無創(chuàng)心排量和血液動力學監(jiān)測原理比較孫向東

1、,無創(chuàng)心排量和血流動力學監(jiān)測儀器原理比較,課程安排,I. 血流動力學監(jiān)測技術的分類,II. 各種監(jiān)測技術的優(yōu)缺點,血流動力學監(jiān)測技術分類,有創(chuàng)性血流動力學監(jiān)測技術,Swan – Ganz：血流動力學測定的金標準,也稱肺動脈漂浮導管。1970年由Swan和Ganz首先研制成頂端帶有 氣囊的導管，臨床常用于各種復雜的心血管疾病診斷、指導臨床治 療。近年來由于危重癥醫(yī)學的蓬勃發(fā)展，Swan-Ganz導管

2、被應用于 危重癥病人的血流動力學監(jiān)測。 Swan-Ganz導管經靜脈插入上腔靜脈或下腔靜腔，通過右心房、右 心室、肺動脈主干、左或右肺動脈分支，直到肺小動脈。 其測定心排量的原理是通過漂浮導管在右心房上部一定的時間注入 一定量的冷水，該冷水與心內的血液混合，使溫度下降，溫度下降 的血流到肺動脈處，通過該處熱敏電阻監(jiān)測血溫變化。其后低溫血 液被清除，血溫逐漸恢復。肺動脈處的熱敏電阻所

3、感應的溫度變化， 記錄溫度稀釋曲線。通過公式計算出CO。,肺動脈漂浮導管測定心排量是公認的“金標準”。然而監(jiān)測的有創(chuàng)性和對設備、技術以及操作人員的要求，嚴重限制了它的臨床應用，同時在放置Swan-Ganz導管過程中還有血液感染、心律失常、肺栓塞、肺小動脈破裂和出血、氣囊破裂、導管打結等并發(fā)癥的隱患，而且費用昂貴。目前國內許多大醫(yī)院都有Swan-Ganz，但是實際用量很少，這主要是受到上述因素的限制。,Swan – Ganz：血流

4、動力學測定的金標準,有創(chuàng)性血流動力學監(jiān)測技術,Swan – Ganz：血流動力學測定的金標準,科室：麻醉科、心外科用途：監(jiān)測、研究費用：昂貴優(yōu)點：公認的金標準,有創(chuàng)性血流動力學監(jiān)測技術,Swan – Ganz：血流動力學測定的金標準,有創(chuàng)性血流動力學監(jiān)測技術,PICCO --- 脈搏指示劑連續(xù)心排量測定,VIGILEO --- 未經校準的脈搏輪廓分析技術,微創(chuàng)性血流動力學監(jiān)測技術,PICCO --- 脈搏指示劑連續(xù)心排

5、量測定,PICCO監(jiān)測儀是德國PULSION公司推出的新一代容量監(jiān)測儀（同類設備：LiDCO Plus）。技術原理：結合了經肺溫度稀釋技術和動脈脈搏波形曲線下面積分析技術。該監(jiān)測儀采用熱稀釋方法測量單次的心排量，并通過分析動脈壓力波形曲線下面積來獲得連續(xù)的心排量。相比于Swan-Ganz，其創(chuàng)傷較小，只需要一根中心靜脈導管和動脈導管，無需使用右心導管。,微創(chuàng)性血流動力學監(jiān)測技術,PICCO 的缺點--- 對于

6、血管張力變化的敏感性還沒有得到臨床驗證。,PICCO需要通過熱稀釋法對個體的血管阻抗進行校準，并且需要頻繁的對其進行校準來確保測定的準確性，尤其是在血流動力學發(fā)生變化時。有研究顯示，在全麻或硬膜外麻醉后，測定的CO值比實際低53%；在手術過程中，當牽拉主動脈時，測定的CO值比實際高40%。因此在這種情況下，必須對設備進行校準，否則測定的數值沒有臨床指導意義。 由于在使用PICCO測定心排量時，脈搏輪廓分析是不可或缺的部分，所以當波形

7、改變時，可能預示著需要對設備進行重新校準。多久校準一次目前尚不明確，但是當兒茶酚胺或是血管內容量變化引起動脈波形改變時，重新校準是非常必要的。（如持續(xù)出血、應用升壓藥、心肺體外分流時）,微創(chuàng)性血流動力學監(jiān)測技術,科室：ICU、麻醉科、 EICU（少）用途：監(jiān)測費用：耗材較貴優(yōu)點：1. 相比于漂浮導管，其創(chuàng)傷 小，技術要求略低 2.

