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。

第一节、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 + EVLW ITBV (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(DSt volume): 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 + EVLW

GEDV = ITTV - PTV ITBV = 1.25 × GEDV EVLW = ITTV – ITBV

2．脉搏轮廓心排血量法（Pulse Contour Method for 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）。