心输出量和心功能测量

心输出量的测量 心输出量是心脏每分钟射出的血量。 心输出量是衡量心功能的重要指标。 测量的方法有： 1、指示剂稀释法：它的测定是通过某一方式将一定量的指示剂注射到血液中，经过在血液中的扩散，测定指示剂的变化来计算心输出量的。 Fick法 染料稀释法  热稀释法： 2、阻抗法 3、成像法：超声、磁共振

Fick法测量心输出量 以氧作为指示剂，是一种经典的方法 Q=(dV/dt) / (Ca-Cv)。 dV/dt是肺氧消耗量，它等于吸入气氧含量与呼出气氧含量之差，用肺活量计测定；肺动脉氧浓度Cv用动脉心导管测定。

染料稀释法

热稀释法心输出量测量方法 热稀释法是较常用的心输出量监护法。 热稀释采用冷生理盐水作为指示剂，具有热敏电阻的Swan-Ganz漂浮导管（四腔导管：血压、指示剂、温度传感器、漂浮气囊）作为心导管。

四腔导管 Swan-Ganz漂浮导管（四腔：血压、指示剂、温度传感器、漂浮气囊）

导管从心室进入主动脉过程中的血压波形的变化

热稀释法测量心输出量 热稀释采用冷生理盐水作为指示剂，具有热敏电阻的Swan-Ganz漂浮导管作为心导管。热敏电阻置于肺动脉，向右心房注入冷生理盐水。心输出量可由Stewart-Hamilton方程确定： 上式中1.08是由注人冷生理盐水和血液比热及密度有关的常数，b0是单位换算系数，上式中取60，CT是指示剂在导管中升温有关的无单位系数，对不同的导管，供应商提供此参数，Vi和Ti是冷生理盐水的注入量（升）和温度（℃），Tb是注入冷生理盐水前的血液温度（℃），Tb’ 是注入后在测温点的血液温度。冷生理盐水可以用0-4℃的冰水液，也可用19-25℃的室温液。

心阻抗图 （impedance cardiogram ,ICG） 是根据胸腔电阻抗的动态变化，来测定心功能的一种非创伤性方法。它反映了血管容积或血流变化引起的阻抗变化。 于50 年代初Nyboer 等应用直接式阻抗血流图技术、探求一种测定心搏出量的方法。继之１９６９年Kubicek 提出了著名的应用心阻抗图法测定心搏出量的公式（Kubicek 公式），并将之用于宇航医学的研究。 ７０年代后，国内外学者对Kubicek 公式及方法有过众多的争议，其结果却促进了ＩＣＧ的发展，目前改良的Ｋubicek 公式可算出心排出量等重要的心功能指标。

阻抗法测量心输出量 Impedance Volume Measurement ρ is the resistivity of blood  L is the distance between measuring electrodes  R is the resistance measured between electrodes. ΔR , change in impedance over a cardiac cycle from end-diastolic volume to end-systolic volume (ΔR << R )

尽管阻抗法以阻抗变化反映CO,可无损伤快速测量CO,但多数人认为阻抗法测定CO影响因素太多,如肥胖、放置胸腔引流管、机械通气、发热、水种、胸膜渗液、心律失常、严重的心瓣膜病、急性心肌梗死和血液动力学不稳 定等因素均会导致监测结果准确性的下降[3],因此测量误差较大,临床应用有困难。尤其对危重病人,临床应用一直有争议。

心输出量检测新技术 经食道超声心输出量检测（Oesophageal Doppler） 部分二氧化碳重吸入法（PartialCO2 Rebreathing) 脉搏轮廓分析法

Oesophageal Doppler

脉搏轮廓分析模型

连续心排出量PiCCO测定 --Pulse Contour Cardiac Output The Transpulmonary Thermodilution Technique （经肺热稀释技术） The Pulse Contour Analysis （脉搏轮廓分析法）

心功能计算

影响心输出量的基本因素 前负荷：指心脏舒张末期心室内的血容量，它与静脉回心血量及残余血量有关。临床上常以肺毛细血管楔压PCWP（正常值为6-12mmHg,或0.8-1.6kPa）作为右心室前负荷的一个可靠指标。 后负荷：射血时面对的阻抗 心肌收缩性 心肌收缩的协调、顺应性 心率

