血流动力学应用
血流动力学监测及其临床意义
• 定义
– CI<2.2L/min/m2,PAWP>18mmHg,BPs<80mmHg,SVR>2000dyn/se c/cm5,尿量<20ml/h，神志障碍时 • 治疗原则 – 维持心肌氧的供需平衡 – 改善心肌的收缩状态 – 增加心排血量
• • • • 前负荷 后负荷 心肌收缩力 防止并处理心力紊乱
TEE优点：
清晰显示离胸壁较深远的结构(如心房和大血 管)的图像；不影响心血管手术而行连续监测；因 角度不同，能更容易看到一些重要结构，如心耳、 肺静脉、全部房间隔、胸主动脉、左冠状动脉等； 和心脏之间无肺组织，可用更高频率的探头。 拟在非体外循环下行CABG术，食道超声心动 图显示中度主动脉瓣反流，随后采用在体外循环 下行CABG术。
中心静脉压
上下腔静脉近心房入口处
适应症
测定反映右心充盈压作为容量指标 通过中心静脉给药 给外周静脉差的病人提供静脉通路 为长期胃肠道外营养提供途径 注射染料测定心排血量 为静脉安置起搏器提供途径
正常值 4~12mmHg
中心静脉压
插管的途径 颈内静脉 锁骨下静脉 颈外静脉 贵要静脉 腋静脉 股静脉
张
心率 心排血量组成
维持满意的负荷状态
前负荷
• 重要
– – – – – –
–
遵循Frank-Starling 舒张末期心肌纤维长度 它没有降支？ 离体2.2um(2.6) LVEDP 12/50mmHg PAP/CVP(2~6mmHg) 干预前负荷影响CO
• • 补 脱
维持满意的负荷状态
• 维持满意的后负何（Anrep)
– 右心室后负荷 – PVR＝（MPAP－LAP）ｘ８０ ＣＯ – PVR ＝（MPAP－PAWP）ｘ８０ ＣＯ – 正常值：(20~130)250ynes/sec/cm2
血流动力学研究的最新进展和应用
血流动力学研究的最新进展和应用血流动力学作为研究血液在心血管系统中流动及对心血管疾病发生发展的影响的学科，近年来取得了很多重要的进展。
随着技术的不断进步，血流动力学领域的研究在临床实践中的应用越来越广泛。
本文将介绍血流动力学研究的最新进展及其在临床实践中的应用。
一、血流动力学研究的最新进展1、微纳米器件的应用微纳米器件的出现，为血流动力学研究带来了一次技术革命。
微纳米器件能够对小尺度血管内流体动力学性质进行实时监测，从而揭示许多以前未知的现象。
比如，微纳米流道可以通过实时检测人体血细胞在不同流速下的表观黏度，揭示血细胞形态变化对血流阻力、血流剪切力等机制的影响。
微纳米器件的发展为血流动力学研究提供了广阔的发展空间。
2、生物力学模拟技术的应用生物力学模拟技术是近年来快速发展的一种技术手段，它能够对心血管系统的结构和功能进行模拟，从而帮助研究者更加深入地理解心血管系统内部的流动行为。
生物力学模拟技术已经广泛应用于各种心血管系统的研究，如大血管疾病、动脉粥样硬化、血栓形成等，并有效地揭示了心血管系统疾病的发生发展机制。
3、人工智能技术的应用人工智能技术是当前发展最快的一种技术领域之一，它能够有效地处理大量的数据，并给出快速、准确的分析结果。
在血流动力学研究中，人工智能技术被广泛应用于心脏病的诊断和治疗方案的制定。
比如，人工智能能够通过对大量的心电图数据进行分析，快速准确地识别心律失常等心脏疾病。
二、血流动力学研究的应用血流动力学研究在临床实践中的应用非常广泛。
它不仅能够为心血管疾病的治疗提供科学依据，还能够提高手术治疗的精度和安全性。
1、冠状动脉狭窄检测冠状动脉狭窄是一种心血管疾病中较为常见的一种，通过血流动力学研究，可以检测出冠状动脉狭窄的程度和位置，为临床医生提供诊断参考。
2、心室流出道狭窄治疗心室流出道狭窄是一种心脏结构异常疾病，会对心脏的正常功能产生影响。
通过血流动力学的研究，可以针对狭窄部位进行手术治疗，从而加强心脏的正常功能发挥，减少相关的并发症。
血流动力学监测原理与临床应用护理课件
02
压力监测
流量监测
03 阻抗监测
