连续血流动力学监测技术在机械通气患者中的应用研究

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1、连续血流动力学监测技术在机械通气患者中的应用研究中国危重病急救医学2006年6月第18卷第6期ChinCritCareMed.Juneoo!l_!9.6?359?论着?连续血流动力学监测技术在机械通气患者中的应用研究张纳新泰英智徐磊展春王书鹏【摘要】目的通过对机械通气患者进行SwanGanz肺动脉热稀释法,脉搏轮廓动脉压波形分析法(PiCCO)及部分CO2重复呼吸法(无创心排血量监测,NICe)连续血流动力学监测.阐述3种监测技术的相关性.方法13例各种原因导致呼吸衰竭行机械通气的患者,每例患者均同时行SwanGanz,PiCCO,NICe监测,在治疗手段及呼吸机设置条件相同的情况下.于同一时

2、间点采集3种监测方法的血流动力学数据,比较3种监测技术的相关性结果相关分析显示.在各种方法所测心排血指数(cI)间PiCCO与SwanGanz相关系数为0.883.NICe与SwanGanz相关系数为0.853,PiCCO与NICO相关系数为0.857,PiCCO,NICe均与SwanGanz有较好的相关性.结论PiCCO及NICO连续血流动力学监测可作为重症监护室(ICU)机械通气患者床旁监测的可靠手段,从而进一步指导制订有效的治疗策略.【关键词】血流动力学监测I机械通气;动脉轮廓分析法;部分COz重复呼吸I间接Fick原理I热稀释Studyofcontinuoushemodynamicsm

3、onitoringtechniquesinpatientswithmechanicalventilationzHANGNaxin.QINYingzhi,XULei,zHANChun,WANGShupeng.DepartmentofIntensiveCareUnit,TianfinThirdCentralHospital,Tianjin300170,ChinaAbstractObjectiveToelucidatetherelativityamongthreekindsofcontinuoushemodynamicsmonitoringtechniques:thermodilutionviaSw

4、anGanzcatheter,pulsecontouranalysismethod(PiCCO),partialC0,rebreathingmethod(noninvasivecardiacoutput.NICO),inpatientswithmechanicalventilation.MethodsIn13patientswithrespiratoryfailureduetodifferentcauses.hemodynamicswerecontinuouslymonitoredwithSwanGanzcatheterizati0n.PiCC0.NICOsimultaneously.Thet

5、herapeuticmeasuresandthetypeofventilatorweresimilar.Datawerecollectedatthesametimepointstocomparetherelativityamongthesethreekindsofmonitor.ResultsLinearrelativeanalysisshowedagoodrelativityinPiCC0/SwanGanz(,一0.883),NICO/SwanGanz(r一0.853)andPiCCO/NIC0(r=0.857)incardiacindex(CI).ConclusionPiCC0andNIC

6、0canbeusedasreliablemeasuretomonitorventilatedpatientsbedsideinintensivecareunit(ICU).thusofferinganassistancetooptimizetherapeuticstrategy.Keywordshemodynamicsmonitor;mechanicalventilation;pulsecontouranalysismethodIpartialCO2rebreathingIindirectFickprincipleIthermodilution近2O年来,就重症监护室(ICU)有创血流动力学监

7、护有效性及安全性的争议越来越激烈.虽然有些研究提出进行有创血流动力学监护的高危外科患者预后有所提高,但是对大量内科危重患者的研究结果却得出了相反结论”.近年来更有一项研究显示,应用肺动脉导管(pulmonaryarterycatheter,PAC)进行血流动力学监测的患者病死率较未使用组高出399,60.由于有创监护的技术性要求较高且伴有一些不可避免的并发症,故无创/微创血流动力学监护的发展越来越引起人们的兴趣及关注.本研究中将SwanGanz肺动脉热稀释法,脉搏轮廓动脉压波形分析法(PiCCO),部分CO重复呼吸法(即无创心排血量监测,NICO)3种血流动力学监护基金项目:天津市自然科学基金

8、资助项目(023612211)作者单位:300170天津市第三中心医院ICU,天津市呼吸机治疗研究中心作者简介:张纳新(1968一),女(汉族),天津人,副主任医师.技术应用于机械通气患者,探讨用于ICU危重症患者血流动力学监护的准确,简便而经济的监护手段.1资料与方法1.1病例:我院综合ICU2002年lO月一2OO3年11月收治的各种原因致呼吸衰竭需机械通气治疗患者l3例,其中男8例,女5例;年龄5286岁,平均(73.6土11.2)岁;机械通气时间330d,平均(11.1土9.1)d.引起呼吸衰竭的病因;冠心病(包括急性/陈旧性心肌梗死)心力衰竭7例,慢性阻塞性肺气肿合并感染3例,气胸1

