作者：赵子文
血流动力学（hemodynamics）是血液在循环系统中运动的物理学，通过对作用力、流量和容积三方面因素的分析，观察并研究血液在循环系统中的运动情况。血流动力学监测（hemodynamic monitoring）是指依据物理学的定律，结合生理和病理生理学概念，对循环系统中血液运动的规律性进行定量地、动态地、连续地测量和分析，并将这些数据反馈性用于对病情发展的了解和对临床治疗的指导。
血流动力学监测发展经历了有创→微创→无创的过程。有创性血流动力学监测指经体表插入各种导管或探头到心腔或血管腔内，从而直接测定心血管功能参数的方法。微创性血流动力学监测指在有创的基础上发展出来的对机体创伤较小的监测方法。无创性血流动力学监测指采用对机体没有机械损害的方法获得的各种心血管功能的参数。
Swan-Ganz导管也称肺动脉漂浮导管，临床常用于各种复杂的心血管疾病诊断和指导临床治疗。近年来危重症医学蓬勃发展，Swan-Ganz导管被用于危重症患者的血流动力学监测。Swan-Ganz导管经静脉插入上腔静脉或下腔静腔，通过右心房、右心室、肺动脉主干、左或右肺动脉分支，直至肺小动脉，被认为是血流动力学监测的“金标准”。Swan-Ganz导管测定心排血量（CO）的原理是通过漂浮导管在右心房上部一定的时间注入一定量的冷水，该冷水与心内的血液混合使血液温度下降，这些温度下降的血流到肺动脉处，通过该处热敏电阻监测血液温度变化；其后低温血液被清除，血液温度逐渐恢复。肺动脉处的热敏电阻感应温度的变化，记录温度稀释曲线，通过公式计算出CO。尽管Swan-Ganz导管是公认的测定CO的金标准，但也存在一定缺点：①Swan-Ganz导管属于有创性检查, 对设备、技术及操作人员要求较高; ②有并发症发生风险, 例如血液感染、心律失常、肺栓塞、肺小动脉破裂和出血、气囊破裂、导管打结等; ③费用昂贵; ④目前国内实际用量有限, 主要受到上述因素的限制。Swan-Ganz导管监测的参数有直接指标和间接指标。直接指标包括：右心房压（RAP），肺动脉压（PAP)，肺毛细血管楔压（PCWP），CO，中心静脉压（CVP)。间接指标包括：外周血管阻力（PVR），系统血管阻力（SVR），每搏功（SW），左室每搏功（LVSW），右室每搏功（RVSW），心脏指数（CI），静脉氧分压（PvO2）。（1）肺动脉压（PAP）：肺动脉收缩压（PASP）为15～28 mmHg（平均25 mmHg），肺动脉舒张压（PADP）为8～15 mmHg（平均10 mmHg），肺动脉平均压（PAMP）为10～20 mmHg（平均12 mmHg）。PAP降低常见于低血容量。PAP升高多见于慢阻肺、原发性肺动脉高压、心肺复苏后、心内分流等。（2）肺毛细血管楔压（PCWP）：由球囊阻断较大肺动脉分支的血管床而测得。PCWP正常值为5～16 mmHg，均值为9 mmHg。PCWP可用于估计肺循环状态和左心室功能，特别是对左心室的前负荷提供了可靠的指标。PAP明显升高, PCWP正常, 提示肺动脉高压, 肺栓塞; PAP和PCWP均升高, 提示左心衰、心源性休克。（3）CO/CI：CO是左或右心室每分钟射入主动脉或肺动脉的血容量。利用Swan-Ganz漂浮导管通过温度稀释法测定。CO在不同个体之间的差异较大，尤其与体表面积相关密切。CI=CO/体表面积，是比较不同个体心脏排血功能的可靠参数，CO为5～6 L/min，CI正常值为2.5～4 L/（min·m2）。（4）混合静脉血氧饱和度（SvO2）：反映全身氧供耗平衡的指标。SvO2是指肺动脉血中的血氧饱和度, 正常范围为65%～70%。SvO2降低, 表明供氧量低于需氧量, 提示存在组织灌注不足; SvO2过高, 表明存在组织摄氧不足。
