血流动力学监测进展.ppt
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1、血流动力学监测进展血流动力学监测进展浙江省立同德医院ICU陈扬波HistoryofMonitoringn n1960s:golden age of vasopressors1960s:golden age of vasopressors Pressure arterial line&CVPn n1970s:golden age of inotropes1970s:golden age of inotropes Cardiac output,PA cathetern n1980s:1980s:SvO2,relative balance between oxygen supply and dema
2、ndn n1990s till now:1990s till now:Better understanding of tissue oxygenation,right ventricular function Functional monitoring,PiCCO,continuous CO Less invasive,TEE血流动力学监测是临床危重病急救的重要内容之一,血流动力学监测是临床危重病急救的重要内容之一,是大手术和抢救危重病员不可缺少的手段。是大手术和抢救危重病员不可缺少的手段。n n无创伤性血流动力学监测无创伤性血流动力学监测(noninvasivehemodynamicnoni
3、nvasivehemodynamicmonitoringmonitoring)n n创伤性血流动力学监测创伤性血流动力学监测(invasivehemodynamicinvasivehemodynamicmonitoringmonitoring)一、无创血流动力学监测n n(一)心阻抗血流图(一)心阻抗血流图(Impedance cardiogram,ICGImpedance cardiogram,ICG)n n(二)超声心动图(二)超声心动图(ultrasonic cardiogram,ultrasonic cardiogram,echocardiogram,UCG echocardiogra
4、m,UCG)n n(三)多普勒心排血量监测三)多普勒心排血量监测n n(四)二氧化碳无创心排血量测定(四)二氧化碳无创心排血量测定(一)心阻抗血流图n n其基本原理是欧姆定律其基本原理是欧姆定律(电阻电阻=电压电压/电流电流)。n1966年Kubicek采用直接式阻抗仪测定心阻抗变化,推导出著名的Kubicek 公式。n1981年年SramekSramek提出胸腔是锥台型,因此改良了提出胸腔是锥台型,因此改良了Kubicek Kubicek 公式,应用公式,应用8 8只电极分别安置在颈根部和只电极分别安置在颈根部和剑突水平,测量心动周期胸部电阻抗的变化来测剑突水平,测量心动周期胸部电阻抗的变化
5、来测定左心室收缩时间(定左心室收缩时间(systolic time systolic time interval,STI)interval,STI)和计算每搏量和计算每搏量,通过微处理机,自通过微处理机,自动计算动计算CO,CO,并并演算出一系列心功能参数。演算出一系列心功能参数。SV=(VeptTZ/sec)/ZoFigure:ApplicationofelectrodesinimpedancecardiographyImpedancecardiography(ICG)isasafe,non-invasivemethodtomeasureapatientshemodynamicstatus.
6、TheICGwaveformisgeneratedbythoracicelectricalbioimpedance(TEB)technology,whichmeasuresthelevelofchangeinimpedanceinthethoracicfluid.Foursmallsensorssendandreceivealowamplitudeelectricalcurrentthroughthethoraxtodetectthelevelofchangeinresistanceinthethoracicfluid.Witheachcardiaccycle,fluidlevelschang
7、e,whichaffectstheimpedancetotheelectricalsignaltransmittedbythesensors.ThetechnologybehindICGFigure7:Variationofventricular,aorticandatrialpressure,aorticflow,thoracicimpedancechangeandfistderivativeofimpedance(dz/dt)asafunctionoftime(t).ECGandphonocardiogramtakensimultaneouslyisalsoshown.Thecurvede
8、pictsthecardiacevents/performance.BOpeningoftheAorticValve,XClosureoftheAorticValve,Yclosureofpulmonaryvalve,Omitralvalveopening/rapidventricularfilling,B-XVentricularEjectionTime(VET),CMaximaldeflectionofdz/dt(PeakFlow),B-CslopeAccelerationContractilityIndex,AAtrialSystole,QStartofventriculardepola
