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什么是血流動(dòng)力學(xué)，需要監(jiān)測(cè)哪些指標(biāo)？

血流動(dòng)力學(xué)或稱血液動(dòng)力(hemodynamics) 是研究血液及其組成成分在機(jī)體內(nèi)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和規(guī)律性的科學(xué)。 血流動(dòng)力學(xué)的內(nèi)涵不僅是指血液在血管內(nèi)流動(dòng)的特點(diǎn)及規(guī)律 ，還包括血液與組織間水的移 動(dòng)及物質(zhì)交換的規(guī)律 ，涵蓋循環(huán)與組織、器官間相互作用等多個(gè)方面。臨床上通常通過對(duì)血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的評(píng)估來揭示機(jī)體 的生理或病理改變 ，了解病情的發(fā)展過程 。

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血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)

依據(jù)物理學(xué)的定律，結(jié)合生理和病理生理學(xué)概念，對(duì)血液及其組成成分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性進(jìn)行定量地、動(dòng)態(tài)地、連續(xù)地測(cè)量和分析，并將這些數(shù)據(jù)反饋性用于對(duì)病情發(fā)展的了解和對(duì)臨床治療的指導(dǎo)，稱為血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)(hemodynamic?monitoring)。

·一、流量指標(biāo) ·?

心輸出量CO與每搏量SV是具有代表性的流量指標(biāo)。熱稀釋法應(yīng)用于臨床之后，測(cè)量CO的方法出現(xiàn)了經(jīng)肺熱稀釋法、連續(xù)動(dòng)脈波形輪廓法、超聲多普勒法、呼吸氣體測(cè)量法、生物電阻抗法等。

· 1.1 肺動(dòng)脈漂浮導(dǎo)管Swan-Ganz·?

Swan-Ganz導(dǎo)管可獲得的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)主要

包括三個(gè)方面：壓力參數(shù)(包括右房壓、肺動(dòng)脈嵌頓壓、肺動(dòng)脈壓)、流量參數(shù)(主要為心輸出量)和氧代謝方面的參數(shù)(混合靜脈血標(biāo)本)。以這些參數(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合臨床常規(guī)檢查，通過計(jì)算可以獲得更多的相關(guān)參數(shù)。

其通過熱稀釋方法測(cè)量心輸出量。原理與應(yīng)用染料測(cè)量心輸出量的原理相似，只是熱稀釋方法應(yīng)用溫度作為指示劑，而不是應(yīng)用染料。當(dāng)將5%的葡萄糖冰水由

Swan?Ganz導(dǎo)管的近端孔注入右心房后，這些冰水立即與血液混合，隨著這部分血液經(jīng)過右心室并被泵入肺動(dòng)脈后，這部分血液的溫度也逐漸升高。在Swan?Ganz導(dǎo)管遠(yuǎn)端的溫度感受器可以感知這種溫度的變化，并將這種變化輸送到心輸出量計(jì)算儀。心輸出量可根據(jù)

Stewat ?Hamliton公式得出。

· 1.2 脈搏指示持續(xù)心輸出量·?

脈搏指示持續(xù)心輸出量(pulse indicator continuou cardiac output，PiCCO)監(jiān)測(cè)，是近幾年來臨床廣泛使用的血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)。同

Swan?Ganz肺動(dòng)脈漂浮導(dǎo)管一樣，PiCCO應(yīng)用熱稀釋法監(jiān)測(cè)心輸出量。PiCCO技術(shù)測(cè)量參數(shù)較多，可相對(duì)全面地反映血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)與心臟舒縮功能的變化。通過置于股動(dòng)脈的熱敏探頭，從經(jīng)頸內(nèi)或鎖骨下靜脈置入的中心靜脈導(dǎo)管注入

冰鹽水，通過熱稀釋法得到心輸出量(CO)、全心舒張末期容積(global end diastolic volume，GEDV)、胸腔內(nèi)血容量(intrathoracie blood volume，ITBV)和血管外肺水(extravas-

cular lung water，EVLW)，全心射血分?jǐn)?shù)(cardiac ejection fraction，GEF)、心功能指數(shù)(cardiac function index，CFI)。

· 1.3、部分CO2重復(fù)吸入法（NICO）測(cè)CO ·?

