血流动力学监测进展课件

1、血流动力学监测进展浙江省立同德医院ICU陈扬波History of Monitoring1960s: golden age of vasopressors Pressure arterial line & CVP1970s: golden age of inotropes Cardiac output, PA catheter1980s: SvO2 , relative balance between oxygen supply and demand1990s till now: Better understanding of tissue oxygenation, right ventric

2、ular function Functional monitoring, PiCCO, continuous CO Less invasive, TEE 血流动力学监测是临床危重病急救的重要内容之一，是大手术和抢救危重病员不可缺少的手段。无创伤性血流动力学监测（noninvasive hemodynamic monitoring）创伤性血流动力学监测（invasive hemodynamic monitoring） 一、无创血流动力学监测（一）心阻抗血流图（Impedance cardiogram, ICG）（二）超声心动图（ ultrasonic cardiogram, echocardio

3、gram, UCG）（三）多普勒心排血量监测（四）二氧化碳无创心排血量测定（一）心阻抗血流图其基本原理是欧姆定律(电阻=电压/电流)。1966年Kubicek采用直接式阻抗仪测定心阻抗变化, 推导出著名的Kubicek 公式。1981年Sramek提出胸腔是锥台型，因此改良了Kubicek 公式，应用8只电极分别安置在颈根部和剑突水平，测量心动周期胸部电阻抗的变化来测定左心室收缩时间（systolic time interval,STI)和计算每搏量,通过微处理机，自动计算CO,并演算出一系列心功能参数。 SV=(VeptTZ/sec)/ZoImpedance cardiography (IC

4、G) is a safe, non-invasive method to measure a patients hemodynamic status. The ICG waveform is generated by thoracic electrical bioimpedance (TEB) technology, which measures the level of change in impedance in the thoracic fluid. Four small sensors send and receive a low amplitude electrical curren

5、t through the thorax to detect the level of change in resistance in the thoracic fluid. With each cardiac cycle, fluid levels change, which affects the impedance to the electrical signal transmitted by the sensors.The technology behind ICGPhilips Impedance Cardiography (ICG) continuously measures he

6、modynamic parameters without the associated risks of traditional invasive methods.The Philips ICG measurement is ideal for hemodynamic evaluation of adult patients in:Emergency departments Step-down units Special procedure Using ICG for the appropriate patient populationThe ICG measurement is design

7、ed for assessment of most adult patients height 122-229 cm (4-76) and weight 30-159 kg (67-350 lb) but may demonstrate reduced accuracy when patients present with the following conditions or anomalies: Aortic valve regurgitation Minute ventilation sensor function pacemakers Connection to a cardiopul

8、monary bypass machine Sustained arrhythmias Connection to an intra-aortic balloon pump or chest tubes Connection to a respiratory ventilator Congenital heart defects Pericardial effusion Severe hypertension (MAP 130 mm Hg) Septic shock Severe anemiaICG是一项无创伤性的方法，操作简单、费用低、安全。可动态连续监测CO及与其有关的血流动力学参数，最新

9、研制的阻抗血流图仪能显示和打印16个测定和计算参数及心功能诊断和治疗图。 ICG 由于其抗干扰能力差, 易受病人呼吸、心律失常及手术操作等的干扰, 尤其是不能鉴别异常结果是由于病人的病情变化引起, 还是由于机器本身的因素所致,其绝对值有时变化较大, 故在一定程度上限制了其在临床上的广泛使用。Echocardiography: Seeing with SoundEchocardiogram 临床上有M型超声心动图、二维超声心动图及多普勒超声心动图及经食管超声心动图。可监测每搏输出量，左室射血分数（EF）、左室周径向心缩短速率（VCF）、舒张末期面积（ EDA）、心室壁运动异常（RWMA）等。tr

10、ansthoracic echocardiogram, TTE transesophageal echocardiogram, TEE Echocardiograms can evaluate: the presence of any abnormal fluid collection in the sac around the heart (pericardium). the chamber size, thickness of the heart muscle wall and how well it is functioning. the function of the heart va

11、lves - whether they are obstructing blood flow or leaking. any abnormal connections between chambers and vessels that may exist in congenital heart disease. wall motion abnormalities that occur when the heart muscle is not receiving enough blood. the presence of aneurysms, clots, tumors, vegetations