9、rizationPhilipsImpedanceCardiography(ICG)continuouslymeasureshemodynamicparameterswithouttheassociatedrisksoftraditionalinvasivemethods.ThePhilipsICGmeasurementisidealforhemodynamicevaluationofadultpatientsin:nEmergencydepartmentsnStep-downunitsnSpecialprocedureUsingICGfortheappropriatepatientpopula
10、tionTheICGmeasurementisdesignedforassessmentofmostadultpatientsheight122-229cm(4-76)andweight30-159kg(67-350lb)butmaydemonstratereducedaccuracywhenpatientspresentwiththefollowingconditionsoranomalies:nAorticvalveregurgitationnMinuteventilationsensorfunctionpacemakersnConnectiontoacardiopulmonarybypa
11、ssmachinenSustainedarrhythmiasnConnectiontoanintra-aorticballoonpumporchesttubesConnectiontoarespiratoryventilatornCongenitalheartdefectsnPericardialeffusionnSeverehypertension(MAP130mmHg)nSepticshocknSevereanemian nICGICG是一项无创伤性的方法,操作简单、是一项无创伤性的方法,操作简单、费用低、费用低、安全。安全。可动态连续监测可动态连续监测COCO及与其有关的血流动力学参数,
12、最新研及与其有关的血流动力学参数,最新研制的阻抗血流图仪能显示和打印制的阻抗血流图仪能显示和打印1616个测定和计算参数及心个测定和计算参数及心功能诊断和治疗图。功能诊断和治疗图。n n ICG ICG 由于其抗干扰能力差由于其抗干扰能力差,易受病人呼吸、心律失常及易受病人呼吸、心律失常及手术操作等的干扰手术操作等的干扰,尤其是不能鉴别异常结果是由于病人尤其是不能鉴别异常结果是由于病人的病情变化引起的病情变化引起,还是由于机器本身的因素所致还是由于机器本身的因素所致,其绝对值其绝对值有时变化较大有时变化较大,故在一定程度上限制了其在临床上的广泛故在一定程度上限制了其在临床上的广泛使用。使用。(
13、二)超声心动图超声心动图是指利用超声波回声反射的形式记录心脏超声心动图是指利用超声波回声反射的形式记录心脏信息的检查方法,通过观察心脏和大血管的结构和动态变信息的检查方法,通过观察心脏和大血管的结构和动态变化,了解心房、心室收缩及舒张情况与瓣膜关闭、开放的化,了解心房、心室收缩及舒张情况与瓣膜关闭、开放的规律为临床诊断提供信息和有关资料,对某些心脏疾病诊规律为临床诊断提供信息和有关资料,对某些心脏疾病诊断的准确性较高,还能测量主动脉及各瓣膜口的直径,而断的准确性较高,还能测量主动脉及各瓣膜口的直径,而且对病人无痛苦,因此是当前心血管疾病和血流动力学重且对病人无痛苦,因此是当前心血管疾病和血流动
14、力学重要的诊断检查方法。要的诊断检查方法。Echocardiography:SeeingwithSoundEchocardiogram临床上有临床上有MM型超声心动图、二维超声心动图及型超声心动图、二维超声心动图及多普勒超声心动图及经食管超声心动图。可监测多普勒超声心动图及经食管超声心动图。可监测每搏输出量,左室射血分数(每搏输出量,左室射血分数(EFEF)、)、左室周径向左室周径向心缩短速率(心缩短速率(VCFVCF)、)、舒张末期面积(舒张末期面积(EDAEDA)、)、心室壁运动异常(心室壁运动异常(RWMARWMA)等。等。n ntransthoracic transthoracic e
15、chocardiogram,TTEechocardiogram,TTEn ntransesophageal transesophageal echocardiogram,TEEechocardiogram,TEEEchocardiogramAnechocardiogramisatestinwhichultrasoundisusedtoexaminetheheart.Echocardiogramscanevaluate:nthepresenceofanyabnormalfluidcollectioninthesacaroundtheheart(pericardium).nthechambersi
16、ze,thicknessoftheheartmusclewallandhowwellitisfunctioning.nthefunctionoftheheartvalves-whethertheyareobstructingbloodfloworleaking.nanyabnormalconnectionsbetweenchambersandvesselsthatmayexistincongenitalheartdisease.nwallmotionabnormalitiesthatoccurwhentheheartmuscleisnotreceivingenoughblood.nthepre
17、senceofaneurysms,clots,tumors,vegetations(bacterialgrowths)onthevalves.(三)多普勒心排血量监测n n所谓多普勒原理是指声源与接收器之间的相对所谓多普勒原理是指声源与接收器之间的相对运动而引起接收频率与发射频率之间的差别。运动而引起接收频率与发射频率之间的差别。n n多普勒心排血量监测正是利用这一原理,多普勒心排血量监测正是利用这一原理,根据已知频率超声波的反射频率,测定红细胞移动的速度来推算主动脉血流以及主动脉血流以及COCO。n n CO=Vavg CO=Vavg Area ao Area ao Tei Tei HRHR
