循环功能监测

第二节　循环功能监测

循环功能监测是通过有创和无创的方法监护心脏的泵血功能、氧合血的输送能力及血管功能（向末梢和周围脏器供血的能力）。

一、血流动力学的基本概念

（一）心脏的泵血功能及监测指标

心脏的泵血功能表现为心排血量（CO），这是衡量循环功能的重要指标，影响心泵功能主要有前负荷、后负荷、心肌收缩力及心率4个因素。

1.前负荷

是指回心血量或心室舒张末期的容量（LVEDV），即这些血量在室腔内的压力（LVEDP）。心脏收缩期的每搏搏血量取决于心脏舒张期的容量（即前负荷），在一定限度内，静脉回心血量愈多，舒张期心室内容量愈大，收缩期每搏量（SV）愈多。最适宜的L VEDP为2 KPa，此时SV最高。

（1）表示前负荷的指标：因前负荷即L VEDV及L VEDP，但测量这两项指标均需要进行左心导管检查，所以，目前普遍用心导管监测肺动脉楔压（肺毛细血管压，PCWP）代替，即用PCWP作为监测前负荷的指标。

（2）临床意义：在血浆渗透压正常时，前负荷过低（PCWP＜0.66 KPa）标志着体循环血量不足；前负荷过高（PCWP＞2.4 KPa），标志着出现心源性肺充血或肺水肿。

2.后负荷

是指心室射血进入动脉时遇到的阻力，即室壁承受的张力。

（1）表示后负荷的指标：最敏感的指标是血管阻力，对左室为周围血管阻力（SVR），对右室则为肺血管阻力（PVR）。

（2）临床意义：在前负荷恒定条件下，心肌功能正常时，在一定限度内增加后负荷可不影响SV，但在心肌功能受损时，增加后负荷可使SV成比例地减少，后负荷愈大，SV愈小。因此，近年来临床上根据这一原理在某些心肌受损、心力衰竭的病人中应用血管扩张剂降低后负荷，从而改善心脏功能。

3.心肌收缩力

在前、后负荷无变化的情况下，心脏工作效能的变化即是心肌收缩力的变化。

（1）表示心肌收缩力的指标：在后负荷恒定或不降低和前负荷亦不变的情况下，用心脏指数（CI）的动态变化表示心肌收缩力，CI增高即表示心肌收缩力增强，若CI降低，则表示心肌收缩力减弱，也可用每搏做功指数（SWI）表示。

（2）临床意义：测定CO或CI的临床意义不完全在于值的高低，而在于根据Staling-FranKh心室功能曲线综合CO或CI与PCWP等相互关系以评定左心室的工作效能，当CI＞2.5 L/（min·m²）、PCWP＜1.6 KPa时，提示心肌收缩力正常。根据SWI和PCWP的测定数据，可将心衰分成不同组别，亦可据此选择适宜的治疗方案（表2-1）。

4.心率

CO＝SV×H R（心率），故心率的变化影响心脏每分钟排血量，心率增快可增加CO，但心率过快（160～180次/min）或过慢（＜40次/min）均引起心排血量减少，此时调节心率可改善心功能。

表2-1　按SWI及PCWP变化的心衰分组及治疗

（二）血管功能状态及监测指标

主要是指血管阻力，不论是全身或局部血管的阻力都是血管内压差与血流量相互作用的结果，可用公式：R＝（P₁- P₂）/Q表示。式中R为血管内阻力，P₁- P₂为单位长度血管内的压差，Q为血液流量。由于阻力＝压力/流量，即压力＝流量×阻力。如压力不变，血管阻力增大超过一定限度时，CO即下降，此时用血管扩张剂降低血管阻力即能使CO增加。如CO减少超出一定限度时，血管阻力即随之上升，此时改善心功能，使CO增加，血管阻力即可下降，血压下降时，设法增高CO或增加血管阻力，均能使血压回升。衡量血管阻力的指标有SVR及PVR。