血流动力学监测的设备与技术
监测设备
监测技术
注意事项
CATALOGUE
血流动力学监测的临床应用
血流动力学监测在重症监护中的应用
监测危重患者的生命体征
指导治疗和用药
通过血流动力学监测，可以实时监测 患者的血压、心率、呼吸等指标，及 时发现异常情况并进行处理。
通过血流动力学监测，可以了解患者 的血流动力学参数，为治疗和用药提 供指导，确保治疗效果。
心血管内科
心血管疾病患者容易出现血流动 力学异常，通过血流动力学监测
可以及时发现并进行处理。
内分泌科
糖尿病等内分泌疾病患者可能会 出现低血压等血流动力学异常情 况，通过血流动力学监测可以及
时发现并进行处理。
神经科
神经系统疾病患者可能会出现脑 血流灌注不足等情况，通过血流 动力学监测可以了解患者的脑血 流状况，为制定治疗方案提供依
CATALOGUE
血流动力学监测的未来发展与展望
新型血流动力学监测技术的研发与应用
无创监测技术
利用生物电、生物磁等原理，开发出无创、无痛、无副作用的血流动力学监测技 术，减少患者痛苦和医疗负担。
实时监测技术
提高监测设备的实时性和准确性，以便及时发现和解决血流动力学异常，降低并 发症和死亡率。
血流动力学监测与其他医学技术的结合应用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
评估患者病情状况
通过血流动力学监测，可以了解患者 的血流动力学状态，评估患者的病情 状况，为制定治疗方案提供依据。
血流动力学监测在手术室的应用
01
监测手术过程中的血流动力学变化
02
评估麻醉效果
血流动力学监测的临床进展及应用
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。
血流动力学监测各项参数与临床应用
血流动力学监测各项参数与临床应用引言血流动力学监测是评估心血管功能的一项重要方法，通过监测各项参数可以获得有关患者血液流动状况和组织灌注的信息。
本文将介绍血流动力学监测常用的几个参数及其在临床应用中的意义。
1. 血压血压是血流动力学监测中最基本的参数之一。
通过测量收缩压和舒张压，可以评估心脏泵出血液的能力以及动脉血管的阻力情况。
血压的监测在临床上广泛应用于评估循环功能和指导治疗，例如判断血液灌注情况，调整血管收缩剂和扩张剂的使用等。
2. 心率心率是血流动力学监测中另一个重要的指标。
心率反映了心脏搏动的频率，可以用来评估心脏的收缩和排血能力。
心率的异常可以提示心脏功能紊乱或疾病存在，临床上常用于判断心律失常和监测心脏康复进展。
3. 中心静脉压(CVP)中心静脉压是反映心脏前负荷的指标，即反映心脏充盈状态的压力。
CVP的监测可以提供关于心脏泵血能力和容量状态的信息。
在临床上，CVP常用于评估循环血量、调整输液和晶体液支持以及监测心脏容量负荷等。
4. 血氧饱和度(SaO2)血氧饱和度是指血液中的氧气与血红蛋白结合的程度。
通过监测SaO2可以评估氧供和氧需之间的平衡情况。
在临床上，SaO2的监测广泛应用于评估氧合功能、判断氧合不足和指导氧疗的使用等。
5. 心排血指数(SVI)心排血指数是指每搏输出量与身体表面积的比值，反映了每分钟心脏泵血量的调节情况。
SVI的监测可以评估心脏泵血能力和判断循环状态。
在临床上，SVI常用于评估心源性休克、监测重症患者的容量负荷和心脏功能状态等。
结论血流动力学监测各项参数的监测在临床上具有重要意义，可以为诊断和治疗提供指导。
血压、心率、CVP、SaO2和SVI是常用的血流动力学监测参数，在临床应用中具有一定的可靠性和有效性。
通过合理的应用这些参数，可以提高对患者循环功能的评估和治疗的指导，以促进患者的康复和病情的改善。
血流动力学监测的原理与临床应用
指脉SpO2监测
3.指脉波是反应交感神经兴奋性的良好指标.如气管插管和切 皮时,指脉波振幅迅速变小,表明存在血管收缩。随着刺激 的结束，波形逐渐恢复。有助于判断麻醉的深浅.
