脉搏指示连续心排血量测定及临床应用

脉搏指示连续心排血量测定及临床应用脉搏指示连续心排血量（Pulse indicator Continous Cadiac Output，PiCCO）是将经肺热稀释技术与动脉搏动曲线分析技术相结合，采用成熟的热稀释法测量单次心输出量，并通过分析动脉压力波型曲线下面积与心输出量存在的相关关系，获取个体化的每搏量（SV）、心输出量（CCO）和每搏量变异（SVV），以达到多数据联合应用监测血流动力学变化的目的。

一、PiCCO原理和方法（一）原理1.经肺热稀释法（Transpulmonary Thermodilution, TPTD）早在1897年，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。

后来1966年Pearse 等在心肺实质容量测定中，进一步在临床上确定了从中心静脉同时注入温度染料两种指示剂，在股动脉除了测定心排血量，可计算出不透过血管壁的血管内染料容量（胸内心血管）和透过血管壁的温度容量。

PiCCO中单一温度热稀释心排血量技术就是由温度－染料双指示剂稀释心排血量测定技术发展而来。

与传统热稀释导管不同之处为PiCCO从中心静脉导管注射室温水或冰水，在大动脉（通常是主动脉）内测量温度-时间变化曲线（见图1），从热稀释曲线，测定出特定传输时间乘以心排血量,就可计算出特有的容量，这些特定的传输时间包括平均传输时间（MTt）和指数下斜时间（DSt）（见图2）。

图1. 心血管系统混合腔室的示意图注：RAEDV-右房舒张末期容积、RVEDV-右室舒张末期容积PBV-肺血容量EVLW-血管外肺水、LAEDV-左房舒张末期容积 LVEDV-左室舒张末期容积图2 指示剂稀释曲线和时间取值图注：In c(1)-浓度自然对数 At-显现时间 DSt-为指数曲线下斜时间MTt-平均传输时间。

平均传输时间容量(MTt volume): 把心肺当作相连的系列混合腔室，股动脉探测的稀释曲线，实际是由所有混合腔室产生的最长衰减曲线所形成的（见图1）。

其平均传输时间(MTt)与心排血量(CO)的乘积就是相应指示剂流经的容量,即注入点（中心静脉）和探测点（降主动脉）之间的全部容量。

作为温度指示剂的这种全部胸内温度容量(ITTV)，是由总舒末容量(GEDV)、肺血容量(PBV)、血管外肺水（EVLW）共同组成。

ITTV = MTt × COTDa= GEDV + PBV + EVLWITBV (胸内血容量)由左右心腔舒末容量和肺血容量组成，因此与心腔充盈量密切相关。

ITBV = RAEDV ＋ RVEDV ＋ PBV ＋ LAEDV ＋ LVEDV下斜时间容量(DStvolume): DSt与CO的乘积，等于一系列指示剂稀释混合腔内最大的单独混合容量（肺温度容量）。

作为温度指示剂的这种肺温度容量(PTV)是由PBV和EVLW组成。

一般将开始点定在最大温度反应的75%处，终点定在最大温度反应的45%处，两点之间（约30%）的时间差被标为DSt。

PTV = DSt × COTDa = PBV + EVLWGEDV = ITTV - PTVIT BV = 1.25 × GEDVEVLW = ITTV – ITBV2．脉搏轮廓心排血量法（Pulse Contour Methodfor Cardiac Output-COpc）早在1899年，Frank在著名的系统循环模型中,就阐述了动脉压力波形计算心搏量的概念，随后几十年间出现了许多用动脉压力波形测定心搏量的计算公式，直到1983年，Wesseling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后，该法才得到认可，并逐步应用于临床。

主动脉血流和主动脉末端(股动脉或其它大动脉)测定的压力之间的关系,是由主动脉顺应性函数所决定的,即主动脉顺应性函数具有同时测定的血压和血流(CO)共同特征。

利用与连续动脉压同时测定的经肺温度稀释心排血量来校正脉波轮廓分析中的每个病人的主动脉顺应性函数（见图3）。

图3. 主动脉顺应性与血压及血流的关系示意图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（见图4）。

图4 脉搏轮廓心排血量的校正公式（二）PiCCO导管和监测方法PICCO监测仪需要首先放置中心静脉导管（颈内静脉或者锁骨下静脉置管），同时在患者的动脉（例如股动脉）放置一条PiCCO专用监测管。

测量开始，从中心静脉注入一定量的冰水（0-8℃），经过上腔静脉→右心房→右心室→肺动脉→血管外肺水→肺静脉→左心房→左心室→升主动脉→腹主动脉→股动脉→PiCCO导管接收端；计算机可以将整个热稀释过程画出热稀释曲线，并自动对该曲线波形进行分析，得出一基本参数；然后结合PiCCO导管测得的股动脉压力波形，得出一系列具有特殊意义的重要临床参数（见图5）。

图5 PiCCO导管与仪器连接示意图【应用步骤】1．首先要熟悉仪器与导管规格型号及操作步骤2．插入中心静脉导管及温度感知接头与压力模块相连接3．插入专用动脉导管，连接测压管路4．动脉导管与压力及PiCCO模块相连接5．观察压力波形调整仪器，准备冷注射液（0-8℃）测定心排血量6．为了校正脉搏轮廓心排血量，需要完成三次温度稀释心排血量测定（三）PiCCO系统测定的准确性经大量实验与临床研究证实PiCCO所显示的数据，与Fick法，肺动脉导管的冷与加温、染料稀释心排血量以及超声多普勒法相比较，其准确度、精确度、重复性、敏感度、临床应用的有效性方面，均显示高度相关。

