血流动力学基础

血流动力学基础什么是血流动力学血流动力学指血液变形和流动的科学。是指血液在心血管系统中流动的力学，主要研究血流量、血流阻力、血压以及它们之间的相互关系。血流动力学和一般的流体力学一样，其基本的研究对象是流量、阻力、和压力之间的关系。由于血管是有弹性和可扩张性的管道系统，血液是含有血细胞和胶体物质等多种成分的液体而不是理想液体，因此，血流动力学除与一般流体力学有共同点之外，又有它自身的特点。1.人体有100trillion细胞需要与外界进行物质交换以维持活力，这个过程由循环流动的血液来完成；2.心脏每天泵出8000升血液进入血管系统；全身血管的总长度加起来超过60000英里（超过地球周长的两倍）；3.本课主要讲解两个问题，第一是血流动力学的基本参数，第二是心输出量的测量。心输出量（CO）定义：每分钟心脏泵血量，一般来说，左心室心输出量=右心室心输出量；心输出量=心率×每搏输出量每搏输出量的决定因素：前负荷、心肌收缩力、后负荷前负荷前负荷：加载在松弛心肌上、并使心肌初长度增加的负荷；心室舒张末期的容量就是前负荷，临床上以心室舒张末期压力作为前负荷间接反映参数。心肌收缩力：在固定的前负荷状态下心肌缩短的速度；临床上常以心脏每搏输出量、△P/△t作为衡量收缩力的参数。后负荷：心肌收缩时需要克服的阻力。临床上常以平均肺血管阻力和平均全身血管的阻力为衡量参数。前负荷1.根据肌肉的初长与张力的关系，在一定范围内，增加肌肉的初长度可以提高肌肉的收缩力。在心脏，心室舒张期容积可以反应心肌的初长度。Frank-Starling定律：在正常的心脏，心室收缩力的首要决定因素是心室舒张期容积。Frank-Starling曲线心功能曲线舒张末期压力每搏量正常时心衰时心功能曲线在评估患者血流动力学状态时很有用，但是如果你理解不透彻，它会令你做出错误的判断。心室顺应性和心室后负荷的改变会影响曲线上升支的斜率。心室的可扩张性称之为心室顺应性；可用单位舒张末期压力变化引起的舒张末期容积变化来度量。影响心室顺应性最常见的原因：高血压心肌肥厚及缺血性心肌病心室顺应性对压力-容积曲线的影响舒张末期压力舒张末期容积顺应性正常的心室僵硬的心室顺应性下降忠告：1.在心室顺应性正常的时候，心室舒张末期压力可以准确反映心室前负荷；2.在心室顺应性不变的时候，心室舒张末期压力的变化可以准确反映心室前负荷的变化；舒张性心力衰竭：心室顺应性的下降引起舒张末期压力升高（舒张末期容积不变），舒张末期压力的增高引起大静脉的回流障碍，最终引起舒张末期容积降低，再引起心脏每搏输出量降低，最终引起心输出量降低。这就是舒张性心力衰竭。舒张性心力衰竭要与平时常见的收缩性心力衰竭相鉴别。两者治疗措施不同。利尿治疗对舒张性心力衰竭是错误的。两种心力衰竭的鉴别很难，心室舒张末期压力在两种类型的心衰上都会升高。后负荷后负荷定义：在心肌收缩过程中需要克服的阻力称之为后负荷。前负荷是有利于增强心肌收缩力的，而后负荷是阻碍心肌收缩的。心室后负荷等于心室在收缩过程中产生的最大室壁张力。室壁张力可由Laplace定律描述：T=P*r，该公式原是用来描叙球形空腔物体的腔壁张力（T）、腔内外压力差（P）、球体半径（r）的关系。将心室腔模拟看成一个球形后，T代表室壁张力，P代表腔内与腔外的压力差，r代表半径。影响后负荷的因素影响心室后负荷的因素胸内压收缩期压力舒张末期容积血管顺应性血管阻力血流流出阻力跨壁张力室腔半径胸内压：负的胸内压将增加心室腔内外压力差，导致心室后负荷增加；胸腔内正压将减少心室腔内外压力差，导致心室后负荷减少；这也是吸气相收缩压降低的原因。