PICCO原理

PiCCO 血流動力學(xué)監(jiān)測的原理,復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院急診科 顧國嶸,PiCCO的歷史,1870年 Adolph Fick 氧耗量測定心排血量法質(zhì)量守恒定律 某特定物質(zhì)在系統(tǒng)末端流出的量等于該物質(zhì)流入端的量跟 系統(tǒng)流入端與流出端之間減少或增加的量之和。,PiCCO的歷史,1897 Stewart首先將人造指示劑直接 注入血流，然后在其下游測定其平均濃 度和平均傳輸時間， 計算出心排血量。 CO 60 I /T 為指示劑平均濃度，T為曲線總間期，I為指示劑注入量，60為秒數(shù)1947 Hamilton 改良推廣了著名的 Stewart-Hamilton指示劑測CO計算公式,PiCCO的歷史,1954 Fegler 提出溫度稀釋測CO公式 CO(L/min)=VI(TbTi)DiSi/ADbSb60/1000 Vi為注入劑容量 Tb、Ti為血溫和指示劑溫度 Di、Db為注入液和血的密度 Si、Sb為注入液和血的比熱 A為稀釋曲線下的面積，A 應(yīng)該用積分法計算。5%糖液與血的比熱密度為1.08,Hamilton和對數(shù)濃度-時間曲線,指示劑再循環(huán)半對數(shù)紙上繪制濃度-時間曲線， 然后在降支順勢劃一條線，這樣 就為指示劑濃度的準(zhǔn)確地消散， 并理解為單一指數(shù)闡明了原理。,1947 Stewart-Hamilton 公式,Tb:注射冰鹽水前血液溫度Ti: 注射的冰鹽水溫度Vi:注射的冰鹽水容量Tb*dt:熱稀釋曲線下面積K:校正常數(shù)，由血液和冰鹽水的比重與 比熱容組成,C.O.=,MTt：平均傳輸時間（一半指示劑通過的時間）DSt：指數(shù)下降時間,Swan-Ganz導(dǎo)管,1970 UCLA的Swan和Ganz1972 應(yīng)用于臨床,Swan HJC and Ganz W. Catheterization of the heart in man with use of a flow-directed balloon-tipped catheter. N Eng J Med 1970 ; 283 : 447,Swan-Ganz導(dǎo)管,氣囊破裂導(dǎo)管打結(jié)導(dǎo)管嵌入引起肺梗塞血栓栓塞出血、感染心律失常觸電,Swan-Ganz導(dǎo)管,壓力不能代表容量沒有評估后負(fù)荷右心功能不能完全代表左心功能嚴(yán)重并發(fā)癥導(dǎo)致了更高的死亡率(死亡導(dǎo)管)延長入住ICU時間,PICCO原理,1951年，Newman EV提出如下機(jī)理: (1)平均傳輸時間（MTT）取決于時間、 熱傳導(dǎo)率、熱負(fù)載量和血管面積（2）作為具有指示劑完全混合和恒定 液體流速的單一混合腔室，其稀釋曲 線隨著時間呈指數(shù)形式衰減（衰變）。（3）作為若干個不同的串聯(lián)混合腔室， 雖然流率相同，但混合的容量不同， 其稀釋曲線衰減（衰變）狀態(tài)，取決 于最大腔室。,PICCO原理,1966 Pearse1980 床旁單指示劑的肺水測定,ITTV = MTtTDa COTDa,PICCO樣機(jī)面世,1995 相對微創(chuàng) 直接測量容量 全心CI心血管狀況如何？ 心輸出量（CO）前負(fù)荷如何？ 全心舒張末期容積 (GEDV)擴(kuò)容治療會增加CI嗎？ 每搏量變異 (SVV)心臟收縮功能如何？ 左室最大收縮力指數(shù)(dpmax) 全心射血分?jǐn)?shù) (GEF)是否出現(xiàn)了肺水腫？ 