二、参数意义PiCCO将经肺热稀释技术与动脉搏动曲线分析技术相结合，运用这两种技术可以得到两套参数，这些参数可以有效的指导临床进行血流动力学监测和容量管理（见图6）。

图6 PiCCO测量的参数（一）心输出量/心脏指数（CO/CI）注一次冰水就可以显示出两者的精确数值，通常连续注射三次冰水，取三次数值的平均值来减少误差；以后常常需要每6~8小时校正一次就可以连续显示。

但是当患者病情变化时（容量复苏、使用了血管活性药物及其它诊疗手段后），需要随时校正热稀释曲线，从而获得更准确的连续性的心排量（PCCO）。

这里要说明的是，心脏指数（CI）是单位体表面积的心输出量（CO）。

（二）胸腔内总血容量（ITBV）胸内血容量是指示剂稀释心排血量测定中左右心腔舒张末期容量和肺血容量组成，即注入点到探测点之间胸部心肺血管腔内的血容量。

大量研究证明ITBV是一项比PAOP、RVEDP和CVP更好的心脏前负荷指标。

ITBV = RAEDV ＋ RVEDV ＋ PBV ＋ LAEDV ＋ LVEDV（三）心脏舒张末总容积（Global end diastolic volume，GEDV）该参数较准确反映心脏前负荷的指标，可以不受呼吸和心脏功能的影响，较好的反映心脏的前负荷数值。

GEDV约占ITBV的2/3到3/4，通常我们认为ITBV是GEDV的1.25倍。

ITBV = 1.25 × GEDVGEDV = RAEDV ＋ RVEDV ＋ LAEDV ＋ LVEDV（四）血管外肺水（EVLW）肺的含水量是由肺血的含水量和血管外肺水量组成，EVLW指的是分布于肺血管外的液体,该液体由血管滤出进入组织间隙的量,由肺毛细血管内静水压,肺间质静水压,肺毛细血管内胶体渗透压和肺间质胶体渗透压所决定，是目前监测肺水肿较好的量化指标。

任何原因引起的肺毛细血管滤出过多或液体排出受阻都会使EVLW增加，导致肺水肿。

超过正常2倍的EVLW就会影响气体弥散和肺的功能，出现肺水肿的症状与体征。

PiCCO通过以下公式来计算EVLW：ITTV = MTt × COTDa = GEDV + PBV + EVLWPTV = DSt × COTDa= PBV + EVLWGEDV = ITTV - PTVITBV = 1.25 × GEDVEVLW = ITTV – ITBVEVLWI＞7ml/kg作为肺水肿阈值的敏感度为86%。

EVLW是一项表示病情严重的指标。

就ICU的ARDS病人死亡率与EVLW的关系问题，在1990年Sturm JA就曾指出：EVLW增加的病人需要给予机械通气及特殊护理与治疗，只有能减少EVLW 不降低内脏灌注的措施，才能增加病人存活机会。

（五）肺血管通透性指数（PVPI）临床上，左心衰，肺炎，败血症，中毒，烧伤等都可使肺的液体含量增加，增多的液体转到间质或肺泡腔，可以是由于血管滤过压和血管表面积增加（左心衰，液体容量超荷），或是由于肺血管对血浆蛋白通透性增加（内毒素，肺炎，败血症，中毒，烧伤等）所致，漏出的蛋白吸引更多的水，以使血管内外的胶体渗透压平衡。

静水压和通透性增加，都会助长EVLW的增加。

当肺血管通透性增加已经引起肺水肿时，惟有EVLW床边数据能定量通透性损伤程度，肺血管通透性指数（PVPI）是指血管外肺水同胸内血容量之比（EVLW/ITBV）。

如果EVLW升高明显，同时ITBV正常，PVPI会明显升高，表明是肺血管通透性增加（ARDS等）引起的肺水肿；如果EVLW升高明显，同时ITBV也明显升高，PVPI正常范围，表明是静水压升高（左心衰等）引起的肺水肿。

而判断出这两种疾病状态对于临床治疗意义重大。

（六）每搏输出量变异率（SVV）每搏量变异(SVV)是由正压通气引起左室搏出量发生周期性改变，可用来判断容量反应性。

为了避免自主不规则呼吸引起心搏量周期性改变的不稳定，SVV的测定需要患者充分镇静，呼吸机容量控制性通气。

达到以上条件，SVV就能比CVP、GEDV等静态指标更能反映容量反应性。

临床上通过SVV而不是通过容量负荷试验，就可避免过多的容量负荷，对心功能或肾功能不全的患者尤为重要。

SVV指的是在控制性机械通气期间，最大的每搏量(SVmax)与最小的每搏量(SVmin)之差值与每搏量平均值(SVmean)相比获得的，计算公式为SVV=(SVmax—SVmin)／SVmean×100％，其中SVmean=(SVmax+SVmin)／2。

根据此原理，还可以监测收缩压力变异(systolic pressurevariation，SPV)和脉搏压力变异(pulsepressure variation，PPV)等指标，后两者也具有与SVV相似的意义。

图7 SVV的计算原理SVV有一些局限：(1)SVV不能用于自主呼吸的患者，不能用于具有心律失常的患者；(2)受到机械通气的影响，因此设定不同的潮气量会影响SVV的阚值，当潮气量过小时（小于8 ml／kg），不能作为预测液体治疗效果的指标；(3)若是患者有肺源性心脏病，尚不能解释SVV的意义；(4)不同的监测系统进行动脉搏形计算方法不同，得出的SVV不同。