无创血流动力学监测课件.ppt

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1、血流动力学（血流动力学（HemodynamicsHemodynamics）是血液在循环系统中运动的物理学，通过对作用力、流量和容积三方面因素的分析，观察并研究血液在循环系统中的运动情况。血流动力学监测（血流动力学监测（Hemodynamic MonitoringHemodynamic Monitoring）是指依据物理学的定律 ，结合生理和病理生理学概念，对循环系统中血液运动的规律性进行定量地、动态 地、连续地测量和分析，并将这些数据反馈性用于对病情发展的了解和对临床治疗的指导。 血流动力学参数及计算方法血流动力学参数及计算方法参数计算方法正常值动脉血压收缩压90140(mmHg)舒张压609

2、0(mmHg)平均动脉压70105(mmHg)中心静脉压（CVP）6(110)(mmHg)肺毛细血管楔压（PCWP）9(516)(mmHg)心排出量（CO）56/min心脏指数（CI）CO/BSA（体表面积）2.84.2/(minm2)心搏出量（SV）CO/HR6090ml/beat心搏指数（SI）SV/BSA4060ml/(beatm2)左室作功指数（LVSWI）SI （MAP-PCWP）1.36 1004560gm/m2右室作功指数（RVSWI）SI （MAP-CVP）1.36 100510gm/m2外周血管总阻力（TPR）（MAP-CVP）80 CO90150kPas/L(9001500

3、dynscm-5)肺血管阻力（PVR）（PAP-PCWP）80 CO1525kPas/L(150250dynscm-5) 在血流动力学的发展史上具有里程碑意义的是应用热稀释法测量心输出量的肺动脉漂浮导管（Swan-Ganz Catheter）的出现，从而使得血流动力学指标更加系统化和具有对治疗的反馈指导性 应当强调强调的是，临床上一些需要常规观察的指标，如血压、心率、皮肤色泽温度、尿量等等，也是血流动力学不容忽视的基本参数 血流动力学监测血流动力学监测 有创血流动力学监测有创血流动力学监测 (invasive hemodynamic monitoring)：通常是指经体表插入各种导管或监测探头

4、到心腔或血管腔内，利用各种监测仪或监测装置直接测定各项生理学参数 无创血流动力学监测无创血流动力学监测 (noninvasive hemodynamic monitoring)：是应用对机体组织没有机械损伤的方法，经皮肤或粘膜等途径间接取得有关心血管功能的各项参数，其特点是安全、无或很少发生并发症 无创血流动力学监测无创血流动力学监测生物阻抗法生物阻抗法多普勒超声法多普勒超声法 经食道超声多普勒法经食道超声多普勒法(TED) 经气道超声多普勒法经气道超声多普勒法(TTD)部分二氧化碳重复吸入测定法（部分二氧化碳重复吸入测定法（RBCO）生物阻抗法生物阻抗法 原理原理:利用心动周期中胸部电阻抗的

5、变化来测定左心室利用心动周期中胸部电阻抗的变化来测定左心室收缩时间间期并计算出每搏量，然后再演算出一系列心收缩时间间期并计算出每搏量，然后再演算出一系列心功能参数功能参数。 基本原理基本原理:欧姆定律（电阻电压欧姆定律（电阻电压/电流）电流） 随着心脏收缩和舒张活动，主动脉内的容积随随着心脏收缩和舒张活动，主动脉内的容积随血流量而变化，故其阻抗也随血流量而变化。血流量而变化，故其阻抗也随血流量而变化。心脏射血时，左心室内的血液迅速流入主动脉心脏射血时，左心室内的血液迅速流入主动脉,主动脉血容量增加，体积增大，阻抗减小；当主动脉血容量增加，体积增大，阻抗减小；当心脏舒张时，主动脉弹性回缩血容量减

6、少，体心脏舒张时，主动脉弹性回缩血容量减少，体积减小，阻抗增大。积减小，阻抗增大。发展史发展史 1907年年Gramer发现心动周期中有电阻抗变化发现心动周期中有电阻抗变化 1940年年Nyboer首先用四电阻法记录到与心动周期一致的首先用四电阻法记录到与心动周期一致的阻抗变化，同时计算出阻抗变化，同时计算出CO 1966年年Kubicek采用直接式阻抗仪测定心阻抗变化采用直接式阻抗仪测定心阻抗变化,推导推导出出Kubicek公式：公式：SV=P*(L/Z0)ZTZ/S。 1981年美国学者年美国学者Sramek提出胸腔呈锥台型，将公式作提出胸腔呈锥台型，将公式作了修正：了修正：SVVEPTT

