PICCO原理

PiCCO 血流动力学监测的原理,复旦大学附属中山医院急诊科 顾国嵘,PiCCO的历史,1870年 Adolph Fick 氧耗量测定心排血量法质量守恒定律 某特定物质在系统末端流出的量等于该物质流入端的量跟 系统流入端与流出端之间减少或增加的量之和。,PiCCO的历史,1897 Stewart首先将人造指示剂直接 注入血流，然后在其下游测定其平均浓 度和平均传输时间， 计算出心排血量。 CO 60 I /T 为指示剂平均浓度，T为曲线总间期，I为指示剂注入量，60为秒数1947 Hamilton 改良推广了著名的 Stewart-Hamilton指示剂测CO计算公式,PiCCO的历史,1954 Fegler 提出温度稀释测CO公式 CO(L/min)=VI(TbTi)DiSi/ADbSb60/1000 Vi为注入剂容量 Tb、Ti为血温和指示剂温度 Di、Db为注入液和血的密度 Si、Sb为注入液和血的比热 A为稀释曲线下的面积，A 应该用积分法计算。5%糖液与血的比热密度为1.08,Hamilton和对数浓度-时间曲线,指示剂再循环半对数纸上绘制浓度-时间曲线， 然后在降支顺势划一条线，这样 就为指示剂浓度的准确地消散， 并理解为单一指数阐明了原理。,1947 Stewart-Hamilton 公式,Tb:注射冰盐水前血液温度Ti: 注射的冰盐水温度Vi:注射的冰盐水容量Tb*dt:热稀释曲线下面积K:校正常数，由血液和冰盐水的比重与 比热容组成,C.O.=,MTt：平均传输时间（一半指示剂通过的时间）DSt：指数下降时间,Swan-Ganz导管,1970 UCLA的Swan和Ganz1972 应用于临床,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导管,气囊破裂导管打结导管嵌入引起肺梗塞血栓栓塞出血、感染心律失常触电,Swan-Ganz导管,压力不能代表容量没有评估后负荷右心功能不能完全代表左心功能严重并发症导致了更高的死亡率(死亡导管)延长入住ICU时间,PICCO原理,1951年，Newman EV提出如下机理: (1)平均传输时间（MTT）取决于时间、 热传导率、热负载量和血管面积（2）作为具有指示剂完全混合和恒定 液体流速的单一混合腔室，其稀释曲 线随着时间呈指数形式衰减（衰变）。（3）作为若干个不同的串联混合腔室， 虽然流率相同，但混合的容量不同， 其稀释曲线衰减（衰变）状态，取决 于最大腔室。,PICCO原理,1966 Pearse1980 床旁单指示剂的肺水测定,ITTV = MTtTDa COTDa,PICCO样机面世,1995 相对微创 直接测量容量 全心CI心血管状况如何？ 心输出量（CO）前负荷如何？ 全心舒张末期容积 (GEDV)扩容治疗会增加CI吗？ 每搏量变异 (SVV)心脏收缩功能如何？ 左室最大收缩力指数(dpmax) 全心射血分数 (GEF)是否出现了肺水肿？ 血管外肺水（EVLW）,Tb,注射,t,PICCO测量CO： Stewart-Hamilton公式,Tb = 血液温度Ti = 注射液温度Vi = 注射液容积 Tb . dt = 热稀释曲线下面积K = 校正系数，与体重、血温和注射液温度相关,CO 计算：通过热稀释曲线下面积,在中心静脉注射指示剂后，PiCCO动脉导管尖端的热敏电阻测量温度的变化,MTt: 平均传输时间（Mean Transit time ） 大约一半指示剂通过动脉测量点的时间,DSt: 下降时间（Down Slope time） 热稀释曲线的指数下降时间,ln Tb,注射,再循环影响,MTt,t,e,-1,DSt,Tb,PICCO直接测量- ITTV,PTV,ITTV = MTt CO = GEDV + PBV + EVLW,PTV = DSt CO,PICCO间接测量 GEDV,PICCO间接测量并校正ITBV,57例ICU病人GEDV和ITBV的构成回归分析，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间接测量并校正EVLW,209例危重全部首先测定的温度-染料稀释与单一温度稀释法血管外肺水的构成回归分析。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的容量指标,PBV肺血容量,静水压肺水肿,渗透性肺水肿,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),间接测量判断肺水肿的种类PVPI,肺水,3次热稀释校准,经热稀释方法得到的非连续性参数 心输出量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,动脉轮廓分析法得到的连续性参数 连续心输出量 PCCO 动脉压 AP 心率 HR 每搏量 SV 每搏量变异 SVV 脉压变异 PPV 系统血管阻力 SVR 左心室收缩力指数 dPmax*,血液动力学和容量进行监护管理,非实时！