NICO測(cè)定CO的基本原理在氣管插管和呼吸機(jī)Y形管之間連接一個(gè)環(huán)形管，該環(huán)形管含有一個(gè)氣

動(dòng)控制閥，NICO監(jiān)護(hù)儀可自動(dòng)使氣流通過環(huán)行管無(wú)效腔完成部分CO2重復(fù)呼吸。每3分鐘附加環(huán)管部分重復(fù)呼吸35秒。 利用部分重復(fù)呼吸35秒和正常通氣時(shí)CO2生成量及呼出氣CO2濃度的差值，可測(cè)算肺毛細(xì)血管血流量(PCBF)，代表心輸出量中進(jìn)行氣體交換的部分血流。同時(shí)監(jiān)測(cè)指脈氧飽和度

(SpO2)和吸入氧濃度 (FiO2)

根據(jù)Nunn分流圖測(cè)算肺分流量，即心輸出量中未進(jìn)行氣體交換的部分血流。將PCBF與肺分流相加到心輸出量值。部分CO2重復(fù)吸入法是根據(jù)改良Fick定律來測(cè)定CO。Fick定律認(rèn)為，一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)或出肺的氣體量(氧氣或二氧化碳)與肺毛細(xì)血管血流帶走或釋放的氣體量相等。

二、容量與壓力指標(biāo)

血壓、中心靜脈壓(CVP)是臨床上最為常用的壓力指標(biāo)。雖然無(wú)創(chuàng)測(cè)量血壓的方法已經(jīng)成熟，但 有創(chuàng)測(cè)量方法可提高準(zhǔn)確性。

· 2.1 血壓·?

血壓作為重要的生命體征之一是最基本的血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。血壓可以反映心輸出量和外周血管總阻力，同時(shí)和血容量、血管壁彈性、血液黏滯度等因素有關(guān)，是衡量循環(huán)功能的重要指標(biāo)之一。它和組織器官的灌注、組織的氧供平衡及微循環(huán)的關(guān)系密切。正常人的血壓和性別、年齡、體位、運(yùn)動(dòng)和精神狀態(tài)等因素有關(guān)。血壓的監(jiān)測(cè)方法可以分為兩類：即無(wú)創(chuàng)傷性測(cè)壓法和有創(chuàng)測(cè)壓法。

· 2.2 中心靜脈壓·?

中心靜脈壓(CVP)是指腔靜脈與右房交界處的壓力，是反映右心前負(fù)荷的指標(biāo)。中心靜脈壓由4部分組成：右心室充盈壓；靜脈內(nèi)壁壓即靜脈內(nèi)容量產(chǎn)生的壓力；靜脈外壁壓，即靜脈收縮壓和張力；靜脈毛細(xì)血管壓。

三、氧運(yùn)輸與組織灌溉

根據(jù)氧輸送和氧代謝理論，血乳酸是反映組織灌注的較好指標(biāo)，可結(jié)合混合靜脈血氧飽和度、靜-動(dòng)脈血二氧化碳分壓差等指標(biāo)階梯性指導(dǎo)血流動(dòng)力學(xué)治療。

· 3.1 混合靜脈血氧飽和度SvO2·?

評(píng)估氧輸送的傳統(tǒng)方法就是測(cè)量混合靜脈血氧飽和度SvO2,

其測(cè)量方法是通過肺動(dòng)脈導(dǎo)管采集血樣，此處取得的血樣代表上腔靜脈和下腔靜脈回流且充分混合的血。連續(xù)評(píng)估

SvO2對(duì)評(píng)估氧輸送和氧耗量的平衡很有幫助。如低容量狀態(tài)或心功能心不全等原因?qū)е滦妮敵隽肯陆祷驀?yán)重貧血時(shí)，氧輸送下降，SvO2會(huì)明顯低于正常，而在分布性休克心輸出量正常甚至增高時(shí)

SvO2可以正?；蛏摺?/p>

· 3.2 乳酸·?