7、Z/Z0 ，将该数学模式储存于，将该数学模式储存于计算机内，研制成计算机内，研制成NCCOM13型（型（BOMed）Kubicek WG, Karnegis JN, Patterson RP, et al. Development and evaluation of an impedance cardiac output system.Aerosp Med 1966;37:12081212Sramek BB. Hemodynamic and pump- performance monitor-ingby electrical bioimpedance: New concepts. Proble

8、ms inResp Care 1989;2:274- 290 NCCOM操作简单操作简单: 8 枚电极分别置于颈部和胸部两侧枚电极分别置于颈部和胸部两侧, 即可同步连续显示即可同步连续显示 HR、CO 等参数的变化。它不仅能等参数的变化。它不仅能反映每次心跳时上述各参数的变化反映每次心跳时上述各参数的变化,也能计算也能计算 4、10 秒秒的均值。的均值。TEB 是无创连续的是无创连续的, 操作简单、费用低并能动操作简单、费用低并能动态观察态观察 CO 的变化趋势的变化趋势 Shoemaker WC, WoCC, Bishop MH, et al. Multicenter trial of a

9、new thoracic electrical bioimpedance device for cardiacoutput estimation. Crit Care Med 1994;22(12):1907- 1912. Zacek P, Kunes P, Kobzova E, et al. Thoracic electrical bioimpedance versus thermodilution in patients post open-heart surgery. Acta Medica (Hradec Kralove) 1999;42(1):19-23. 新 型 的 阻 抗 监 测

10、 仪新 型 的 阻 抗 监 测 仪 ( B i o Z s y s t e m , Cardiodynamics International Corporation, San Diego, CA)增加呼吸过滤器、程序数字化及加快测量速度。增加呼吸过滤器、程序数字化及加快测量速度。提供连续监测：心率、每搏量、心排血量、胸腔液提供连续监测：心率、每搏量、心排血量、胸腔液体指数、射血速率和心室射血时间。体指数、射血速率和心室射血时间。 优点优点:操作简单、费用低、能动态观察心排血量的变化操作简单、费用低、能动态观察心排血量的变化趋势趋势 缺点缺点:抗干扰能力差抗干扰能力差(如肥胖如肥胖,胸腔积液胸腔

11、积液,胸引胸引,水肿严重心水肿严重心瓣膜病瓣膜病)Koobi T,Kaukinen S,Ahola T,et al.Non-invasive measurement of car-diac output: whole-body impedance cardiography in simultaneous comparison with thermodilution and direct oxygen Fick methods.IntensiveCare Med,1997;23:11321137Weil MH.Electrical bioimpedance for noninvasive mea

12、surement of cardiac output.Crit Care Med,1997;25:1455Sageman WS,Amundson DE.Thoracic electrical bioimpedance measurement of cardiac output in postaortocoronary bypass patients.Crit Care Med,1993;21:11391142生物阻抗法生物阻抗法多普勒超声法多普勒超声法 经食道超声多普勒法经食道超声多普勒法(TED) 经气道超声多普勒法经气道超声多普勒法(TTD)部分二氧化碳重复吸入测定法（部分二氧化碳重复吸入

13、测定法（RBCO）食道超声多普勒法食道超声多普勒法 操作方法操作方法:将一个带有多普勒和M型超声探头的导管经口插入食道3045cm，根据主动脉壁和血流波形及多普勒声音调整探头位置至获得满意信号，即可测定降主动脉血流，主动脉直径，外周血管阻力等血流动力学参数。食道超声多普勒法食道超声多普勒法 通过测定红细胞移动的速度推算降主动脉的血流通过测定红细胞移动的速度推算降主动脉的血流 其其M型探头可直接测量降主动脉直径大小，从而提高了测量型探头可直接测量降主动脉直径大小，从而提高了测量结果的准确性结果的准确性 计算公式为计算公式为:CO降主动脉血流降主动脉血流降主动脉横截面积降主动脉横截面积70食道超声