,实时！,PICCO的实时参数和非实时参数,正常动脉波形的构成,收缩相(a)：心室收缩期左室快速射血，主动脉瓣开放，形成动脉压波形的上升支、峰值和下降支的前部 ； 最高点为收缩压舒张相(b）：血流从主动脉到周围动脉，压力波下降，主动脉瓣关闭，直至下一次收缩开始，波形下降至基线为 舒张相； 最低点为舒张压 重搏切迹反映了主动脉瓣关闭。曲线下面积反映了流经血管的血流量。,计算dP/dmax粗略反映心肌收缩性,不同部位的动脉压差,仰卧时，从主动脉到远心端的周围动脉，收缩压依次升高，而舒张压逐渐降低。 原因：越是远端的动脉, 压力脉冲到达越迟 上升支越陡 ，收缩压越高 舒张压越低 重搏切迹变得滞后和平滑。股动脉收缩压较桡动脉高1020mmHg，而舒张压低1520mmHg；较无创血压高520mmHg,1899Frank系统循环模型中,阐述了动脉压力波形计算CO的概念,PiCCO脉搏轮廓分析历史,脉搏轮廓分析历史,1983Wesseling提出心搏量同主动脉压力曲线的收缩面积成正比，对压力依赖于顺应性及其系统阻力,并做了压力、心率、年龄等影响因素校正。VS AS / Z （VS为每搏出量，AS为主动脉压力波收缩面积，Z为系统血管阻力）,PICCO脉搏轮廓分析原理,29,通过对分析每一次心脏跳动（beat by beat）时的动脉压力波型，得到连续的参数,校正,热稀释法测量得到CO,测量血压 (P(t), MAP, CVP),经过经肺热稀释校正后，可以测量每一次心脏跳动的每搏量（SV）,PICCO脉搏轮廓分析原理,CCO法为了做到心排血量的连续校正,需要用温度稀释心排血量来确定一个校正系数(cal),还要计算心率(HR), 以及压力曲线收缩部分下的面积(P(t)/SVR)与主动脉顺应性C(p)和压力曲线波形(以压力变化速率(dp/dt)来表示)的积分值.,30,t s,P mm Hg,压力曲线下面积,压力曲线型状,动脉顺应性,心率,病人相关的校正因子（通过热稀释法得到）,呼吸周期中血压的波动,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,吸气,Reuter et al., Ansthesist 2003;52: 1005-1013,呼气,吸气,呼气,吸气早期,吸气晚期,SVV = Stroke Volume Variation 每搏变异量,SVV 反映前负荷,SVmax SVmin,SVV =,SVmean,对于没有心律失常的完全机械通气病人,EDV,SV,SVV small,SVV large, EDV1, EDV2, SV1, SV2,因机械通气引起的前负荷变化（EDV）会导致每搏量的改变（SV），改变程度与病人个体的Starling曲线有关。对容量反应良好的病人，其Starling曲线处于直线阶段，有较高的每搏量变异（SVV）。,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。 SVV / PPV可用于预测扩容治疗对每搏量的提高程度。,SVV 反映前负荷,PPV = Pulse Pressure Variation 脉压变异量,呼吸周期中，压力波形的变化 PPV和SVV类似，反映扩容治疗后，每搏输出的对应变化,SVV / PPV 反映前负荷,PPmax PPmin,PPV =,PPmean,PPmax,PPmean,PPmin,PiCCO 连接示意图,中心静脉导管,注射液温度探头容纳管（T型管）,动脉热稀释导管,注射液温度电缆,PULSION 一次性压力传感器,PCCI,AP,13.03 16.28 TB37.0,AP 140117 92(CVP) 5SVRI 2762PCCI 3.24HR 78SVI 42SVV 5%dPmx 1140(GEDI) 625,温度测量电缆,压力电缆,热稀释参数 心输出量CO 全心舒张末期容积 GEDV 胸腔内血容积 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,脉搏轮廓参数 脉搏连续心输出量PCCO 每搏量SV 心率HR 每搏量变异SVV 脉压变异PPV 动脉压力AP 系统血管阻力SVR 左心室收缩指数dPmx,PiCCO测量参数,PiCCO的治疗决策树,38,创伤小- 只需放置中心静脉和动脉导管- 无需肺动脉导管- 可用