12、 (bacterial growths) on the valves.（三）多普勒心排血量监测所谓多普勒原理是指声源与接收器之间的相对运动而引起接收频率与发射频率之间的差别。多普勒心排血量监测正是利用这一原理，根据已知频率超声波的反射频率，测定红细胞移动的速度来推算主动脉血流以及CO。 CO = Vavg Area ao Tei HR area ao升主动脉横截面的面积值 HR心率 Vavg每搏的平均流速 Tei射血时间由于降主动脉的血流量是CO 的70%(降主动脉血流与CO 的相关系数是0.92), 故其计算公式也为: CO=降主动脉血流量降主动脉的横截面积70%多数研究结果显示它与热稀释法

13、高度相关。多普勒超声技术测量左心室充盈期舒张末面积直接与每搏容量指数相关, 可作为前负荷的定量指标。Both SV and CO can be reliably determined from the spectral flow profile as a product of the velocity time integral (vti) and the flow cross sectional area (CSA), and, for CO, times heart rate (HR).This method has been in use for over 20 years in cli

14、nical practice and is probably considered the clinical haemodynamic gold standard.多普勒超声技术操作水平要求高, 多种因素影响可造成误差, 操作者及结果分析者要有超声检查技术、图形分析基本理论知识、心血管疾病知识, 而且要经过严格培训才能避免错误。此外设备、检查费用昂贵, 所以此技术尚未推广。（四）二氧化碳无创心排血量测定二氧化碳无创心排血量测定是利用二氧化碳弥散能力强的特点，以CO2作为指示剂，根据Fick原理来测定心排血量，其测定方法很多，常用的方法有平衡法、指数法、单次或多次法、三次呼吸法及不测定PvCO2

15、的测定方法。不管采用何种方法，其计算心输出量的基本公式如下：CO = VCO2 / (CvCO2 CaCO2)优缺点：优点为自动、无创、连续地监测CO(平均4 min测定1次)；舒适，活动不受限；VCO2、PaCO2、ETCO2均较易测出。缺点为不能应用于非插管的患者；不能测出肺内分流；长时间测量将使PaCO2轻度升高；假设PaCO2和潮气末二氧化碳分压(PETCO2)相等；高通气量会影响精确度。局限性：动、静脉CO2的差值约为6 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)，PaCO2测值若产生很小误差将导致较大的CO误差；当PaCO230 mm Hg时，CO2-血红蛋白(Hb)解离曲线

16、呈线性关系4，如果患者处于高通气状态(PaCO230 mm Hg)，所测数据则不可信；呼吸机设定条件变化会导致死腔及通气/血流比值的改变，也会影响CO的计算值。 重复呼吸技术针对以上几个方面均作了校准。近年来研究证实，这项技术更适用于正常至较低CO行机械通气的危重患者。该监护仪由美国Novametrix Medical Systems研制而成，并被逐步应用于ICU机械通气危重患者的监护。CO2 部分重吸收法监测(NICO) 美国Novametrix公司研制的CO2 部分重吸收法监测(NICO)采用的Fick 原理对心输出量进行监测。最终心输出量由CO2 产生量和呼末CO2 与动脉CO2 含量之

17、间的比例常数求得。NICO无创心肺功能监测仪NICO心肺功能管理系统为美国伟康公司（Respironics Novametrix Inc.）生产，采用经典的Fick 部分CO2重复呼吸原理，通过CAPNOSTAT 主流式CO2传感器，无创、连续、精确、实时地监测心排出量（C.O.），并同时显示12个心功能参数、30个呼吸力学参数和20余个可自行选择的参数趋势图，更专业地指导临床进行液体治疗、帮助机械通气参数的调节及对撤机的管理。同时，NICO心肺功能管理系统可储存一个或多个病人共72小时的监测数据，并直接下载、输出可自行修改的中文报告 CO2 部分重吸收法监测(NICO)通过大量的动物实验及临

18、床实践证实, NICO与温度稀释法有良好的相关关系。但Nielsson等将NICO 监测系统和热稀释法测量心输出量进行研究发现, 两者之间缺乏一致性, 他们认为NICO 监测的是有通气部分的肺毛细血管血流量, 若所测量患者的通气血流比例不匹配将会导致两种测量方法所导致的CO 出现差异。Gama 等研究了不同血流动力学状态和不同通气血流比条件下CO2 部分重吸收法的准确性。他们的结论为: 在高心输出量状态和肺泡死腔增加的情况下测得CO偏低。此外由于该种监测方法仅限气管插管的机械通气的病人。二、创伤性血流动力学监测中心静脉导管肺动脉导管/Swan-Ganz导管连续心输出量测定（CCOPACs）脉搏

