2020年度无创心排量和血液动力学监测.ppt
血流动力学监测,各种监测技术的比较,血流动力学（Hemodynamics） 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（Hemodynamic 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,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,目录,I. 血流动力学监测技术的分类,II. 各种监测技术的优缺点,血流动力学监测技术分类,也称肺动脉漂浮导管。1970年由Swan和Ganz首先研制成顶端带有 气囊的导管，临床常用于各种复杂的心血管疾病诊断、指导临床治 疗。近年来由于危重症医学的蓬勃发展，Swan-Ganz导管被应用于 危重症病人的血流动力学监测。 Swan-Ganz导管经静脉插入上腔静脉或下腔静腔，通过右心房、右 心室、肺动脉主干、左或右肺动脉分支，直到肺小动脉。 其测定心排量的原理是通过漂浮导管在右心房上部一定的时间注入 一定量的冷水，该冷水与心内的血液混合，使温度下降，温度下降 的血流到肺动脉处，通过该处热敏电阻监测血温变化。其后低温血 液被清除，血温逐渐恢复。肺动脉处的热敏电阻所感应的温度变化， 记录温度稀释曲线。通过公式计算出CO。,肺动脉漂浮导管测定心排量是公认的“金标准”。然而监测的有创性和对设备、技术以及操作人员的要求，严重限制了它的临床应用，同时在放置Swan-Ganz导管过程中还有血液感染、心律失常、肺栓塞、肺小动脉破裂和出血、气囊破裂、导管打结等并发症的隐患，而且费用昂贵。目前国内许多大医院都有Swan-Ganz，但是实际用量很少，这主要是受到上述因素的限制。,科室：麻醉科、心外科、ICU 用途：监测、研究 费用：昂贵 优点：公认的金标准,PICCO - 脉搏指示剂连续心排量测定,VIGILEO - 未经校准的脉搏轮廓分析技术,微创性血流动力学监测技术,PICCO - 脉搏指示剂连续心排量测定,PICCO监测仪是德国PULSION公司推出的新一代容量监测仪 （同类设备：LiDCO Plus）。 技术原理：结合了经肺温度稀释技术和动脉脉搏波形曲线下面积分析技术。该监测仪采用热稀释方法测量单次的心排量，并通过分析动脉压力波形曲线下面积来获得连续的心排量。 相比于Swan-Ganz，其创伤较小，只需要一根中心静脉导管和动脉导管，无需使用右心导管。,微创性血流动力学监测技术,PICCO 的缺点- 对于血管张力变化的敏感性还没有得到临床验证。,PICCO需要通过热稀释法对个体的血管阻抗进行校准，并且需要频繁的对其进行校准来确保测定的准确性，尤其是在血流动力学发生变化时。有研究显示，在全麻或硬膜外麻醉后，测定的CO值比实际低53%；在手术过程中，当牵拉主动脉时，测定的CO值比实际高40%。因此在这种情况下，必须对设备进行校准，否则测定的数值没有临床指导意义。 由于在使用PICCO测定心排量时，脉搏轮廓分析是不可或缺的部分，所以当波形改变时，可能预示着需要对设备进行重新校准。多久校准一次目前尚不明确，但是当儿茶酚胺或是血管内容量变化引起动脉波形改变时，重新校准是非常必要的。（如持续出血、应用升压药、心肺体外分流时）,微创性血流动力学监测技术,科室：ICU、麻醉科、 EICU（少） 用途：监测 费用：耗材较贵 优点：1. 相比于漂浮导管，其创伤 小，技术要求略低 2. 监测参数多,PICCO - 脉搏指示剂连续心排量测定,微创性血流动力学监测技术,PICCO - 脉搏指示剂连续心排量测定,微创性血流动力学监测技术,VIGILEO - 未经校准的脉搏轮廓分析技术,美国爱德华兹的Flotrac/Vigileo血流动力学监测系统，是通过连续监测动脉压力波形信息计算得到CO和其他血流动力学指标结果，因此该监测方法又称为动脉波形分析心排出量（APCO）监测。 （同类设备：LiDCO Rapid） APCO是2005年诞生的血流动力学监测方法，由Flotrac传感器和Vigileo监测仪两部分组成。该监测方法通过Flotrac传感器采集患者外周动脉压力波形，结合患者年龄、性别、身高、体重、体表面积所得到的SV进行运算分析，从而得到心输出量等血流动力学指标。 