二、有创血流动力学监测

采用Swan-Ganz气囊血流导向漂浮导管对危重患者的外周动脉压、中心静脉压（CVP）、肺动脉压（PAP）、肺动脉楔压（PCWP）、心排血量（CO）、周围血管阻力（SVR）和肺血管阻力（PVR）等进行监测，简便、安全，在监测过程中能够及时、准确地测定各项参数，因而对了解病人的循环功能状态、指导临床治疗及观察药物对循环系统的作用均有重要价值。近十几年来已被广泛地应用于各种病因引起的泵功能不全、急性心肌梗死严重并发症及复杂心脏外科手术等危重病人的监测。

（一）临床意义

1.早期诊断、早期治疗

肺底音、舒张期奔马律和肺部Ⅹ线摄片为传统了解有无左心衰竭的客观征象，由于肺部音的出现除了受心源性因素影响外，其他呼吸道感染、较长时间卧床，尤其是在老年病人均可出现，因此，肺部音作为判断左心衰竭的指标有很大局限性。肺充血的Ⅹ线表现常出现在左心衰竭相对较晚期，难以作为早期征象。而无舒张期奔马律者也可发生严重的左心衰竭。现已证实，泵衰竭的血流动力学变化出现在临床和Ⅹ线改变之前，例如PCWP的升高出现于肺充血之前，而经过治疗后，PCWP的降低常在肺充血的Ⅹ线改变和症状好转前数小时即已发生，因而有利于早期诊断、早期治疗和估计预后。

2.指导临床分型、确定合理治疗

泵衰竭时其血流动力学变化有很多类型，治疗亦各异，处理不当，可加重病情，即使同一病人在不同阶段血流动力学也可迅速变化，因而持续监测十分重要（表2-2）。

表2-2　AMI血流动力学类型及治疗原则

3.评价疗效与保证安全

血管扩张剂尤其是有强力扩张血管作用的硝普钠的临床应用必须在严密的血流动力学监调下进行；根据监测结果调节静滴速度，既有利于观察疗效，又确保用药安全，另外，在治疗过程中，对各种治疗措施还可作出客观评价。

4.指示预后

泵衰竭的发生率、严重程度以及病死率与心脏作功的减低成正比，心室作功曲线是指示心脏泵作功最有用的指标，可以指示预后及指导治疗，心室作功曲线差者，预后亦差。

（二）监测指标与方法

1.肺动脉压（PAP）及肺动脉楔压（PCWP）

PAP及PCWP是评估肺循环状态和左室功能的重要指标，常用的为Swan Ganz热稀释球囊漂浮导管（4腔导管）。该导管结构是在距导管顶端约1 cm处设置一可充气气囊，主腔止于导管顶端的开口，称端孔腔，其另一端与压力换能器相连，用以测定压力并可采取血标本；副腔与顶部气囊相通，用以气囊充气或排出气体，又称气囊腔；另一副腔止于距导管顶部30 cm处的侧孔，称侧孔腔，当导管顶部位于肺动脉时，此侧孔恰位于右心房，可测定右房压（RAP）；第4个管腔实为与远端气囊近侧管壁上的热敏电阻（距顶部4 cm处）相连接的导线，用于热稀释法测定CO，这样可同时测定PCWP、PAP、RAP和CO。

Swan Canz导管可通过穿刺外周静脉送入，在无透视设备下床旁监测，导管位置的判断就依赖于压力的变化。由于右心房、右心室、肺动脉和肺毛细血管均有其特定的压力波形，故通过连续观察波形的变化，便可知道导管尖端的位置。当其顶端已达右心房时，可向气囊充以规定量的气体（1～1.5 ml空气或CO₂），然后在持续心电图和压力监测下，缓慢地向前推送导管，血液将气囊漂浮进入右心室、肺动脉及分支，并最终嵌入与气囊直径相等的肺毛细血管，在此位置测到的压力即是PCWP，气囊排出气体后测到的是PAP。