血管外肺水（EVLW）,Tb,注射,t,PICCO測量CO： Stewart-Hamilton公式,Tb = 血液溫度Ti = 注射液溫度Vi = 注射液容積 Tb . dt = 熱稀釋曲線下面積K = 校正系數(shù)，與體重、血溫和注射液溫度相關(guān),CO 計算：通過熱稀釋曲線下面積,在中心靜脈注射指示劑后，PiCCO動脈導(dǎo)管尖端的熱敏電阻測量溫度的變化,MTt: 平均傳輸時間（Mean Transit time ） 大約一半指示劑通過動脈測量點的時間,DSt: 下降時間（Down Slope time） 熱稀釋曲線的指數(shù)下降時間,ln Tb,注射,再循環(huán)影響,MTt,t,e,-1,DSt,Tb,PICCO直接測量- ITTV,PTV,ITTV = MTt CO = GEDV + PBV + EVLW,PTV = DSt CO,PICCO間接測量 GEDV,PICCO間接測量并校正ITBV,57例ICU病人GEDV和ITBV的構(gòu)成回歸分析，ITBV=（1.25GEDV28.4ml）(Sakka et al; Intensive Care Med 26: 180-187,2000) GEDV = ITTV - PTVGEDV = CO * (MTt-DSt) ITBV = 1.25 * GEDVITBV = 1.25 * CO * (MTt-DSt),PICCO間接測量并校正EVLW,209例危重全部首先測定的溫度-染料稀釋與單一溫度稀釋法血管外肺水的構(gòu)成回歸分析。EVLWST 0.83 EVLW TD 133.9ml（或1.6ml/kg）r = 0.96 P0.0001 (Sakka et al; Intensive Care Med 26: 180-187,2000)EVLW = ITTV ITBVEVLW = CO * MTt - 1.25 * CO * (MTt-DSt),PICCO的容量指標(biāo),PBV肺血容量,靜水壓肺水腫,滲透性肺水腫,PVPI *=,PBV,EVLW*,正常,升高,升高,PVPI* =,PBV,EVLW*,升高,升高,正常,PVPI* =,PBV,EVLW*,正常,正常,正常,PBV,EVLW*,PBV,EVLW*,PBV,EVLW*,正常肺,EVLW血管外肺水,* not available in the USA (p 63),間接測量判斷肺水腫的種類PVPI,肺水,3次熱稀釋校準(zhǔn),經(jīng)熱稀釋方法得到的非連續(xù)性參數(shù) 心輸出量CO 全心舒張末期容積 GEDV 胸腔內(nèi)血容量 ITBV 血管外肺水EVLW* 肺血管通透性指數(shù) PVPI* 心功能指數(shù) CFI 全心射血分?jǐn)?shù) GEF,動脈輪廓分析法得到的連續(xù)性參數(shù) 連續(xù)心輸出量 PCCO 動脈壓 AP 心率 HR 每搏量 SV 每搏量變異 SVV 脈壓變異 PPV 系統(tǒng)血管阻力 SVR 左心室收縮力指數(shù) dPmax*,血液動力學(xué)和容量進(jìn)行監(jiān)護(hù)管理,非實時！,實時！,PICCO的實時參數(shù)和非實時參數(shù),正常動脈波形的構(gòu)成,收縮相(a)：心室收縮期左室快速射血，主動脈瓣開放，形成動脈壓波形的上升支、峰值和下降支的前部 ； 最高點為收縮壓舒張相(b）：血流從主動脈到周圍動脈，壓力波下降，主動脈瓣關(guān)閉，直至下一次收縮開始，波形下降至基線為 舒張相； 最低點為舒張壓 重搏切跡反映了主動脈瓣關(guān)閉。曲線下面積反映了流經(jīng)血管的血流量。,計算dP/dmax粗略反映心肌收縮性,不同部位的動脈壓差,仰臥時，從主動脈到遠(yuǎn)心端的周圍動脈，收縮壓依次升高，而舒張壓逐漸降低。 原因：越是遠(yuǎn)端的動脈, 壓力脈沖到達(dá)越遲 上升支越陡 ，收縮壓越高 舒張壓越低 重搏切跡變得滯后和平滑。股動脈收縮壓較橈動脈高1020mmHg，而舒張壓低1520mmHg；較無創(chuàng)血壓高520mmHg,1899Frank系統(tǒng)循環(huán)模型中,闡述了動脈壓力波形計算CO的概念,PiCCO脈搏輪廓分析歷史,脈搏輪廓分析歷史,1983Wesseling提出心搏量同主動脈壓力曲線的收縮面積成正比，對壓力依賴于順應(yīng)性及其系統(tǒng)阻力,并做了壓力、心率、年齡等影響因素校正。