14、多普勒法食道超声多普勒法 优点优点：主要用于围术期血流动力学监测，以指导临床治疗。除了测定CO以外，血流波形还能提供心肌收缩、前负荷、后负荷等左心功能信息 缺点缺点：经食道导管定位较难，易受手术操作及电刀干扰，不适用于神志清醒，食管疾病，主动脉球囊反搏及主动脉严重缩窄病人生物阻抗法生物阻抗法多普勒超声法多普勒超声法 经食道超声多普勒法经食道超声多普勒法(TED) 经气道超声多普勒法经气道超声多普勒法(TTD)部分二氧化碳重复吸入测定法（部分二氧化碳重复吸入测定法（RBCO）气道超声多普勒法气道超声多普勒法 原理原理:通过测定主动脉横截面积（A）和平均血流速度（V）计算出CO，公式如下：COVA

15、优点：优点： 测定点靠近主动脉弓起始部分的升主动脉，升主动脉与气管的关系比降主动脉与食道的关系固定 不仅可连续监测CO，还可计算SVR或SVRI，使某些病人免除肺动脉导管的检查气道超声多普勒法气道超声多普勒法缺点缺点 病人必需进行气管插管，不适用于需长时间测定的病人。 TTD导管的任何变动都会使测定结果发生误差，烦躁病人和清醒儿童导管位置难以固定。 超声束与主动脉之间的夹角对测定影响大，获得和保持最佳信号需时较久。生物阻抗法生物阻抗法多普勒超声法多普勒超声法 经食道超声多普勒法经食道超声多普勒法(TED) 经气道超声多普勒法经气道超声多普勒法(TTD)部分二氧化碳重复吸入测定法（部分二氧化碳重

16、复吸入测定法（RBCO） 1985年年Gedeon和和Roy根据改良的根据改良的FICK法研制出对呼法研制出对呼出和部分重吸入气体中二氧化碳监测来间接推算出和部分重吸入气体中二氧化碳监测来间接推算CO的方法。这种测量方法被的方法。这种测量方法被Novametrix公司采纳，制成公司采纳，制成整机整机(NICO无创心输出量监测仪无创心输出量监测仪)供应市场。供应市场。 FICK 氧消耗测量心输出量的方法由氧消耗测量心输出量的方法由 Fick 在在 1870 年提出。年提出。 其理论基础为，在一定时间内，呼吸消耗的氧其理论基础为，在一定时间内，呼吸消耗的氧气量应该等于血液中增加的氧气量，后者就是气

17、量应该等于血液中增加的氧气量，后者就是这段时间内心脏搏出血量和血液中氧气浓度差这段时间内心脏搏出血量和血液中氧气浓度差的乘积，从而可计算心输出量的乘积，从而可计算心输出量 直接直接Fick氏法用氧耗量氏法用氧耗量(VO2)和动脉、混合静脉和动脉、混合静脉血氧含量差血氧含量差(CaO2-CvO2)计算计算CO 计算公式为：计算公式为：CO=VO2/（CaO2-CvO2） 监测的是有通气部分的肺毛细血管血流量监测的是有通气部分的肺毛细血管血流量 由于氧耗量测量困难，故以此为基础，利用二氧化碳弥由于氧耗量测量困难，故以此为基础，利用二氧化碳弥散能力强的特点作为指示剂，推导出以散能力强的特点作为指示剂

18、，推导出以CO2浓度及消除浓度及消除率来推算率来推算CO的公式的公式: CO =VCO2/(CvCO2-CaCO2) 其中其中VO2为为CO2消除率，消除率，CaCO2及及CvCO2分别为动脉、分别为动脉、混合静脉血混合静脉血CO2含量含量 心排血量值（心排血量值（CO）心输出量通过肺泡有通气）心输出量通过肺泡有通气的部分（即肺泡毛细血管血流量）的部分（即肺泡毛细血管血流量）+心输出量中心输出量中未进行气体交换部分（即分流部分）。未进行气体交换部分（即分流部分）。 前者是测量值，后者是测算值。前者是测量值，后者是测算值。可通过呼气末可通过呼气末CO2浓度浓度(ETCO2)与与CO2解解离曲线间

19、接推算，离曲线间接推算， 由于由于CO2在体内储存体积较大在体内储存体积较大,而短时、少量重而短时、少量重吸入部分吸入部分CO2对混合静脉血对混合静脉血CO2浓度几乎无影浓度几乎无影响，故假设基础状态和重吸入期响，故假设基础状态和重吸入期浓度不浓度不变，变，可利用可利用NICO监测仪监测的经皮血氧监测仪监测的经皮血氧饱和度饱和度(SPO2)和吸入氧浓度和吸入氧浓度(FiO2)，根据，根据Nunn分流图估算出肺内分流量。分流图估算出肺内分流量。RBCO操作过程操作过程 RBco测定的具体操作步骤为测定的具体操作步骤为:在气管导管和呼吸在气管导管和呼吸机机Y型环路之间加上一个型环路之间加上一个CO

