心肺交互关：机械通气对血流动力学的影响

心肺交互关

---机械通气对血流动力学的影响

ICU机械通气对心血管的影响ShekerdemianL,BohnD.Cardiovasculareffectsofmechanicalventilation.ArchDisChild1999;80:475-480正压通气胸腔内压肺容积前负荷后负荷心率心肌收缩力一、胸内压变化对心血管影响

1、胸内压变化对静脉回流和右心功能的影响

2、胸内压对左心收缩功能的影响

二、肺容积对心血管影响1、肺容积对右心后负荷的影响2、双侧心室的交互影响1、Guyton理论和静脉回流欧姆定律：电流=电压/电阻循环平均充盈压(meansystemicfillingpressure,MSFP)静脉回流量=（MSFP-RAP）/静脉阻力影响静脉回流的四大因素：张力容量、血管顺应性、静脉回流阻力、右房压静脉回流量是影响CO的重要因素MSFP:当心脏停止跳动时，循环系统内各处的压力相等时的压力状态。反映系统内血液充盈程度。静脉回流因素-张力容量和非张力容量静脉回流压力静脉回流曲线静脉回流曲线反映静脉回流与右房压之间的关系右房压反映静脉回流驱动压力梯度的下游压力Q代表流量,一般为CO横轴为压力QPraMSFP静脉回流曲线–容量与平均充盈压力Pra(mmHg)Q(L/min)05Pms血容量增加(输血,液体潴留)血管容量减少(儿茶酚胺增加,骨骼肌张力增加,腹压增高)血容量减少(失血,脱水)血管容量增加Pms

Pms

静脉回流因素-阻力静脉回流曲线与横坐标的交点为体循环平均充盈压(Pms)心输出量为0这一交点作为静脉回流曲线旋转的轴心顺时针方向(静脉回流阻力降低)逆时针方向(静脉回流阻力升高)欧姆定律

CO=(Pms-Pra)/RVRPra

Q静脉回流影响因素—血管顺应性Pra(mmHg)Q(L/min)705Pms血管扩张血液稀释(贫血)血管收缩血液粘滞度增加(真红细胞增多症)Rvr

Rvr

心功能曲线右心功能曲线反映心输出量与右房压之间的关系右房压反映舒张末心肌纤维的长度PraQ容量反应性与心功能曲线静脉回流曲线与心功能曲线PraPraQQPraQ静脉回流曲线心功能曲线心功能曲线与静脉回流曲线

正常的静脉回流曲线与横轴相交于7mmHg与心功能曲线的交点为右房压0mmHg,心输出量5L/min曲线斜率反映静脉回流的正常阻力(RVR)Q=(Pms-Pra)/RVRQ=CORVR=(Pms-Pra)/COPra(mmHg)Q(L/min)705PmsCO同时受心功能曲线和静脉回流曲线的限制心功能曲线平台期限制CO静脉回流曲线的平台限制COPra(mmHg)Q(L/min)705Pms心功能曲线与静脉回流曲线干预或治疗对心功能曲线的影响对静脉回流曲线的影响高动力或低动力体循环平均充盈压静脉回流阻力心功能曲线的影响因素Pra(mmHg)Q(L/min)交感张力的改变应用正性肌力药心肌梗塞其他心脏病变如心肌病或心瓣膜病低中心静脉压PraQPraQ高心输出量正常容量正常回流功能正常心输出量低容量低回流功能高中心静脉压PraQPraQ低心输出量正常回流功能正常心输出量高容量高回流功能胸内压对静脉回流的影响RVpreload与ITP呈负相关Pra受ITP影响腹压受膈肌运动影响Periphery受大气压影响生理状态下吸气时

ITP负压增大膈肌下移腹压增高

Periphery不变均有利于静脉回流系统的静脉回流生理状态下吸气时静脉回流增加正压通气时结果相反静脉回流减少胸腔内压力变化对CVP的影响自主呼吸

正压通气吸气

(机械通气)胸内压对左心室的影响左心的跨壁压=左心腔内压力-胸内压左心室的后负荷=左心室的跨壁压正压通气时吸气相胸内压增大

左心室跨壁压降低

左心室后负荷降低吸气相肺泡充气肺泡内压增加，肺泡壁血管收缩肺循环血液挤压至左心房左心前负荷增加LVafterload–thelawoflaplaceWallstressPressureintraventricularPressureintrathoracicradiusWallstresstension=[Piv-Pit]*radius2*wallthickness