8、 監(jiān)測參數多,PICCO --- 脈搏指示劑連續(xù)心排量測定,微創(chuàng)性血流動力學監(jiān)測技術,PICCO --- 脈搏指示劑連續(xù)心排量測定,微創(chuàng)性血流動力學監(jiān)測技術,VIGILEO --- 未經校準的脈搏輪廓分析技術,美國愛德華茲的Flotrac/Vigileo血流動力學監(jiān)測系統，是通過連續(xù)監(jiān)測動脈壓力波形信息計算得到CO和其他血流動力學指標結果，因此該監(jiān)測方法又稱為動脈波形分析心排出量（APCO）監(jiān)測。（同類設備：LiDCO Rapid）

9、APCO是2005年誕生的血流動力學監(jiān)測方法，由Flotrac傳感器和Vigileo監(jiān)測儀兩部分組成。該監(jiān)測方法通過Flotrac傳感器采集患者外周動脈壓力波形，結合患者年齡、性別、身高、體重、體表面積所得到的SV進行運算分析，從而得到心輸出量等血流動力學指標。Flotrac/Vigileo也是一種微創(chuàng)的監(jiān)測方法，僅需要外周動脈插管，無需通過中心靜脈插管，也無需熱稀釋法注射進行校準。,微創(chuàng)性血流動力學監(jiān)測技術,VIGILEO 的缺

10、點：,Vigileo/Flotrac 是一個非常不準確的血流動力學監(jiān)測設備，在某種程度上可以將其稱為一個“隨機數字發(fā)生器”。Vigileo雖然是有創(chuàng)的，但其測定的并不是胸腔內的血流，而是腕關節(jié)的血流信號。我們知道心排量是在胸腔內，而不在腕關節(jié)。脈搏輪廓分析技術測定的是橈動脈內的的壓力，而到達橈動脈的血流量只占心排量的1-2%。其測定原理是將壓力曲線下面積乘以校準常數（廠家提供），由此計算出心排量數值。當病人使用血管收縮劑或擴張劑

11、時，也就是動脈對于低灌注壓或是高灌注壓做出收縮或舒張反應時，Vigileo測定的數值是不準確的。這是因為Vigileo是一個非校準的設備，其校準只是通過廠家提供的校準常數來完成的。廠家提供的校準常數100是假定每次到達腕關節(jié)的血流量都是CO的1%，然而實際每次到達腕關節(jié)的血流量并不是CO的1%，因此校準常數應該因此而改變，而不能固定為100。,微創(chuàng)性血流動力學監(jiān)測技術,VIGILEO --- 未經校準的脈搏輪廓分析技術,微創(chuàng)性血流動力學

12、監(jiān)測技術,VIGILEO --- 未經校準的脈搏輪廓分析技術,Vigileo監(jiān)護儀,FloTrac 傳感器,微創(chuàng)性血流動力學監(jiān)測技術,無創(chuàng)性血流動力學監(jiān)測技術,應用對機體組織沒有機械損傷的方法，經皮膚或黏膜等途徑間接取得有關心血管功能的各項參數，其特點是安全、沒有或很少發(fā)生并發(fā)癥理想的無創(chuàng)血流動力監(jiān)測系統準確：提供與創(chuàng)傷性監(jiān)測近似的信息連續(xù)：能連續(xù)同步顯示生理數據 安全：對病人安全，沒有或很少并發(fā)癥靈敏：根據檢測值可對循環(huán)功

13、能障礙做早期診斷和糾正,無創(chuàng)監(jiān)測技術總覽,19,采用連續(xù)多普勒超聲波技術 ，通過測量主動脈或者肺動脈的射血速度再乘以其管腔截面面積( 管腔面積通過 已知的身高體重公式換算得知) ，計算出每搏量等指標。,經胸連續(xù)多普勒法,--USCOM 超聲心輸出量監(jiān)測系統,Stroke Distance Determined by CW Doppler Profile 每搏距離是多普勒直接監(jiān)測參數,Area under Doppler profi

14、le = velocity time integral,（vti）,速度時間積分VTI=每博血流速度×每博時間＝每搏射血距離,Linear relationship with Height 和身高呈線性關系 Neonates (<50cm / 20ins) Weight 和體重呈線性關系,New perspectives in the assessment of cardiac chamber dimensio

15、ns during development and adulthood.Nidorf, S.M., Picard, M.H., Triulzi, M.O., Thomas ,J.D. Newell, J., King, M.E., Weyman, A.E.JACC, Vol. 19, No.5. April, 1992, 983-8.,流通面積 – 運算法則,Height = Area,Aortic AccessLV CO,Pul