心排量的正常值 每搏量：心室每次搏出的血量，称每搏量（SV），成人平均70ml。 心排量：是指每分钟由心室输出的血量，正常值为4-8L/min； 心排血指数（CI）：是指每平方米体表面积的排血量，正常为2.5-4.0Lmin-1m-2。 每搏指数：是指每平方米体表面积的每搏量，正常值为40-60ml beat-1m-2 。 射血分数：是指每搏量与舒张末容积（EDV）之比，正常值为60-80%； 体循环总阻力（TPR）：为平均动脉压减去中心静脉压后，除以心排血量，在乘以80的所得值。正常为900-1500dyn.s.cm-5。 肺循环总阻力：为肺动脉压减去肺动脉楔压除以心排血量，在乘以80的所得值，正常为50-150dyn.s.cm-5。

心功能计算的输入参数

心功能的测量、计算和意义 BSA 体表面积 (见注) m2 CI 心指数 C.O. / BSA liters/min/m2 CCI 输出参数 含义 计算公式 单位 BSA 体表面积 (见注) m2 CI 心指数 C.O. / BSA liters/min/m2 CCI 连续心指数 SV 每搏心输出量 C.O. × 1000 / HR ml SVI 每搏量指数 SV / BSA ml/m2 SVR 体循环血管阻抗 79.96 × (ART Mean -CVP) / C.O. Dynes·sec/cm-5 SVRI 体循环血管阻抗指数 79.96 × (ART Mean -CVP) / C.I. dynes·sec/cm-5/m2 TVR 全身血管阻抗 79.96 × ART Mean /CO dynes·sec/cm-5

心功能的测量、计算和意义 PVR 肺血管阻抗 79.96 × ((PAm-PWP) / C.O.) dynes·sec/cm-5 PVRI 输出参数 含义 计算公式 单位 PVR 肺血管阻抗 79.96 × ((PAm-PWP) / C.O.) dynes·sec/cm-5 PVRI 肺血管阻抗指数 79.96 × ((PAm- PWP) / CI) dynes·sec/cm-5/m2 TPR 全肺阻抗 79.96 × PA mean / C.O. LVSW 左室每搏输出功 0.0136 × (ART Mean - PWP) x SV g · m LVSWI 左室每搏输出功指数 0.0136 × (ART Mean- PWP) x SVI g·m/m2 RVSW 右室每搏输出功 ( PA Mean - CVP) ×C.O. x13.6 / HR

心功能的测量、计算和意义 RVSWI 右室每搏输出功指数 (PA Mean - CVP) × C.O. ×13.6 / HR g·m/m2 输出参数 含义 计算公式 单位 RVSWI 右室每搏输出功指数 (PA Mean - CVP) × C.O. ×13.6 / HR g·m/m2 LHCPP 左心冠脉灌注压 Diastolic ART-PWP mmHg RPI 额定血压指数 Systolic ART × HR mmHg/min 注：体表面积Boyd 公式:(用于体重小于15kg 身高小于 80cm者) BSA = WT (0.7285 - 0.0188 × (log10WT) × HT0.3 × 0.0003207 体表面积的Dubois公式: (其他病人) BSA = WT0.425 × HT0.725 × 0.007184 (WT=体重 以克计; HT=身高 以厘米计，精度=0.01)

血气监护

郎伯一比尔定律(Lambert—Beer Law) 当一束光打在某物质的溶液上时，透射光强I与发射光强I0之间有以下关系： I= I0eｋCd I和I0的比值的对数称为光密度D，因此上式也可表示成： D=In(I／I0)=kCd C是溶液(例如血液)的浓度， d为光穿过血液的路径， k是血液的光吸收系数。若保持路径 d 不变，血液的浓度便与光密度 D成正比。

血液中的HbO2和Hb 血液中的HbO2和Hb对不同波长的光的吸收系数不一样: 在波长为600-700nm的红光(RED)区， Hb的吸收系数远比HbO2的大； 在波长为800—1000nm的红外光(IR)区， Hb的吸收系数要比HbO2的小； 在805nm附近是等吸收点。

搏动式 动脉血氧饱和度监护仪

搏动式血氧饱和度监护原理 SaO2= KlR2 + K2R + K3 K1、K2、K3是经验常数， R = ΔRED/ΔIR

返回 两个LED的发光次序： (1)红光LED点燃； (2)LED熄灭，红外光LED点燃；(3)两个LED均熄灭. 发光时序以480次／秒(对于60Hz交流电源的地区)或4O0次／秒(5OH7交流电)的频率重复出现，增强对环境光的抑制能力。 在两个LED均熄灭的周期里，检测到的是环境光和干扰信号，从红光和红外光信号中减去它们，可以提高信噪比。 返回

