血流动力学应用
血流动力学监测及其临床意义
• 定义
– CI<2.2L/min/m2,PAWP>18mmHg,BPs<80mmHg,SVR>2000dyn/se c/cm5,尿量<20ml/h，神志障碍时 • 治疗原则 – 维持心肌氧的供需平衡 – 改善心肌的收缩状态 – 增加心排血量
• • • • 前负荷 后负荷 心肌收缩力 防止并处理心力紊乱
TEE优点：
清晰显示离胸壁较深远的结构(如心房和大血 管)的图像；不影响心血管手术而行连续监测；因 角度不同，能更容易看到一些重要结构，如心耳、 肺静脉、全部房间隔、胸主动脉、左冠状动脉等； 和心脏之间无肺组织，可用更高频率的探头。 拟在非体外循环下行CABG术，食道超声心动 图显示中度主动脉瓣反流，随后采用在体外循环 下行CABG术。
中心静脉压
上下腔静脉近心房入口处
适应症
测定反映右心充盈压作为容量指标 通过中心静脉给药 给外周静脉差的病人提供静脉通路 为长期胃肠道外营养提供途径 注射染料测定心排血量 为静脉安置起搏器提供途径
正常值 4~12mmHg
中心静脉压
插管的途径 颈内静脉 锁骨下静脉 颈外静脉 贵要静脉 腋静脉 股静脉
张
心率 心排血量组成
维持满意的负荷状态
前负荷
• 重要
– – – – – –
–
遵循Frank-Starling 舒张末期心肌纤维长度 它没有降支？ 离体2.2um(2.6) LVEDP 12/50mmHg PAP/CVP(2~6mmHg) 干预前负荷影响CO
• • 补 脱
维持满意的负荷状态
• 维持满意的后负何（Anrep)
– 右心室后负荷 – PVR＝（MPAP－LAP）ｘ８０ ＣＯ – PVR ＝（MPAP－PAWP）ｘ８０ ＣＯ – 正常值：(20~130)250ynes/sec/cm2
血流动力学研究的最新进展和应用
血流动力学研究的最新进展和应用血流动力学作为研究血液在心血管系统中流动及对心血管疾病发生发展的影响的学科，近年来取得了很多重要的进展。
随着技术的不断进步，血流动力学领域的研究在临床实践中的应用越来越广泛。
本文将介绍血流动力学研究的最新进展及其在临床实践中的应用。
一、血流动力学研究的最新进展1、微纳米器件的应用微纳米器件的出现，为血流动力学研究带来了一次技术革命。
微纳米器件能够对小尺度血管内流体动力学性质进行实时监测，从而揭示许多以前未知的现象。
比如，微纳米流道可以通过实时检测人体血细胞在不同流速下的表观黏度，揭示血细胞形态变化对血流阻力、血流剪切力等机制的影响。
微纳米器件的发展为血流动力学研究提供了广阔的发展空间。
2、生物力学模拟技术的应用生物力学模拟技术是近年来快速发展的一种技术手段，它能够对心血管系统的结构和功能进行模拟，从而帮助研究者更加深入地理解心血管系统内部的流动行为。
生物力学模拟技术已经广泛应用于各种心血管系统的研究，如大血管疾病、动脉粥样硬化、血栓形成等，并有效地揭示了心血管系统疾病的发生发展机制。
3、人工智能技术的应用人工智能技术是当前发展最快的一种技术领域之一，它能够有效地处理大量的数据，并给出快速、准确的分析结果。