4.指脉波可反映外周灌注和肾灌注.波形宽大,振幅高,表明灌 注良好,反之则差.这点在体外循环中间有明显的表现.
5.指脉波可反映心肌收缩力,其上升支倾斜表明收缩力降低.对 心衰病人的病情判断有一定价值.
Frank和Starling确定了心肌纤维长度和收缩程度之间的 关系： 在不超过生理极限的情况下，舒张期容量越大，或舒张 末期心肌纤维越长，心肌的收缩性越强。
肌原纤维长度的增加（增加到约微米的极限） 继发增加了心肌纤维在收缩时的缩短
当心肌纤维伸展超过微米的长度后，进一步 增加心室充盈不能进一步增加每搏量
• 动脉血氧分压(PaO2) • 经皮脉搏氧饱和度监测SpO2
正常值:96%～100% • 通过SpO2监测,间接了解病人动脉血氧分压
的高低,以便了解组织的情况,有助于及时发 现危重症患者的低氧血症,可以指导临床机 械通气模式和吸氧浓度的调整
指脉SpO2监测
指脉SpO2监测是一项常规监测,除了SpO2数值,反 映末梢氧情况以外,我们还可以得到更多的信息.
5-15mmHg
Swan-Ganz导管可测得的压力图形
Swan-Ganz导管可测得的参数
• 右房压（RAP）：
正常右房平均压力2-6mmHg 超过10mmHg 升高 深吸气时可降至-7 mmHg 深呼气时可升至+8 mmHg 影响因素：血容量
静脉血管张力 右室功能 限制性心包心肌疾病 注：1：a波，2：c波，3：v波
心功能不全的处理
• 强心、正性肌力药：直接改善心泵功能 加强心肌收缩
血流动力学临床应用
7
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血流动力学监测有哪些有创方法？
监测技术 有创压监测 非校正动脉轮廓 分析 监测方法 动、静脉导管 产品型号 -测量指标 中心静脉压， CCO（CCI）、SVV、 SVR（SVRI）， ScVO2，动脉压（监 护） CCO，SVO2，EDV， CVP，PAP，PAWP （监护） 动脉导管，专用动 爱德华维捷流 脉压力传感器 （Vigileo）；爱德 华EV1000；Pulsion 公司PulsioFlex平台 配备ProAQT技术 漂浮导管 爱德华Vigilance II
SVV > 10% PPV > 13% SVV 0-10% PPV 0-13%
∆ SV1
∆ EDV1
24
∆ EDV2
Frank-Starling
EDV
肺水
EVLW – Extravascular Lung water • 床边直接量化肺水肿 • 包括细胞内液，间质液以及肺泡内液 • ELWI is indexed to “Predicted Body Weight” (theoretical body weight)
CFI = CI / GEDI
CI V SV V SV V SV V V SV Low Contractility V SV
High Contractility
SV
Normal Contractility
18
Volume Responders
Target Area
Volume Overload
Preload
•
心肌收缩力
– 全心射血分数 GEF – 心功能指数 CFI – 左室收缩力指数 dPmx
无创血流动力学监测临床应用 -
诊断
治疗措施
病史，症状， CI<2.4或 体征，实验 CI>3.0且
室检查 STR≥0.55
提示呼吸困 难是心源性
考虑心力衰 竭诊断和治
疗措施
ICG血流动力 学检查
CI ≥ 3.0或 CI2.4-2.9且
STR<0.55
提示呼吸困 难是非心源
性的
考虑肺或其 他病因的治
疗措施
ICG主要监测内容及意义
参数
单位
SV
ml
C.O.
