1、心臟前負荷測量進展（摘要）徐世元 張鴻飛南方醫科大學珠江醫院麻醉科5102821. 前負荷的相關理論2. 臨床使用前負荷指標及其局限性（壓力代容積的局限性）3. 舒張末期容積測量手段4. 經肺溫度稀釋法（PiCCO技術）1.前負荷的相關理論心臟前負荷指心肌纖維開始收縮時的初長度，實際為心室舒張末期的容積。在心肌收縮開始前心臟負荷由充盈左房的靜脈回流產生，后在其舒張期排空入左室。前負荷增加時，左室擴張，左室壓迅速上升至峰壓值，搏出量增加。影響前負荷的因素包括：靜脈回心血量、循環血容量、血容量的胸內分布、胸內壓力、心包腔壓力、心房收縮的活力與適時性。2.臨床常用前負荷指標及其局限性（壓力代容積的局

2、限性）由于心室舒張末期容量測量難度大，常用心室充盈壓即左室舒張末壓（LVEDP）、肺動脈阻塞壓（PAOP）、右房壓或中心靜脈壓（CVP）間接衡量。臨床假定在左心室舒張末期血液停止向心室充盈的一瞬間，LVEDP=左房壓= PAOP，即左室舒張末容積（LVEDV，真正的左室前負荷）與PAOP所反映的LVEDP之間存在一致性。但是，左室順應性、左心室功能、氣道壓、二尖瓣功能、左房順應性或肺血管阻力改變都可導致PAOP與左室前負荷間產生差異。3.舒張末期容積測量手段目前可行的容量監測方法有：多普勒超聲技術、胸腔阻抗法、同位素掃描、心室造影、改良肺動脈導管法及經肺溫度稀釋法（PiCCO技術）等。這幾種方

3、法各有其優缺點。改良肺動脈導管法CCO/CEDV熱稀釋導管使較準確監測右心容量變化成為可能，但仍未克服傳統肺動脈導管的缺點，因此限制了其臨床應用。4.經肺溫度稀釋法（PiCCO技術）PiCCO技術是經肺溫度稀釋法（ST）與動脈搏動曲線分析技術相結合的監測方法。與傳統熱稀釋導管不同之處為PiCCO從中心靜脈導管注射室溫水或冰水，在大動脈（通常是主動脈）內測量溫度-時間變化曲線，因而可測量全心的相關參數，而不僅以右心代表全心。同時測量動脈壓和CO，連續反映血管阻力的變化。4.1 經肺溫度稀釋法理論根據溫度稀釋法可受肺間質液體量（即血管外肺水，EVLW）影響的特點（染料稀釋法則無此特點），早期PiC

4、CO技術采用雙指示劑法（溫度和染料，TD）測量全心舒張末容積（GEDV）、EVLW等一系列參數，通過收集大量臨床數據，總結出經驗公式ITBVST=a×GEDV+b。其中ITBVST為經肺溫度稀釋法所測之胸腔內血容積（ITBV），a與b為從溫度染料雙指示劑測定EVLW和GEDV的回歸分析中所推導出的系數。現發展為只需用溫度進行測量即可得到此類參數，謂之單指示劑法。胸腔內容積分為三部分：ITBV、胸腔內氣容積和EVLW。因胸腔擴展能力有限，因此這三個容積互相影響，并按比例變化。有可能成為第四個組成部分的，是會改變胸腔總容積的腫瘤或胸膜腔滲出。ITBV是反映循環血容量的有效參數，由左、右心

5、腔舒張末期容量（GEDV，大約占ITBV的4/5）和肺內血容積（PBV）組成，因而與心腔充盈量密切相關。用PiCCO技術測定ITBV時，可把心肺當作相連的系列混合腔室，股動脈探測的稀釋曲線實際是由最大混合腔室所產生的最長衰減曲線所形成。容量變化優先改變胸腔內容量，而其為左室的基礎儲藏室。近10年來，溫度-染料稀釋CO(COTD)或單一溫度稀釋CO (COST) 法所測定的ITBV指數(ITBVI)，作為心臟前負荷的靈敏度指示器，證明是一較PCWP和CVP更好的心臟前負荷指標。知識更新心臟前負荷測量進展（全文）徐世元 張鴻飛南方醫科大學珠江醫院麻醉科5102825. 前負荷的相關理論6. 臨床使