(机械通气)胸内压对右心的影响吸气相胸内压增大右心回流量阻力增加右心回流量减少右心前负荷降低

胸内压增大肺血管阻力增加右心射血的阻力增加右心后负荷增加

------？复杂！Lungvolumedecreased肺泡间毛细血管肺泡壁毛细血管二肺容积对肺血管阻力的影响

—右心后负荷

肺容积对PVR影响的两部分

PVR的来源有两部分

A肺泡毛细血管的压力B肺间质血管的压力吸气时肺容积超过功能残气量肺泡膨胀压迫肺泡毛细血管致PVR升高呼气时肺容积达到残气量时两种机制增加PVRA肺间质血管扭曲近塌陷

B残气量低终末气道塌陷低氧血症缺氧性肺血管收缩肺容积对右心后负荷哮喘及阻塞性通气功能障碍、高PEEP、高PEEPi的患者中肺过度充气肺容积增加PVR升高右心后负荷升高血流动力学障碍肺容积改变对心脏的影响肺容积的改变会导致窦性心律不齐肺过度膨胀后患者迷走神经兴奋增加导致心率降低反射性小动脉舒张肺过度膨胀会挤压心包腔及心脏心室舒张充盈困难心外梗阻的临床现象双侧心室的相互影响一侧心室充盈后对室间隔影响改变另一侧心室顺应性继而影响心室舒张充盈自主呼吸条件下右室容积的增大导致左室顺应性的降低舒张受限右室充盈室间隔左移阻碍左室舒张期充盈右室充盈致心包腔压力升高传导至左心减少肺静脉回流当给患者快速输液或患者努力吸气胸内负压更负时这种机制更明显PEEP可能就有用了PEEP对左室的影响增加胸内压减少静脉回流增加肺容积增加PVR增加右室后负荷吸气时增加肺容积挤压肺间质血管床增加左心前负荷左室跨壁压=左室后负荷左室跨壁压=左室内压-胸内压PEEP时胸内压变正左室后负荷降低PEEP的影响PEEP的影响文献结论否定静脉回流减少是PEEP的主要作用扩容增加静脉回流量后患者在PEEP条件下依然会出现CI降低实验证明PEEP对左室的影响主要机制为双侧心室的相互影响产生类似心包填塞的表现右室负荷增加室间隔左移致左室舒张受限PEEP引起的CI降低时不应单纯应用强心药物而忽视心室舒张顺应性的问题呼吸周期胸内压变化与SV心肺交互与血流动力学therespiratorychangesinarterialpulsepressure

shouldreflecttherespiratorychangesinLVstrokevolume

PulsePressure=k.StrokeVolumearterialcompliancePPV能够预测容量反应性PulsePressureVariationStrokevolumeVentricular

preloadnopreloadreservepreloadreservehighPPV

lowPPV

120mmHg

40

ArterialPressurePPmaxPPmin

PPmax-PPmin(PPmax+

PPmin)/2PPV=05

10

15

20

25

30

35

40

45PPV

(%)beforefluidinfusion

respondersn=16non-respondersn=2413%AmJRespirCritCareMed2000;162:134-8扩容后PPV=5%PPV=32%扩容前StrokeVolumeVariationSVmaxSVminSVmax-SVminSVmeanSVV=00.511-specificitysensitivitySVVCVP00.60.410.80.210%sensitivity=79%specificity=93%Chest2005;128;848-854Cut-offvaluesPPV:13.5%SVV:12.5%SVVPPVCVPPAOPGEDVLVEDA比较SVV与PPV

目前认为PPV/SVV是危重患者最好的预测容量应答的指标，而PPV比SVV更准确。可能是由于PPV是一个直接测量指标，而SVV来源于脉搏轮廓法，血管紧张度也改变了波形导致对每搏量的错误计算---IntensiveCareMed.2007;33(2):344-349.---JCardiothoracVascAnesth.2007;21(5):636-643.DDIVCRNR

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dIVC%=

dIVCmax-dIVCmin

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