20、2分析仪、三向活分析仪、三向活瓣及死腔环路，向瓣及死腔环路，向NICO监测仪输入患者的性别、监测仪输入患者的性别、身高、体重和当日的血气分析结果，即可连续身高、体重和当日的血气分析结果，即可连续自动监测心输出量、心脏指数和每博输出量等自动监测心输出量、心脏指数和每博输出量等指标。指标。RBCO操作过程操作过程 一个测量周期为一个测量周期为3 min，其中，其中60 s分析基础值，分析基础值，然后三向活瓣开放，死腔环路内流入上次呼出然后三向活瓣开放，死腔环路内流入上次呼出的部分气体的部分气体(150200 ml)再随吸气重新吸入，持再随吸气重新吸入，持续时间为续时间为50 s，所测的数值为重吸入

21、期数值，接，所测的数值为重吸入期数值，接着经过着经过70 s恢复到基础状态，基础值与重吸入值恢复到基础状态，基础值与重吸入值的差用于计算的差用于计算CO。优点优点 由于其建立在由于其建立在Fick原理基础上，故具有科学性，结果可靠，其原理基础上，故具有科学性，结果可靠，其与温度稀释法有良好的相关关系。与温度稀释法有良好的相关关系。 操作简单，随着软件升级，现已可在患者保留自主呼吸情况下操作简单，随着软件升级，现已可在患者保留自主呼吸情况下连续监测连续监测CO。 对病人无创伤和无害，影响仅是间歇性地外加死腔量而引起对病人无创伤和无害，影响仅是间歇性地外加死腔量而引起PaCOPaCO2 2短暂的上

22、升约短暂的上升约1010（2 25mmHg5mmHg）。一般可忽略这种影响，）。一般可忽略这种影响，除非病人有严重呼吸衰竭或颅内压急剧增高，不能将此上升的除非病人有严重呼吸衰竭或颅内压急剧增高，不能将此上升的COCO2 2分压影响予以清除。分压影响予以清除。 Kuck K,Orr JA,Haryadi DG,et al.Evaluation of the NICO2partial CO2rebreathing cardiac output monitor in spontaneously breathing animals. Anesthesiology,1999;91:560TsuJimot

23、o S,Arimura Y,Kuroda N,et al.Introduction and clinical evaluation of a new non-invasive cardiac output monitor (NICO) based on Fick partial CO2rebreathing method.Masui,2001;50:799804Binder JC,Parkin WG.Non-invasive cardiac output determination:com-parison of a new partial-rebreathing technique with

24、thermodilution.Anaesth Intensive Care,2001;29:1923 监测指标较多：监测指标较多： 心排血量（心排血量（CO)、心排指数、心排指数(CI)、每搏量、每搏量(SV)、肺毛细血管血流量（肺毛细血管血流量（PCBF)、呼气末二氧化碳、呼气末二氧化碳分压（分压（ETCO2）、吸入）、吸入CO2浓度、呼吸频率浓度、呼吸频率（RR)、氧饱和度、氧饱和度(SpO2)、CO2清除率、清除率、PEEP、MAP、吸气峰压、吸气峰压(PIP)、分钟通气量、分钟通气量(MV)、顺、顺应性变化、气道阻力等。应性变化、气道阻力等。缺点缺点 患者的通气血流比例不匹配将会导致患

25、者的通气血流比例不匹配将会导致CO 出现出现偏差，在高心输出量状态和肺泡死腔增加的情偏差，在高心输出量状态和肺泡死腔增加的情况下况下RB CO偏低偏低 此外该种监测方法仅能此外该种监测方法仅能在气管插管的机械在气管插管的机械通气的病人通气的病人Nilsson LB, Eldrup N, Berthelsen PG. Lack of agreement between thermodilution and CO2 - rebreathing cardiac output. Acta Anaesthesiol Scand 2001; 45:680- 685.Gama de Abreu M,Winkler T, Pahlitzsch ,et al . Performance of the partial CO2 rebreathing technique under different hemodynamic and ventiltion/ perfusion matching condtions. Crit Care Med 2003 ;31 :543551.