在血流动力学研究中，人工智能技术被广泛应用于心脏病的诊断和治疗方案的制定。
比如，人工智能能够通过对大量的心电图数据进行分析，快速准确地识别心律失常等心脏疾病。
二、血流动力学研究的应用血流动力学研究在临床实践中的应用非常广泛。
它不仅能够为心血管疾病的治疗提供科学依据，还能够提高手术治疗的精度和安全性。
1、冠状动脉狭窄检测冠状动脉狭窄是一种心血管疾病中较为常见的一种，通过血流动力学研究，可以检测出冠状动脉狭窄的程度和位置，为临床医生提供诊断参考。
2、心室流出道狭窄治疗心室流出道狭窄是一种心脏结构异常疾病，会对心脏的正常功能产生影响。
通过血流动力学的研究，可以针对狭窄部位进行手术治疗，从而加强心脏的正常功能发挥，减少相关的并发症。
血流动力学监测的临床进展及应用
血流动力学监测的临床进展及应用（综述）沈阳军区总医院急诊科王静近些年来，血流动力学监测技术日益提高，已越来越多应用于危重症患者的诊治过程中，为临床医务人员提供了相对可靠的血流动力学参数，在指导临床治疗及判断患者预后等方面起到了积极的导向作用。
随着血流动力学技术在临床中的发展应用，许多研究者对血流动力学监测的有效性、安全性及可靠性提出置疑。
因此关于血流动力学监测技术的临床进展及具体应用是临床上十分迫切的研究课题。
【关键词】血流动力学监测临床应用自上世纪70年代来，Swan和Ganz发明通过血流引导的气囊漂浮导管（balloon floatation catheter或Swan-Ganz catheter或PAC）后，在临床上已得到广泛的应用，它是继中心静脉压（CVP）之后临床监测的一大新进展，是作为评估危重病人心血管功能和血流动力学重要指标，是现代重症监护病房（ICU）中不可缺少的监测手段。
许多新的微创血流动力学监测技术如雨后春笋般地应用于临床，为危重症患者的临床救治提供了详尽的参数资料，它主要是反映心脏、血管、血液、组织氧供氧耗及器官功能状态的指标。
通常可分为有创和无创两种，目前临床常用的无创血流动力学监测方法是部分二氧化碳重复吸入法（NICO）、胸腔阻抗法（ICG）及经食道彩色超声心动图（TEE）等。
由于两类方法在测定原理上各有不同，临床应用适应症及所要求的条件也不同，同时其准确性和重复性亦有差异。
因此对危重症患者的临床应用效果各家报道不尽相同，本文就目前国内外血流动力学的临床进展及具体应用综述如下。
1.无创血流动力学的临床应用无创伤性血流动力学监测(noninvasive hemodynamic monitoring)是应用对机体组织没有机械损伤的方法，经皮肤或粘膜等途径间接取得有关心血管功能的各项参数，其特点是安全、无或很少发生并发症。
一般无创血流动力学监测包括：心率，血压，EKG，SPO2以及颈静脉的充盈程度，可在ICU广泛应用各种危重病患者，不仅提供重要的血流动力学参数，能充分检测出受测患者瞬间的情况，也能反映动态的变化，很好的指导临床抢救工作，在一定程度上基本上替代了有创血流动力学监测方法。
血流动力学监测各项参数与临床应用