L/min
C.I. L/min/m2
SVR DS/cm5
TFC
/kΩ
参考值
60-130 4.5-8.5 2.5-4.0 770-1500 男30-50 女21-37
定义
每次心跳搏动由左心室泵出的血 液总量
每分钟内由左心室所泵出的血液 总量
经过体表面积标准化处理后的心 输出量
无创血流动力学监测仪进行血流动力学监测， 评价心肌收缩力、心脏功能及心脏前负荷／后 负荷，并直观观察到临床用药前后的明显变化 ，指导临床用药，判断效果。在给予强心剂的 同时，根据TFC（前负荷）利尿或补液，根据 SVR（外周血管阻力）给予血管活性药，经过 合理选择适宜的药物治疗，患者在用药后，各 项主要指标均有所改善。
血液在动脉系统内流动所遇到的 阻力，（通常所称后负荷）
主要通过对血管内、肺泡内以及 胸腔内的组织间液检测得出的胸
腔内的电传导率
ICG主要监测内容及意义
参数 名称 单位 参考值
定义
SI
每搏输 出指数
ml/㎡
35-65
经过体表面积标准化处理后的每搏输 出量
SVRI VI ACI
重症医学资质培训-血流动力学监测和应用
压力监测系统有效率的技术局限
频率响应
添加标题
系统的固有谐频率
添加标题
信号衰减
添加标题
快速进退导管所致伪差
添加标题
调零/水平面调整
添加标题
*
以下哪个说法是正确的？
单击此处添加文本具体内容
一个衰减不足的系统会低估收缩压
单击此处添加文本具体内容
一个衰减过度的系统会高估收缩压
单击此处添加文本具体内容
压力传感器位置过低会高估血压
转入ICU后，病情还在……
*
肺水肿：ARDS？心衰？ 感染性休克 肺栓塞 急性心梗
最可能的诊断是什么?
#2022
*
接下来的治疗
因低血压、发热、血白细胞高，CVP低考虑感染性休克 接受液体复苏及NE、dopamine，抗感染治疗 初始治疗后 BP108/60 mmHg，但依赖液体，而气促加重，气道见有少量暗红色血性痰液 您是否考虑给予此病人更多的液体以提高他的CO?
PEEP 5 CCO 3.1 SVO2 62 SVR 670 SVRI 861 EDV 180 EDVI 115 EF 27 PAWP 26 DO2I 426 VO2 I 123 CVP 15
数值升高
低血容量
数值降低
*
容量负荷试验
取等渗盐水250ml于5～10分钟内给予静脉注入。
若血压不变而中心静脉压升高3～5cmH2O，提示心功能不全。
若血压升高而中心静脉压不变，提示血容量不足。
*
容量负荷试验
改良的容量负荷试验的具体步骤包括： 测定并记录CVP基础水平 根据患者情况，10分钟内快速静脉滴注生理盐水50～200ml 观察患者症状、体征的改变 观察 CVP改变的幅度
血流动力学监测临床应用(1)
首都医科大学教学医院 北京市门头沟区医院 急诊科 2021.3.31
目录
CONTENTS
1 1基本概念 2 2临床意义 3 3仪器操作
目录
CONTENTS
1 1基本概念 2 2临床意义 3 3仪器操作
维系心脏功能运行两大系统
传导系统
机械做功系统
窦房结 房室结 右束支
CO (L/min) CI (L/min-m2) SV (ml/beat)
无创血流 5.3 3.3 55.2
PICCO 5.26 3.72 59.2
无创血流 5.4 2.8 46.4
PICCO 5.5 3.17 49
无创血流 7.6 3.9 75.9
PICCO 7.6 3.97 72.4
数据来源：山东大学齐鲁医院
小结
现代医学治疗与护理的趋势是精准与无创， 护理人员工作范畴早已突破了传统的打针， 发药。让科学为护理所用。能用痛苦最小 的方法，精准的并且是动态性的为患者的 现有的或者是潜在的健康问题进行各种的 护理评估，为治疗打下坚实的基础也是护 理工作重要组成部分之一，更是我们护理 人员所追求的目标与努力的方向。
电极粘贴注意事项
颈根中点与耳垂的连线，两边注意对称，避开 气管，电极大头方向贴在颈根部（颈部和肩部 相交处）。
黏贴处的皮肤要干净、不要有皱褶、疤痕或皮 疹等。可用酒精、生理盐水清洗，然后用专用 皮肤打磨贴擦拭皮肤。
电极不允许直接接触其他电子传导物质。
剑突横线与腋中线交点垂直往下黏贴，注意大头 向心，两边对称。这对电极的位置如果贴的高或 低了，对数据影响较大。
慎用人群
1、严重患有肺气肿的病人。 2、病人体重(成年病例)低于30kg或超过155kg。病人身高(成年病例)低于 120cm或超过230cm。 3、近期胸腔伤口未闭合的患者。 4、6岁以下未成年人（CSM3100胸阻抗法血流动力学检测系统没有设计儿童 的检测，因而，对儿童病例仅考虑相关测量，一般来说，测量只是参照处理）。 5、严重高血压(MAP>130mmHg)。心率高达250bpm的心动过速。