正常肺循环处于低压状态，肺静脉又无静脉搏，因此，左心室舒张末压（LVEDP）和左心房压（LAP）的改变易传递至肺静脉，在无肺部疾病、肺血管病变和瓣膜病的情况下，这种压力容易通过肺毛细血管使肺动脉舒张压发生改变，故而PCWP、肺动脉舒张末压（PAEDP）与LAP及L VEDP相似，两者相差±0.3 KPa。因此，通过Swan Ganz导管测定PCWP能较好地反映L VEDP，所以PCWP是监测左心室功能可靠、敏感的指标。若不能测得PCWP，可将PAEDP减去0.225 KPa或肺动脉平均压（MPAP）减去0.757 KPa即相当于PCWP。监测PCWP的目的在于给左心室选择最适当的前负荷。一般认为，PCWP以2～2.4 KPa最适合，在此压力时，左心室能充分利用FranK- Starling定律，以最大限度提高CO。当PCWP＜2.4 KPa，罕有肺充血；在2.4～2.66 KPa时开始出现肺充血；在2.8～3.33 KPa之间时发生轻至中度肺充血；在3.47～4.0 KPa时呈中至中重度肺充血；高于4.0 KPa时则发生急性肺水肿；如PCWP＜0.66 KPa表示体循环血量不足。

2.心排血量（CO）

心室每次搏出的血量称每搏量（SV），成人平均70 ml。CO指每分钟心室搏出的血量，如心率75次/min，则CO为5 000～6 000 ml。一般CO的变化与机体代谢活动相适应，一旦CO不能满足新陈代谢的需要，便会出现心功能不全。因此，CO是衡量循环功能的重要指标之—，也是血流动力学监测的一个基本数据。

利用漂浮导管顶端的热敏电阻，根据热稀释法原理测定CO，经导管快速注射5～10 ml温度与血温不同的生理盐水（一般采用0℃冰水）之后，注射下游血液有一暂时性温度差，该温度差可被热敏电阻所感知，此温度差的大小与CO成反比，据此原理可用电子计算机求得CO，CI＝CO/ BSA（体表面积），当CI＜2.2 L/（min·m²）时常会发生心力衰竭，若CI＜2.0 L/（min·m²）则可出现心源性休克，应采取措施提高CO。若PCWP正常，CI＜3.5 L/（min·m²）者宜采用镇静剂和β-受体阻滞剂，降低CI以减轻心脏功能亢进，降低耗氧量。

3.心室功能曲线

左心室每搏做功指数（L VSWI）指左心室每次心搏所做的功，常用重量单位来表示[Kg·m/（min·m²）]。

以LVEDP为横坐标，SW或SWI为纵坐标，将其变化绘出心室功能曲线。LVSWI减低可能需要加强心肌收缩力，而LVSWI增加则意味着氧耗量增加，有冠状动脉供血不足者，可诱发心绞痛。

4.动脉插管直接测压

泵功能衰竭的患者监测动脉压甚为重要。常规选用穿刺左侧桡动脉，穿刺成功后抽出针芯，送入有弹性的细导管与测压装置连接测压。动脉压是维持各组织器官血流灌注的基本条件，当主动脉平均压（M AOP）（舒张压+ 1/3脉压）低于8.66～10.0 KPa时，冠状动脉微循环血流曲线趋于垂直下降，降至4.0 KPa比时，冠状动脉微循环则处于关闭状态。当急性心肌梗死病人的收缩压在8～9.33 KPa时，其M AOP为5.33～6.6 KPa，接近于微循环关闭水平，严重影响心肌供氧，可导致梗死范围进一步扩大，但血压过高又增加心脏的后负荷，增加心肌耗氧量。用血管升压药时，使平均动脉压保持在9.33～10.66 KPa，相当于动脉收缩压10.66～12.0 KPa，对冠脉血流量最为有利，原有高血压的病人收缩压维持在13.33～14.66 KPa最适宜。由此可见，精确测量动脉压，保持血压相对恒定具有重要意义。当机体处于休克状态，尤其是低排高阻型休克（占休克的绝大多数），由于外周小血管剧烈收缩，常用的袖套血压计测量往往很不准确，多数测值偏低，造成盲目加大血管升压药，使原已处于极度收缩状态的小动脉进一步收缩，导致微循环严重障碍，对病人造成危险，在这种情况下，做桡动脉直接插管测压甚为重要。此外，经动脉导管可抽取血标本进行血气分析及有关实验室参数检查。