9、例,急性化脓性胆管炎合并急性呼吸窘迫综合征(ARDS)l例,感染性休克1例.1.2方法:患者均给予机械通气及原发病治疗,如抗炎,解痉,扩冠,营养心肌,稳定循环等.每例患者均经颈内/锁骨下静脉置入SwanGanz热稀释导管(CritiCathTMsp5107H14TDCatheterTF,Singapore),连接于8通道监护仪(美国Agilent71034?36O?中国重病急救医学2006年6月第18卷第6期ChinCdtCareMed,June2006,Vo1.18,No.6Beoblingen);经股动脉置入4F动脉导管(PulsiocathPV2O14L16A,PulsionMedica

10、lSystem),连接于Agilent8通道监护仪,用于PiCCO血流动力学测定;NICO血流动力学监测采用美国NovametrixModel7300监护仪.采用上述3种方法分别进行血流动力学监测,采集血流动力学参数.为最大限度地降低采集数据的误差,在数据采集过程中,血管活性药,输液速度及呼吸机设置条件保持不变.且每次注射0冰盐水均由同一人完成.调节血管活性药剂量或呼吸机设置变更15min后采集数据,每2h收集1次数据,每例患者视病情所需及机械通气时间的长短收集315次,平均(8.2土3.4)次,将3种方法检测的相同部分,即心排血量(CO),心排血指数(CI),每搏量(SV),外周血管阻力(S

11、VR)进行相关性分析.1.3统计学处理:结果以均数士标准差(士s)表示,采用SPSSI1.0中文版统计学软件进行统计学处理,组间进行相关分析,求得相关系数(r)值,组内采用线性回归分析,P<O.05为差异有统计学意义.2结果2.113例中11例成功撤机,撤机方式8例为成比例压力支持(PPS)模式,3例为持续气道正压一压力支持通气(CPAPPSV)模式.2例患者死亡,其中1例为女性,77岁,死因为感染性休克继发多器官功能障碍综合征(MODS);1例为男性,52岁,死因为急性心肌梗死合并心室纤颤.所有患者住ICU时间为334d,平均(13.9士11.O)d.2.213例机械通气患者共进行10

12、43次重复测量,3种血流动力学监测方法所得的CO,CI,SV,SVR比较见表1.衰1SwanGanz,PICCO,NICO所测CO,CI,SV和SVR比较(士,n一13)Table1ComparisonofCO,CI,SVandSVRdetectedbySwanGanz,PICCOorNICO(xs,n一13)2.3对3种血流动力学监测方法所得参数进行相关分析见表2.除PiCCO与NICO所测SV的r值为0.799外,其余r值均在0.800以上,SwanGanz与PiCCO的clr值最高,达0.883.2.4将PiCCO方法中的血温,注射温度,中心静脉压(CVP)作为自变量,CO作为因变量进行

13、直线回归分析,其r值分别为0.078,0.028和0.167,P值分别为0.550,0.846,0.000,以P<O.05作为差异显着性标准,可看出CO不受血温和注射温度影响,而与CVP关系密切.衰2不同血流动力学监测方法间相关分析Table2Correlationamongdifferentcontinuoushemodynamiemonitormethods注;rl为SwanGanz与PiCCO的相关系数(P均<0+001);r2为SwanGanz与NICO的相关系数(P均<0.001)Ir3为PiCCO与NICO的相关系数(P均<O.001)3讨论随着医疗水平的不

14、断提高,越来越多的危重症患者被收入了ICU,其中大部分患者存在血流动力学异常,故正确评估血流动力学状况是疾病诊断和治疗的先决条件,而且血流动力学监护也是ICU中最基本的一项监护手段.3.1SwanGanz法:自20世纪7O年代JeremySwan和WilliamGanz等0发明了肺动脉热稀释导管(即SwanGanz导管)以来,其一直作为血流动力学诊断的”金标准”在世界范围内广泛用于各种危重症患者的血流动力学监护,但SwanGanz导管造价昂贵,并需要经过专门训练的技术人员进行插管及各项数据的监测,且插管的并发症较多,如心律失常,气胸,动脉破裂或出血,导管打结或断裂;导管置入后的并发症也较多,如