血流动力学监测各项参数与临床应用引言血流动力学监测是评估心血管功能的一项重要方法，通过监测各项参数可以获得有关患者血液流动状况和组织灌注的信息。
本文将介绍血流动力学监测常用的几个参数及其在临床应用中的意义。
1. 血压血压是血流动力学监测中最基本的参数之一。
通过测量收缩压和舒张压，可以评估心脏泵出血液的能力以及动脉血管的阻力情况。
血压的监测在临床上广泛应用于评估循环功能和指导治疗，例如判断血液灌注情况，调整血管收缩剂和扩张剂的使用等。
2. 心率心率是血流动力学监测中另一个重要的指标。
心率反映了心脏搏动的频率，可以用来评估心脏的收缩和排血能力。
心率的异常可以提示心脏功能紊乱或疾病存在，临床上常用于判断心律失常和监测心脏康复进展。
3. 中心静脉压(CVP)中心静脉压是反映心脏前负荷的指标，即反映心脏充盈状态的压力。
CVP的监测可以提供关于心脏泵血能力和容量状态的信息。
在临床上，CVP常用于评估循环血量、调整输液和晶体液支持以及监测心脏容量负荷等。
4. 血氧饱和度(SaO2)血氧饱和度是指血液中的氧气与血红蛋白结合的程度。
通过监测SaO2可以评估氧供和氧需之间的平衡情况。
在临床上，SaO2的监测广泛应用于评估氧合功能、判断氧合不足和指导氧疗的使用等。
5. 心排血指数(SVI)心排血指数是指每搏输出量与身体表面积的比值，反映了每分钟心脏泵血量的调节情况。
SVI的监测可以评估心脏泵血能力和判断循环状态。
在临床上，SVI常用于评估心源性休克、监测重症患者的容量负荷和心脏功能状态等。
结论血流动力学监测各项参数的监测在临床上具有重要意义，可以为诊断和治疗提供指导。
血压、心率、CVP、SaO2和SVI是常用的血流动力学监测参数，在临床应用中具有一定的可靠性和有效性。
通过合理的应用这些参数，可以提高对患者循环功能的评估和治疗的指导，以促进患者的康复和病情的改善。
血流动力学监测的原理与临床应用
指脉SpO2监测
3.指脉波是反应交感神经兴奋性的良好指标.如气管插管和切 皮时,指脉波振幅迅速变小,表明存在血管收缩。随着刺激 的结束，波形逐渐恢复。有助于判断麻醉的深浅.
4.指脉波可反映外周灌注和肾灌注.波形宽大,振幅高,表明灌 注良好,反之则差.这点在体外循环中间有明显的表现.
5.指脉波可反映心肌收缩力,其上升支倾斜表明收缩力降低.对 心衰病人的病情判断有一定价值.
Frank和Starling确定了心肌纤维长度和收缩程度之间的 关系： 在不超过生理极限的情况下，舒张期容量越大，或舒张 末期心肌纤维越长，心肌的收缩性越强。
肌原纤维长度的增加（增加到约微米的极限） 继发增加了心肌纤维在收缩时的缩短
当心肌纤维伸展超过微米的长度后，进一步 增加心室充盈不能进一步增加每搏量
• 动脉血氧分压(PaO2) • 经皮脉搏氧饱和度监测SpO2
正常值:96%～100% • 通过SpO2监测,间接了解病人动脉血氧分压
的高低,以便了解组织的情况,有助于及时发 现危重症患者的低氧血症,可以指导临床机 械通气模式和吸氧浓度的调整
指脉SpO2监测
指脉SpO2监测是一项常规监测,除了SpO2数值,反 映末梢氧情况以外,我们还可以得到更多的信息.