血流动力学监测在临床麻醉中的应用ppt课件
肌原纤维长度的增加（增加到约2.2微米的极限） 继发增加了心肌纤维在收缩时的缩短 当心肌纤维伸展超过2.2微米的长度后，进一步 增加心室充盈不能进一步增加每搏量
方法
• • • • 插管途径：颈内静脉、肘前静脉、股静脉 操作技术： 位置判断：根据导管深度及压力变化 注意事项：水平、位置、呼吸、维护
正常的植入压力和波形
置入导管的距离标志
位置：
距上腔静脉/右房交界的距离 距肺动脉的距离
颈内静脉 锁骨下静脉
15 – 20 cm 10 – 15 cm
45 – 55cm 40 – 50cm
各房室及肺动脉压正常值
毫米汞柱
右房压 右室压 肺动脉压 收缩压 舒张压 平均压 肺毛嵌入压 左房压 左室压 收缩压 舒张压 5~8 （平均压） 17~32（收缩压） 1~7 （舒张压） 17~32 4~13 9~19 4.5~13 8~12 （平均压） 90~140 5~12
平均值
6 25 4 25 9 15 9 7.9 130 8.7
右室前负荷：舒张末容积 （RVEDV） 舒张末压 （RVEDP） 一般以CVP/RAP表示 正常CVP/RAP；6 – 8 mmHg 左室前负荷：舒张末容积 （LVEDV） 舒张末压 （LVEDP） 一般以PCWP/LAP表示 正常PCWP/RAP；6 – 12 mmHg
Frank-Starling定律
血流动力稳定的维持
呼吸的支持： 内环境的稳定：
循环的支持：
气道的维持 呼吸的支持 组织氧合 酸碱平衡 水、电解质平衡 正常的前负荷 合理的后负荷 正常的心肌收缩力
无创血流动力学监测的原理与临床应用
无创血流动力学监测的原理与临床应用
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麻醉基本监测标准
1、任何麻醉情况下（全身麻醉、局部麻醉及 监测麻醉处理）必须一直有合格麻醉医师在 场。
2.全部麻醉中，病人氧合、通气、循环和体温 均应常规连续监测。
无创血流动力学监测的原理与临床应用
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麻醉基本监测标准
无创血流动力学监测的原理与临床应用
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二氧化碳复吸入法
无创血流动力学监测的原理与临床应用
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原理
是利用二氧化碳弥散能力强特点作为指示剂， 依据Fick原理来测定心排血量。基本公式为: Q ＝VCO2/(CVCO2-CaCO2)。
测量方法－－平衡法
指数法
单次或屡次法
三次呼吸法
部分重吸入法等
当前已经有整机供给市场
无创血流动力学监测的原理与临床应用
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RBCO原理
基本过程为受检者重吸入上次呼出部分气体（成人 100～200ml）, 考虑到吸入二氧化碳量较少, 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。
经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。
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心电图
存在心电图信号并不确保有心肌收缩或血液 流动。
电极放置－－抗干扰 三导联/五导联适应证 监测模式－－II导联最惯用, 易于监测p波 诊疗模式－－滤过干扰少, 评定ST段改变
无创血流动力学监测的原理与临床应用
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血压（无创动脉压）
无创血流动力学监测的原理与临床应用
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临床意义
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无创血流动力学监测的原理与临床应用
血流动力学监测的临床应用及意义
血流动力学监测的临床应用及意义赤峰学院第一附属医院麻醉科崔巍所谓血流动力学，就是血液在心血管系统内流动的力学，主要是研究血压、血流阻力、血流量与血流速度，以及它们之间的相互关系。
随着临床监测技术的不断进步，血流动力学监测已成为抢救心脏病及危重病人不可缺少的监测指标，通过血流动力学监测，可以对病人病情、疗效和预后作出迅速、准确的判断。