6、用前負荷指標及其局限性（壓力代容積的局限性）7. 舒張末期容積測量手段8. 經肺溫度稀釋法（PiCCO技術）1.前負荷的相關理論心臟前負荷1指心肌纖維開始收縮時的初長度，實際為心室舒張末期的容積。在心肌收縮開始前心臟負荷由充盈左房的靜脈回流產生，后在其舒張期排空入左室。前負荷增加時，左室擴張，左室壓迅速上升至峰壓值，搏出量增加。由于心率也增快，心排出量隨靜脈壓升高而增加，即如Starling定律所述，在生理狀態下，心臟前負荷由靜脈回流決定，受靜脈順應性影響，故心室舒張末期容量為表明前負荷的實際指標。影響前負荷的因素包括：靜脈回心血量、循環血容量、血容量的胸內分布、胸內壓力、心包腔壓力、心房收縮

7、的活力與適時性。2.臨床常用前負荷指標及其局限性（壓力代容積的局限性）由于心室舒張末期容量測量難度大，常用心室充盈壓即左室舒張末壓（LVEDP）、肺動脈阻塞壓（PAOP）、右房壓（RAP）或中心靜脈壓（CVP）間接衡量。臨床假定在左心室舒張末期血液停止向心室充盈的一瞬間，LVEDP=左房壓= PAOP，即左室舒張末容積（LVEDV，真正的左室前負荷）與PAOP所反映的LVEDP之間存在一致性2。但是，左室順應性、左心室功能、氣道壓、二尖瓣功能、左房順應性或肺血管阻力改變都可導致PAOP與左室前負荷間產生差異。因此，在有上述干擾因素存在時PAOP 、LVEDP不能很好反映LVEDV的改變3。測量

8、心室充盈壓的經典方法為Swan-Ganz導管技術2,3，通過測量PAOP間接提示左房與左室舒張壓力變化。但導管價格昂貴、操作復雜、并發癥多、在小兒中應用受限等不足限制其臨床應用。對于嚴重創傷病人，用PAOP和CVP評估前負荷準確性大為減低。其主要原因4為：心室順應性變化導致壓力容積關系的改變，心腔內壓力變化不再能反映心臟容積變化，降低了根據壓力評估容量的準確性。肺損傷和胸壁創傷導致胸腔內壓力增高，加之使用呼氣末正壓通氣（PEEP），均導致PAOP和CVP測量值偏高。多項研究證實，在胸腔內壓力增高的病人根據這些指標指導輸液會導致復蘇不足和過多利尿。腹腔內壓增高間接使胸腔內壓力增高，導致對PAOP

9、和CVP的解釋更加復雜。腹腔內高壓征常見于明顯的內臟水腫、腹腔內積血、腹膜后出血、骨盆骨折、腸缺血或穿孔、燒傷和腹腔填塞等。這類病人PAOP或CVP增高是一種偽差，不能反映血容量的真實情況。二尖瓣病變影響LAP和PAOP之間相互關系，使后者不能準確評估左室前負荷。肺動脈導管置放位置不當亦可提供錯誤的前負荷信息。大量研究證明在高風險外科手術中使用有創監測是有益的，但在危重病人救治中，有創監測與死亡率似乎無關5。Connors等6通過對5735例危重病及手術患者回顧性分析發現， Swan-Ganz導管增加死亡率；Gore等7發現急性心肌梗塞病人死亡率增加，而在治療中唯一可察覺的變化即Swan-Ga

10、nz導管使用增加；Sandham JD等8通過對1994名60歲以上ASA 患者研究發現，使用肺動脈導管并不增加死亡率，但使用也未得到益處，同時增加了肺栓賽的發生。因此，如何有效利用Swan-Ganz導管需要重新評估。3.舒張末期容積測量手段目前可行的容量監測方法有：多普勒超聲技術、胸腔阻抗法、同位素掃描、心室造影、改良肺動脈導管法及經肺溫度稀釋法（PiCCO技術）等。這幾種方法各有其優缺點。3.1多普勒超聲技術與胸腔阻抗法9，10多普勒超聲技術（經胸、經氣管、經食道）屬無創檢查，能反復多次床邊檢查，連續測定左心室舒張末期容量，并與其它指標同步觀測，還可判斷心臟功能狀態。但經胸多普勒技術因右心

