血流动力学基础

前期科研训练第三周总结流体力学理论概述流体力学: 力学的一个分支，主要研究在各种力的作用下，流体本身的静止状态和运动状态以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动规律。

流体的连续介质模型：1.流体质点(Fluid Particle )几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。

2.连续介质(Continuum Medium ):质点连续地充满所占空间的流体和固体。

3.连续介质模型(Continuum Medium Model ):把流体视为没有间隙地充满它所占据的整个空间的一种连续介质，且其所有物理量都是空间坐标和时间的连续函数的一种假设模型。

流体的性质1、流体的惯性惯性(Fluid In ertia):指流体不受外力作用时，保证其原有运动状态的属性。

惯性和质量有关，质量越大，其惯性就越大。

单位体积流体的质量称为密度(Density )，以表示，单位/对于均质流体，设其体积为V，质量为m,则其密度为:(1.1)对于非均质流体，密度随点而异。

若取包含某点在内的体积为^ V，其中质量为△ m,贝y该点的密度需要用极限的方式表示，即(1.2)2、流体的压缩性压缩性(Compossibility)作用在流体上的压力变化可引起流体的体积变化或密度变化，这一现象称为流体的可压缩性。

压缩性(Compressibility)可用体积压缩率k来量度:k=(1.3)其中:P为外部压强。

在研究流体流动过程中，若考虑到流体的压缩性，则称为可压缩性流动，相应地称流体为可压缩流体，例如高速流动的气体。

若不考虑流体的压缩性，则称为不可压缩流动，相应的流体为不可压缩流体，如水、油、血液等。

3、流体的粘性一牛顿流体和非牛顿流体粘性(Viscosity )指在运动的状态下，流体所产生的抵抗剪切变形的性质。

粘性大小由粘度来量度。

流体的粘度是由流体流动的内聚力和分子的动量交换所引起的，粘度有动力粘度和运动粘度V之分。

血流动力学基础血流动力学是指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。

血流动力学监测是指根据物理学的定律，结合生理或病理生理学概念，对循环系统中血液运动的规律进行定量的、动态的、连续的的测量和分析，并将这些参数反馈性用于对病情的发展的了解和对治疗的指导。

血流动力学的发展史上具有里程碑意义的是应用热稀释法测量心输出量的飘浮导管（Swan-Ganz Cather）的出现，从而使得血流动力学指标更加系统化和具有对治疗的反馈性指导。

对任何原因引起的心理动力学不稳定以及氧合功能的改变，或存有可能引起这些改变的危险因素的情况，都有指征应用Swan-Ganz导管。

一、无创血流动力学监测无创血流动力学监测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获取有关资料。

（一）心率（二）心电图（三）无创血压（四）心排血量和心功能1．心阻抗血流图（ICG）2．超声心动图3．多普勒心排血量测定4．二氧化碳无创心排血量测定二、有创血流动力学检测有创血流动力学检测是指经体表插入各种导管或探头到心腔或血管腔内，利用各种检测仪或监测装置直接测定各项生理学参数。

（一）中心静脉压测定是测定位于胸腔内的上下腔静脉近右心房入口处的压力，主要反映右心室的前负荷。

1．适应症包括（1）休克、失血、血容量不足等危重病人的手术麻醉；（2）较大、较复杂的颅内手术；（3）术中需要大量输血、血液稀释的病人；（4）麻醉手术中需施行控制性降压、低温的病人；（5）心血管代偿功能不全或手术本身可以起血流动力学显著变化的病人；（6）脑血管舒缩功能障碍的病人；2．禁忌症包括（1）凝血机制严重障碍者避免进行锁骨下静脉穿刺；（2）局部皮肤感染者应另选穿刺部位；（3）血气胸病人避免行颈内以及锁骨下静脉穿刺；3．置管部位围手术期监测CVP最常用的部位是右侧颈内静脉、锁骨下静脉、左颈内静脉及股静脉也常被选用；4．测压方法有换能器测压和水压力计测压两者。

血流动力学学习-心功能基础理论血流动力学是应用物理学的理论，结合生理和病理生理学知识对循环系统的功能及其相关因素进行研究，因其应用于临床监测及反馈性指导治疗而称为血流动力学支持。

