類似的復(fù)核條件。于是具有三維成像功能、能夠獲取任意組織結(jié)構(gòu)成像平面的多層螺旋計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)（MSCT）正逐漸作為瓣環(huán)測量的“金標(biāo)準(zhǔn)”[7,8]，成為經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)術(shù)前的常規(guī)檢查。盡管如此，MSCT檢查有X射線電離輻射，還需要患者使用造影劑，對(duì)于腎功能衰竭等高?；颊卟粔虬踩?。近來有學(xué)者使用心腔內(nèi)超聲心動(dòng)圖（ICE）來指導(dǎo)經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)[9]，認(rèn)為ICE可能成為一種行之有效的替代MSCT的方法。

因此，本研究使用我國自主研發(fā)的經(jīng)心尖微創(chuàng)主動(dòng)脈瓣植入系統(tǒng)，運(yùn)用ICE、TTE、MSCT三種影像學(xué)手段，使用中華小型豬進(jìn)行測量對(duì)比研究，旨在為臨床經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)的開展提供一些參考。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)時(shí)間為2013-04至2013-05。健康中華小型豬12只，體重45～55 kg，平均（49.1±7.9）kg，由阜外心血管病醫(yī)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。實(shí)驗(yàn)方案經(jīng)過阜外心血管病醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利倫理審查委員會(huì)批準(zhǔn)，倫理編號(hào)：201211-1-36-HX。128層雙源螺旋計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)（德國Siemens公司，SOMATOM Definition型），高壓注射器（美國MEDRAD公司，Mark V ProVis型），呼吸機(jī)（德國Drager公司，Savina型），彩色多普勒超聲診斷儀（荷蘭Philips公司，Sonos 7500型），心內(nèi)超聲儀（德國Siemens公司，Acuson Cypress Plus型），10 F心內(nèi)超聲導(dǎo)管（德國Siemens公司， AcuNav10F型），重癥監(jiān)護(hù)儀（荷蘭Philips公司，MP 70型），數(shù)字減影血管造影機(jī)（美國GE公司，OEC 9800型），J-valve介入人工生物主動(dòng)脈瓣膜（蘇州杰成醫(yī)療科技有限公司） 等。

1.2 方法

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物術(shù)前肌肉注射氯胺酮30 mg/kg，地西泮1 mg/kg誘導(dǎo)麻醉，建立耳緣靜脈通路，氣管插管，連接呼吸機(jī)及重癥監(jiān)護(hù)儀，使用誘導(dǎo)同劑量氯胺酮、地西泮合劑靜脈推注，維持麻醉。

MSCT于介入瓣膜植入術(shù)前3天進(jìn)行，動(dòng)物麻醉后以仰臥位固定于MSCT檢查床上，阿司洛爾（1 mg/kg）緩慢靜脈注射控制心率80次/分以下，呼吸機(jī)輔助通氣并于吸氣末暫停呼吸進(jìn)行掃描。使用高壓注射器于耳緣靜脈快速注入（5.5 ml/s）造影劑80 ml及生理鹽水30 ml，持續(xù)監(jiān)測升主動(dòng)脈處造影劑密度，MSCT值達(dá)到120 HU時(shí)啟動(dòng)心電門控掃描。掃描完成后分別于30%和75% RR間期重建圖像，層厚0.75 mm，層間距0.4 mm。

采用Schultz 等[10]改進(jìn)的方法獲得收縮中期主動(dòng)脈瓣環(huán)平面圖像，具體方法如下：對(duì)40% RR間期的MSCT掃描圖像進(jìn)行多平面重建后獲得主動(dòng)脈根部冠狀位、矢狀位及軸位圖像。首先在冠狀位圖像上于主動(dòng)脈瓣環(huán)中央位置逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)矢狀切面使其與主動(dòng)脈根部大致平行（圖1A），然后再于調(diào)整后的矢狀位圖像上旋轉(zhuǎn)冠狀切面使其于主動(dòng)脈根部大致平行（圖1B），最后同時(shí)調(diào)整冠狀位與矢狀位圖像，使得軸位圖像中3個(gè)主動(dòng)脈瓣竇的最低點(diǎn)同時(shí)出現(xiàn)及消失。此時(shí)，3個(gè)瓣竇消失的第一個(gè)平面即定義為主動(dòng)脈瓣環(huán)平面（圖1C）。測量主動(dòng)脈瓣環(huán)面積，取3次測量的均值通過圓形面積公式反推主動(dòng)脈瓣環(huán)直徑。