血乳酸是反映組織灌注較好的指標(biāo)之一，已獲得廣泛應(yīng)用。乳酸通常在組織細(xì)胞氧輸送不足或氧利用障礙時(shí)，由于組織無(wú)氧糖酵解代謝增加而導(dǎo)致高乳酸血癥。大量研究證實(shí),乳酸能較好地反映組織灌注。已證明連續(xù)多次監(jiān)測(cè)乳酸及乳酸清除率，可作為休克患者預(yù)后的有效監(jiān)測(cè)指標(biāo);并且乳酸可以快速獲得也是其優(yōu)勢(shì)：雖然高乳酸血癥不僅由缺氧造成，亦可由其他非缺氧因素造成，如藥物、應(yīng)激、肝衰竭等，但高乳酸血癥則強(qiáng)烈提示存在異常

，乳酸下降提示組織缺氧和（或)能量代謝紊亂獲得改善。大量研究表明，代謝性酸中毒，包括乳酸酸中毒，通過各種機(jī)制參與心肌抑制及血管對(duì)升壓藥物的反應(yīng)性下降。

·3.3 中心靜脈血氧飽和度 ·?

ScvO2是反映氧輸送/氧消耗平衡狀態(tài)的有效

指標(biāo)，如低容量狀態(tài)或心功能不全等導(dǎo)致心輸出量下降或嚴(yán)重貧血時(shí)，氧輸送下降、組織氧攝取率顯著增加，明顯低于正常。ScvO270%提示氧輸送/氧消耗失衡，并與預(yù)后密切相關(guān)

，如感染性休克患者若復(fù)蘇期間持續(xù)低ScvO2則預(yù)后不良 ;在心臟手術(shù)患者中，低

ScvO2的患者，并發(fā)癥發(fā)生率更高,而維持ScvO270%可降低心臟手術(shù)患者的并發(fā)癥發(fā)生率。

· 3.4 經(jīng)皮氧分壓（PtcO2）·?

經(jīng)皮氧分壓（PtcO2）儀是一種反映組織微循環(huán)情況的儀器，其原理為皮膚被該儀器的特殊電極加熱，促使氧氣從毛細(xì)血管中彌散出來.擴(kuò)散到皮下組織、皮膚表面，電極監(jiān)測(cè)皮膚的氧分壓，反映組織細(xì)胞的實(shí)際氧供應(yīng)量，可直接反映皮膚微循環(huán)情況.間接反映大血管情況。經(jīng)皮膚測(cè)得氧分壓在臨床上用于評(píng)價(jià)微循環(huán)障礙敏感度及特異性均達(dá)到90%以上。臨床上以40mmHg為分界點(diǎn)，PtcO2≥40mmHg表示沒有缺血表現(xiàn)：當(dāng)PtcO240mmHg為缺血、缺氧表現(xiàn)。

四、心臟功能

心臟會(huì)釋放小分子蛋白進(jìn)入血液中，通常稱這些小分子蛋白為心臟標(biāo)志物，可用來判斷心功能。在ICU里面用心臟標(biāo)志物來判斷患者是否有早期心功能不全的研究越來越流行。因?yàn)樗鼉H需要通過采集外周血標(biāo)本就可以獲得，相對(duì)來說是非侵入性操作，同時(shí)將其用來指導(dǎo)疾病的管理和治療，有極大的潛在價(jià)值。目前大量的研究都集中在兩類蛋白質(zhì)上：肌鈣蛋白和B型利鈉肽(BNP)。

· 4.1 肌鈣蛋白·?

肌鈣蛋白T(TnT)和肌鈣蛋白I(TnI)是心肌特有的收縮蛋白，被廣泛用于心肌缺血的各類研究中。大量臨床研究表明它們比傳統(tǒng)的肌酐激酶MB

(CK?MB)在診斷心肌損傷方面更有優(yōu)勢(shì)。肌鈣蛋白對(duì)那些無(wú)急性冠脈綜合征的ICU患者，早期發(fā)現(xiàn)隱匿性心肌功能受損有極大的作用。這些有重大意義的早期發(fā)現(xiàn)都依賴于越來越敏感的肌鈣蛋白檢測(cè)方法，而這些方法更加促進(jìn)了肌鈣蛋白在ICU內(nèi)的實(shí)用性方面的深入研究。

· 4.2 BNP·?