15、导管感染,血栓形成,肺动脉穿孔,肺栓塞,心脏瓣膜和心室损伤,空气栓塞,球囊破裂等.本研究中选择了由PulsionMedicalSystem公司研制的PiCCO法血流动力学监测技术,以及由Novametrix公司研制的NICO血流动力学监测技术,将该两种基于不同原理的监测技术进行比较,并在机械通气患者血流动力学状态十分不稳定的情况下,分别与SwanGanz热稀释法进行比较.3.2PiCCO法:其基本原理是基于SV同主动脉压力曲线的收缩面积成正比”,此后2O年问这一理论在临床实践基础上技术日趋完善,对压力依赖顺应性及其公式中系统阻力作了压力,心率,年龄等影响因素校正,该法逐渐在临床得到认可.该方法

16、是经肺温度稀释与PiCCO相结合的技术,仅需要一条中心静脉和一条较大的动脉通路国危重病急救医学2006年6月第18卷第6期ChinCritCareMed,June2006,Vo1.18,No.6(股动脉或腋动脉),这两条通路为ICU患者经常使用.PiCCO可连续监测的数据有连续心排血量(CCO),连续心脏指数(CCI),SV,心搏量变量(sVV),SVR等;可量化的数据有胸内血容量(ITBV),血管外肺水(EVLw)等,这些变量联合起来,将为临床医生展示最完整的血流动力学状态图,而且这些有效的参数比SwanGanz导管获得的参数更全面,更容易,更便捷.1999年Goedje等对肺动脉和股动脉温

17、度稀释法与PiCCO进行了比较,在心脏术后患者的对照研究中,显示,.值为0.850.Buhre和Rodig等的研究也证实PiCCO法与SwanGanz热稀释法有十分密切的相关性,后者更进一步说明了这种相关性在使用血管活性药后仍存在.Zollner等对ARDS患者进行了PiCCO与SwanGanz热稀释法的比较,也取得了令人满意的结果.本研究中经与SwanGanz法进行相关分析,均得出了与上述文献报道相似的数据.经直线回归分析,该项研究表明,CO与CVP的,.值为0.167(P<0.05),说明虽然二者相关性很小,但CO仍受CVP影响,即在CVP变化时,应重新标定CO.而血温及注射温度在一

18、定范围内对CO没有影响,为使所测数据更精确,推荐标定时间间隔为每8h1次.在PiCCO法所测得的参数中,心脏舒张末容量(GEDV),ITBV及EVLw均可反应心脏前负荷.EVLW指的是分布于血管外的液体,该液体是由血液滤出进入组织间隙的量.每天离开肺间质的淋巴流量约500ml,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,超过正常参考值2倍的EVLw就会影响气体弥散和肺功能,出现肺水肿的症状与体征.有文献报道,ICU患者在EVLW指导下进行液体治疗能缩短机械通气及住ICU的时间凹.ITBV被认为较CVP及肺动脉阻塞压(PAOP)能更好地反应心脏前负荷”u,因为I

19、CU患者常常由于机械通气的原因而使CVP及PAOP升高,而1TBV不受心肌顺应性或机械通气压力变化等因素的影响.LichtwarckAschoff等证实了ITBV与CI的,.值为0.710,而PAOP(,.=0.018)及CVP(,.=0.069)与CI的相关性则极差,相同结论的研究同样也出现在败血症休克的患者中n.EVLW及ITBV对临床医疗实践的指导意义尚有待进一步研究.总之,同SwanGanz导管相比,PiCCO具有如下的优点:PiCCO是一种利用中心静脉和动脉通?361?道,较少侵害的测定,并可避免一系列致命的并发症,如心脏或瓣膜损伤,动脉破裂或出血,导管打结等.特殊的动脉导管更经济,

20、留置时间可达10d.可以连续提供高度特异的变量,如CCO,CCI,SVR,SV,SVV等,以及可量化的数据,如ITBV和EVLW,较SwanGanz导管更能完整地反应血流动力学状态,增加危重患者医疗处理的有效性,并能减少医疗费用.3.3NICO法:即采用无创间接Fick公式法测定CO,基于1870年AdolphFick提出的直接Fick法基本原理,即利用氧为指示剂,氧消耗与动,静脉氧含量之差相除的商即为CO,而以C0.代替公式中的O.即导出间接Fick公式:CO(L/rain)Vco2(ml/min)/CaC02一CvCO(ml/L)式中:V为CO.生成量,CaCO.为动脉血CO:含量,CvC