5-15mmHg
Swan-Ganz导管可测得的压力图形
Swan-Ganz导管可测得的参数
• 右房压（RAP）：
正常右房平均压力2-6mmHg 超过10mmHg 升高 深吸气时可降至-7 mmHg 深呼气时可升至+8 mmHg 影响因素：血容量
静脉血管张力 右室功能 限制性心包心肌疾病 注：1：a波，2：c波，3：v波
心功能不全的处理
• 强心、正性肌力药：直接改善心泵功能 加强心肌收缩
血流动力学临床应用
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血流动力学监测有哪些有创方法？
监测技术 有创压监测 非校正动脉轮廓 分析 监测方法 动、静脉导管 产品型号 -测量指标 中心静脉压， CCO（CCI）、SVV、 SVR（SVRI）， ScVO2，动脉压（监 护） CCO，SVO2，EDV， CVP，PAP，PAWP （监护） 动脉导管，专用动 爱德华维捷流 脉压力传感器 （Vigileo）；爱德 华EV1000；Pulsion 公司PulsioFlex平台 配备ProAQT技术 漂浮导管 爱德华Vigilance II
SVV > 10% PPV > 13% SVV 0-10% PPV 0-13%
∆ SV1
∆ EDV1
24
∆ EDV2
Frank-Starling
EDV
肺水
EVLW – Extravascular Lung water • 床边直接量化肺水肿 • 包括细胞内液，间质液以及肺泡内液 • ELWI is indexed to “Predicted Body Weight” (theoretical body weight)
CFI = CI / GEDI
CI V SV V SV V SV V V SV Low Contractility V SV
High Contractility
SV
Normal Contractility
18
Volume Responders
Target Area
Volume Overload
Preload
•
心肌收缩力
– 全心射血分数 GEF – 心功能指数 CFI – 左室收缩力指数 dPmx
无创血流动力学监测临床应用 -
诊断
治疗措施
病史，症状， CI<2.4或 体征，实验 CI>3.0且
室检查 STR≥0.55
提示呼吸困 难是心源性
考虑心力衰 竭诊断和治
疗措施
ICG血流动力 学检查
CI ≥ 3.0或 CI2.4-2.9且
STR<0.55
提示呼吸困 难是非心源
性的
考虑肺或其 他病因的治
疗措施
ICG主要监测内容及意义
参数
单位
SV
ml
C.O.
L/min
C.I. L/min/m2
SVR DS/cm5
TFC
/kΩ
参考值
60-130 4.5-8.5 2.5-4.0 770-1500 男30-50 女21-37
定义
每次心跳搏动由左心室泵出的血 液总量
每分钟内由左心室所泵出的血液 总量
经过体表面积标准化处理后的心 输出量
无创血流动力学监测仪进行血流动力学监测， 评价心肌收缩力、心脏功能及心脏前负荷／后 负荷，并直观观察到临床用药前后的明显变化 ，指导临床用药，判断效果。在给予强心剂的 同时，根据TFC（前负荷）利尿或补液，根据 SVR（外周血管阻力）给予血管活性药，经过 合理选择适宜的药物治疗，患者在用药后，各 项主要指标均有所改善。
血液在动脉系统内流动所遇到的 阻力，（通常所称后负荷）
主要通过对血管内、肺泡内以及 胸腔内的组织间液检测得出的胸
腔内的电传导率
ICG主要监测内容及意义
参数 名称 单位 参考值
定义
SI
每搏输 出指数
ml/㎡
35-65
经过体表面积标准化处理后的每搏输 出量
SVRI VI ACI
血流动力学及氧动力学在麻醉科临床应用
手术后
评定血液动力学状况 ,为选择适宜 监护区提供依据 ; 及时发现危及生命的血液动力学 状况,指导治疗 ,选择最佳治疗方案。