19、轮廓连续心输出量测定( PiCCO ) （一）中心静脉压（CVP）中心静脉压（CVP）是测定位于胸腔内的上、下腔静脉或右心房内的压力，是衡量右心对排出回心血量能力的指标。 心脏泵血功能依赖于中心静脉压。心排血量和中心静脉压二者之间的关系可描绘成心功能曲线。在一定限度内，心排血量随中心静脉压升高而增加，形成心功能曲线的上升支，超过一定限度，进一步增加中心静脉压就引起心排血量不变或下降，形成心功能曲线的下降支，正常或大多数病理情况下，心脏是在曲线的上升支工作，监测中心静脉压的目的是提供适当的充盈压以保证心排血量。临床工作中常依据动脉压的高低、脉压大小、尿量及临床症状、体征结合中心静脉压变化对病情作

20、出判断，指导治疗。 中心静脉压与血压同时监测更有意义 中心静脉压下降，血压低下，提示有效血容量不足。 中心静脉压升高，血压低下，提示心功能不全。 中心静脉压升高，血压正常，提示容量负荷过重。 中心静脉压进行性升高，血压进行性降低，提示严重心功能不全，或心包填塞。 中心静脉压正常，血压低下，提示心功能不全或血容量不足，可予补液试验。中心静脉压的意义中心静脉压的高低取决于心功能、血容量、静脉血管张力、胸内压、静脉血回流量和肺循环阻力等因素，其中尤以静脉回流与右心室排血量之间的平衡关系最为重要。在容量输注过程中，中心静脉压不高，表明右心室尚能排出回心脏的血量，可作为判断心脏对液体负荷的安全指标。中心

21、静脉压与动脉压不同，不应强调所谓正常值，更不要强求输液以维持所谓的正常值而引起输液过负荷。作为血流动力学的指标连续测定观察其动态变化，比单次的绝对值更有指导意义。（二）肺动脉压监测30年来临床监测方面主要的进展是肺动脉压的测定，特别是带气囊的飘浮导管的广泛应用。飘浮导管可迅速、方便地在床旁作各种血流动力学监测，对于了解左心室功能、估计疾病的进程、研究心脏对药物的效应、评价新的治疗方法、以及诊断和治疗心律失常、鉴别各种原因的休克、帮助诊断右心室心肌梗死、心包填塞、肺梗死和急性二尖瓣返流等，均可提供较可靠的依据。Figure 2: With the balloon inflated the PAC

22、 floats and wedges into a capillary of the pulmonary artery. When wedged the PAC creates an unrestricted channel from the catheter tip to the left ventricle, thus allowing the distal lumen to indirectly measure left ventricle pressure.肺毛细血管楔压（PAWP）左心房与肺循环之间不存在瓣膜，当导管的气囊充气后所形成约1113mm的球囊随血流嵌闭肺动脉分支阻断血流，

23、管端所测得的压力是从左房逆流经肺静脉和肺毛细血管所传递的压力。PADP PAWP LAP LVEDP LVEDVFigure 3: Physiologic lung zones. For pulmonary capillary wedge pressure to be reliable, the catheter tip must lie in zone 3.Right atrium: a, c and v waves, 0-8mmHgRight ventricle: increase in systolic pressure, 15-30/0 mmHgPulmonary artery: in

24、crease in diastolic pressure, 15-30/10mmHgPulmonary artery wedge: 5-15mmHgPulmonary Capillary Wedge Pressure (PCWP)Figure 3-28 Normal course of a Swan-Ganz catheter. A Swan-Ganz catheter inserted on the right goes into the subclavian vein (Sc), into the superior vena cava (SVC), right atrium (RA), r

25、ight ventricle (RV), main pulmonary artery (MPA), and in this case, the right lower lobe pulmonary artery (RLL PA).肺动脉导管测压当左心室和二尖瓣功能正常时，肺毛细血管楔压力仅较左房压高12mmHg，因此肺毛细血管楔压可用于估计肺循环状态和左心室功能，特别是对左心室的前负荷提供有用和可靠的指标。 在无肺血管病变时，肺动脉舒张末期压仅较肺毛细血管楔压高13mmHg，且与左心室舒张末期压（LVEDP）和左心房压有很好的一致性，故可以用肺动脉舒张末期压表示上述各部位的压力。 肺动脉导管测