用于指导治疗过程达到满意效果。
一．循环系统功能循环系统是由心脏、血管系统、血容量组成，其功能是为组织灌流，提供能量移走代谢产物。
这三者在循环系统中各自发挥作用，又相互影响，相互协调、代偿，共同完成组织灌流任务，这三者中一个或两个出现功能异常，另外两个或一个则不能有效代偿，引起循环衰竭。
心脏在循环系统中起着至关重要的作用，它能自动、有节律地收缩，把血液不停地输送到主动脉及肺动脉以至全身。
但心脏功能又有赖于心肌、瓣膜和传导系统功能的正常，也与血容量的质和量、血管系统的舒缩功能、神经—内分泌系统调节密切相关。
循环系统功能包括心功能，心功能有别与循环功能。
血容量不足或血管功能异常（过敏性休克）发生的循环衰竭，心功能可完全正常。
二．血流动力学监测指标的生理基础及临床意义心脏是循环的动力，在血液循环过程中，起到一种“泵”的作用，临床工作常以心输出量表示（CO）。
影响心输出量的因素有：前负荷、后负荷、心肌收缩力、心率。
CO=SV×HS（SV为每搏心输出量，HS为心率）正常时心输出量（CO）为4～8L/min。
心肌功能损害后，由于每搏心输出量（SV）下降，心输出量（CO）也降低。
一定范围内心率（HR）增加可代偿CO的降低，但如果HR过快，回心血量较少，心室得不到有效充盈，可使CO更加下降。
（一）前负荷是指心脏舒张末期回流到左或右心室内的血容量。
换句话说，就是指心室舒张末期心肌纤维的长度，取决于心室舒张末期容量（LVEDV）和心室舒张末压力（LVEDP）。
因此，流入心室的血容量（LVEDV）越大，心肌收缩力越强，心输出量（CO）越高；但当心肌纤维被过度拉伸（如扩张性心肌病，长期高血压，体外循环后过渡充盈），其收缩力反而下降，当前负荷过高，超过一定范围，心肌收缩力下降，每搏心输出量（SV）下降，CO下降。
血流动力学
血流动力学血流动力学是研究血液在心血管系统中流动规律及其影响因素的学科。
血流动力学的研究对于心脑血管疾病的预防及治疗具有重要的临床意义。
本文将介绍血流动力学的基本原理及其在临床中的应用。
一、血流动力学的基本原理1. 流量流量是指单位时间内通过截面的液体或气体的体积。
在心血管系统中，流量可用以下公式计算：Q = πr^2v其中，Q为流量，r为截面半径，v为流速。
这个公式表明，在相同截面半径和流速的情况下，流量与截面半径的平方成正比。
2. 压力压力是指物体的单位面积上承受的力。
在心血管系统中，压力可用以下公式计算：P = F/A其中，P为压力，F为作用在单位面积上的力，A为面积。
这个公式表明，在相同力作用面积下，压力与作用力成正比。
3. 流速流速是指液体或气体通过单位时间内通过截面的距离。
在心血管系统中，流速可用以下公式计算：v = Q/πr^2其中，v为流速，Q为流量，r为截面半径。
这个公式表明，在相同流量和截面半径的情况下，流速与流量的倒数成正比。
4. 阻力阻力是指液体或气体流动时所受到的阻碍。
在心血管系统中，阻力由血管阻力和粘滞力组成。
血管阻力与血管截面积成反比，而粘滞力与流速成正比。
这个公式表明，在相同截面积和速度的情况下，阻力与粘滞度成正比，与血管截面积成反比。
二、血流动力学在临床中的应用1. 血压监测血压监测是临床中最常见的应用血流动力学的方法之一。
通过手臂上的袖带给动脉施加压力，可以测量收缩压和舒张压，从而得到患者的血压值。
血压值是评估心脏健康的重要指标，高血压是心脑血管疾病的重要危险因素之一。
2. 血流速度测量超声多普勒技术是一种常见的测量血流速度的方法。
通过超声波的反射，可以测量血流速度和流量，从而了解血管狭窄或堵塞的情况。
这种技术广泛应用于心脑血管疾病的诊断和治疗中。
3. 血液的流态特征血液流态的特征对于血管健康具有重要的影响。
例如，血液的流动速度较高时，容易导致血管壁的损伤和动脉粥样硬化的发生。
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技术路线
• 一、血流动力学模型 • 1 控制方程假定血液是层流且为粘性的，不可压缩的牛顿 流体。一般 情况下的流体力学控制方程包括连续方程、动量方程和能量方程。本 研究不考虑能量的传递，例如热量 的传递等，因此不考虑能量方程。 同时假设重力不计，控制流动的基本方程是不可压缩Navier--Stokes 方程来控制 • 2.边界条件 将动脉瘤壁设定为刚性，因此忽略了动脉瘤壁弹性和厚度 对血流动力学结果的影响。血流和管壁之间没有滑动和穿透。 • 3.数值计算 NS方程组采用守恒形式的有限体积法来离散，时间采用 隐格式，网格单元为四面体型网格。在每个网格节点周围构造控制体 ，通量通过位于两个控制体界面上的结合点来计算 。
壁剪切力与动脉瘤复发