Flotrac/Vigileo也是一种微创的监测方法，仅需要外周动脉插管，无需通过中心静脉插管，也无需热稀释法注射进行校准。,微创性血流动力学监测技术,Vigileo监护仪,FloTrac 传感器,VIGILEO 的缺点：,Vigileo/Flotrac 是一个非常不准确的血流动力学监测设备，在某种程度上可以将其称为一个“随机数字发生器”。 Vigileo虽然是有创的，但其测定的并不是胸腔内的血流，而是腕关节的血流信号。我们知道心排量是在胸腔内，而不在腕关节。脉搏轮廓分析技术测定的是桡动脉内的的压力，而到达桡动脉的血流量只占心排量的1-2%。 其测定原理是将压力曲线下面积乘以校准常数（厂家提供），由此计算出心排量数值。当病人使用血管收缩剂或扩张剂时，也就是动脉对于低灌注压或是高灌注压做出收缩或舒张反应时，Vigileo测定的数值是不准确的。这是因为Vigileo是一个非校准的设备，其校准只是通过厂家提供的校准常数来完成的。厂家提供的校准常数100是假定每次到达腕关节的血流量都是CO的1%，然而实际每次到达腕关节的血流量并不是CO的1%，因此校准常数应该因此而改变，而不能固定为100。,微创性血流动力学监测技术,VIGILEO - 未经校准的脉搏轮廓分析技术,微创性血流动力学监测技术,无创性血流动力学监测技术,应用对机体组织没有机械损伤的方法，经皮肤或黏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、没有或很少发生并发症 理想的无创血流动力监测系统 准确：提供与创伤性监测近似的信息 连续：能连续同步显示生理数据 安全：对病人安全，没有或很少并发症 灵敏：根据检测值可对循环功能障碍做早期诊断和纠正,无创监测技术总览,21,采用连续多普勒超声波技术 ，通过测量主动脉或者肺动脉的射血速度再乘以其管腔截面面积( 管腔面积通过 已知的身高体重公式换算得知) ，计算出每搏量等指标。,经胸连续多普勒法,-USCOM 超声心输出量监测系统,经胸连续多普勒法,USCOM 无创超声血流动力学检测仪把一个小型多普勒探头，从胸骨上窝来测量主动脉血流量（左心排量），从肋间隙亦可测量肺动脉血流量（右心排量）,优势： 无创、安全、患者易接受 实时监测左心和右心的心排量 体积小、易移动、便携式床旁使用 启动运行快捷，无需校准,连续波多普勒超声波技术,连续波多普勒超声波技术局限性,1. 由于需手持探头，因此难以连续监测； 2. 所测CO比实际偏低，这是由于以下原因： 2.1 探头与血流成角所致； 2.1 理论瓣口面积与实际瓣口面积有差异； 3. 测试人群有限，如肥胖患者很难获得满意的血流频谱； 4. 由于是人工操作探头，因此测试结果受操作者影响，同 时受到受试者身体结构、肺部疾患、机械通气和呼吸运 动等因素的影响； 6. 对心脏前负荷的评价有缺陷； 7. 对周血管阻力的计算可能存在误差。,经食道超声心动图(TEE),Transesophageal echocardiography(TEE)，临床应用已久.将一带有多普勒和M型超声探头的导管经口插入食道，距门齿3045 cm(此点的食管恰与降主动脉相平行)，根据显示屏上的主动脉壁、 血流波形及多普勒声音上下旋转调整探头位置直至获得满意的信号质量 测量降主动脉血流、主动脉直径、CO、SV、外周血管阻力等参数 计算公式：CO降主动脉血流降主动脉横截面积70,经食道超声心动图(TEE)-优缺点,缺点 价格 非完全无创 需要专业人员 难以在ICU持续监测 声束与肺动脉血流始终存在较大夹角，难以用于右心CO,优点 直接监测容量与心腔内径 CO、CI、EF 心脏结构与功能问题 术中监测不干扰术野,禁忌 食道狭窄或肿瘤、急性食管炎、食道憩室、食道静脉曲张伴出血高危患者 颈椎及上段胸椎损伤累及脊髓 近期食道、气道手术史 伴严重出血,二氧化碳重复吸入法（NICO）,原理 受检者重吸入上次呼出的部分气体（成人100200ml），考虑到吸入的二氧化碳量较少，重吸入时间短，而二氧化碳在体内贮存体积较大，故假设混合静脉血二氧化碳浓度保持不变 通过呼气末二氧化碳分压（PETCO2）与二氧化碳解离曲线间接推算CaCO2 肺内分流通过血氧饱和度、吸入氧浓度进行计算 