立即对心/肺疾病作出诊断 ,对麻醉 后可能发生的意外事故起关键指 导作用; 血流动力学和氧动力学相结合检 测会发现许多疑难杂症; 评价心肺能承受的麻醉药物滴定 计量 /控制液体量, 并选择最佳方案。
氧代谢动力学参数
► DO 2 ► O 2ER ► DO 2I ► VO 2I ► O 2EI ► LCW ► O2 Pulse ► Pr ed. CO ► DaO2 ► DvO2 ► DO2c
氧输送( 氧供) 氧摄取 氧输送指数 氧耗指数 氧摄取指数 左心作功 每搏氧消耗量 预测心排量 体循环氧输送 肺循环氧输送 氧输送系数
麻醉医师重要的临床技能之 一是对病人的血流动力学认 识,诊断和治疗。这种技能 一方面建立在对心排出血量 (Cardiac Output,CO)及其相 关 参数的解释和临床应用。
观察氧供与氧需是否平衡无疑是了 解循环状态的更为深入的检测，并对 治疗提出了更高的要求，这种认识是 近年循环检测和治疗上又一项有突出 意义的巨大进步。
Innocor 从根本上改变 (1)血流动力学监测准确性和重复性问题; (2)氧代谢动力学的临床应用与研究。 创导以多种参数同时监测、同步分析为 基础的机体整体检测治疗学的产生和发 展。这是监测治疗学发展的一个里程碑。 由于监测准确性 , 必将导致临床监测治疗 的革命性变化 ,有着广泛的应用前景。
原理
应用再呼吸法(以血溶 气体CO2, N2O, O2 ,非血 溶气体SF6作为指示剂) 整体实时测定心排血量 等28个等参数。 气体通过活瓣到进气装 置进入PGA声像光谱分 析仪( 集质谱仪/能谱仪/ 光谱分析仪) 于一身,高 速,精确,更先进。
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壁剪切力(WSS)与动脉瘤的发生
多认为高WSS是动脉瘤发生和发展的主 要因素，最大剪切力发生处的组织比其 他地方更容易受损，往往成为动脉瘤新 的生长点。
壁剪切力(WSS)与动脉瘤的发 生
血流的剪切力对动脉瘤的发生发展具有直接的作用，该剪切力会 随心动周期的改变而改变。血流动力学所产生的剪切力、搏动力 和压力引起脑动脉分叉处顶端内弹力层损害和中层缺损扩大，血 流速度越快所在部位剪切力越大，剪切力增大到一定程度即可造 成动脉壁损伤，动脉血管壁受到血流的连续冲击后发生局部膨出 ，逐渐形成大小不同的动脉瘤*。多认为高WSS是动脉瘤发生和 发展的主要因素，最大剪切力发生处的组织比其他地方更容易受 损，往往成为动脉瘤新的生长点*。
壁剪切力(WSS)
壁剪切力（wall shear stress，WSS）：是 粘性的血流通过固体表面形成的动态摩 擦力。血管内皮细胞会通过释放血管舒 张因子和收缩因子来调节局部血管张力 ，它对于震荡的剪切力较为敏感，与直 接的机械压力相比，这种震荡的剪切力 通过刺激各种内皮细胞的功能而产生很 强的生物学效应．增加的WSS可以刺激 内皮细胞分泌一氧化氮．一氧化氮是一 种强的血管扩张因子，也是一种血管壁
研究目的
（1）基于影像DSA图像，应用医学软件 MIMICS及有限元软件ANSYS能够实现 个体化颅内动脉瘤血流动力学模拟，观 察颅内动脉瘤的血流动力学变化。 （2）探讨颅内动脉瘤的血流动力学特征 与其发生、发展、破裂和复发的关系。
技术路线
（1）基于MIMICS软件对颅脑DSA图像 进行三维重建。 （2）使用ANSYS ICEM CFD 进行网格 化 （3）采用计算流体动力学软件对研究对 象重建模型进行稳态和非稳态数值计算 （4)采用计算流体动力学软件研究对象 重建模型进行非稳态数值计算对比分析 手术前后的血流动力学变化
不同注射速度壁面剪切力比较
建模结果以及数据化分析
（3）血流流线图
不同注射速度血流流线图比较
4.非稳态数值模拟结果
进口条件
4.非稳态数值模拟结果
(1)壁面总压力
t1
t2
t3
4.非稳态数值模拟结果
(2)壁面剪切力
t1
t2
t3
4.非稳态数值模拟结果
（3）血流流线图
t1
t2
t3