• 吴永发，黄清海*等也在研究中发现栓塞后在残留瘤颈部 位的血流方式改变、WSS和血流速度在治愈和复发组间 存在显著差 异。在复发组，瘤颈部位具有高壁面切应力 区域，4例壁面切应力高于局部；而且高WSS的区域与动 脉瘤复发的区域完全一致。
• 高WSS与动脉瘤发生有关，而极低WSS与动脉瘤破裂有 关---基于计算流体力学技术的个体化颅内动脉瘤三维刚性 血流动力学模型。
简介
• 由于技术手段的限制，目前无法对颅内动脉瘤患者实施 血流动力学参数的在体检测。因此，应用(computational fluid dynamics，CFD)建立颅内动脉瘤的三维实体动力学 分析模型，分析瘤内血流运动模式及血流--瘤壁相互作用 机制成为可靠的技术手段。
简介
• 目前研究多应用计算流体力学(computational fluid dynami cs，CFD)来模拟进而获得动脉瘤内血液动力学的信息， 以便更好的理解实际体内动脉瘤的血流动力学机理。 • 其中动脉瘤内部的流速、压力、壁面剪切力等流体力学参 数对动脉瘤病理生理机制非常重要，利用流利力学有限元 分析方法能在体外对动脉瘤内部的血流情况进行数值模拟 ，观测瘤体内部血流动力过程。
壁面总压力
术前
术后
4.手术前后模型非稳态数值模拟结 果
壁面剪切力
术前
术后
4.手术前后模型非稳态数值模拟结 果
血流流线图
术前
术后
• 血流冲击力：可造成被冲击区域压力的增高，当血流的速 度降低时，血液的机械运动能力转化为压力，在血流场中 ，称作动压力 (dynamic pressure)。在血流冲击瘤壁或者 动脉壁时血流改变方向 ，速度立刻随之降低，这样大部 分动压力转化为静压力，结果导致被冲击区域局部压力的 增高，动脉瘤内复杂的速度分布可导致动脉瘤内压力增高 *。
壁剪切力(WSS)与动脉瘤破裂
• 国外研究*表明，动脉瘤破裂出血则与低WSS有关，动脉 瘤生长后由于瘤顶部位的剪切应力不足，直接导致血管内 • 皮细胞出现形变，瘤壁的内皮细胞间隙逐渐加大，导致血 液中的有害物质不断侵入，影响内皮细胞的更新，最终使 内皮细胞的屏障功能丧失，瘤壁发生退行性变并且薄弱， 从而导致动脉瘤破裂风险增加*。
颅内动脉瘤中血流动力学研究
简介
• 血流动力学在动脉瘤的病理形成和瘤内血栓生成方面起重 要作用，虽然在基础实验和临床上都进行了相关的研究， 尤其是体外实验已经进行了详细的血流动力学各项参数的 模拟，但是这些研究多是基于理想化的动脉瘤模型或者实 验动物动脉瘤模型，对于具体的临床病人价值不高，因此 针对临床病人颅内动脉瘤进行的血流动力学个体化研究更 有意义。
简介
• 血流动力学研究中几个关键的概念： • 1、血流冲击力：其来自于血流的惯性力，垂直作用于血 管壁。 • 2、壁剪切力（wall shear stress，WSS）：WSS是血液流动时 血流对血管壁的切向作用力，其作用方向平行于血管壁， 大小与血流速度有关，血流速度越快，血流速度梯度越大 ，血流产生的WSS也就越大
技术路线
• 二、动脉瘤三维实体重建模型 • 建模环境：在微机的Windows平台下建立脑动脉瘤的三维有限元几何 模型。 • 1.原始数据采集：进行DSA造影，3D旋转取得血管影像，剪切无关血 管，保留载瘤动脉和动脉瘤，将动脉瘤横断图切片以图片格式输出。 • 2.将图片进行图像处理，使Ｍimics的横断图窗、纵切图窗、轴位图窗 的血管影像能清晰完整显示，进行三维重建。再对重建后的影像进行 平滑处理。将三维模型导出为格式文件。 • 3.划分网格：将上一步生成的格式文件导入ICEM CFD，用Block分块 ，并用O-Block法划分三维结构网格。 • 4.医学3D图像生成及编辑处理软件Mimics，有限元分析软件ANSYS 进行数据建模。
壁剪切力(WSS)与动脉瘤破裂
• 目前，大多数对于未破裂和破裂动脉瘤的研究发现，破裂动脉瘤平均 瘤体WSS低于未破裂动脉瘤，因而推测低WSS促进动脉瘤的破裂*。 • 国内黄清海*等研究发现，处于即将破裂状态的动脉瘤平均瘤体WSS 比破裂组动脉瘤更低，正是这种低WSS的存在可能导致了动脉瘤的破 裂，而动脉瘤破裂后，动脉瘤形态改变，产生了对瘤体WSS的影响， 导致WSS数值较破裂前状态升高。
壁剪切力(WSS)与动脉瘤的发生
• 多认为高WSS是动脉瘤发生和发展的主要因素，最大剪 切力发生处的组织比其他地方更容易受损，往往成为动脉 瘤新的生长点。
•
Tanoue T, Tateshima S, Villablanca JP, et al. Wall shear stress distribution inside growing cerebral aneurysm. AJNR Am J Neuroradiol, 2011, 32: 1732-1737.