正压通气可以起到心脏辅助支持作用，心源性休克的患者应当使用正压通气。Impedance（阻抗）impedance（阻抗）：它是心室后负荷最主要的影响因素；主动脉阻抗是左心室后负荷主要组成部分；肺动脉阻抗是右心室后负荷主要组成部分。分为两部分：1:aforcethatopposestherateofchangeinflow,knownascompliance（主要表现在大动脉，对抗搏动性血流）2:aforcethatopposessteadyflow,calledresistance（主要表现在外周小动脉，对抗非搏动性的衡流）小动脉的阻力对于左心室的排空来说是一个影响较小的因素。大动脉的顺应性是一个动态的、复杂的变量，不好测量。小动脉的阻力是一个可测量的变量。小动脉阻力R=△P/Q,△P代表动脉两端的压力差，Q代表流量。全身血管阻力SVR=（SAP-RAP）/COSAP代表全身动脉系统的平均压力，RAP代表右心房平均压力，CO代表心输出量；肺血管阻力PVR=（PAP-LAP）/COPAP代表平均肺动脉压，LAP代表左心房平均压，CO代表心输出量。动脉血压（BP）、心输出量（CO）、外周阻力（PVR）三者之间的关系：ＢＰ＝ＣＯ×ＰＶＲSVR与PVR在临床上经常被测量，以此反映心室后负荷。实际上这是不准确的。原因如下：1.血管阻力是心室后负荷的一小部分，主要部分反映在大血管的顺应性上；2.SVR与PVR测量的是全身动脉和静脉的平均阻力，不是动脉阻力，因此该数值肯定存在较大偏差。心肌收缩力心肌收缩力决定于心肌纤维中肌桥蛋白的连接数量。临床测量方法：当前负荷及后负荷均不变时（等容收缩期内），心室腔内单位时间内的压力变化（△P/△t)。心脏超声心动图是临床比较准确的评估心肌收缩力的检查方法。外周血流（末梢血流）人体的末梢毛细血管总长度达60000英里；提醒：我们所学习到的关于微循环的知识都是基于以下模拟：1.微循环的血流是规则的层流；2.微血管都是不可压缩的、刚性的血管；实际情况下：很多时候微循环的血流也是搏动性的、不规则的喘流；微血管也是可压缩的、非刚性的血管。外周血流在理想状态下的刚性管道中：Q=△P/RQ等于流量，△P等于管道两端的压力差，R等于管道的阻力。R=8μL/πr4——————————Hagen-Poisseuille方程血液的粘稠度（粘滞度）：对血液的流动造成额外的阻力。红细胞比积（HCT）是影响血液粘稠度的主要因素。血浆的粘滞度与其他胶体和晶体相差很小，可忽略不计。红细胞比积为45%时的血液粘稠度是血浆的3倍。ShearThinning（剪切稀化）：流体流动的速度加快时可以降低该流体的粘滞度。这种现象称之为剪切稀化。只有部分流体具有这种属性，例如血液。对一个红细胞增多症的患者进行持续的血液稀释，观察HCT与心输出量的关系从上图可以看出，随着血液的不断稀释，心输出量的增加超过了Hagen-Poisseuille公式的计算值。原因：剪切稀释心输出量的增加提高了血液流动的速度，血液流动的速度增加可以进一步降低血液粘稠度，如此不断，进入一个正反馈调节圈。心输出量的测量心输出量的测量心输出量是心脏每分钟射出的血量。心输出量是衡量心功能的重要指标。测量的方法有：1、指示剂稀释法：它的测定是通过某一方式将一定量的指示剂注射到血液中，经过在血液中的扩散，测定指示剂的变化来计算心输出量的。