18、area aoarea ao升主动脉横截面的面积值升主动脉横截面的面积值 HR HR心率心率 Vavg Vavg每搏的平均流速每搏的平均流速 Tei Tei射血时间射血时间n由于降主动脉的血流量是CO 的70%(降主动脉血流与CO 的相关系数是0.92),故其计算公式也为:CO=降主动脉血流量降主动脉的横截面积70%n多数研究结果显示它与热稀释法高度相关。多普勒超声技术测量左心室充盈期舒张末面积直接与每搏容量指数相关,可作为前负荷的定量指标。BothSVandCOcanbereliablydeterminedfromthespectralflowprofileasaproductoftheve
19、locitytimeintegral(vti)andtheflowcrosssectionalarea(CSA),and,forCO,timesheartrate(HR).Thismethodhasbeeninuseforover20yearsinclinicalpracticeandisprobablyconsideredtheclinicalhaemodynamicgoldstandard.多普勒超声技术操作水平要求高,多种因素影响可造成误差,操作者及结果分析者要有超声检查技术、图形分析基本理论知识、心血管疾病知识,而且要经过严格培训才能避免错误。此外设备、检查费用昂贵,所以此技术尚未推广
20、。(四)二氧化碳无创心排血量测定n n二氧化碳无创心排血量测定是利用二氧化碳弥散能力强的特点,以CO2作为指示剂,根据Fick原理来测定心排血量,其测定方法很多,常用的方法有平衡法、指数法、单次或多次法、三次呼吸法及不测定PvCO2的测定方法。不管采用何种方法,其计算心输出量的基本公式如下:n nCO=VCO2/(CvCO2CaCO2)基本原理:Fick原理由Fick于1870年首先提出,该原理源自于质量守恒定律,即利用氧为指示剂测量CO,因为肺氧摄取率及含量较易测得。公式如下。CO=VO2/(CaO2CvO2)式中:VO2为氧消耗,CaO2为动脉血氧含量,CvO2为混合静脉血氧含量。用二氧化
21、碳(CO2)代替O2则形成了间接Fick公式。CO=VCO2/(CvCO2CaCO2)式中:VCO2代表CO2的清除,即呼气与吸气CO2含量差;CvCO2为混合静脉血CO2含量;CaCO2为动脉血CO2含量,可从动脉血气分析或潮气末二氧化碳含量(ETCO2)得出。健康人肺泡CO2含量近似于动脉血二氧化碳分压(PaCO2)。通过无创技术很难获得CvCO2,而部分重复呼吸技术可避免直接测量CvCO2,即与呼吸机管路相连的重复呼吸环为150ml的死腔,当呼吸环内的气体与肺泡及肺毛细血管达到平衡状态时,则可测出环路内CO2含量,假设在整个重复呼吸过程中混合静脉的CO2浓度无显著变化,则间接Fick公式
22、中CvCO2可以被约掉,进而通过环路中CO2含量计算出CO,平均34min测定1次。优缺点:优点为自动、无创、连续地监测CO(平均4min测定1次);舒适,活动不受限;VCO2、PaCO2、ETCO2均较易测出。缺点为不能应用于非插管的患者;不能测出肺内分流;长时间测量将使PaCO2轻度升高;假设PaCO2和潮气末二氧化碳分压(PETCO2)相等;高通气量会影响精确度。局限性:动、静脉CO2的差值约为6 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa),PaCO2测值若产生很小误差将导致较大的CO误差;当PaCO2>30 mm Hg时,CO2-血红蛋白(Hb)解离曲线呈线性关系4,如果患
23、者处于高通气状态(PaCO2<30 mm Hg),所测数据则不可信;呼吸机设定条件变化会导致死腔及通气/血流比值的改变,也会影响CO的计算值。重复呼吸技术针对以上几个方面均作了校准。近年来研究证实,这项技术更适用于正常至较低CO行机械通气的危重患者。该监护仪由美国Novametrix Medical Systems研制而成,并被逐步应用于ICU机械通气危重患者的监护。应用现状:对呼出气体CO2浓度分析可反映呼吸死腔的大小及气体交换的有效性。Fletcher等6提出,对呼气CO2波形的定量分析能反映气体交换的有效性及与通气/血流比例的关系。在肺表面活性物质缺乏的急性呼吸窘迫综合征(ARDS
24、)动物模型中,呼气CO2波形的第三段斜率不仅能反映功能残气量(FRC)7,还能区分健康个体与ARDS个体8。对CO2呼气图的分析能精确反映心血管系统信息,尤其是呼气CO2浓度及呼气容量,反映CO的校准系数是0.94。1956年Collier首先提出应用部分CO2重复呼吸技术可精确测得CvCO2,其精确性大大依赖于足够的“平衡”时间,即在这段时间内重复呼吸管道、气道、肺泡及肺毛细血管处的CO2达到平衡,至少需20 s。Gedeon等9研究表明,在动物实验中利用该技术进行30 s重复呼吸所得CO与热稀释法的相关系数为0.83,但若重复呼吸时间较长,则预示着气体交换与心血管功
25、能的异常。随后,Neviere等10将该技术应用于慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者,其与热稀释法的相关系数为0.92。虽然生理死腔很难测得,但Fletcher等11认为,肺血流的显著改变是肺泡死腔增加的标志,且CO2波形第三段斜率无相应变化。另一项研究发现,肺泡死腔与潮气量(VT)比值与PaO2及肺泡灌注成反比。总之,重复呼吸技术提供了连续而瞬时的CO信息而无需动脉血气分析标定。但在肺损伤及血流动力学极不稳定状态下,该技术的精确性尚需进一步临床证实。CO2 部分重吸收法监测(NICO)n n 美国美国NovametrixNovametrix公司研制的公司研制的CO2 CO2 部分重吸收法监测部
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