圖1 多層螺旋計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)圖像（主動(dòng)脈瓣環(huán)平面通過多平面重建獲得）

TTE于手術(shù)當(dāng)天術(shù)前進(jìn)行，動(dòng)物麻醉后仰臥位固定于特制的檢查車上，使用胸骨旁長軸切面測量主動(dòng)脈瓣瓣環(huán)直徑，瓣環(huán)直徑取3次測量的均值（圖2A）。

ICE在瓣膜植入術(shù)中進(jìn)行，游離左側(cè)頸內(nèi)靜脈穿刺并置入10 F鞘管，將ICE探頭通過頸內(nèi)靜脈鞘管置入到達(dá)上腔靜脈與右心房交界處，輕輕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)超聲探頭得到主動(dòng)脈根部長軸切面，測量主動(dòng)脈瓣瓣環(huán)直徑，瓣環(huán)直徑取3次測量的均值（圖2B）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

統(tǒng)計(jì)分析使用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件處理。連續(xù)性變量采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。3種影像方法測量值之間的比較采用配對(duì)t 檢驗(yàn)（正態(tài)數(shù)據(jù)）或Wilcoxon秩和檢驗(yàn)（非正態(tài)數(shù)據(jù)），以P＜0. 05 為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。相關(guān)性檢驗(yàn)采用Pearson檢驗(yàn)。不同影像學(xué)方法間一致性評(píng)價(jià)采用Bland-Altman分析，一致性界限定義為差值均數(shù)±1.96標(biāo)準(zhǔn)差。不同影像學(xué)方法預(yù)測的人工瓣膜型號(hào)之間的一致性采用Kappa檢驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

圖2 超聲心動(dòng)圖切面圖像

2 結(jié)果

ICE、TTE和MSCT三種方法測量主動(dòng)脈瓣環(huán)內(nèi)徑結(jié)果之間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1）。Pearson檢驗(yàn)顯示（表1），ICE的測量值與MSCT呈現(xiàn)良好的正相關(guān)（R=0.976，P=0.001；圖3A），而TTE測量值則與MSCT無顯著相關(guān)性（R=0.528，P=0.078；圖3B），TTE與ICE之間為顯著相關(guān)（R=0.664，P=0.019；圖3C） 。B1and-A1tman檢驗(yàn)還提示，與MSCT測量值和ICE測量值比較，TTE測量值均有顯著偏小的趨勢（圖3E和3F）；而ICE測量值與MSCT相比則無顯著差異（圖3D）。

表1 心腔內(nèi)超聲心動(dòng)圖、經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖及多層螺旋計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)瓣環(huán)直徑測量結(jié)果的比較

3種測量方法對(duì)人工瓣膜型號(hào)選擇的影響結(jié)果為（表2）：當(dāng)采用人工瓣膜超出自體瓣環(huán)直徑5%～15%為選擇標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，ICE與MSCT所測數(shù)值具有很好的一致性（Kappa=1.000）。而TTE與MSCT所測數(shù)值對(duì)于人工瓣膜型號(hào)的選擇的一致性較差（Kappa= 0.385），依據(jù)TTE所測數(shù)值選擇時(shí)有4只動(dòng)物（33.3%）選擇的瓣膜型號(hào)比MSCT小一個(gè)型號(hào)。