经皮氧分压和二氧化碳分压监护 测量皮肤表面进行的气体交换，反映动脉氧分压和二氧化碳分压的大小和变化 电极用能透过氧和其它气体的膜与周围环境隔开，氧等气体在膜后的金属电极上还原。 电极加热到高于血液的温度，是透过皮肤的氧分压接近动脉血。 适合监护婴儿 2·经皮氧分压(PtO2)和CO2分压 (PtCO2)测定 经皮测定氧分压和CO2分 压，系通过皮肤表面无损伤地连续测定皮 肤表面进行的气体交换，反映动脉氧分压 和CO2分压的大小及变化。 (1)经皮氧分压和CO2分压测定的基 本原理，氧分压测定的各种现代方法都是 在使用Clark电极的氧极谱法基础上形成 的。当650~85OmV电压加在参考电极和用贵金属制的阴极之间时，产生电化学反应， 氧在阳极上还原。总的还原电流与氧分子数目成正比。在皮肤上，将Clar电极用能透 过氧气和其他气体的属性的膜与周围环境隔开，则上述反应即在膜后的电极上进行，可通 过无损伤的皮肤测定皮氧分压，为了达到所要求的充血程度，直接把电极加热到高于血液 的温度，加热功的大小反映局部血流量的变化，使该组织的氧分压接近动脉血。 (2)经皮氧分压和CO2分压的测定，经皮CO2分压的测定使用改良的Severinghaus电极，利用CO2和水结合，产生H+，测定溶液 的pH改变进行推算。CO2经皮和组织的扩散 比氧快得多，现已能将氧及CO2两者组装在一 个具有单膜和单电解质的装置中。 皮肤电极最适用于监护婴儿，因为氧和 CO2扩散的程度与年龄和皮肤厚度有关，这可 能和皮肤毛细血管密度降低和角质层改变相 关，一般说来，当PaO2<6OmmHg时，经皮氧 分压测定比较准确，但在低灌注时相关性差， 故在重症监护病人应用受限。

经皮血气监测仪工作原理

呼气末二氧化碳监护 红外线穿过流动的气体时，其衰减程度与二氧化碳浓度成正比 旁路法（side stream） 主流法（main strean） (四)呼出气监测 1、呼气末二氧化碳浓度(ETCO2)或分压(PETCO2)监测 不仅可以监测通气，也能 反映循环功能和血流情况 (1)呼气末CQ监测的基本原理:组织细胞代谢产生CO2，经毛细血管和静脉输送到 肺，体内CO2产生量(Vco2)和肺通气量(VA)决定肺泡内即PACO2=Vco2XO.863/VA。 0.863是气体容量转换压力的常数。CO2弥散能力很强，极易快速透过肺泡毛细血管膜 达到肺泡，使PaCO2和肺动脉血CO2(PaCO2)完全平衡。因此，测定ETCO2可反映 PaCO2的状态，但在病理状态下，ETCO2和PaCO2的差距增大，但两者变化仍呈一定的关 系，动态观察仍有价值。 (2)测定方法 红外监测仪: 能吸收一定波长的红外线，当红外线穿过流动的气体时，其衰减程 度与CO2浓度成正比。由于CO2浓度测定以空气做为空白对照。如接收信号是持续的， 则其电流呈稳态，无法比较，所以必须将电流变成脉冲状态。目前常采用旋转滤光盘，使 滤光信号不断变更，使电信号成为脉冲，经微电脑处理，以数字或图形显示。最近有用间 断红外线发生方法，形成脉冲信号。气体的 采样有两种方法:1旁路法(side stream):系 通过气流通道侧孔连续采样，进人气体流量 为50~2OOml/min，响应时间为85ms。需要 除湿装置。2主流法(main stream):系将红 外线传感器直接连接于气管导管，气流直接 接触，不需加热，反应较快，可连续监测。 质谱仪监测:气体分压在阴极电子 束轰击下离解成离子状态，一些正离子经加 速和静电聚集成电子束，在外来垂直磁场作 用下，在空间出现分离，按高子的不同质量排 列形成谱线。每种气体离子的轨道，与其质 量-电荷比成正比，经离子收集器分别收集泌 量不同气体离子的电流，其电流与气体离子 数目成正比，由波形显示，反应时间为 200us。质谱仪可连续反映呼出气中各种气体(O2，CO2及其他气体)浓度。 

呼气CO2压力曲线的三个时相 时相I，代表装置和解剖死腔内的气体，其形态与吸气时无区别。 时相II，代表肺泡进行性排空过程中PCO2的快速增加。 时相III，代表肺泡内气体的清除，呈平台表现，因为在正常人肺此时相几乎保持一水平，且其最高点即为PETCO2。