血流动力学监测的临床进展及应用_血流动力学监测新进展

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血流动力学监测的临床进展及应用（综述）

沈阳军区总医院急诊科

王静

近些年来，血流动力学监测技术日益提高，已越来越多应用于危重症患者的诊治过程中，为临床医务人员提供了相对可靠的血流动力学参数，在指导临床治疗及判断患者预后等方面起到了积极的导向作用。随着血流动力学技术在临床中的发展应用，许多研究者对血流动力学监测的有效性、安全性及可靠性提出置疑。因此关于血流动力学监测技术的临床进展及具体应用是临床上十分迫切的研究课题。

【关键词】

血流动力学监测

临床应用

自上世纪70年代来，Swan和Ganz发明通过血流引导的气囊漂浮导管（balloon floatation catheter或Swan-Ganz catheter或PAC）后，在临床上已得到广泛的应用，它是继中心静脉压（CVP）之后临床监测的一大新进展，是作为评估危重病人心血管功能和血流动力学重要指标，是现代重症监护病房（ICU）中不可缺少的监测手段。许多新的微创血流动力学监测技术如雨后春笋般地应用于临床，为危重症患者的临床救治提供了详尽的参数资料，它主要是反映心脏、血管、血液、组织氧供氧耗及器官功能状态的指标。通常可分为有创和无创两种，目前临床常用的无创血流动力学监测方法是部分二氧化碳重复吸入法（NICO）、胸腔阻抗法（ICG）及经食道彩色超声心动图（TEE）等。由于两类方法在测定原理上各有不同，临床应用适应症及所要求的条件也不同，同时其准确性和重复性亦有差异。因此对危重症患者的临床应用效果各家报道不尽相同，本文就目前国内外血流动力学的临床进展及具体应用综述如下。

1.无创血流动力学的临床应用

无创伤性血流动力学监测(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。一般无创血流动力学监测包括：心率，血压，EKG，SPO2以及颈静脉的充盈程度，可在ICU广泛应用各种危重病患者，不仅提供重要的血流动力学参数，能充分检测出受测患者瞬间的情况，也能反映动态的变化，很好的指导临床抢救工作，在一定程度上基本上替代了有创血流动力学监测方法。目前较为全面的无创监测血流动力学的方法有经胸电阻抗法（TEB）和CO2部分重吸收法监测（NICO）。① 经胸电阻抗法（TEB）是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和计算心搏量。其基本原理是欧姆定律(电阻=电压/电流)。1966年Kubicek【1】采用直接式阻抗仪测定心阻抗变化，推导出著名的Kubicek公式。1981年Sramek【2】提出对Kubicek公式加以修正。修正后的公式中Vept是高频低安培通过胸部组织的容积，T为心室射血时间。Sramek将该数学模式储存于计算机内，研制成NCCOM1～3型(BOMed)。NCCOM操作简单：8枚电极分别置于颈部和胸部两侧，即可同步连续显示HR、CO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，也能计算4、10秒的均值。TEB是无创连续的，操作简单、费用低并能动态观察CO的变化趋势【3，4】。但由于其抗干扰能力差，易受病人呼吸、手术操作及心律失常等的干扰，尤其是不能鉴别异常结果是由于病人的病情变化引起，还是由于机器本身的因素所致，其绝对值有时变化较大，故在一定程度上限制了其在临床上的广泛使用。② CO2部分重吸收法监测（NICO）美国 Novametrix公司研制的CO2部分重吸收法监测（NICO）采用的Fick 原理对心输出量进行监测，而应用CO2重复吸收装置后，经过一系列的数学推导公式;最终心输出量由CO2产生量和呼末CO2与动脉CO2含量之间的比例常数求得。通过大量的动物实验及临床实