B型(腦)利鈉肽(BNP)由心房和心室分泌。如果液體負(fù)荷增加，心肌張力也會(huì)增加，就會(huì)刺激這分泌。大量的研究證實(shí)BNP可代表左心室舒張末期壓力和LVEF，其和充血性心力衰竭(CHF)的紐約分級(jí)NYHA高度相關(guān)。

· 參考文獻(xiàn) ·?

[1]劉大為,王小亭,張宏民,于凱江,隆云,湯耀卿,崔娜,邱海波,王郝,康焰,嚴(yán)靜,周翔,管向東,柴文昭,馬曉春,萬(wàn)獻(xiàn)堯,許媛,王迪芬,王雪,艾宇航,李建國(guó),孫仁華,林洪遠(yuǎn),楊榮利,楊毅,何振揚(yáng),陳德昌,陳秀凱,芮曦,歐陽(yáng)彬,秦英智,胡振杰,晁彥公,黃青青,謝志毅,曹相原,蔣東坡,黎毅敏.重癥血流動(dòng)力學(xué)治療——北京共識(shí)[J].中華內(nèi)科雜志,2015, 54(03): 248-271.

[2]劉大為.休克治療:行走于微循環(huán)與細(xì)胞之間[J].中華危重病急救醫(yī)學(xué),2013(01):2-4.

[3]實(shí)用重癥醫(yī)學(xué)/劉大為主編. 2版.一北京：人民衛(wèi)生出版社，2017ISBN 978?7?117?24199?1

[4]危急重癥急救技術(shù)規(guī)范和實(shí)踐/黃東勝，楊向紅主編，一杭州：浙江大學(xué)出版社，2017.5 ISBN 978?7?308?16319?4

[5]ThakkarAB, Desai SP. Swan, Ganz, and Their Catheter: Its Evolution Over the

Past Half Century. Ann Intern Med. 2018;169(9): 636-642.

doi:10.7326/M17-2145

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化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

5.2.1.1 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程

化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程主要以速率方程的形式表達(dá)。

化學(xué)反應(yīng)一般的化學(xué)計(jì)量表達(dá)式可表示為：

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

式中：vi為化學(xué)計(jì)量系數(shù)；Yi為參加反應(yīng)的物質(zhì)。vi對(duì)產(chǎn)物為正值，對(duì)反應(yīng)物為負(fù)值，其反應(yīng)速度定義為：

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

式中：ξ為反應(yīng)進(jìn)程度，定義為：

ξ（t）＝｛［Yi］－［Yi］0｝/vi

當(dāng)離開平衡狀態(tài)時(shí)，總反應(yīng)速度為：

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

顯然化學(xué)反應(yīng)速度方程是非線性的。其中Rf和Rr分別正、逆反應(yīng)速度，［Yi］的指數(shù)叫做該反應(yīng)對(duì)物質(zhì)i的反應(yīng)級(jí)數(shù)，vi＝1稱為一級(jí)反應(yīng)，vi＝2稱為二級(jí)反應(yīng)，其余類推。

對(duì)于一級(jí)反應(yīng)速度方程為：

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

對(duì)于簡(jiǎn)單可逆一級(jí)反應(yīng)A＝B，速度方程為：

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

對(duì)于不可逆二級(jí)反應(yīng)，速度方程為：

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

對(duì)于簡(jiǎn)單可逆二級(jí)反應(yīng)，速度方程可有下列5種形式：

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

5.2.1.2 化學(xué)反應(yīng)速度理論與化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)

地球化學(xué)反應(yīng)速率的獲得一般有3個(gè)方面的途徑：一是實(shí)驗(yàn)測(cè)定，其指導(dǎo)思想是唯象方法，即力圖將一個(gè)體系的反應(yīng)速率與體系的可觀測(cè)的宏觀物理量（如成分、溫度、壓力、體積和時(shí)間等）聯(lián)系起來，用宏觀參數(shù)表達(dá)其速度常數(shù)，根據(jù)體系的不同，可分別采取初始速率法、唯象速率的積分-弧立法、弛豫法、多級(jí)反應(yīng)方法等；二是通過分子結(jié)構(gòu)理論，由單相的性質(zhì)推導(dǎo)出多相反應(yīng)的速率及其機(jī)制，即在原子和分子的級(jí)別上，了解反應(yīng)進(jìn)行的本質(zhì)；三是精細(xì)礦物學(xué)工作，獲得礦物的精細(xì)結(jié)構(gòu)、缺陷、內(nèi)部分帶及有序無(wú)序的分配等方面的性質(zhì)，以推導(dǎo)出礦物晶體生長(zhǎng)及物質(zhì)擴(kuò)散的速率及機(jī)制。第一個(gè)和第三個(gè)途徑分別屬于實(shí)驗(yàn)地球化學(xué)和實(shí)驗(yàn)礦物學(xué)的范疇，不在此討論。這里主要涉及與速率理論有關(guān)的第二方面的內(nèi)容。