因此，临床进行血流动力学支持不仅要掌握医学的基础知识，而且要理解物理学的相关概念。

根据血流动力学的特点，可以把循环系统分为阻力血管、毛细血管、容量血管、血容量和心脏五个部分。

在这五个部分当中，心脏作为动力源，维持着血液在循环系统巾的运动。

所以，血流动力学的基本原理多是从心脏的角度出发，观察并研究五个部分的相互影响。

心功能基础理论心脏是一个由心肌组织构成并具有瓣膜结构的空腔器官，是血液循环的动力装置。

生命过程中，心脏不断做收缩和舒张交替的活动，舒张时容纳静脉血返回心脏，收缩时把血液射入动脉，为血液流动提供能量。

通过心脏的这种节律性活动以及由此而引起的瓣膜的规律性开启和关闭，推动血液沿单一方向循环流动。

心脏的这种活动形式与水泵相似，因此可以把心脏视为实现泵血功能的肌肉器官。

其功能包括收缩功能和舒张功能两方面。

一、心脏收缩功能及影响因素心脏在循环系统中所起的主要作用就是泵出血液以适应机体新陈代谢的需要，不言而喻，心脏输出的血液量，即心输出量是衡量心脏收缩功能的基本指标。

其直接受到心率和每搏输出量的影响，等于心率和每搏输出量的乘积，其中每搏输出量取决于心脏的前负荷、后负荷及心肌的收缩力。

心脏收缩功能反映的是心室前负荷、后负荷、心肌收缩能力及心率等变数的综合效果。

以下对各因素的作用分别进行阐述。

心脏前负荷1．Starling理论心脏的前负荷是指心室在舒张末期所承担的负荷，Frank及Starling等人将其表述为心肌收缩的初长度。

心脏的前负荷可以用压力负荷或容量负荷表示，是心输出量的重要影响因素。

前负荷通过改变初长度来调节每搏量的作用称为异长自身调节( heterometric autoregulation)，并提出了“心肌收缩产生的能量是心肌纤维初长度的函数”，这就是Frank-Starling定律，简称Starling定律。

血流动力学基础图解：值得一看！跳动的心脏是流动的血流的源动力，对心脏功能的了解是血流动力学治疗的基础。

心脏射血受到动脉和静脉回流等因素影响，如何保证心输出量呢？这就需要了解左心室功能、左心室容量-压力环的特点、左心室-大动脉偶联、静脉回流情况。

可以通过以下几张图来加深，一起来吐槽吧！最后一张图很重要哦！1图1：经典的心功能曲线横坐标代表前负荷，纵坐标代表心输出量。

前负荷指标可以是心肌舒张末期容积、右房压、中心静脉压。

心功能曲线表明，心脏前负荷增加，心输出量增加。

这条曲线随着前负荷增加，逐步趋于平缓。

在曲线平缓阶段，前负荷增加心输出量增加不显著。

心肌收缩力增加、心脏顺应性增加、后负荷降低都会让心功能曲线左移。

2图2.心肌长度-收缩力关系和阶梯现象正常情况下，心肌肌丝初长度越长，心肌收缩力越大。

在心肌细胞受到一次刺激收缩后，如果在不应期外再次受到刺激，心肌会释放更多的钙离子，导致心肌收缩加强。

图中横坐标代表心肌被动拉伸长度，纵坐标代表心肌肌力，空心圆圈代表没受到电刺激时候心肌初长度拉长后压力变化，实心圆圈代表受到刺激后心肌拉长长度和肌力的变化，三角形代表在一次刺激之后给予额外刺激，引起的心肌肌力增加。

图片表明，心肌初长度增加后受到电信号刺激，会引起心肌肌力增加，给予额外刺激后，心肌肌力会继续增加。

延伸出一个阶梯现象理论:心率越快，心肌收缩力越强。

但是需要知道的是，心率增快，心肌做功增加，氧耗增加，心脏舒张末期容积可能会因为充盈时间减少而降低。

3图3.改良的心功能曲线将经典的心功能曲线横坐标改为左心室舒张末期压力，纵坐标改为左心室每博功，同样可以得到一个心功能曲线。

对于正常心功能来说，左心室舒张末期压力增加，左室搏功增加，但是对于心肌收缩力下降的患者来说，这种增加不明显。

对于心功能较强的患者来说，这种增加显著。

还有以下其他的改良，比如横坐标改为CVP，纵坐标改为心输出量。

无论哪种改良，都反应了心肌异长自身调节功能。

11血流动力学入门血流动力学的目标▪ 评估组织水平氧运输和氧需求间的平衡▪ 应用所得信息来最优化氧供来满足组织代谢的需要 ▪ 评价氧运输血流动力学监测的目的▪ 预防：早期鉴别高危病人从而最优化到组织细胞的氧运输 ▪ 诊断：血流动力学参数 用于诊断 ▪ 管理：血流动力学参数用于指导治疗- 评估左心功能 (间接) - 评估肺部的状况 - 评估右心功能- 评估氧运输/氧需求平衡 - 评估测定的容积状况 (前负荷) -衍生参数的应用动脉氧运输 (DO 2) =心排量 (CO) x 动脉氧含量 (CaO 2)心排量 =每搏量 (SV) x 心率CaO 2 =Hgb x SaO 2 x PaO 2心排量▪定义：心室每分钟的射血容量。