21、O为静脉血CO:含量该项技术由Novametrix公司研制而成,由一个可任意调节的重复呼吸环,远红外流量传感器及NICO监护仪3部分组成,连接于患者与呼吸机管路之间,经数次重复呼吸后,重复呼吸环内的CO:浓度达到一平衡状态,经上公式计算出CO及其他有关血流动力学参数.该项技术于20世纪90年代初期被国外学者应用于动物实验及临床.Gedeon等n在动物实验中利用该技术3Os重复呼吸时间所得到的CO与SwanGanz热稀释法所测结果的,.值为0.830,但若重复呼吸时间较长,则预示着气体交换与心血管功能异常.随后Neviere等n将该技术应用于慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者,与Swan-Ganz

22、热稀释法比较的,.值为0.920.本研究中经与SwanGanz热稀释法比较,CO的,.值为0.860,CI的,.值为0.853,SV的,.值为0.877,SVR的,.值为0.849.NICO法可自动,及时而连续监测CO,患者较舒适,但具有一定局限性,例如在非插管患者中不能使用;在呼吸频率过快,通气量较高而CO低于18mmHg(1mmHg一0.133kPa)时,因CO2-血红蛋白(Hb)解离曲线在此水平之下为非线性,故不能测量.此外,本研究中尚对PiCCO,NICO这两种基于不同原理的血流动力学监测技术进行了相关性分析,也得出了十分满意的相关性.总之,无论有创还是无创,每种测量手段均有各自的优势

23、及局限性,临床上应充分了解每种方法的原理,应用指征及注意事项,最大限度地避免由于人?362?中国危重病急救医学2006年6月第18卷第6期hIncr!:!:为因素而产生的误差,使每种装置在应用中能更准确地反映血流动力学状态,尤其是ICU中机械通气患者处于十分特殊的病理生理状态,其血流动力学状态是在自身和正压通气二者相互作用下形成的.本研究中证实了PiCCo,NICo监测技术可及时,便捷,连续地反映机械通气患者的血流动力学状态,可以帮助临床医生制订出合理有效的治疗对策,并能根据血流动力学参数的动态变化,及时调整治疗方案,发挥最佳疗效,缩短带机时间,提高撤机成功率.参考文献:1ShoemakerW

24、C,AppelPL,KramHB,eta1.ProspectivetrialofsupranormalvaluesofsurvivorsastherapeuticgoalsinhighrisksurgicalpatientsJ.Chest,1988,94:11761186.2ConnorsAFjr,SperoffT,DawsonNV,eta1.Theeffectivenessofrightheartcatheterizationintheinitialcareofcriticallyillpatients:SUPPORTinvestigatorsJ.JAMA,1996,276:889897.3

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26、odilutioncalibratedpulsecontouranalysiscomparisonwithpulmonaryarterialthermodilutionCJ3.CritCareMed,1999,27:24072412.6BuhreW,WeylandA,KazmaierS,eta1.ComparisonofcardiacoutputassessedbypulsecontouranalysisandthermodilutioninpatientsundergoingminimallyinvasivedirectcoronaryarterybypassgraftingJ.JCardi

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29、hermodyedilutiontechniquevssingle-thermodilutiontechnique(J.Anaesthesist,1998,47:5153.11LichtwarckAschoffM,ZeravikJ,PfeifferUJ.Intrathoracicbloodvolumeaccuratelyreflectscirculatoryvolumestatusincriticallyillpatientswithmechanicalventilation(J3.IntensiveCareMed,1992,18:142147.12SakkaSG,BredleDL,Reinh

30、artK,eta1.ComparisonbetweenintrathoracicbloodvolumeandcardiacfillingpressuresintheearlyphaseofhemodynamicinstabilityofpatientswithsepsisorsepticshockCJ3.JCritCare,1999,14:7883.13GedconA,KrillP,KristensenJ,etal_Nonlnvasivecardiacoutputdeterminedwithanewmethodbasedongasexchangemeasurementsandcarbondioxiderebreathing:astudyinanimals/pigsJ.JClinMonit,1992,8l267278.14NeviereR,MathieuD,RiouY,eta1.CarbondioxiderebreathingmethodofcardiacoutputmeasurementduringacuterespiratoryfailureinpatientswithchronicobstructivepulmonarydiseaseCJ3.CritCareMed,1994,22:8185.(收稿日期:20051129修回日期:2006一O524)(本文编辑:郭方)-t