Fick法染料稀释法

热稀释法：2、阻抗法3、成像法：超声、磁共振Fick法测量心输出量以氧作为指示剂，是一种经典的方法Q=(dV/dt)/(Ca-Cv)。dV/dt是肺氧消耗量，它等于吸入气氧含量与呼出气氧含量之差，用肺活量计测定；肺动脉氧浓度Cv用动脉心导管测定。染料稀释法热稀释法心输出量测量方法热稀释法是较常用的心输出量监护法。热稀释采用冷生理盐水作为指示剂，具有热敏电阻的Swan-Ganz漂浮导管（四腔导管：血压、指示剂、温度传感器、漂浮气囊）作为心导管。四腔导管Swan-Ganz漂浮导管（四腔：血压、指示剂、温度传感器、漂浮气囊）导管从心室进入主动脉过程中的血压波形的变化热稀释采用冷生理盐水作为指示剂，具有热敏电阻的Swan-Ganz漂浮导管作为心导管。热敏电阻置于肺动脉，向右心房注入冷生理盐水。心输出量可由Stewart-Hamilton方程确定：上式中1.08是由注人冷生理盐水和血液比热及密度有关的常数，b0是单位换算系数，上式中取60，CT是指示剂在导管中升温有关的无单位系数，对不同的导管，供应商提供此参数，Vi和Ti是冷生理盐水的注入量（升）和温度（℃），Tb是注入冷生理盐水前的血液温度（℃），Tb’是注入后在测温点的血液温度。冷生理盐水可以用0-4℃的冰水液，也可用19-25℃的室温液。热稀释法测量心输出量心输出量检测新技术经食道超声心输出量检测（OesophagealDoppler）部分二氧化碳重吸入法（PartialCO2Rebreathing)脉搏轮廓分析法脉搏轮廓分析模型连续心排出量PiCCO测定

--PulseContourCardiacOutputTheTranspulmonaryThermodilutionTechnique（经肺热稀释技术）ThePulseContourAnalysis（脉搏轮廓分析法）常用血流动力学指标的参考值

1.上肢动脉血压（AP）正常值：收缩压12.0～18.7kPa（90～140mmHg），舒张压8.0～12.0kPa（60～90mmHg）。心排量、全身血管阻力、大动脉壁弹性、循环容量及血液粘度等均可影响动脉血压，其关系可用以下公式表示：平均动脉压＝心输出量×全身血管阻力＋右房压。

2.心率（HR）正常值：60～100/min.反映心泵对代谢改变、应激反应、容量改变、心功能改变的代偿能力。心率适当加快有助于心输出量的增加，160次/min，心输出量会明显下降。常用血流动力学指标的参考值3.中心静脉压（CVP）正常值：0.49～1.18kPa（5～12cmH20）。体循环血容量改变、右心室射血功能异常或静脉回流障碍均可使CVP发生变化，胸腔、腹腔内压变化亦可影响CVP测定结果。4.右心房压（RAP）正常值：0～1.07kPa（0～8mmHg）。反映循环容量负荷或右心室前负荷变化，比CVP更为准确。心包积液及右心衰竭时可造成相对性右室前负荷增加，右室流入道狭窄（如三尖瓣狭窄）时右房压不能完全代表右室前负荷。常用血流动力学指标的参考值5.右心室压（RVP）正常值：收缩压2.00～3.33kPa（15～25mmHg），舒张压0～1.07kPa（0～8mmHg）。收缩压一般反映肺血管阻力及右心室后负荷、右室心肌收缩状态，舒张压意义同RAP.6.肺动脉压（PAP）正常值：收缩压2.00～3.33kPa（15～25mmHg），舒张压1.07～1.87kPa（8～14mmHg），平均压1.33～2.67kPa（10～20mmHg）。反映右心室后负荷及肺血管阻力的大小，肺动脉平均压超过3.33kPa时称肺动脉高压症；在肺实质及肺血管无病变情况下，它在一定程度上反映左心室前负荷。常用血流动力学指标的参考值7.肺毛细血管嵌顿压（PCWP）正常值：0.80～1.60kPa（6～12mmHg）。反映肺静脉压状况，一般情况下肺循环毛细血管床阻力较低，故PCWP能较准确地反映左室舒张末期压力（LVEDP），从而反映了左心室前负荷大小。