【5-7】践证实, 其与温度稀释法有良好的相关性。但 Nielon 【8】等将NICO监测系统和热稀释法测量心输出量进行研究发现，两者之间缺乏一致性，他们认为NICO监测的是有通气部分的肺毛细血管血流量，若所测量患者的通气血流比例不匹配将会导致两种测量方法所导致的CO出现差异。Gama【9】等研究了不同血流动力学状态和不同通气血流比条件下CO2部分重吸收法的准确性。他们的结论是：在高心输出量状态和肺泡死腔增加的情况下CORB偏低，并且种监测方法仅能局限在气管插管的机械通气的病人。王波等【10】通过对8例肺心病患者在机械通气中进行无创血流动力学监测认为：血流动力学监测可综合动态评价心肺组织灌注情况，对心肺循环功能障碍作出早期诊断，特别是需要应用呼吸机救治的患者，可指导临床医师及时调整呼吸参数，在纠正呼吸衰竭的同时，尽可能少地影响体、肺循环，进而使病情得到逆转。万伟民等【11】通过对90例冠心病患者行无创血流动力学检测，认为冠心病患者随心肌损害程度加重，心功能逐渐下降，无创方法检测心功能简便、实用，与临床表现相关性好，对指导临床治疗有重要意义。张【12】国强等认为无创血流动力学监测技术操作简便，使用方便，在指导血管扩张剂的应用方面具有良好依据，可及时反映患者用药过程中的病情变化，并避免出现医源性感染等情况，具有很强的实用价值。William等通过对185例急诊病人行无创血流动力学监测后认为：无创血流动力学监测技术及信息功能可提供可行的途径去早期预测患者的预后及评价各种治疗措施的效果【13】。Kabal等通过对203例患者的临床监测，认为无创监测技术具有广泛应用前景，但无创监测技术不能替代有创监测技术，这是由它们特定的技术性质所决定的。无创监测技术的局限如仅能适用于18岁以上患者，如果有心律失常存在，其计算结果将不再精确【14】。虽然无创血流动力学监测技术可简捷快速为患者建立血流动力学变化趋势，为临床医生诊断、治疗提供指导。但实践应用中，亦出现在某些休克、高度浮肿或过度肥胖的患者中，电阻抗信号可能太弱，至使结果不可靠,这在一定程度上也限制了其临床应用。

2.有创血流动力学的临床应用

创伤性血流动力学监测(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。目前创伤性血流动力学监测的方法主要有：肺动脉漂浮导管（PAC），经肺热稀释测定技术（PiCCO）和经食管超声多普勒(TEE)。①肺动脉漂浮导管（PAC）19世纪70年代Swan与Ganz发明肺动脉漂浮导管（PAC）以来，肺动脉漂浮导管监测血流动力学一直是临床血流动力学监测的金标准。肺动脉漂浮导管通过热稀释法获得心排，而通过下列假设：PCWP(肺毛细血管嵌压)、LAP（左房压）、LVEDP(左室舒张末压)、LVEDV(左室舒张末容量)相当于前负荷来通过压力指标来反映容量状态。然而临床很多情况下，这一假设是不准确的。特别是危重病人，据报道约52％的病人存在PCWP和CVP不能准确反映容量负荷的危险。因为这一假设的前提必须是导管位置正常；无二尖瓣疾病：心室顺应性正常和心室无几何变形。采用压力评价前负荷，是假定容量升高，压力呈线性升高。事实上，心室舒张末容量与压力并非线性关系，而是曲线关系。压力并不总是反映病人的容量状况，但可反映顺应性的变化。漂浮导管是目前临床中广泛应用的一种操作，但关于其能改善临床预后的证据并不多，有些甚至指出它会造成损伤【15-17】。美国国家心肺及血液病研究所赞助的关于PAC的一份前瞻性随机临床研究ESCAPE研究随机观察了26个中心内的433名患者失代偿心衰住院病人，总结Swann-Ganz漂浮导管行血液动力学监测情况下进行治疗的安全性与仅依靠临床体征的治疗安全性相仿，但是操作并不改善临床预后【18】。Sandham【19】等对将近2000例高危手术病人研究发现采用漂浮导管与中心静脉导管住院时间、死亡率以及器官功能不全的发生率无差异。美国国家心肺及血液病研究所与ARDS协作组采用漂浮导管与中心静脉导管对ARDS患者进行液体管理发现两者之间无显著差异【20】。②经肺热稀释测定技术（PiCCO）PiCCO监测仪是德国PULSION公司推出的新一代容量监测仪，近年来欧洲开始广泛接受并开始应用于临床。其所采用的方法结合了经肺温度稀释技术和动脉脉搏波型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输出量(CO)，并通过分析动脉压力波型曲线下面积来获得连续的心输出量(PCCO)。PiCCO对心排的监测是从经肺温度稀释曲线计算而得，与肺动脉导管温度稀释曲线相比，经肺温度稀释曲线更长、更平坦。因此，经肺温度稀释曲线对温度基线的飘移更敏感。但经肺温度稀释曲线不受注射剂在何种呼吸周期注射的影响。PiCCO利用经肺温度稀释法测得的CO(COTDa)与同时利用肺动脉导管测得的CO(COTDpa)相关【21，22】良好。容量监测方面通过计算可得出容量性指标胸内血容量(ITBV)和血管外肺水(EVLW)，ITBV已被许多学者证明是一项可重复、敏感，且比肺动脉阻塞压(PAOP)、右心室舒张末期压(RVEDV)、中心静脉压(CVP)更能准确反映心脏前负荷的指标【23】。PiCCO监测仪对容量的判断从压力监测发展为容量监测应该说是一个革命性的转变，对临床医生来说也需要一个概念上的转变过程，新参数、新单位的引进，还有一个适应过程。PCCO是PiCCO监测仪通过一种改良的分析动脉压力波型曲线下面积的方法来获得连续的心输出量(PCCO)。PCCO利用经肺温度稀释单次测定CO来校正。PCCO与COTDpa相关良好。③经食管超声技术（TEE）TEE根据物体（红细胞）移动的速度和已知频率超声波的反射频率成正比的原理设计的HemoSonicTM100的超声多普勒探头通过测定红细胞移动的速度来推算降主动脉的血流量，其配有的M型超声探头，还可直接测量降主动脉直径的大小，而不需要根据年龄、身高等参数来间接推算主动脉直径，这样就提高了测量结果的准确性。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，故根据相应的计算公式即可得出较为准确的CO。多数研究结果显示它与热稀释法高度相关【24，25】。TEE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，已成为许多麻醉医师围术期处理病人的重要组成部分。但TEE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。此外检查费用昂贵，所以此技术推广目前有较大难度。