是指血液流经右心房及上、下腔静脉胸腔段的压力，正常值为5~12 cmH2O。CVP由四部分组成，分别是：右心室充盈压，静脉内壁（静脉内容量产生的）压力，静脉外（静脉收缩压）和张力，静脉毛细血管压。
CVP过低提示可能出现以下情况：①血容量不足：失血，缺水；②血管扩张；③血管收缩扩张功能失常：例如败血症。CVP过高则提示可能出现下列情况：①补液量过多或过快；②右心衰竭；③血管收缩；④心包填塞；⑤急性或慢性肺动脉高压；⑥机械通气和高呼气末正压。
以CVP导向的容量负荷试验是取0.9%盐水250 ml于5～10 min内静脉注入。CVP改变幅度＜2 cmH2O，可重复补液试验或有指征补液；CVP改变幅度＞5 cmH2O，则不能继续补液；CVP改变幅度在2～5 cmH2O，等待10 min，再次测定CVP，再与基础值比较。此种情况可输液，但应减慢输液速度。
需要注意的是：CVP仅反映右心室功能，因为三尖瓣对中心静脉血流具有阻碍作用，肺循环阻力的改变也使来自左心的压力发生衰减。CVP不能提示左心室的功能情况。当左心室功能受损时，PCWP已经升高，但CVP仍可正常或偏低。不应单纯看单次测定CVP值的高低，更不应强求以输液来维持所谓的正常值，这样往往会导致输液超负荷。在重症患者中，连续观察CVP的动态改变比单次测定CVP更有临床指导意义。
2. 脉搏轮廓分析连续性心输出量监测（PiCCO）
PiCCO监测仪是德国PULSION公司推出的新一代容量监测仪，该仪器采用热稀释方法测量单次的心排量，并通过分析动脉压力波形曲线下面积来获得连续的心排量。相比于Swan-Ganz导管，PiCCO创伤较小，只需要一根中心静脉导管和动脉导管，无需使用右心导管。
通过Stewart-Hamilton公式计算得出CO：
其中，Tb为注射冰盐水前血液温度，Ti为注射的冰盐水温度，Vi为注射的冰盐水容量，ΔTb×dt为热稀释曲线下面积，K为校正常数，由血液和冰盐水的比重与比热容组成。PiCCO结合了经肺热稀释技术和动脉脉搏波形曲线下面积分析技术。经肺热稀释方法得到非连续性参数，包括：CO，全心舒张末期容积（GEDV），胸腔内血容量（ITBV），血管外肺水（EVLW），肺血管通透性指数（PVPI），心功能指数（CFI），全心射血分数（GEF）。动脉脉搏波形曲线下面积分析法可以得到连续性参数，包括：连续心输出量（PCCO），动脉压（AP），心率（HR），每搏输出量（SV），每搏量变异（SVV），脉压变异（PPV），SVR，左心室收缩力指数（dPmax）。PiCCO监测可用于液体优化、药物滴定和鉴别诊断。在容量管理中，灌注压CVP/PCWP不能准确评估心脏前负荷。相比于灌注压力，GEDV/ITBV能更好地评估心脏前负荷和心脏灌注压力的不同，容量反映前负荷，不会因为机械通气，腹腔内高压等因素产生误差。对于没有心律失常的完全机械通气患者，SVV/PPV反映了心脏对因机械通气导致的前负荷周期性变化的敏感性，可用于预测扩容治疗对每搏量的提高程度。EVLW与ARDS的严重程度、机械通气天数、住ICU时间及死亡率明确相关，在评估肺水肿方面优于胸部X线。PiCCO的参数可以对患者的心血管状况（例如CO）、前负荷（GEDV）、后负荷（SVR）、心脏收缩能力（GEF）、肺状况（EVLW）等进行监测，可用于ICU和手术室患者的监测，并且同样适用于儿童及新生儿患者。血压是维持各组织器官血液灌注的基本条件，包括：①收缩压（SBP），在心室收缩中期主动脉压达到的最高值（心脏收缩力和心排出量）；②舒张压（DBP），在心舒末期动脉血压的最低值（冠状动脉血流）；③平均动脉压（MAP）：一个心动周期中每一瞬间动脉血压的平均值。MAP=DBP+1/3（SBP－DBP）；④脉压：SBP与DBP之差，反映SV和血容量。