26、压分析临床上，所测得的PCWP数值高于实际左心室舒张末期压力的现象还见于慢阻肺（COPD）、二尖瓣狭窄、梗阻或返流及心内有左向右分流的患者。所测得的PCWP数值低于实际左心室舒张末期压力还可见于主动脉瓣反流、肺栓塞及肺切除患者。肺栓塞、慢性弥散性肺纤维化、以及其他任何原因引起肺血管阻力增加时，肺动脉的收缩压和舒张压均增高，而PCWP正常或反降低。当肺动脉舒张压和PCWP之间的压差达到6mmHg以上，就表示病人有原发性肺部病变存在。若再结合动静脉血氧差，就可鉴别呼吸衰竭的原因是心源性抑或肺源性。 肺动脉导管测压分析在左心室功能不全，心室壁的顺应性降低和心室舒张时心房的收缩作用，均可引起左心室舒张

27、末期压显著升高，常超过PCWP和肺动脉舒张末期压，有时可超过10mmHg。此时由PCWP或肺动脉舒张末期压表示左心室舒张期末压就未必恰当。在间歇正压或呼气末正压通气时，要考虑由此而引起胸内压和肺泡压改变的影响。当肺泡压低于左房压时，测出的PCWP才能准确地反映左心房压。如呼气末正压超过10cmH2O，就有可能造成肺泡压大于左心房压，使测出的肺毛细血管楔压仅反映了肺泡内压。Swan-Ganz导管心输出量监测心输出量（ cardiac output,CO）是反映心泵功能的重要指标，受心率、心肌收缩性、前负荷和后负荷等因素影响。心输出量监测不仅可反映整个循环系统的状况，而且通过计算出有关血流动力学指

28、标，绘制心功能曲线，能指导对心血管系统的各种治疗。温度稀释法（Thermodilution method）采用室温（1525C）或冷（05C）的生理盐水，常用量成人10ml,小儿5 ml左右。将溶液从Swan-Ganz导管离导管头端30cm开口于右心房的管腔内快速注入，溶液随之被血液稀释，同时温度随即由低而升高，经离导管顶端4cm处的热敏电阻连续监测，记录温度时间曲线，同时在仪器中输入常数，以及中心静脉压，肺动脉压，平均动脉压，身高体重（体表面积，BAS）,由仪器实测或计算出心输出量及其他血流动力学指标，一般连续做3次，取其平均值。 Cardiac OutputCO计算的公式 CO =V(T

29、b T I) DISI60(L/min) A D b S b 1000 V = 注入生理盐水量（ml） Tb = 肺动脉血温度 T I = 注入生理盐水温度 Db、DI = 血和生理盐水的密度 S b、SI = 血和生理盐水的比热 A = 稀释曲线所包含的面积Swan-Ganz导管主要用于： 1.区别心源性和非心源性肺水肿； 2.指导正性肌力药和血管活性药治疗； 3.诊断肺高压； 4.估计左心前负荷； 5.指导体液治疗； 6.帮助评估氧供需平衡。Salgado 和 Galetti 报道温度稀释法所得的心排出量可高于实际血流量的2.9%。Bilfinger 报道认为用室温生理盐水所测得值与实际可

30、差7%8%，用冷盐水时可相差11%13%。在体外实验中温度稀释法的准确性可有713%的变异，与电磁血流量计得到的主动脉血流量比可有3%的误差。此外，注射液剂量太多，温度太低可使心排出量偏低，静脉输液过速可使心排出量变异达80%。 肺动脉导管的临床应用（一）测压（二）测量心排血量（CO）（三）记录心腔内心电图和心室内临时起搏（四）采取混合静脉血标本 近年，肺动脉导管不断得到改进，用途有所增加。含有光导纤维的飘浮导管可持续测定混合静脉血氧饱和度（SvO2）；而带有快反应热敏电阻的飘浮导管可测定右心室射血分数（RVEF）；在离肺动脉导管的顶端1425cm处加上热电热丝，通过血液热稀释法，可连续监测心

31、排血量。如在飘浮导管上安装超声探头，还可连续地测定肺动脉血流。（三）连续心输出量测定连续心输出量测定（ continous cardiac output, CCO）采用与Swan-Ganz相似的导管（CCOPACs）置于肺动脉内，在心房及心室这一段（10cm）有一加温系统，可使周围血温度升高，然后由热敏电阻测定血液温度变化，加热时间断进行的，每30秒一次，故可获得温度-时间曲线来测定心输出量。开机后35min即可报出心排出量，以后每30秒报出以前所采集的36min的平均数据，成为连续监测。The monitor takes readings from the truCATH catheter