5.中心静脉压（CVP）

CVP是指上、下腔静脉压或右房压（RAP）。RAP的改变与血容量、静脉血管张力及右室功能状态密切相关，在没有三尖瓣反流的情况下，RAP与RVEDP、RVPF大致相等，因而也可作为评估右室功能的一个间接指标。CVP通常在右心功能不全、三尖瓣病变、限制性心肌病及心包填塞时升高，急性心肌梗死（AMI）并有右室MI或继发于左心功能不全的右心功能不全时，CVP异常升高，在低血容量及静脉血管扩张时，CVP降低。但是AMI主要累及左心室，故CVP不能准确地反映左室功能状态，尤其是前壁AMI，因为尽管左室功能不全而右室功能可以正常或略低于正常，若此时根据CVP测值盲目补充血容量，则会诱发肺水肿，故前壁AMI应以测定PCWP判断病情，下壁或右室AMI时，CVP可作为输液的参考指标。但在输注去甲肾上腺素、异丙肾上腺素时，CVP的可靠性降低，因而CVP在AMI并心源性休克时应用价值有限。总之，CVP监测的临床有效性是建立在左室功能基本正常的情况下。主要用于非急性左心功能不全所致休克，如感染、创伤和烧伤所致休克，经初期补液后血压回升不满意者，CVP监测有助于发现血容量不足；血压基本正常而伴有少尿者，CVP测定有助于判断少尿为血容量不足或肾衰竭。

6.周围血管阻力（SVR）与阻力指数（SVRI）

SVR表明心室射血期作用于心室肌的负荷。当血管收缩剂使小动脉收缩或因左心衰竭、心源性休克、低血容量休克等心搏血量减低时，SVR均增加。相反，血管扩张剂、贫血、中度低氧血症可致周围血管阻力降低。SVR增高可加重心脏负荷及其氧耗量，并使CO下降，进一步减少组织、内脏的血流灌注及供氧。

7.肺血管阻力（PVR）与阻力指数（PVRI）

正常情况下，PVR只及SVR的1/6，当肺血管病变时，PVR增加，从而大大增加右心室负荷。

8.氧气输送和组织氧交换能力的监护

对可能存在缺氧的病人进行动、静脉血监护，以提示体内氧气输送和组织内氧交换情况，以便早期发现缺氧的存在及采取措施。

（1）动脉血气分析：包括动脉血氧分压（PaO₂）、动脉血二氧化碳分压（PaCO₂）、动脉血p H和缓冲碱（BE）、动脉血氧饱和度（SaO₂）、动脉血氧含量（CaO₂）。当PaO₂＜9.3 KPa时称为低氧血症。

（2）混合静脉血气分析：包括混合静脉血氧分压（PvO₂）、混合静脉血饱和度（SvO₂）、混合静脉血氧含量（CvO₂）。冠状静脉的PO₂为3.06～3.6 KPa，若低于此值，心肌无法利用乳酸，此时即使增加冠状动脉血流量，也无法维持心肌动力。

（3）动静脉氧含量差（a- vDO₂）：指动脉血氧与混合静脉血氧含量之差，表示组织摄氧量或耗氧量，反映组织灌注情况。在CaO₂和氧消耗量（VO₂）保持相对稳定的情况下，a- vDO₂变化与CO成反比，即CO下降，a- vDO₂增加。当组织摄氧增加时，a- vDO₂也加大。

（4）氧输送量（DO₂）：是监测及指导危重症治疗的重要指标，DO₂可用CaO₂与循环血量乘积表示。

（5）氧消耗量（VO₂）：是一项极为重要的监测危重病人代谢功能的指标。由于人体几乎无贮存氧，所以氧的消耗即意味着机体代谢所需及细胞活力。对病人来讲，若在增加CO及DO₂时，VO₂亦随之增加，则提示需对该患者进行代谢支持，增加DO₂的量以VO₂不再增加为准，VO₂可用a-vDO₂与循环血量乘积来计算。