无创血压监测在临床中有一定的优点：①无创伤性，重复性好，操作简单，易掌握，适用范围广；②自动化的血压监测，能够按需定时测压，省时省力；③能够自动检出袖套的大小；④血压超出设定的上下限时能自动报警。但无创血压监测也存在一些缺点，例如：频繁测压、测压时间过长或测压间隔太短，可发生疼痛、上臂淤点和淤斑、上肢水肿、静脉淤血、血栓性静脉炎、外周神经病变等并发症；此外，使用电子血压计的测得值易受外界因素干扰。有创动脉血压（IBP）监测是将动脉导管置入动脉内直接测量动脉内血压的方法，其原理是在床边与心电图同步显示动脉压曲线，提供心脏电活动和机械功能状况及外周循环状态。穿刺部位为桡动脉、尺动脉、肱动脉、足背动脉。IBP能够反映心排血量和外周阻力，适用于血压不稳定的低血压或休克患者，以及需反复采集动脉血标本的患者。正常情况下有创动脉血压比无创血压高2～8 mmHg，危重患者可高10～30 mmHg。有创动脉血压监测的禁忌证包括：Allen试验阳性者；局部皮肤感染应选用其他部位。Allen试验（图3）：清醒患者可嘱其握拳，观察两手指尖，同时压迫桡、尺动脉，然后在放松压迫尺动脉的同时，让患者松拳，观察手指的颜色。如5秒内手掌由苍白变红，则表明桡动脉侧支循环良好，Allen试验阴性；5~10秒/15秒期间为可疑，如果长于以上时间则禁忌穿刺置管。改良Allen试验：用于昏迷者，利用监护仪屏幕上显示出指脉氧饱和度（SpO2）脉博波和数字来判断。举高穿刺手，双手同时按压尺动脉显示平线和数字消失。放低手，松开尺动脉，屏幕出现波形和数字，即为正常。表明尺动脉供血良好；如不显示即为异常，需改右手用同样方法试验，或改足背动脉穿刺监测。IBP优点：①可根据动脉波形变化来判断分析心肌的收缩能力；②患者在应用血管活性药物时可及早发现动脉压的突然变化；③反复采集动脉血气标本减少患者痛苦。IBP并发症：①血栓形成：导致血栓形成的原因如下：留管时间＞20小时；材料为聚乙烯导管，而非聚四氟乙烯导管；间歇冲洗，而非持续冲洗；管径为18G导管，而非20G导管；多次反复穿刺；Allen试验异常；②感染：置管最好＜3天；③出血或血肿形成：注意加压止血。无创血流动力学监测技术包括：经胸连续多普勒超声（USCOM），经食道超声心动图（TEE），二氧化碳重吸法（NICO），经胸生物电抗法（NICOM），全身生物电抗法（NICaS）。
USCOM是超声心输出量监测系统，采用连续多普勒超声波技术，利用2.2 MHz探头在胸骨上窝和胸骨左缘2～5肋间分别探测流经主动脉瓣口、肺动脉瓣口的血流信号，获取主动脉内或肺动脉内红细胞的流速对时间的积分（vti），并通过vti与主动脉瓣或肺动脉瓣开口面积的乘积计算左心或右心SV，继而算出CO、SVV和SVR。无创超声血流动力学检测仪将一个小型多普勒探头从胸骨上窝来测量主动脉血流量（左心排量），从肋间隙亦可测量肺动脉血流量（右心排量）。其优势有：①无创、安全、患者易接受；②实时监测左心和右心的心排量；③体积小、易移动、便携式床旁使用；④启动运行快捷，无需校准。USCOM也有一定的局限性：①由于需手持探头，因此难以连续监测；②所测CO比实际偏低，这是由于探头与血流成角所致，以及理论瓣口面积与实际瓣口面积有差异；③测试人群有限，如肥胖患者很难获得满意的血流频谱；④由于是人工操作探头，因此测试结果受操作者影响，同时受到受试者身体结构、肺部疾病、机械通气和呼吸运动等因素的影响；⑤对心脏前负荷的评价有缺陷；⑥对PVR的计算可能存在误差。TEE是将一带有多普勒和M型超声探头的导管经口插入食道，距门齿30～45 cm（此点的食管恰与降主动脉相平行），根据显示屏上的主动脉壁、血流波形及多普勒声音上下旋转调整探头位置直至获得满意的信号质量。TEE可测量降主动脉血流、主动脉直径、CO、SV、PVR等参数。计算公式：CO＝降主动脉血流×降主动脉横截面积÷70％。