11、室位于不能透過聲波的胸骨后，形狀又極不規則，對于右室功能判斷較差；操作者熟練程度及判斷能力各異使其重復性較差，因此目前廣泛應用有一定困難。經氣管（TTE）及經食道（TEE）超聲心動圖通過連續動態觀察左心室短軸的變化，可計算左心室容量變化；但術中手術操作及體位變化等均可影響探頭位置，需要及時復位；同時部分數據的采集易受干擾，臨床意義可疑，在機械通氣患者中更明顯，因此有學者認為其不適合于房室和肺血管壓力的測量10。多普勒超聲技術更強調測量主動脈血流速度，通過計算獲得心輸出量（CO）等。胸腔阻抗法血流動力學監測儀根據歐姆定律，電流與電阻成反比。高頻電流通過人體時產生阻抗且可以進入深部組織，從而反映內

12、臟血流的容積變化。心臟射血時，左心室內的血液迅速流入主動脈，主動脈血容積增加，體積增大，阻抗減小：當心臟舒張時，主動脈彈性回縮，血容量減少，體積減小，阻抗增大。因此胸腔阻抗將隨心臟收縮與舒張發生搏動性變化。除能監測CO和每搏量（SV）外，還可監測TFC、主動脈血流加速度最大值、射血前時間、左室射血時間、收縮時間比率等實用指標。TFC是指胸廓內包括血管內、肺泡內及二者間空隙中的液體容積，可在某種意義上代替CVP或PAOP，和SV相結合，指導臨床治療。但其監測需要于頸部與胸壁安放多個電極，難免影響術野，不適合某些手術的麻醉。3.2同位素掃描與心室造影術11同位素掃描與心室造影術，雖準確度高，但設備

13、復雜，有一定損傷性，不能多次重復，且右室與右房、肺動脈影像學上有部分重疊，測量射血分數，室壁運動等較困難，故臨床監測不切實際。3.3改良肺動脈導管法4，12Swan-Ganz持續心排量-舒張末期容積（CCO/CEDV）熱稀釋導管時在傳統肺動脈導管基礎上，導管表面增加2個心內電極，可持續監測心電變化并測量R-R間期；熱敏電阻檢測血液下游溫度的微小變化，Vigilance監測系統根據熱稀釋法原理計算射血分數。然后持續每搏量、收縮末期容積、舒張末期容積可由射血分數及心輸出量導出：CSV=CCO/HRCEDV=CSV/CEFCESV=CEDV-CSVCSV持續每搏量，CCO持續心排量，HR心率，CEF

14、持續射血分數，CEDV持續舒張末期容積，CESV持續收縮末期容積CCO/CEDV熱稀釋導管使較準確監測右心容量變化成為可能，但仍未克服傳統肺動脈導管的缺點，因此限制了其臨床應用。4.經肺溫度稀釋法（PiCCO技術）PiCCO技術13是經肺溫度稀釋法（ST）與動脈搏動曲線分析技術相結合的監測方法。采用成熟的熱稀釋法測量單次CO，并通過分析動脈壓力波型曲線下面積與CO存在的一定關系，獲取連續心輸出量（PCCO）。與傳統熱稀釋導管不同之處為PiCCO從中心靜脈導管注射室溫水或冰水，在大動脈（通常是主動脈）內測量溫度-時間變化曲線，因而可測量全心的相關參數，而不僅以右心代表全心。且由于同時測量動脈壓和

15、CO，則可連續反映血管阻力的變化（SVR）。4.1 經肺溫度稀釋法理論13-15根據溫度稀釋法可受肺間質液體量（即血管外肺水，EVLW）影響的特點（染料稀釋法則無此特點），早期PiCCO技術采用雙指示劑法（溫度和染料，TD）測量全心舒張末容積（GEDV）、EVLW等一系列參數，通過收集大量臨床數據，總結出經驗公式13,18ITBVST=a×GEDV+b。其中ITBVST為經肺溫度稀釋法所測之胸腔內血容積（ITBV），a與b為從溫度染料雙指示劑測定EVLW（EVLWTD）和GEDV的回歸分析中所推導出的系數。現發展為只需用溫度進行測量即可得到此類參數，謂之單指示劑法（圖1）。圖1 Pi