心排血量值心输出量通过肺泡有通气的部分（即肺泡毛细血管血流量）+心输出量中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,Ficks 法 VCO2=CO(CvCO2-CaCO2) CO=VCO2/(CvCO2-CaCO2),NICO-测量参数,缺点 缺少心脏前负荷指标的监测（PAP、PAWP、CVP） 仅适用于机械通气患者 建立在假设混合静脉血CO2浓度不变基础上，凡影响混合静脉血CO2、死腔潮气量比及肺内分流情况均影响结果 在心排量格式， NICO监护仪禁止用于不能耐受PaCO2轻微上升（3-5mmHg，0.4-0.67kPa）的病人,优点 无创 连续 呼吸功能参数监测 NICO监护仪可用于包括成人、儿童和新生儿在内的所有病人。,NICO-优缺点,经胸生物阻抗法-ICG,BioZ/Analogic/Physioflow/千帆,原理 基本原理：欧姆定律（电阻电压/电流） 人体血液、骨骼、脂肪、肌肉具有不同的导电性，血液和体液阻抗最小，骨骼和空气阻抗最大 随着心脏收缩、舒张，主动脉内的血流量发生着变化，电流通过胸部的阻抗也产生相应的变化 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功能参数,经胸生物阻抗法-ICG,31,4对电极，分别贴于颈部和胸部 70Khz的高频，低辐（2.5毫安）的交流电信号通过胸部传导 电信号循阻力最小路径传导-主动脉 随主动脉内血流速度/容量变化测得阻抗 通过阻抗变化计算出SV,特点：无创，只需在病人颈部、胸部两侧各贴一对电 极；连续，可对病人进行持续监测；操作简便。 缺点：抗干扰能力差，易受周围电设备的影响，CO读 数不准；由于其测定的是阻抗，因此CO读数严 格受到电极片位置的影响；对测定人群有限制， 肥胖患者和儿童不适用；测定过程中易受到病人 运动、呼吸等因素的影响。 由于BioZ的以上缺点极大限制了它在临床的应用，导 致其目标科室由ICU、手术室和急诊转至保健科、体 检科、老年科等一些无关紧要的科室。,经胸生物阻抗法-ICG,NICaS 使用的是全身生物电阻抗的原理 (WEB) 电流循阻抗最低的路径通过 血液和血浆在身体内的阻抗最低: Blood - 150 ohm/cm Cardiac muscle - 750 ohm/cm Lungs - 1,250 ohm/cm Fat - 2,500 ohm/cm,NICaS 输入一个1,4 mA ，30 KHz 的电流到病人体内, 这个电流主要经过血流和细胞外液体传输。 NICaS 测量阻抗根据时间的变化，即阻抗的变化率 (R) 来计算每博输出量 (SV), 每次心跳左心室泵送到主动脉的血液量。,全身生物电阻抗 NICaS,34,脚腕 2条蓝色连线与病人右脚连接,手腕 2条红色连线与病人左手腕连接,白色 ECG电极连接病人右臂 黑色 ECG电极连接病人左臂. 红色 ECG电极连接病人下腹部或腿,34,连接方式,连接生物阻抗传感器,连接ECG电极,全身阻抗技术测量参数,心脏功能 心率 HR 60 90 bpm 每搏输出量（SV） 60 130 ml 每博指数（SI） 30 65 ml/m2 心输出量(CO) 4 8 l/min 心指数（CI） 2.2 4.0 l/min/m2 心肌收缩力指数(CPI) 0.45 1.0 w/m2 格兰夫-高尔指数（GGI） 10,血管功能 全身血管阻力(TPR) 770 1,500 dn*sec/cm5,液体状态 每博输出量变异（SVV） 全身液体水平（TBW） 40% 63%,呼吸频率 Respiration Rate 8 24 1/min,使用新的阻抗参数 (GGI)检测左心收缩功能不全,301 Patients Cut-off point of GGI = 10 Cut-off point of EF = 55% Sensitivity = 89% Specificity = 96%,Yosef Rozenman, Renee Rotzak Heart Institute, Wolfson Medical Center, Holon, Israel, Robert P. Patterson Medical School, University of