心输出量

心输出量(CO)是反映心脏功能的重要参数之一.对于存在大出血可能的手术、血管手术及伴有心室功能降低和瓣膜病变的患者,准确测定心输出量及相关的血流动力学指标有利于及时反映心血管系统状态并指导治疗.肺动脉插管监测技术在1970年引入临床后,外科医生和麻醉医生可为那些高死亡风险的患者实施外科手术和临床麻醉.肺动脉漂浮导管以热稀释法测定心输出量是临床判断心功能最准确的方法,但由于费用昂贵,操作复杂并可引起一些严重并发症,限制了它的广泛应用.多年来人们一直在探索研究无创心输出量监测方法,近年来随着计算机软件的进一步发展,生物阻抗、多普勒超声、部分二氧化碳重复吸入等无(微)创心输出量测定法再次引起人们的关注.

临床床边患者心输出量检测技术原理分析及进展(摘)

2009年07月27日星期一 09:32 P.M.

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随着危重医学学科的发展，作为血流动力学重要指标的心输出量（CO），目前临床监测越来越多，特别是对危重患者的抢救起到重要作用。各种方式的检测技术也逐步成熟，就相关技术原理，检测方法和进展本文进行了综合分析和阐述。

1 检测方法分类和进展

1．1 分类

心输出量（CO）也称心排量，目前有多种检测方法和操作形式，从临床操作上可分为有创，无创和微创三种。从检测技术上分为热稀释法，多普勒超声学检测，核素心血池显像，胸腔阻抗法，Fick法，染色剂稀释法，部分重复呼吸法。检测方法上还可以分为直接、间接、连续和非连续测量，各种方法以下进行介绍和分析。

有创检测同样有连续和非连续监测二种，通过Swan-Ganz导管的热稀释法，Fick 法和染色剂稀释法属于有创方法；微创检测形式有经食道多普勒超声学检测和不通过Swan-Ganz导管的热稀释法；无创检测核素心血池显像，胸腔阻抗法和部分重复呼吸法。

1．2 进展

测量心输出量的动脉脉搏轮廓法最初是由Otto Frank在1899年提出。此后，建立了各种推算每次心脏搏动时射出血量的血压轮廓公式。其中测量心排量的"金标准"是根据Adolph Fick在19世纪70年代提出的理论发展起来的，Fick认为，某个器官对一种物质的摄取或释放是流经这个器官的血流量和动静脉血中这种物质的差值的乘积。尽管Fick法是“金标准”，但这种方法有很多缺陷。在测量过程中病人必须处于生理学稳定状态，而多数需要心排量测量的患者是危重病人，也就是"不稳定状态"。同时要控制吸入氧浓度，监测呼出氧浓度和动脉血采样。对严重低心排病人，Fick法较准确，但因为其技术要求高，所以临床上很少使用。

染色剂或指示剂稀释法，其理论是19世纪90年代Stewart提出，并由Hamilton 完善。该方法在高心排状态更为准确，但需要较复杂的装备，故在临床也不常用。

20世纪50年代Fegler提出了热稀释法测量心排量。直到70年代，Swan和Ganz 医生用一根特殊的热敏肺动脉导管证实了这种方法的可靠性和可重复性。从那时开始，使用热稀释法测量被国际公认为心输出量的"金标准"，但属于有创性检查，专业型要求较强，不能长期连续监测，因而目前促使多种其他检测方法的出现。另外热稀释法的检测形式从传统的漂浮导管经右心房进入肺动脉，进而出现不需要打注射液的自动定时加温连续检测心排量和不用漂浮导管的通过中心静脉压导管远端打注射液动脉热稀释导管监测温度和压力的连续心排量检测，这些原理都是用得到一条与指示剂-时间曲线相似的时间-温度曲线的热稀释法。

多普勒超声学检测心动图来反映心脏血流动力学已经用于临床近25年，作为心脏学科超声评价心功能（包括心输出量）使用较为普遍。主要是通过经胸壁多普勒检测，属于无创性的实时动态检查，该方法会受到技术水平、操作手法等许多因素的影响，特别是难以用于危重患者的持续监护。所以经食道超声心动图（TEE）的提出为心脏超声检查开辟了一个新的渠道，TEE是由1971开始应用观察主动脉内的多普勒效应，探测血流速度，进而用于心功能，包括心排量的测量，比较经胸壁多普勒超声检测图像质量好，用于术中和经胸困难的危重患者较好，应该归属于微创监测，给患者带来有一定痛苦。目前常规检查经胸壁多普勒检测较为普遍，经食道超声检查逐步增多，但作为危重患者心输出量的连续检测使用不多，术中监测较为困难。准确性方面近年使用三维心动图对心脏腔室三维重建，计算每搏动容积大小的变化，加上心率数据计算心输出量，明显比二维超声更优越。