（6）氧摄取率（O₂ EⅩT）：表示组织消耗的氧与输到组织中的氧的比率（a- vO₂/CaO₂），比值升高提示氧气输送不足，降低时说明CO增加，或存在分流，或细胞功能严重受损。

（三）适应证和禁忌证

1.适应证

（1）A MI并发心源性休克、严重肺水肿、严重二尖瓣反流、乳头肌断裂及室间隔破裂。

（2）A MI出现持久的低血压，临床上难以判定血容量是否补足，继续补液又担心发生心力衰竭。

（3）疑为右室梗死的严重低血压。

（4）复杂心脏外科手术。

（5）各种病因引起的泵衰竭。

2.禁忌证

严重出血性疾病。

（四）血流动力学监测（导管检查）的并发症

并发症发生率低，偶可有下列情况出现。

1.心律失常

发生率低，仍有发生室速及偶发室颤的可能，故在导管进入右室前，气囊必须充气，避免导管尖端过分刺激室壁，使能随血流自右室漂入肺动脉，插管时应备有心电监护、电除颤器及心肺复苏设备和药品。

2.肺血栓栓塞

当病人处于高凝状态时，或进行较长时间的监测时，应用抗凝治疗。

3.肺动脉破裂

一旦导管深入到肺动脉的较小分支，气囊足量的充气可以损伤肺动脉壁，特别是病人有肺动脉高压或肺血管结构有病变时。故每次测定PCWP时，要缓慢地向气囊充气，一旦PCWP的压力波形改变时，应立即停止插入。

4.气囊破裂

多次使用一根导管或导管留置在肺动脉的时间过久，气囊充气时可发生气囊破裂，但极少见。其征象为充气时注射器推注阻力消失，少量气体自右侧心腔逸出，一般不会引起并发症。

5.导管打结

偶见于右房或右室明显增大者，当插管的深度超过预期的长度仍未出现相应的压力波形时，要注意导管打结的可能，应小心将导管撤出至上腔静脉。

6.血栓性静脉炎或感染

由于技术操作欠熟练或消毒不充分，可造成局部血栓性静脉炎或全身性感染，必须立即撤出导管。需长期监测者，应定期更换导管，无菌操作，并预防性应用抗生素。

总之，上述并发症与操作技术熟练程度、消毒是否严格以及是否按操作规程进行有关。

（五）常用血流动力学监测指标正常参考值（表2-3）

表2-3　血流动力学参数

S：收缩期；D：舒张期；M：平均

三、无创血流动力学监测

近10多年来无创性心功能检查有了很大进展，由此提高了诊断的特异性和敏感性。无创检查较创伤性者（漂浮导管检查等）对患者创伤小，易于被接受，便于动态监测，但在某些病理情况下，创伤检查结果更为准确。

主要检查方法有收缩时间间期、超声心动图、放射性核素及心阻抗图等测定CO、射血分数（EF）、LVEDP和PCWP等。

（一）收缩时间间期（ST）

应用多导生理记录仪同步记录体表心电图、颈动脉搏动图和心音图，可获取多项指标评价心功能。

（1）总心电—机械时间（Q-S₂）为从QRS波起始至主动脉第二心音最高频振动。

（2）左室射血时间（LVET）为从颈动脉波上升支起至下降支切迹。

（3）左室射血前期时间（PEP）为Q-S₂与LVET之差。

Q-S₂通常相当恒定，许多疾病使PEP和L VET改变而Q- S₂不受影响。大多数左室功能不全者，由于PEP延长和L VET缩短致使PEP/L VET增加。

STI用于测定左室功能费用低且简便易行。与创伤性左室造影的对比研究发现，PEP/LVET与EF密切相关，故有一定临床价值。但由于记录技术方面因素如记录传感器与患者胸壁接触程度、环境条件等使记录准确性和重复性受到影响。