Minnesota, USA, International journal of Cardiology; 2011,以色列WolfsonIsrael医疗中心的Rozenman教授进行的这项研究，发现GGI和左心射血分数 Left Ventricular Ejection Fraction (LVEF)之间就有强相关 GGI小于10 预示 ALVSD* (LVEF 小于 55%),GGI：格兰夫-高尔指数,*ALVSD = Asymptomatic Left Ventricular Systolic Dysfunction 无症状左室收缩功能不全,导航图,CHF,正常高限血压期,I 期高血压,II 期高血压,高血压,低血压,正常值范围,正常值范围,CARDIAC FUNCTION,CARDIOVASCULAR STATUS,G. Cotter et al.: The role of cardiac power and systemic vascular resistance in the pathophysiology and diagnosis of patients with acute congestive heart failure, The European Journal of Heart Failure 5 (2003) 443451,正常值 范围,正常值 范围,基于血流动力学的治疗方案*,剂量疗效可达到心脏最大效率点,* Adopted from J. E. Strobeck, MD PhD: Critical and Emerging Role of ICG in HF,血管收缩 (高 TPRI, 正常到低CI) 增加剂量/添加: ACEI, ARB 或其它扩管药 考虑减少：Beta Blocker 目标： TPRI < 3,650,心源性休克 (低 TPRI, 低CPI) 增加剂量/添加: 正性肌力药 (如：强心甙) 如果高HR,，增加剂量/添加: BB1 考虑： Aldospirone、地高辛 目标： CPI0.38, MAP65,CHF (高 TPRI, 低 CPI) 增加剂量/添加: ACEI, ARB, 如果无效添加肼苯哒嗪 考虑增加剂量/添加: 正性肌力药 考虑: Aldospirone 目标: CPI0.38, TPRI < 3,650,混合血流动力学 (正常到高 TPRI，正常 CI) 增加剂量/添加: ACEI, ARB 或其它扩管药 增加/添加：CCB, BB, 负性肌力药,高动力性(低TPRI, 高CI) 高 SI:增加剂量/添加: CCB w 负性肌力药(如：异搏定) 高 HR:增加剂量/添加:BB 目标: CPI < 1.00,分布性休克 (低TPRI, 高 CI) 确定原因并针对治疗(感染性休克、过敏性休克、神经性休克、肾上腺机能不全),异常高 CO (正常BP, 高 CI) 确定原因并针对治疗(肾病、贫血、大动静脉瘘、多发性小动静脉分流、甲亢、脚气病),液体管理 - 高TBW/ TBW比基线增加:增加剂量/添加: 利尿剂 (如：速尿、 Aldospirone),1. In the short term BB may reduce cardiac output,全身阻抗技术的准确性研究,r = 0.96; Bias = -0.114; Precision = 0.982,O. L. Paredes, et al Impedance Cardiography for Cardiac Output Estimation Circulation Journal 2006; 70:1164-1168 G. Cotter, et al Impedance cardiography revisited Physiological Measurements 2006;27:817-827 FDA submitted data K070500,唯一符合FDA关于与热稀释法CO达到统计学生物相等性的要求,全身阻抗技术的准确性研究,总共 1,224 次CO 对比显示了和 Swan-Ganz热稀释法极好的相关性,小结,目前，采用热稀释法的漂浮导管仍然作为测量心输出量（CO）金标准。 监测是手段，组织灌注是目标，指导治疗是中心 有创微创无创是趋势,Thank you,