表2 不同測量方法對(duì)瓣膜型號(hào)選擇的影響比較*

圖3 三種影像方法測量值相關(guān)性和一致性分析

3 討論

主動(dòng)脈瓣狹窄仍是老年人最常見的心臟瓣膜疾病，75歲以上老年人的發(fā)病率約為4.6%[11]，嚴(yán)重主動(dòng)脈瓣病變最終將導(dǎo)致心力衰竭，出現(xiàn)癥狀后平均生存期僅2～3年，而且猝死的風(fēng)險(xiǎn)很高，但高齡主動(dòng)脈瓣狹窄患者往往具有嚴(yán)重的并發(fā)癥導(dǎo)致外科換瓣手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)極高，致使其中約24%的患者失去手術(shù)機(jī)會(huì)[12]。經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)技術(shù)的迅速發(fā)展給年老體弱、無法耐受外科手術(shù)的高危患者帶來了福音。目前，國內(nèi)的經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)瓣膜多處于臨床試驗(yàn)起步探索階段，相關(guān)的研究資料很少。根據(jù)我們前期的經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)瓣膜研發(fā)經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)的文獻(xiàn)資料表明，針對(duì)主動(dòng)脈瓣環(huán)的精確測量往往決定了最終植入的成功與否。目前臨床上多將MSCT視為瓣環(huán)直徑測量的金標(biāo)準(zhǔn)，其圖像重建后能夠準(zhǔn)確找到主動(dòng)脈瓣環(huán)平面，全面觀察瓣環(huán)的整體形態(tài)并進(jìn)行測量，除此之外，MSCT圖像上可以通過測量瓣環(huán)的面積推算瓣環(huán)變?yōu)檎龍A形時(shí)的直徑，這更加符合人工瓣膜植入后的情況。雖然測量結(jié)果準(zhǔn)確，但MSCT具有檢查費(fèi)用高、操作復(fù)雜、具有射線暴露、需要使用造影劑等不足。TTE是目前最常用的成熟無創(chuàng)測量瓣環(huán)直徑的方法，但其測量結(jié)果常造成選擇的瓣膜偏小，難以滿足經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)的需要。近年有報(bào)道指出，ICE在經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)研究中不但可以測量瓣環(huán)直徑，還可以對(duì)介入瓣膜進(jìn)行術(shù)中圖像引導(dǎo)及定位，然而對(duì)ICE測量主動(dòng)脈瓣環(huán)直徑結(jié)果的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和可重復(fù)性情況一直未見相關(guān)研究。

通過ICE、TTE與MSCT的測量值對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)ICE測量值與MSCT的相關(guān)性和一致性都要顯著優(yōu)于TTE，而TTE的數(shù)值有比實(shí)際偏小的趨勢。這一點(diǎn)在預(yù)測人工瓣膜型號(hào)的時(shí)候也體現(xiàn)了出來，ICE測量值選擇的瓣膜型號(hào)與計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)一致性非常好，而以TTE的測量值作為標(biāo)準(zhǔn)選擇瓣膜型號(hào)時(shí)，有三分之一動(dòng)物的人工瓣膜型號(hào)存在偏小的風(fēng)險(xiǎn)。這些結(jié)果均提示，ICE可以替代MSCT準(zhǔn)確地測量主動(dòng)脈瓣環(huán)的直徑并指導(dǎo)人工瓣膜型號(hào)的選擇。

因?yàn)槊媸袝r(shí)間較晚，ICE的優(yōu)點(diǎn)暫未被廣大醫(yī)生所認(rèn)識(shí)，除了能夠準(zhǔn)確測量瓣環(huán)直徑指導(dǎo)人工瓣膜型號(hào)選擇，ICE在術(shù)中瓣膜定位及功能評(píng)價(jià)方面也發(fā)揮著重要功能。傳統(tǒng)的經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)中一般選擇TEE作為術(shù)中圖像引導(dǎo)和瓣膜功能評(píng)價(jià)的主要手段，不過TEE存在很多的局限，如需要進(jìn)行全身麻醉和氣管插管，干擾X線造影圖像，測量數(shù)值易受干擾等[13]。近年來人們已經(jīng)開始逐漸認(rèn)識(shí)到ICE在經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)中的優(yōu)越性[14,15]。與TEE相比，ICE的圖像更加清晰，更容易準(zhǔn)確找到主動(dòng)脈根部長軸切面進(jìn)行測量，測量數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)一致性更好[16]。此外，ICE能夠?qū)φ麄€(gè)植入過程進(jìn)行全程實(shí)時(shí)監(jiān)控，且在多數(shù)患者中能夠顯示出冠狀動(dòng)脈開口位置，能夠?yàn)槿斯ぐ昴ざㄎ惶峁└蛹?xì)致的圖像引導(dǎo)，而這些都是TEE很難做到的[17]。我們進(jìn)行的瓣膜植入手術(shù)操作也印證了ICE的良好表現(xiàn)。

現(xiàn)有的經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)裝置研發(fā)多選用豬和羊進(jìn)行臨床前動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樗鼈兊男呐K大小和解剖結(jié)構(gòu)均與人類十分相似[18]。即便如此，動(dòng)物主動(dòng)脈根部的解剖結(jié)構(gòu)與人類之間還是存在著不小的差異，給動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行造成很大的困難。一般來說，人工瓣膜型號(hào)主要由實(shí)驗(yàn)動(dòng)物自體主動(dòng)脈瓣環(huán)直徑大小決定，目前多采用超出自體瓣徑5%～20%作為選擇標(biāo)準(zhǔn)。而與人類不同的是，動(dòng)物主動(dòng)脈瓣環(huán)多成扁圓形（最大徑與最小徑相差較大），給準(zhǔn)確測量帶來了不小的難度（圖1C）。在選擇人工瓣膜型號(hào)時(shí)應(yīng)特別注意。