（二）超声心动图

可直接测量左室在收缩期及舒张期的内径，从内径的改变推算心排血量的大小。

1.M型超声心动图

（1）SV＝1.047（Dd³- Ds³）

（2）LVEDP＝2.88（QC/A ₂ E）+ 0.15（KPa）

（3）PCWP＝2.51（QC/A ₂ E）+ 0.24（KPa）

上式中1.047是经验矫正常数，QC指心电图QRS波群之Q波起点至超声心动图三尖瓣前瓣关闭点C点的时间（ms），A₂ E是指心音图中第二心音的主动脉瓣成分至超声心动图二尖瓣前瓣开放最大幅度E点的时间（ms）。

2.二维超声心动图

测量时首先要准确测出心室舒张末期容量（EDV）和收缩末期容量（ESV）。

（1）SV（ml）＝EDV—ESV

左室容量指标可采用Teichholz公式：

V＝7·D³/2.4+ DD：左室内径

（2）EF（%）＝SV/EDV

（3）CI[L/（min·m²）]＝CO/BSA

BSA（体表面积）＝0.0061×身高（cm）+ 0.0128×体重（Kg）- 0.1529

另一些能反映左室收缩功能的参数有左室短径缩短百分率（FS%）、左室周径缩短速度（Vcf）、二尖瓣E点与室间隔的垂直距离（EPSS）；反映左室舒张功能的参数有二尖瓣前叶EF斜率（MW）及快速充盈分值（REF%）等。反映血管功能的参数有TPR和左室顺应性（C）。

3.多普勒超声心动图

（1）Q＝V A

式中Q为流量，V为流经主动脉瓣口的平均血流速度（从多普勒血流曲线上取得），A为主动脉开口的面积（可用二维超声心动图获取）。目前多普勒仪器尚不能同时记录二维超声、心动图和多普勒的信号，所以V与A不能在同一心动周期取得，故测定的准确性受到一定限制。

（2）SV＝V A×L VET；CD＝SV·HR

（三）放射性核素检查

1.首次通过法

记录放射性核素示踪剂首次从心脏通过时的放射性计数，连续γ闪烁照相。

2.平衡法

其基本原理是将门电路装置连接于γ照相机上，利用病人的心电图、心音图或颈动脉搏动图来控制和触发γ照相机的录像部分，当核素制剂通过心脏各腔室时，此装置能在心动周期的不同时相快速连续摄影。所得结果经电子计算机处理后，可测出SV、CO、EF、EDV或ESV等数据。

门电路心脏血池闪烁摄影的优点是无创性，检查时间很短，可在短期内重复检查，但仪器价格较贵，又由于闪烁照相图像左室边缘不如Ⅹ线造影清晰，且投照位较少，因而结果仍不十分精确。

平衡法还有一种比较简单的单控头心功能仪，如Wanger的核听诊器，其优点是价格便宜、轻便，可推至监护病房、手术室做危重患者的床旁检查，连续观察每个心动周期的心功能变化，如LVEF及舒张功能高峰充盈率（FR）及高峰充盈时间（PFR）等；缺点是不能直接显示心脏的影像。

（四）心阻抗图

1.测定原理

假设将一微小高频电流通过胸部，则胸部组织包括主动脉及其内的血液流动，均对高频电流的通过产生一定的电阻，将心动周期中胸部对高频电流产生的电阻变化记录成曲线，即心阻抗图；如将心阻抗图加以微分记录成曲线，便是心阻抗微分图，亦即阻抗心动图，它与心排血量密切相关。

测试时用多导联生理记录仪记录，同时分别记录心阻抗图、心阻抗微分图、心音图或颈动脉搏动图及心电图，以确定左室射血时间，协助计算心排血量。

2.临床应用

（1）心排血量测定。

（2）肺动脉楔压测定。

（3）总外周阻力与血管顺应性的测定。

阻抗法是无创性测量CO的重要方法之一，但其应用价值以及准确性，各家意见不一，尚需更多的临床试验加以证实。

(尹庆卫)