16、monary AccessRV CO,探頭放置位置,經胸連續(xù)多普勒法,USCOM 無創(chuàng)超聲血流動力學檢測儀把一個小型多普勒探頭，從胸骨上窩來測量主動脈血流量（左心排量），從肋間隙亦可測量肺動脈血流量（右心排量）,優(yōu)勢及專家評價：無創(chuàng)、安全、患者易接受可對新生兒、早產兒進行監(jiān)測無耗材、使用成本低廉實時監(jiān)測左心和右心的心排量考慮到USCOM完全無創(chuàng)、準確、床旁實時監(jiān)測且操作簡單，故臨床 上值得推廣

17、使用USCOM進行容量反應性預測。--中華醫(yī)學會ICU全國主委 于凱江USCOM無創(chuàng)超聲心輸出量測定可提供較為可靠的心排指數，盡管在血流動力學方面存在一定局限性，但由于其快速、便捷、無創(chuàng)、安全等特點，比較適合在急診科中的應用。--中華醫(yī)學會急診全國主委 于學忠,連續(xù)波多普勒超聲波技術,連續(xù)波多普勒超聲波技術局限性,1. 需要受過簡單操作指導的醫(yī)生、護士親手操作。一次操作 時間約1至2分鐘。2. 在應用中我們發(fā)現，

18、肥胖、嚴重肺氣腫、CO明顯低下患者取得滿意信號有一點困難。--于凱江,經胸生物阻抗法-ICG,BioZ/NICOM/Physioflow/千帆,原理基本原理：歐姆定律（電阻＝電壓/電流）人體血液、骨骼、脂肪、肌肉具有不同的導電性，血液和體液阻抗最小，骨骼和空氣阻抗最大隨著心臟收縮、舒張，主動脈內的血流量發(fā)生著變化，電流通過胸部的阻抗也產生相應的變化測定左心室收縮時間間期并計算出每搏量，然后再演算出一系列心功能參數,特點：無創(chuàng)，只

19、需在病人頸部、胸部兩側各貼一對電 極。缺點：1、抗干擾能力差，易受周圍電設備的影響， CO讀數不準；由于其測定的是阻抗，因此CO讀數嚴格受到電極片位置的影響；對測定人群有限制，肥胖患者和兒童不適用；測定過程中易受到病人運動、呼吸等因素的影響。 由于BioZ的以上缺點極大限制了它在臨床的應用，導 致其目標科室由ICU、手術室和急診轉至保健科、體 檢科、老年科等一些無關緊要的科

20、室。,經胸生物阻抗法-ICG,二氧化碳重復吸入法（NICO）,原理受檢者重吸入上次呼出的部分氣體（成人100～200ml），考慮到吸入的二氧化碳量較少，重吸入時間短，而二氧化碳在體內貯存體積較大，故假設混合靜脈血二氧化碳濃度保持不變通過呼氣末二氧化碳分壓（PETCO2）與二氧化碳解離曲線間接推算CaCO2心排血量值＝心輸出量通過肺泡有通氣的部分（即肺泡毛細血管血流量）+心輸出量中未進行氣體交換部分（即分流部分）。前者是測量值，后者

21、是測算值,Fick’s 法VCO2=CO×(CvCO2-CaCO2)CO=VCO2/(CvCO2-CaCO2),NICO--測量參數,缺點缺少心臟前負荷指標的監(jiān)測（PAP、PAWP、CVP）僅適用于機械通氣患者 建立在假設混合靜脈血CO2濃度不變基礎上，凡影響混合靜脈血CO2、死腔潮氣量比及肺內分流情況均影響結果在心排量格式， NICO監(jiān)護儀禁止用于不能耐受PaCO2輕微上升（3-5mmHg，0.4-0.67kPa

22、）的病人,優(yōu)點無創(chuàng) 連續(xù)呼吸功能參數監(jiān)測NICO監(jiān)護儀可用于包括成人、兒童和新生兒在內的所有病人。,NICO--優(yōu)缺點,經食道超聲心動圖(TEE),Transesophageal echocardiography(TEE)，臨床應用已久將一帶有多普勒和M型超聲探頭的導管經口插入食道，距門齒30～45 cm(此點的食管恰與降主動脈相平行)，根據顯示屏上的主動脈壁、 血流波形及多普勒聲音上下旋轉調整探頭位置直至獲得滿意的信號質量

23、測量降主動脈血流、主動脈直徑、CO、SV、外周血管阻力等參數計算公式：CO＝降主動脈血流×降主動脈橫截面積÷70％,經食道超聲心動圖(TEE)-優(yōu)缺點,缺點價格非完全無創(chuàng)需要專業(yè)人員難以在ICU持續(xù)監(jiān)測聲束與肺動脈血流始終存在較大夾角，難以用于右心CO,優(yōu)點直接監(jiān)測容量與心腔內徑CO、CI、EF心臟結構與功能問題術中監(jiān)測不干擾術野,禁忌食道狹窄或腫瘤、急性食管炎、食道憩室、食道靜脈曲張伴出血高