3.有创血流动力学监测技术进展现状

血流动力学监测技术自1970被Dr H.J.Swan 和 Dr W.Ganz.【26】引入临床工作中以来，它的应用迅速扩大。PAC最初应用于急性心血管病【27】，1985年，为鉴别急性肺水肿与急性呼吸衰竭，导致PAC在危重病领域的广泛使用。PAC作为血流动力学监测技术的金标准是毫无疑议的，因为它所提供的参数是其他任何监测方法都无法得到的。PAC能及时准确地反映病人的血流动力学状况，并由此计算出其他有关指标，为危重病的诊治提供了非常有价值的资料，是现代危重症监护病房重要的监测手段之一，然而它用于指导危重病治疗的可用性最近受到不同程度的质疑。Shah等【28】通过对13个随机对照研究的meta分析，其结果是PAC的应用既没有明显增加死亡率，也未改善患者的生存率。在心力衰竭的早期常规应用PAC，没有减少或增加患者的死亡及住院时间。因此建议PAC不应常规应用于ICU病人、失代偿心力衰竭病人及外科手术病人，除非有证据证实相对于其它诊断工具而言，PAC能提供有效的治疗改善患者的预后。Richard等【29】的研究显示PAC的临床应用既未增加患者死亡率，也未改善患者转归。Cohen等【30】则认为PAC导致患者死亡率增加。Harvey等【31】通过来自65个ICU的1014例病人的随机对照研究，尚没有明确的证据说明应用PAC对患者是有益还是有害。Connors【32】等调查了接受加强监护的第一个24小时使用肺动脉导管与生存率之间的关系。这是一个前瞻性联合研究，包括了5家教学医院的整体超过9000例病人中的5735例病人，而且都是危重病人，预计半年死亡率超过50%。经过分析处理得出的结果令人不安，PAC监测的病人死亡率、住院时间和费用均增加。这导致了许多多中心随机临床研究去评价PAC的应用价值。关于PAC临床应用的激烈争论，导致1997年对PAC的会议讨论，关于PAC的并发症由5个最受尊敬的医疗护理机构一致认可，在应用PAC前应由临床医生去衡量其风险和利益，另外在特定的临床情况下还应确定适当应用PAC的标准。关于PAC的应用标准的需求及提高临床医生关于对PAC的知识水平尚需最后决定。其中阻碍PAC应用的原因可能有以下几点：