16、CCO示意圖胸腔內容積分為三部分：ITBV、胸腔內氣容積和EVLW。因胸腔擴展能力有限，因此這三個容積互相影響，并按比例變化。有可能成為第四個組成部分的，是會改變胸腔總容積的腫瘤或胸膜腔滲出。ITBV是反映循環血容量的有效參數，由左、右心腔舒張末期容量（GEDV，大約占ITBV的4/5）和肺內血容積（PBV）組成，因而與心腔充盈量密切相關。用PiCCO技術測定ITBV時，可把心肺當作相連的系列混合腔室，股動脈探測的稀釋曲線實際是由最大混合腔室所產生的最長衰減曲線所形成。容量變化優先改變胸腔內容量，而其為左室的基礎儲藏室。近10年來，溫度-染料稀釋CO(COTD)或單一溫度稀釋CO (COST)

17、 法所測定的ITBV指數(ITBVI)，許多學者推薦其作為心臟前負荷的靈敏度指示器，證明是一較PCWP和CVP更好的心臟前負荷指標2,3,9,13,16,17。GEDV的測量GEDV是指在舒張末期所有心房與心室容積之和，即等于全心前負荷，可通過床旁經肺溫度稀釋法測量得到（如圖2，3）：ITTV=CO·MTtT （1）ITTV：胸腔內熱容積 MTtT：從注射點到檢測點冷指示劑平均傳輸時間PTV=CO·DStT （2）PTV：肺熱容積 DStT：動脈熱稀釋曲線指數下降時間GEDV=ITTV-PTV 正常值為600-750ml/m2 （3）CO=(Tb-Ti)·Vi&#

18、183;K/Tb·dt （4）Tb：注射冷指示劑前血液溫度 Ti：注射冷指示劑溫度Vi：注射容積 Tb·dt：熱稀釋曲線下面積K：校正系數，根據不同個體重量、不同血液和注射冷指示劑溫度得出圖2 指示劑稀釋曲線圖 圖3 指示劑在心肺系統混合腔室圖示ITBV和EVLW的計算ITBV與EVLW不能通過單指示劑稀釋法測量，但可通過產生于雙指示劑稀釋法的GEDV與ITBV間的關系方程計算得出：ITBV=1.25GEDV-28.4ml 正常范圍850-1000ml/m2 （5） 血管外肺水通過ITTV減去ITBV得到（圖4）。EVLW=ITTV-ITBV 正常范圍3-7ml/m2 （6

19、）比較單指示劑測量的ITBV（ITBVST）與雙指示劑稀釋法測量的ITBV（ITBVTD），二者有好的相關性，偏倚為7.6ml/m2（標準差為57.4 ml/m2）。單指示劑法測得的EVLW值高估了EVLW的低值，而低估了其高值（在12ml/kg以上），偏倚為-0.2ml/kg(標準差為1.4ml/kg)，但是所有數據相關性良好（r=0.87）18。動物研究也證實重量分析法測得的EVLW和通過PiCCO單指示劑法測得的EVLW之間相關性良好19。圖4 EVLW計算示意圖4.2 PiCCO技術在測量心臟前負荷中的應用Werawatganon等20在危重病患者中比較PiCCO法和傳統Swan-Ga

20、nz導管法所測量的CO，發現兩者之間具有良好的相關性（r=0.97）。Della Rocca等9在肺移植手術使用PiCCO技術，結果表明較傳統肺動脈導管具有明顯優勢，可充分評估患者圍手術期的血流動力學變化，從而為指導臨床治療提供更有利的證據。Sakka等18認為，與Swan-Ganz導管技術相比較，PiCCO技術創傷小，獲得的心臟前負荷指標更可靠，且該技術很少受呼吸的影響，臨床應用更為穩定和準確。Schiffmann等16在危重病新生兒和嬰兒中給予一定的負荷劑量液體，GEDV和ITBV顯著增加，同時每搏指數（SVI）增大，而CVP、心率、平均動脈壓、EVLW和肺水腫的臨床指征保持不變。但是Ku