TEE的优点是：直接监测容量与心腔内径；反映心脏结构与功能问题；术中监测不干扰术野。缺点：价格；非完全无创；需要专业人员操作；难以在ICU持续监测；声束与肺动脉血流始终存在较大夹角，难以用于右心CO监测。TEE的禁忌：食道狭窄或肿瘤、急性食管炎、食道憩室、食道静脉曲张伴出血高危患者；颈椎及上段胸椎损伤累及脊髓；近期食道、气道手术史；伴严重出血。NICO测定CO的基本原理在气管插管和呼吸机Y形管之间连接一个环形管，该环形管含有一个气动控制阀，NICO监护仪可自动使气流通过环行管无效腔完成部分CO2重复呼吸。每3分钟附加环管部分重复呼吸35秒。利用部分重复呼吸35秒和正常通气时CO2生成量及呼出气CO2浓度的差值，可测算肺毛细血管血流量(PCBF)，代表心输出量中进行气体交换的部分血流。同时监测SpO2和吸入氧浓度（FiO2），根据Nunn分流图测算肺分流量，即心输出量中未进行气体交换的部分血流。将PCBF与肺分流相加到心输出量值。部分CO2重复吸入法是根据改良Fick定律来测定CO。Fick定律认为，一定时间内进或出肺的气体量(氧气或二氧化碳)与肺毛细血管血流带走或释放的气体量相等。NICO测定的优点：无创；连续；呼吸功能参数监测；NICO监护仪可用于包括成人、儿童和新生儿在内的所有患者。缺点：①缺少心脏前负荷指标的监测（PAP、PAWP、CVP）；②仅适用于机械通气患者；③建立在假设混合静脉血CO2浓度不变基础上，凡影响混合静脉血CO2、死腔潮气量比及肺内分流情况均影响结果；④在心排量格式，NICO监护仪禁止用于不能耐受PaCO2轻微上升（3～5 mmHg，0.4～0.67 kPa）的患者。ICG的基本原理：在胸腔中传递低振幅高频电流，测量阻抗的感应电极分别放置在上、下胸部，血流动力学参数由TEB设备根据心电周期中胸廓电导率随胸主动脉血流变化的变化进行测量。通过测量由动脉搏动血流产生的阻抗变化，及变化之间的时间间隔，运用主动脉血流加速峰值速度得出的血流速度和Osypka专利的算法，可以计算得出SV。人体血液、骨骼、脂肪、肌肉具有不同的导电性，血液和体液阻抗最小，骨骼和空气阻抗最大。随着心脏收缩、舒张，主动脉内的血流量发生着变化，电流通过胸部的阻抗也产生相应的变化。测定左心室收缩时间间期并计算SV，然后再演算出一系列心功能参数。4对电极分别贴于颈部和胸部。高频（70 kHz）、低辐（2.5 mA）的交流电信号通过胸部传导，电信号循阻力通过最小路径（主动脉）传导，随主动脉内血流速度/容量变化测得阻抗，再通过阻抗变化计算出SV。优点：无创，只需在患者颈部、胸部两侧各贴1对电极。缺点：①抗干扰能力差，易受周围电设备的影响，CO读数不准；②由于其测定的是阻抗，因此CO读数严格受到电极片位置的影响；③对测定人群有限制，肥胖患者和儿童不适用；④测定过程中易受到患者运动、呼吸等因素的影响。NICaS使用的是全身生物电阻抗的原理（WEB），电流循阻抗最低的路径通过，人体血液和血浆在身体内的阻抗最低。NICaS输入一个1.4 mA、30 kHz的电流到患者体内，这一电流主要经过血流和细胞外液体传输；NICaS测量阻抗根据时间的变化，即阻抗的变化率（∆R）来计算SV，每次心跳左心室泵送到主动脉的血液量。NICaS连接方式有两种，一种连接生物阻抗传感器，2条红色连线与患者左手腕连接，或者2条蓝色连线与患者右脚连接；另一种是连接心电图电极，白色心电图电极连接患者右臂，黑色心电图电极连接患者左臂，红色心电图电极连接患者下腹部或腿。心脏超声能够快速发现低心排病因，提供治疗方向、评估疗效。优点是直观、可视、动态、连续。监测指标包括：心室容积、室壁厚度、异常分流、左右心室比例、室壁运动、下腔静脉变异率、SAM征、D字征、亲吻征、心包积液。TEE可以提供更好的声窗及更全面的信息。