1、增加了病人的风险；

2、可以用更少的侵袭操作获得相似的变量参数；

3、费用增加；

4、不精确的测量导致错误的变量参数；

5、不正确的解释和临床应用；

6、缺乏获益的有力证据。也许是基于上述原因，PAC在紧急救护方面的临床应用在过去10年较开始应用的前25年相比较明显下降。2005年PAC在急危重患者的应用仅有少数并且在外科病人存有较高的风险率。这使得对PAC的传统应用提出了新的挑战，是因为PAC没有明确证据证明其临床应用可明显改善患者预后。为什么同样的方法会得出不同的结论呢？因为上述研究均忽视了时间因素和一些临床情况对血流动力学复苏治疗的影响，如果将所有临床情况下的早晚期治疗结果放在一起分析，很难发现结果上的显著差别【33】。一些研究者分析了漂浮导管不能带给危重病人益处的可能原因有医务人员对漂浮导管数据的误解，无效的治疗方案，缺乏更全面的漂浮导管知识的培训等等，呼吁找出良性的漂浮导管管理方案，进一步明确漂浮导管的应用价值【34，35】。虽然从PAC中获得的大多数数据也可通过较少侵袭性方法获得，但是肺动脉楔压及混合静脉血氧饱和度监测是PAC所特有的特点，PAC在某些特定情况下仍保持着它的金标准【36】。

在肺动脉漂浮导管的安全性及可靠性受到质疑的时代，一种安全可靠的无创血流动力学监测技术受到人们的欢迎。这种直接的Fick方法简便、容易，但是在严重肺疾病及多脏器功能衰竭患者不能提供精确的早期诊断信息。而脉搏轮廓分析法（PiCCO）在稳定的血流动力学情况下与PAC有很好的相关性，在不稳定的血流动力学情况下这种设备可频繁定标。1999 年Goedje 等【37】对肺动脉和股动脉温度稀释法与PiCCO 进行了比较, 在心脏术后患者的对照研究中, 显示r 值为0.850。Zollner 等【38】对ARDS 患者进行了PiCCO 与PAC热稀释法的比较,也取得了令人满意的结果。Markus等通过应用PiCCO系统及传统PAC对14例严重烧伤病人监测参数的比较，认为在低于正常心输出量的患者，其CI、SVR、SVRI两者有明显相关性（r=0.81），而对于CI>5.5的病人两者相关性差（r=0.46）。因其费用低、侵害性小等优点较传统的PAC更具明显优势【39】。也有人认为PiCCO系统安全、方便，可避免应用传统PAC，仅需一条中心静脉导管及动脉导管，即能连续监测患者多项有价值的参数，似乎其应用更俱前景。然而这个系统也有其局限性，主动脉瘤、主动脉内的球囊泵以及外周插入的导管可导致过高评估其容量，另外心内分流也限制了它的临床应用【40】。

4.与PiCCO的相关研究

对于PiCCO而言，是一项比传统应用的PAC创伤更为少的一种方法，并且还可监测到许多可以测量参数。使用PiCCO监测仪可以有效地检测胸腔内血容积（ITBV), 血管外肺水（EVLW)、心功能指数。这些参数可以非常准确地反应心脏前负荷、肺水肿、心收缩力。①胸腔内血容积（ITBV）：PiCCO可以评估胸腔内血容积（ITBV）是基于通过热稀释法测定的舒张末期容积(GEDV)，GEDV和ITBV