21、ntscher等21在危重燒傷患者中使用PiCCO技術發現，經心肺雙指示劑稀釋法和PiCCO技術在ITBVI上雖相關性良好（r=0.77，P<0.01），但標準差出現較大偏倚，高于平均值（-87.4±136ml/m2），同時對ITBVI精確度的估測較差（-491到783ml/m2）。因此認為由PiCCO技術所獲得的ITBV不宜指導危重燒傷患者復蘇中的容量治療；EVLW亦不適合于診斷與指導治療。通過經肺溫度稀釋曲線出現駝峰現象，可以診斷右向左分流疾患22。該患者雙肺浸潤及嚴重低氧血癥（PaO2/FIO2=110mmHg），給與PEEP12cmH2O進行機械通氣。PiCCO顯示右向

22、左心內分流，與經食道超聲心動圖比較明確存在右向左心房內的微氣泡通過。給與笑氣吸入后溫度稀釋曲線早期波峰完全消失圖，超聲心動圖的微氣泡通過也幾乎完全消失，同時PaO2從66增加到120mmHg。PEEP解除后溫度稀釋曲線也恢復“正常”，此時允許低氣道壓機械通氣而不影響動脈氧和。圖吸入笑氣及取消PEEP對經肺溫度稀釋曲線（小箭頭處波峰示右向左分流）、血氣及的影響但是溫度稀釋曲線出現駝峰現象，并非一定意味右向左分流，如下圖23：圖6 分別經過股靜脈導管（）與頸內靜脈導管（J）注射冰鹽水的經肺溫度稀釋曲線該圖為對一敗血癥休克患者通過右側股動脈熱敏電阻導管和右側股靜脈導管測量獲得。2導管長度相等（20c

23、m）。冰鹽水通過股靜脈注入，經肺溫度稀釋曲線高度提示存在右向左心內分流圖。然而，患者無低氧血癥，同時超聲心動圖和彩色多普勒測量也無心內分流發生。因動、靜脈導管在同樣位置、相同高度，因此認為：注射部位冷指示劑的高濃度（靜脈導管尖端）可能誘導股動脈導管出現較明顯溫度變化，有如股動脈導管頭端安裝一熱敏電阻。而通過頸內靜脈注射冰鹽水則曲線形狀正常。因此，在經肺溫度稀釋曲線監測中應避免靜脈導管和動脈熱稀釋導管位于同一位置與相同高度。4.3 PiCCO技術的優點2，3，9，13-234.3.1 PiCCO技術測量參數較多，可相對全面的反映血流動力學參數與心臟舒縮功能的變化。包括：持續心輸出量（PCCO）、

24、動脈壓（AP）、SVR、GEDV、ITBV、不間斷容量反應（SVV，PPV）、 全心射血分數（GEF）、 心功能指數（CFI）、EVLW、肺血管通透性指數（PVPI）。4.3.2 除測量參數較多外，尚具有以下優點：損傷小，只需利用一條中心靜脈導管和一條動脈通路，無需使用右心導管，更適合兒科病人；各類參數更直觀，應用于臨床所測參數無需加以推測解釋（如右心導管測量的PAOP等）；可每次實時測量CO，治療更及時；節省費用和時間，導管放置過程簡便，無需行胸部X線定位，容易確定血管容積基線，無需僅憑X線胸片爭論是否存在肺水腫；操作簡便，結果受人為干擾因素少；導管留置可達10天，有備用電池便于病人轉運。4

25、.3.3 PiCCO技術應用中應注意的問題 PiCCO技術禁用于股動脈移植和穿刺部位嚴重燒傷的患者。對存在心內分流、主動脈瘤、主動脈狹窄者及肺葉切除和體外循環等手術易出現測量偏差。當中心靜脈導管置入股靜脈時，測量CO過高偏差75 ml/min，應該注意校正。經肺溫度稀釋法PiCCO技術在臨床上具有廣闊的應用前景，較Swan-Ganz導管技術更敏感，可較準確監測心臟前負荷的變化，為指導臨床診斷和治療提供可靠的依據。但在臨床多種因素作用下，PiCCO技術所測得的ITBV參數作為反映心臟前負荷的指標，尚需進行更深入的探討和研究，同時在臨床中暫不能忽視傳統技術的應用。參考文獻1 Braunwald主編

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