另一點(diǎn)需要注意的是，健康實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的主動(dòng)脈瓣環(huán)處并沒有支架瓣膜賴以支撐的鈣化斑塊且管壁彈性好，支架瓣膜植入后比在患者體內(nèi)更容易發(fā)生移位。這就使得準(zhǔn)確測量瓣環(huán)直徑和選擇介入瓣膜的型號(hào)顯得更加重要，由于缺乏鈣化斑塊的對(duì)抗，支架瓣膜自身需要提供更大的支撐力才能防止移位，這也提示我們在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中選擇瓣膜型號(hào)時(shí)是否可以適當(dāng)增加人工瓣膜超出自體瓣環(huán)的比例。不過人工瓣膜過大也會(huì)帶來一系列潛在的問題，如導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈開口變形、壓閉等。這些問題都需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究去證實(shí)。

本研究由于資源條件等多方面的限制，難以開展大樣本研究，有待后續(xù)基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用研究的進(jìn)一步深入。

綜上，本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果表明，ICE在評(píng)估中華小型豬主動(dòng)脈瓣環(huán)直徑方面的準(zhǔn)確性和一致性均優(yōu)于傳統(tǒng)的TTE，推薦其替代MSCT作為常規(guī)的測量手段，當(dāng)沒有條件開展MSCT和ICE時(shí)，使用TTE結(jié)果進(jìn)行經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜植入手術(shù)瓣膜選擇時(shí)，應(yīng)注意調(diào)整瓣膜選擇的標(biāo)準(zhǔn)，避免瓣膜選擇過小，造成手術(shù)的失敗。

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Comparative Study of Intra-cardiac Echocardiography and Other Imaging Techniques on Evaluating Aortic Annulus Diameter for Transcatheteraortic Valve Implantation in Chinese Miniature Pigs

LU Fu-liang, TANG Yue, LI Wei, LIU Xiao-peng, HUO Zhi-hui, JIA Liu-jun, YUAN Wei-min, WU Ai-li.
State Key Laboratory of Cardiovascular Disease, Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital, CAMS and PUMC, Beijing (100037), China

Objective: To compare 3 commonly used imaging techniques as intra-cardiac echocardiography (ICE), transthoracic echocardiography (TTE) and multiple slice computed tomography (MSCT) for measuring aortic annulus diameter in Chinese miniature pigs in order to find the best method for choosing prosthetic valve size in transcatheter aortic valve implantation (TAVI) in clinical practice.Methods: The aortic annulus diameters were measured in 12 Chinese miniature pigs by ICE, TTE and MSCT techniques respectively. The accuracy and consistency of each method was compared and the differences of 3 measurements were studied.Results: The mean aortic annulus diameter measured by ICE, TTE and MSCT were (23.69 ± 0.83) mm, (22.91 ± 1.1) mm and (23.81 ± 0.76) mm respectively, there were significant differences by t paired test from one another. However, Bland- Altman analysis indicated that compared with MSCT, TTE measurement had a tendency for under-estimation with the mean differenceof (- 0.91) mm and limits of agreement at (-2.78 to 0.97) mm; while ICE measurement had no such tendency. When choosing the size of transcatheter valves, there was a good consistency between ICE and MSCT (kappa = 1.000), in contrast, the size measured by TTE was 33.3% (4/12) smaller than MSCT.Conclusion: For measuring the diameter of aortic annulus before the operation, TAVI, ICE and MSCT has good consistency, while TTE has the tendency for underestimating the diameter of aortic annulus in experimental Chinese miniature pigs.

Transcatheteraortic valve implantation; Imaging evaluation; Intra-cardiac echocardiography; Annulus size

2015-02-26）

（編輯：漆利萍）

100037 北京市，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 國家心血管病中心 阜外心血管病醫(yī)院 心血管疾病國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室醫(yī)學(xué)研究統(tǒng)計(jì)中心（羅富良、李衛(wèi)），心血管植入材料臨床前研究評(píng)價(jià)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（唐躍、劉曉鵬、賈六軍、袁衛(wèi)民、吳愛麗），醫(yī)學(xué)影像科（侯志輝）

羅富良 助理研究員 碩士 研究方向：主要從事于心血管植入材料研究與評(píng)價(jià) Email: luofuliang@fuwai.cams.cn 通訊作者: 李衛(wèi)

Email: liwei@mrbc-nccd.com

R541

A

1000-3614（2015）05-0482-05

10.3969/j.issn.1000-3614.2015.05.017