反應(yīng)速度理論主要有“碰撞理論”和“過渡態(tài)理論”。

（1）碰撞理論

碰撞理論是在分子運(yùn)動(dòng)論基礎(chǔ)上，接受了阿累尼烏斯關(guān)于“活化分子組”和“活化能”的概念而發(fā)展起來的。以簡(jiǎn)單反應(yīng)A＋B→C為例，認(rèn)為A和B分子的碰撞接觸是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的前提，而且只有那些能量較高的活化分子組的碰撞即所謂“有效碰撞”，并能滿足一定空間配置幾何條件時(shí)反應(yīng)才能發(fā)生。

反應(yīng)物分子的碰撞以ZAB代表A和B兩種分子在單位時(shí)間、單位體積內(nèi)的碰撞數(shù)，并稱為碰撞頻率；nA和nB分別代表每毫升中A和B的分子數(shù)；dAB代表A和B分子半徑之和；V代表分子平均相對(duì)速度；M代表分子量，MA與MB分別代表分子A與分子B的分子量，則據(jù)分子運(yùn)動(dòng)論求得：

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

式中：ZAB為當(dāng)CA＝CB＝1mol/L時(shí)，每升每秒內(nèi)A和B發(fā)生碰撞的摩爾組數(shù)。

有效碰撞頻率是指活化能指數(shù)

在總碰撞數(shù)ZAB中所占比例，即有效碰撞頻率為：

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

因此有：

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

從而反應(yīng)速率為：

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

它與質(zhì)量作用定律應(yīng)用于簡(jiǎn)單反應(yīng)A＋B→C所得速率方程V＝kCACB相比較得：

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

（2）過渡態(tài)理論

過渡態(tài)理論，又稱為活化絡(luò)合物理論。它認(rèn)為在一個(gè)反應(yīng)中，先形成一種過渡態(tài)物質(zhì)不穩(wěn)定的活化絡(luò)合物，這種活化絡(luò)合物一方面能迅速地與反應(yīng)物達(dá)到熱力學(xué)平衡，另一方面可分解為產(chǎn)物，化學(xué)反應(yīng)的速度就是單位時(shí)間、單位體積內(nèi)活化絡(luò)合物分解的量。

反應(yīng)式可寫成：

A＋BC＝A…B…C→AB＋C （5.25）

式中：A，B，C各代表一個(gè)原子，…代表不穩(wěn)定結(jié)合。由A與BC反應(yīng)生成AB＋C的反應(yīng)速率主要由A＋BC反應(yīng)形成活化絡(luò)合物A…B…C的速率決定，其反應(yīng)速度為：

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

式中：NA和NB為A和B的分子數(shù)；qA和qB分別為A和B絡(luò)合物的配分函數(shù)；

為除反應(yīng)模外絡(luò)合物所有其他模內(nèi)能量分配的配分函數(shù)；K（Γ）為穿透系數(shù)；μ＝dx/P，μ＝γmAmB/（mA＋mB）；P為反應(yīng)動(dòng)量。其反應(yīng)速度常數(shù)為：

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

若以平均穿透系數(shù)

近似代替速度常數(shù)K（Γ），并用單位體積和摩爾配分函數(shù)Q＝qA/（VN0），（5.27）式可近似為：

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

這就是艾林方程，它表明利用反應(yīng)物及活化絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)就可計(jì)算出反應(yīng)的速度常數(shù)K（T）。

過渡態(tài)理論可以運(yùn)用于氣相、液相和復(fù)相反應(yīng)，目前地球化學(xué)中的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論主要建立在過渡態(tài)理論上。

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