• •
Jeong W, Rhee K. Hemodynamics of cerebral aneurysms: computational analyses of aneurysm progress and treatment. Comput Math Methods Med, 2012, 2012:782801. Frösen J, Tulamo R, Paetau A, et al. Saccular intracranial aneurysm: pathology and mechanisms. Acta Neuropathologica, 2012, 123: 773-786.
不同注射速度壁面剪切力比较
建模结果以及数据化分析
（3）血流流线图
不同注射速度血流流线图比较
4.非稳态数值模拟结果
进口条件
4.非稳态数值模拟结果
(1)壁面总压力
t1
t2
t3
4.非稳态数值模拟结果
(2)壁面剪切力
t1
t2
t3
4.非稳态数值模拟结果
（3）血流线图
t1
t2
t3
4.手术前后模型数值模拟结果
壁剪切力(WSS)
• 壁剪切力（wall shear stress，WSS）：是粘性的血流通 过固体表面形成的动态摩擦力。血管内皮细胞会通过释放 血管舒张因子和收缩因子来调节局部血管张力，它对于震 荡的剪切力较为敏感，与直接的机械压力相比，这种震荡 的剪切力通过刺激各种内皮细胞的功能而产生很强的生物 学效应．增加的WSS可以刺激内皮细胞分泌一氧化氮． 一氧化氮是一种强的血管扩张因子，也是一种血管壁退化 的潜在因子．因此局部WSS的增加会导致局部血管壁的 扩张和退化口，进而形成动脉瘤或者导致动脉瘤的生长。
建模结果以及数据化分析
1.MIMICS重建颅内动脉瘤模型与DSA工作站重建模型对比
MIMICS重建模型
DSA工作站重建模型
建模结果以及数据化分析
2 面网格模型与体网格模型网格模型
面网格模型
体网格模型
建模结果以及数据化分析
(1)壁面总压力
不同注射速度壁面总压力 比较
建模结果以及数据化分析
(2)壁面剪切力
•
•
Meng H, Tutino VM, Xiang J, et al. High WSS or Low WSS? Complex Interactions of Hemodynamics with Intracranial Aneurysm Initiation, Growth, and Rupture: Toward a Unifying Hypothesis. AJNR Am J Neuroradiol, 2013. Tanoue T, Tateshima S, Villablanca JP, et al. Wall shear stress distribution inside growing cerebral aneurysm. AJNR Am J Neuroradiol, 2011, 32: 1732-1737.
*Goubergrits L, Schall J,Kertzscher U,et al.Statistical wall shear stress maps of ruptured and unruptured middle cerebral artery aneurysms [J]. J R Soc Interface, 2012,9:677-688. *Jou LD,Lee DH,Morsi H,et al.Wall shear stress on ruptured and unruptured intracranial aneurysms at the internal carotid artery [J]. AJNR Am J Neuroradiol,2008,29:1761-1767. *黄清海，刘建民，等。破裂前期后交通动脉动脉瘤的形态学及血流动力学分析[J]. 中华神经外科杂志2014,30,4:364367.
•
*Shojima M, Oshima M,Takagi K,et al. Role of the blood stream impacting force and the local pressure elevation in the rupture of cerebral aneurysms [J]. Stroke,2005,36:1933-1938.