腔静脉评估，左室容积半定量评估，左心室充盈压评估，3D左心室容量评估。但也存在一定的限制，患者因素，如潮气量的变化、胸腔内压，肥胖等；技术因素，如超声测量的不一致性；呼吸幅度引起IVC取样位置移动。容量反应性阳性，提示容量不足；容量反应性阴性，提示容量过度。在条件不允许的情况下可以观察如下指标来判断患者的血流动力学情况：①组织灌注；②皮肤颜色、温度；③毛细血管充盈时间；④出入量、肌酐、尿量；⑤意识。有创与无创联合能够结合两者优势，提高监测准确性和安全性，如动脉置管与无创血压监测相结合。多种无创方法联合，弥补单一方法不足，提高监测全面性和可靠性，如超声心动图与生物电阻抗监测相结合。动态监测与实时调整，根据患者病情和监测结果，及时调整治疗方案和干预措施，提高治疗效果，改善预后。
图4 休克患者的血流动力学监测方法选择和临床路径
（1）严格无菌操作：在进行血流动力学监测时，必须严格遵守无菌操作原则，避免污染。
（2）定期消毒：监测部位、导管及接口等要定期消毒，保持清洁干燥。
（3）合理使用抗生素：在明确有感染风险或已发生感染时，应合理使用抗生素进行治疗。
（1）熟练掌握穿刺技术：进行血流动力学监测时，应熟练掌握穿刺技术，减少反复穿刺造成的血管损伤。
（2）止血：在拔出导管后，应对穿刺点进行压迫止血，避免局部血肿形成。
（3）凝血功能监测：对于凝血功能障碍患者，应加强监测，必要时给予相应治疗。
(1)血栓形成: 对于长期卧床或血流缓慢患者, 应警惕血栓形成风险, 必要时予抗凝治疗。
(2)导管堵塞：保持导管通畅，定期冲洗导管，避免导管堵塞影响监测结果。
(3)局部皮肤护理：加强局部皮肤护理，避免压疮、过敏等皮肤问题的发生。
当前存在问题和挑战：①监测设备精度与稳定性不足：现有血流动力学监测设备在某些情况下可能无法提供准确、稳定的数据，影响临床决策。②监测过程侵入性强：部分血流动力学监测方法需要插入导管或传感器，增加了患者的痛苦和感染风险。③数据解读与临床应用存在局限：血流动力学监测数据需要专业人员进行解读，且不同疾病状态下数据变化复杂，临床应用存在一定局限。
新型监测技术展望：①无创监测技术：未来血流动力学监测将更加注重无创性，如超声、光学等技术，以减少患者痛苦和感染风险。②连续监测技术：实现血流动力学参数的连续监测，为临床医生提供更全面、更实时的患者信息。③智能监测与预警系统：结合人工智能和大数据分析技术，实现血流动力学异常的自动识别和预警，提高临床诊疗效率。
提高监测准确性和可靠性途径：①优化监测设备设计与制造工艺：提高监测设备的精度和稳定性，减少误差和干扰。②完善监测流程与规范：制定标准化的监测流程和操作规范，确保数据的准确性和可靠性。③加强专业人员培训与教育：提高医护人员对血流动力学监测技术的掌握程度和应用能力，确保数据的正确解读和临床应用效果。
广州市第一人民医院呼吸与危重症医学科主任兼大内科副主任, 博士生导师、硕士生导师, 教授, 二级主任医师; 中国医药教育协会呼吸病康复专业委员会副主任委员, 中华医学会呼吸病学分会慢阻肺学组成员, 中国医师协会呼吸医师分会危重症学组委员, 广东省医学会呼吸病学分会第六、七届副主任委员, 广东省医学会结核病学分会副主任委员, 广东省医师协会呼吸医师分会副主任委员, 广东省医学会呼吸病学分会慢阻肺学组组长, 广东省慢阻肺联盟主席, 广东省健康管理学会呼吸专业委员会副主任委员, 广州市医师协会呼吸医师分会主任委员；Thorax(中文版)编委、 《中华医学杂志》《中华结核和呼吸杂志》《中国组织工程杂志 》审稿专家；全国和广东省五一劳动奖章获得者, 广州市劳动模范, 广东省抗击“非典”个人一等功; 广东省和广州市政协委员。
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