【41】的相关性是在实验和临床研究中证实的。2000年 Bindels等发现在临床上ITBV

【42】对于检测心脏前负荷要优于肺动脉楔压。Buhre等通过根据稀释指示剂可以显示血容积从胸腔内向胸腔外的移动并加以量化也支持上述观点，从而帮助性地指

【43】导液体治疗。1992年Lichtwarck-Ascoff等指出应用ITBV可以及时反应机械通气患者的循环血容积情况，这不同于常规测定的中心静脉压和肺动脉楔压，这些并未准确反应心脏前负荷，因此PiCCO可以帮助在临床上准确监测胸腔内血容积并获得最佳的心输出量数据，心脏前负荷的优化评估是治疗危重症患者的前提，不佳的心脏前负荷会影响组织灌注，导致多器官功能衰竭，而过多的液体治疗会导致肺水肿，甚至出现呼吸衰竭，以至死亡。感染性休克的患者很大程度上是因为毛细血管的通透性增加，使从而增加了血管外肺水（EVLW），而胸腔内血容积(ITBV)减少，脓毒症患者病情加重期，全身血管阻力（SVR）、胸腔内血容积（ITBV）减少，同时伴有发热的症状，这时心输出量和心功能指数增加，在此时期，适当的液体治疗是非常重要的。②血管外肺水（EVLW）：EVLW 与肺内血管外的热容积相关，可以通过平均传输时间的方法计算得到。EVLW是反应肺水肿的情况，这通常不是临床和实验的常规研究。早期，肺间质的含水量和其中较少的变化不能被检测或仅仅依赖于胸部X线及动脉血气分析，胸部X线反应了整个胸腔的密度，因此应用X线评估肺水肿要比EVLW差得多。Breiburg等【44】于2000年讲述了ARDS患者的整个肺损伤的情况，整个肺泡基底膜的通透性增加，血浆膨胀压下降导致了体液进入了肺泡腔，另外，由于蛋白水解酶破坏了毛细血管上皮细胞和内皮细胞的连接点，使体液进入了肺间质，肺的淋巴循环系统遭到破坏，使液体积累逐渐增多。因此，ARDS患者EVLW是增加的，这也直接导致了静脉压的增高，ITBV减少。EVLW是病情严重的标志。Sturm等【45】于1990年阐明了ARDS患者的死亡率与EVLW的关系，这项实验中的81名患者是外科ICU的，大多数是创伤和/或伴有呼吸衰竭的脓毒症患者，其余还包括伴有脓毒症以及腹膜炎的腹部术后患者。实验发现，患者的EVLW在8-10ml/kg之间的死亡率为25%，在10ml/kg以上的死亡率可高达75%。EVLW增高的机械通气患者很容易出现院内感染，因此，任何减少血管外肺水而不减少灌流的治疗都可以使患者提高生存率。例如左心衰竭、肺炎、脓毒血症、中毒和烧伤患者的肺间质液体量增多，EVLW的增加是因为液体向组织间隙渗出增加，后者可由血管内滤过压的升高（左心衰竭，容量过多）或肺血管血浆蛋白通透性增加引起，血浆蛋白产生的胶体渗透压会将水分拉向组织间隙（内毒素休克、肺炎、脓血症、醉酒、烧伤）。Bindels等【46】于1999年建议血流动力学不稳定同时伴有肺水肿的患者仍需要通过溶液冲击来提高心输出量，肺水肿的患者需要在最初的24小时内通过EVLW的检测快速达到体内液体平衡。③心功能指数（CFI）:危重症患者的治疗中评估心脏的收缩性是非常重要的，这可以通过放置左心室导管采用左心室压力增高率的最高值的参考标准来测量，左心室压力增高率是收缩性的直接反应，主要是计算在心脏收缩时压力上升的速度，当压力接近于主动脉瓣时，血压在心室收缩时也是成比例上升的，在重症监护室中采用上述检测方法是不可能的，也是过时的想法。如果使用肺动脉导管（PAC）时，右心室射血分数、心功能指数和充盈压的比率等等将会测出，中心静脉压和肺毛细血管楔压也可以很好地反应心功能情况。PiCCO是检测心功能的一项新方法，它测量的参数被称为心功能指数，是心输出量与全心舒张末期容积的比值。心功能指数是心脏前负荷的自变量，反应了心脏的变力状态。在1994年Pfeiffer等【47】的研究中发现心功能指数的结果与之前提到的左心室压力增高率非常接近，它对区别容积和收缩性的变化非常灵敏，不同于使用PAC的测量。发现心功能指数不受胸内压、心血管的顺应性和血管紧张度的影响，因此它可以作为检测心功能的常规参数

PiCCO的特点：优点：1.损伤更小，只需要利用一条中心静脉导管和一条动脉通路，无需使用右心导管 2.直观性，各类参数结果可直观应用于临床，无需加以解释 3.对每次心搏测量，治疗更及时 4.费用和时间节省，导管放置过程更简单，无需做胸部X线定位，不再难以确定血管容积基线，无需仅凭X线胸片争论是否存在肺水肿 5.使用更简便，结果与操作者无关，PiCCO导管留置达10天，有备用电池便于病人转运。与经食道多普勒超声这种安全、无创和快速获得数据的检测方法相比，PICCO很明显是一种有创，但获得的数据更为广泛。Matthews和Nevin【48】在1998年指出经食道多普勒超声需要频繁地变换位置，很多时候收集的数据是不可靠的，更显著的是会影响到患者的呼吸，多普勒超声不同于PAC，不能提供有关心肺血管压力的数据，然而Higgins和Singer【49】于1993年强调了经食道多普勒超声是评估血流动力学的快速检测方法，当在临床上需要置管却风险很大时，这种检测方法是非常重要的，例如严重的凝血功能障碍的患者。

同样的，应用PiCCO也有禁忌症。例如股动脉移植术或是股动脉置管处严重烧伤，这都是PiCCO的禁忌。在心内分流、主动脉瘤、主动脉狭窄、非切除术和体外循环的病人采用热稀释法得到检测数据是不准确的。制造厂家提示当中心静脉导管置于股静脉时心输出量将被过高评估。

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