▪公式： Stroke Volume (SV) x Heart Rate (HR)▪正常心排量：4 – 8 升/分▪心排指数：-定义： CO ÷ BSA-正常值： 2.8 – 4.2 L/min/m2▪心率的影响-心动过缓-心动过速▪每搏量-定义：心室每次搏动射出的血液容量-决定因素◊前负荷◊后负荷◊收缩力围绕肺动脉(PAC)导管应用的争论▪1996 –“Connors” 研究: “右心导管和高死亡率相关。

”▪医师应用血流动力学参数的相关知识-1990: Iberti 研究-其它▪十二月– 1996 SCCM 肺动脉导管应用研究会议-印刷于1997 年7月– New Horizons-论点◊支持在危重病人中应用肺动脉导管的临床证据◊相关医师的知识◊缺乏标准的教育–最少必需的知识◊进一步的研究 / 需要应用结果研究▪现在:-PACEP = 肺动脉导管教育项目-应用结果研究-了解“无创技术”◊生物阻抗◊食道超声◊LITCO◊Pulsion肺动脉导管▪导管端口▪近端接口: 中止于距导管末鞘 30cm 处，开口于右心房－用于Bolus CO 注射, 液体管理, 药物治疗, 抽取血样▪VIP接口: 中止于距导管末鞘 31cm 处，开口于右心房-用于轮流Bolus CO 注射, 液体管理, 药物治疗, 抽取血样▪远端接口: 中止于导管末梢，位于肺动脉-测定 PA和 PAWP-混合静脉血抽样▪球囊接口: 球囊充气测 PAW, 导丝▪热敏电阻: 位于距导管末梢4cm处-测定肺动脉血液温度▪导入鞘的测接口: 用于液体和血液管理肺动脉压监测的适应症▪急性心肌梗塞伴右/左心室收缩力损害（通常伴严重心功能衰竭或心源性休克）▪充血性心衰伴低心排▪休克：感染性或低血容量▪ARDS▪心脏病人或心功能不全病人围手术期▪外伤▪评估容量状态▪大手术术后: 心脏手术, 腹部大血管手术, 其他外科大手术▪血管活性药物支持血流动力学监测的直接参数和衍生参数▪直接-右房压 (RAP / CVP)-肺动脉压 (PAP: S/D/M)-肺动脉阻断压/ 肺动脉楔压 (PAOP / PAWP)-右室射血分数-动脉压-混合血氧饱和度 (SvO2)-心排量 / 心排指数-每搏量▪衍生参数-体循环阻力 (SVR)-肺循环阻力 (PVR)-每搏功/ 每搏功指数–右和左-右室舒张末期容量 / 右室舒张末期容量指数 (EDV/EDVI)-右室收缩末期容量 / 右室收缩末期容量指数(ESV/ESVI)肺动脉导管的插入▪插入点：-颈内静脉-锁骨下静脉 (右与左)-股静脉-前臂静脉▪插入方法-经皮：导管通过导丝进入-切开 (极少采用)▪插入过程中观察波形变化：右房压-用于评估右心室前负荷-正常值◊新生儿： 0-3mmHg◊儿童： 1-5 mmHg◊成人：2-6 mmHg-右房波右室压-反映右心室压力/功能-正常值◊新生儿： 30-60/2-5mmHg◊儿童： 15-30/2-5mmHg◊成人： 15-28/0-8mmHg-波形用作导管位置的指南肺动脉压-反映肺血管床的压力◊肺动脉收缩压：反映右心室收缩力正常 = 15-25mmHg◊肺动脉舒张压：反映肺血管床的舒张压也用来间接测量左心“充盈”压正常 = 8-15mmHg◊肺动脉平均压 (PAM): 10-20mmHg新生儿儿童成人PAS 30-60mmHg 15-30mmHg 15-25mmHgPAD 2-10mmHg 5-10mmHg 8-15mmHgPAM 13-15mmHg 10-20mmHg 10-20mmHg肺动脉楔压 (Pawp/Paop)-用作左房/左室舒张期压力的间接指示(充盈)◊正常情况下，在心脏舒张期间，肺动脉导管尖端和左心室之间是开放的连续血流循环，因此，压力应该是相同的。