近二年来利用连续多普勒超声波技术的方法，设计床边的无创心排量检测仪也应运而生，这种专用便携式仪器从操作方便性、不受地点限制性和没有耗材成本等方面体现出其优势。

胸腔阻抗法血流动力学检测技术20世纪60年代由美国太空总署提出用于宇航生理研究，至90年代末监测技术有了较大的突破，特别是计算方法和方程上有了改进，结合计算机数字化的技术处理，在稳定性、准确性和重复性方面有了一定的提高。经过大量患者对比研究与热稀释法比较相关性为0．87-0．91。1996

年美国FDA开始批准三家公司的阻抗法监护仪产品进入临床，目前国内外应用发展较迅速。

核素心血池显像（SPECT）心脏功能检查此包括心放射图法，心脏核听诊器检查法，门电路r照像检查法等。心放射图法是核素检查心脏功能的简便方法，使用一般功能仪即可描记出心放射图，通过图形分析计算可得出心排出量与每搏排出量。该方法属于现代核医学，有60多年历史，1993年开始出现核心脏病学。随着计算机技术的发展，特别是SPECT和PET设备出现后，通过门控技术在进行心肌灌注显像的同时可以得到心肌供血和心功能两方面的信息，用于心排量监测结果准确、客观、重复性较好。但设备昂贵，不能连续监测，限制了用于病房临床的使用。

部分重复呼吸法是在Fick方程的基础上使用CO2作为指标，衍生出不同的Fick

方程计算心输出量，属于无创监测。此类设备主要用于呼吸气体和呼吸动力学检测，传感器在患者插管接管与呼吸机Y型接头之间，是近年结合呼吸动力学监测进行间接的测量计算方法。

另外在有创连续心排量监测方面目前国内只有两家，美国Edwards和雅培公司，采用CO-Set＋密闭注液系统和心排监测主机进行危重患者的CCO持续心排量测定。随着危重医学学科的发展，通过持续心排量测定对心脏功能作出完整的评估，在临床应用也会逐步增多。

2 临床危重患者常用心排检测技术特点及原理

作为临床患者的血流动力学检测，特别是危重患者的心输出量的床边监测，目前临床主要应用于ICU/CCU、麻醉手术科、心内科、急诊科和透析室等，常用于床边监护的设备有各种床边监护仪中配置的通过Swan-Ganz导管的心输出监测模块或插件，专用导管断续和连续心排监测仪，这三种都属于有创或微创的热稀释法。还有胸阻抗法无创血流动力监护仪、部分重复呼吸法的无创心肺功能监测仪和无创便携式床边连续多普勒心排量检测仪，以下就这些不同方法的心排检测技术和基本原理进行分析比较。

2．1 热稀释法

该方法也称作温度稀释法，测量原理是由锁骨下静脉插入漂浮导管，进入右心房、右心室到肺动脉。导管前端有温度传感器，经导管向右心房注入一定量的冷生理盐水或5％葡萄糖水，血液和生理盐水或葡萄糖水混合后发生温度变化，分别测量出指示剂在右心房和肺动脉的温差和传导时间，得到心排血量计算描记－时间温度曲线的面积，从而计算心排血量及其他血液动力学指标。

连续心排量监测的热稀释法，Pulsion公司的PiCCO plus系统是使用中心静脉导管和专用的动脉热稀释导管，不用肺动脉导管，利用改进的动脉脉搏轮廓分析法推算CO，脉搏轮廓心输出量（PCCO）通过经肺热稀释测量方法进行校正。而Edwards公司是使用专用导管和冰水或室温CO-Set+注射系统进行连续热稀释法测量，在线温度探头直接位于注射液体通路中。

2．2 胸阻抗法

工作原理是通过胸腔电生物阻抗（TEB），对每一心动周期中胸部电阻抗的变化监测测定血液动力学，评价心血管功能和计算心排量。具体地说，用来测量电信号通过胸部传导时的阻力或阻抗。电信号通过胸部传导时寻找阻力最小的路径。血液是具有导电性的，因胸部的血液主要集中在主动脉，所以大多数电信号沿着主动脉传导。每次心脏搏动，主动脉的血容量和血流速度都会变化，导致电信号传导的阻抗或阻力相应的变化，这些随时间变化的阻抗用来计算每次心脏搏动的泵血量（即搏出量），仪器设备通过电极进行生物电变化的监测和软件分析结果。