VS AS / Z （VS為每搏出量，AS為主動脈壓力波收縮面積，Z為系統(tǒng)血管阻力）,PICCO脈搏輪廓分析原理,29,通過對分析每一次心臟跳動（beat by beat）時的動脈壓力波型，得到連續(xù)的參數(shù),校正,熱稀釋法測量得到CO,測量血壓 (P(t), MAP, CVP),經(jīng)過經(jīng)肺熱稀釋校正后，可以測量每一次心臟跳動的每搏量（SV）,PICCO脈搏輪廓分析原理,CCO法為了做到心排血量的連續(xù)校正,需要用溫度稀釋心排血量來確定一個校正系數(shù)(cal),還要計算心率(HR), 以及壓力曲線收縮部分下的面積(P(t)/SVR)與主動脈順應(yīng)性C(p)和壓力曲線波形(以壓力變化速率(dp/dt)來表示)的積分值.,30,t s,P mm Hg,壓力曲線下面積,壓力曲線型狀,動脈順應(yīng)性,心率,病人相關(guān)的校正因子（通過熱稀釋法得到）,呼吸周期中血壓的波動,Intrathoracic pressureVenous return to left and right ventricleLeft ventricular preloadLeft ventricular stroke volumeSystolic arterial blood pressure,Intrathoracic pressureSqueezing “ of the pulmonary bloodLeft ventricular preloadLeft ventricular stoke volumeSystolic arterial blood pressure,PPmax,PPmin,PPmax,PPmin,吸氣,Reuter et al., Ansthesist 2003;52: 1005-1013,呼氣,吸氣,呼氣,吸氣早期,吸氣晚期,SVV = Stroke Volume Variation 每搏變異量,SVV 反映前負(fù)荷,SVmax SVmin,SVV =,SVmean,對于沒有心律失常的完全機(jī)械通氣病人,EDV,SV,SVV small,SVV large, EDV1, EDV2, SV1, SV2,因機(jī)械通氣引起的前負(fù)荷變化（EDV）會導(dǎo)致每搏量的改變（SV），改變程度與病人個體的Starling曲線有關(guān)。對容量反應(yīng)良好的病人，其Starling曲線處于直線階段，有較高的每搏量變異（SVV）。,SVV / PPV 反映了心臟對因機(jī)械通氣導(dǎo)致的前負(fù)荷周期性變化的敏感性。 SVV / PPV可用于預(yù)測擴(kuò)容治療對每搏量的提高程度。,SVV 反映前負(fù)荷,PPV = Pulse Pressure Variation 脈壓變異量,呼吸周期中，壓力波形的變化 PPV和SVV類似，反映擴(kuò)容治療后，每搏輸出的對應(yīng)變化,SVV / PPV 反映前負(fù)荷,PPmax PPmin,PPV =,PPmean,PPmax,PPmean,PPmin,PiCCO 連接示意圖,中心靜脈導(dǎo)管,注射液溫度探頭容納管（T型管）,動脈熱稀釋導(dǎo)管,注射液溫度電纜,PULSION 一次性壓力傳感器,PCCI,AP,13.03 16.28 TB37.0,AP 140117 92(CVP) 5SVRI 2762PCCI 3.24HR 78SVI 42SVV 5%dPmx 1140(GEDI) 625,溫度測量電纜,壓力電纜,熱稀釋參數(shù) 心輸出量CO 全心舒張末期容積 GEDV 胸腔內(nèi)血容積 ITBV 血管外肺水EVLW 肺血管通透性指數(shù) PVPI 心功能指數(shù)CFI 全心射血分?jǐn)?shù)GEF,脈搏輪廓參數(shù) 脈搏連續(xù)心輸出量PCCO 每搏量SV 心率HR 每搏量變異SVV 脈壓變異PPV 動脈壓力AP 系統(tǒng)血管阻力SVR 左心室收縮指數(shù)dPmx,PiCCO測量參數(shù),PiCCO的治療決策樹,38,創(chuàng)傷小- 只需放置中心靜脈和動脈導(dǎo)管- 無需肺動脈導(dǎo)管- 可用