32、7.5 times per second with screen updates every second, providing real-time, second-by-second measurements of cardiac output, continuously. Continuous cardiac outputpulse indicator continuous cardiac output PiCCOPiCCO连续动脉波形心排量监护. 以容量监测反映前负荷以及全心情况,并且可以测得血管外肺水值 连续实时的心排量监测PICCOPiccoPiCCO监测仪，通过整合计算脉搏曲线下面

33、积的积分值而获得心搏出量，这个面积与左心搏出量在比例上相近似，心搏出量就是由心搏出量与心率而得。计算公式： CO =A HR cal (A：脉搏曲线下面积，HR：心率，cal：标准值)PiCCO使用动脉热稀释法测量最初的CO标准值：由一条中央静脉导管快速注入一定量的冰生理盐水或葡萄糖水（水温510C约10cc左右），再由另一条动脉热稀释导管（置于股动脉，不置入肺动脉导管）测得热稀释的波形，此步骤重复三次，PiCCO仪器将自行记录这几次的结果并算出一个标准值，PiCCO以此标准值，再根据病人的脉搏、心率通过上述公式而持续算出心搏出量。 PiCCO技术是经肺热稀释技术和脉搏波型轮廓分析技术的综合，

34、 用于测量血液动力监测和容量管理，并使大多数病人不再需要放置肺动脉导管： 脉搏轮廓分析技术校正 经肺热稀释技术注射tTPtTbinjectiontStewart-Hamilton methodTb = Blood temperatureTi = Injectate temperatureVi = Injectate volume Tb . dt = Area under the thermodilution curveK = Correction constant, made up of specific weight and specific heat of blood and inject

35、ate 采用成熟的热稀释方法连续测量三次的心输出量（CO）,得到平均值用来确定校正值.Step 1在压力之下的区域面积压力的形状曲线PCCO = cal HR SystoleP(t)SVR+ C(p) dPdt()dt主动脉的顺应性心率温度稀释校正因子tsP 毫米 HgPCCO 显示最后12s的平均值Step 2 连续心输出的计算模式PiCCO plus 连接示意图中心静脉导管注射液温度探头容纳管（T型管）动脉热稀释导管 注射液温度电缆 PULSION 一次性压力传感器 PCCIAP13.03 16.28 TB37.0AP 140117 92(CVP) 5SVRI 2762PCCI 3.24H

36、R 78SVI 42SVV 5%dPmx 1140(GEDI) 625 温度测量电缆 压力电缆 热稀释参数 心输出量CO 全心舒张末期容积 GEDV 胸腔内血容积 ITBV 血管外肺水EVLW 肺血管通透性指数 PVPI 心功能指数CFI 全心射血分数GEFPiCCO测量下列参数： 脉搏轮廓参数 脉搏连续心输出量PCCO 每搏量SV 心率HR 每搏量变异SVV 脉压变异PPV 动脉压力AP 系统血管阻力SVR 左心室收缩指数dPmxPicco机器可提供如下监测参数ParameterRangeUnitCI3.0 5.0l/min/m2ITBVI850 1000ml/m2EVLWI 3.0 7.0

37、ml/kgCFI4.5 6.51/minHR60 901/minMAP70 90mmHgSVRI1200 2000dyn*s*cm-5*m2SVI40 60ml/m2SVV 10%dP/dtmax 12002000 mmHg/sGEDVI 600750 ml/m2以上表格数值为国外值。我国通行标准为： CI:2.25.0 L/min ; CVP:515mmHg ; SVR:9001500 dyn/s/cm2 .Picco和Swan-Ganz监测前负荷的对比肺动脉阻力升高左室的功能异常 Swan-GanzPCWP 平均左房压 LVEDP preload NY近似近似无法准确映射前负荷PiccoITBVpreload注：ITBV全胸血液容量LVEDV ?Picco适应症 凡是需要心血管功能和循环容量状态监测的病人，诸如外科、内科、心脏、烧伤,小儿,麻醉以及需要中心静脉和动脉插管监测的病人，均可采用Picco。 休克 急性呼吸窘迫综合症（ARDS） 急性心功能不全 肺动脉高压 心脏及腹部、骨科大手术 严重创伤 脏器移植手术Picco禁忌症 出血性疾病 主动脉瘤 体外循环期间 严重心率紊乱 严重气胸，心肺压缩性疾患。 不能和IABP同时使用血流动力学监测