4.手术前后模型数值模拟 结果
简介
血流动力学研究中几个关键的概念： 1、血流冲击力：其来自于血流的惯性力 ，垂直作用于血管壁。 2、壁剪切力（wall shear stress，WSS）：WSS是血液流 动时血流对血管壁的切向作用力，其作 用方向平行于血管壁，大小与血流速度 有关，血流速度越快，血流速度梯度越 大，血流产生的WS.MIMICS重建颅内动脉瘤模型与DSA工作站重建模型对比
MIMICS重建模型
DSA工作站重建模型
建模结果以及数据化分 析
2 面网格模型与体网格模型网格模型
面网格模型
体网格模型
建模结果以及数据化分析
(1)壁面总压力
不同注射速度壁面总压力 比较
建模结果以及数据化分析
(2)壁面剪切力
壁面总压力
术前
术后
4.手术前后模型非稳态数值模 拟结果
壁面剪切力
术前
术后
4.手术前后模型非稳态数值模 拟结果
血流流线图
术前
术后
血流冲击力：可造成被冲击区域压力的 增高，当血流的速度降低时，血液的机 械运动能力转化为压力，在血流场中， 称作动压力 (dynamic pressure)。在血流 冲击瘤壁或者动脉壁时血流改变方向 ， 速度立刻随之降低，这样大部分动压力 转化为静压力，结果导致被冲击区域局 部压力的增高，动脉瘤内复杂的速度分 布可导致动脉瘤内压力增高*。
颅内动脉瘤中血流动力学研究
简介
血流动力学在动脉瘤的病理形成和瘤内 血栓生成方面起重要作用，虽然在基础 实验和临床上都进行了相关的研究，尤 其是体外实验已经进行了详细的血流动 力学各项参数的模拟，但是这些研究多 是基于理想化的动脉瘤模型或者实验动 物动脉瘤模型，对于具体的临床病人价 值不高，因此针对临床病人颅内动脉瘤 进行的血流动力学个体化研究更有意义 。
技术路线
一、血流动力学模型 1 控制方程假定血液是层流且为粘性的，不可压缩的牛顿 流体。 一般情况下的流体力学控制方程包括连续方程、动量方程和能量 方程。本研究不考虑能量的传递，例如热量 的传递等，因此不考 虑能量方程。同时假设重力不计，控制流动的基本方程是不可压 缩Navier--Stokes方程来控制 2.边界条件 将动脉瘤壁设定为刚性，因此忽略了动脉瘤壁弹性和 厚度对血流动力学结果的影响。血流和管壁之间没有滑动和穿透 。 3.数值计算 NS方程组采用守恒形式的有限体积法来离散，时间 采用 隐格式，网格单元为四面体型网格。在每个网格节点周围构 造控制体 ，通量通过位于两个控制体界面上的结合点来计算 。
技术路线
二、动脉瘤三维实体重建模型 建模环境：在微机的Windows平台下建立脑动脉瘤的三维有限元 几何模型。 1.原始数据采集：进行DSA造影，3D旋转取得血管影像，剪切无 关血管，保留载瘤动脉和动脉瘤，将动脉瘤横断图切片以图片格 式输出。 2.将图片进行图像处理，使Ｍimics的横断图窗、纵切图窗、轴位 图窗的血管影像能清晰完整显示，进行三维重建。再对重建后的 影像进行平滑处理。将三维模型导出为格式文件。 3.划分网格：将上一步生成的格式文件导入ICEM CFD，用Block 分块，并用O-Block法划分三维结构网格。 4.医学3D图像生成及编辑处理软件Mimics，有限元分析软件 ANSYS进行数据建模。
简介
由于技术手段的限制，目前无法对颅内 动脉瘤患者实施 血流动力学参数的在体 检测。因此，应用(computational fluid dynamics，CFD)建立颅内动脉瘤的三维 实体动力学分析模型，分析瘤内血流运 动模式及血流--瘤壁相互作用机制成为可 靠的技术手段。
简介
目前研究多应用计算流体力学 (computational fluid dynami cs，CFD)来模 拟进而获得动脉瘤内血液动力学的信息 ，以便更好的理解实际体内动脉瘤的血 流动力学机理。 其中动脉瘤内部的流速、压力、壁面剪 切力等流体力学参数对动脉瘤病理生理 机制非常重要，利用流利力学有限元分 析方法能在体外对动脉瘤内部的血流情 况进行数值模拟，观测瘤体内部血流动