血流动力学监测是先天性心脏病围术期的重要监测手段，对于指导临床治疗非常重要。目前，监测血流动力学的方法有多种，有创性的方法包括直接Fick法、Swan-Ganz导管的热稀释法及脉搏波形法；无创性的方法包括部分二氧化碳重复吸收法、生物阻抗法等方法。本文将对几种监测方法各自的原理，优缺点进行综述。
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血流动力学监测是先天性心脏病(先心病)围术期重要监测手段，用来反映心脏和循环功能，指导临床治疗。准确判断心功能和容量负荷状态，维持组织有效灌注及氧供是血流动力学监测的目标[1]。基于血流动力学监测的目标导向治疗可明显改善危重患者的转归，减少并发症的发生，降低病死率[2]。自1943年Fick原理应用于临床测量心输出量至今[3]，血流动力学监测方法不断发展，已形成了多种比较成熟的方法，主要分为有创和无创两大类。但是目前的血流动力学监测方法很少适用于儿童，尤其是先心病围术期血流动力学不稳定的患儿[4]。本文将对现有的血流动力学监测方法进行综述，并着重介绍先心病患儿围术期可用的监测仪器。
是以氧为指示剂，通过测量氧耗量及动、静脉血氧含量计算心输出量的经典方法，是测量心输出量的金标准[5]。1870年Adolph Fick提出：任何一个器官的氧消耗量等于流经该器官的血流量与动静脉血中氧含量差值的乘积。若已知每分钟全身氧消耗量和动、静脉血中的氧含量，即可计算心输出量[6]。该方法适用于正常双心室循环(如室间隔缺损修补术后)，并且通过数学方法可以计算出单心室(如Norwood术后)或一个半心室循环(如Glenn术后)所有先心病循环的血流动力学参数，包括心输出量、肺循环血量、体循环阻力、肺循环阻力、氧消耗量和氧供给量等[7,8]。应用直接Fick法进行血流动力学监测需要准确测量氧消耗量，目前虽然有多种方法能够测量氧消耗量，如Vmax Encore Metabolic Cart、E-COVX gas exchange module等，但在临床应用过程中这些方法测量氧消耗量的误差较大。AMIS2000呼吸质谱仪是目前唯一能够精确测量氧消耗量的仪器，但其操作困难，所以在临床中不作为常规应用，目前主要用于临床研究，作为"金标准"检验其他血流动力学监测的准确性[7,8]。
Swan-Ganz导管自上世纪70年代诞生以来，在血流动力学的监测中得到了广泛的应用，并被视为测定心输出量的金标准，为血流动力学的发展奠定了基础[9,10]。其基本原理是利用指示剂的热稀释法，通过漂浮导管向患者右心房注入一定量的低温指示剂(一般为10 ml 0～5 ℃ 的5%葡萄糖或生理盐水)，指示剂与心内的血液混合，使血液温度下降，温度下降的血流到肺动脉处，由放置在肺动脉内的热敏感应装置测定血温变化，记录温度稀释曲线，再通过计算得出心排量。该方法不能持续监测心输出量，无法及时准确反映心脏前后负荷的变化[11]。另外，该方法易受到血管壁顺应性、心内瓣膜功能、胸腔内压力等因素的影响。而且该方法置管难度大，球囊破裂、肺动脉破裂、肺栓塞和诱发心律失常等严重并发症的发生率高[12]。对儿童而言，尤其是低龄低体重的患儿，置管难度更大，风险更高，而且低温指示剂对患儿的生理功能会产生影响[13]。对于先心病儿童，心房或心室水平分流、三尖瓣或肺动脉瓣反流等都会对其测量结果有明显影响。功能性单心室或Fontan术后患儿，由于缺少右心室使指示剂与心内的血液混合，因此，热稀释法并不能应用于此类先心病术后患儿[14]。由于Swan-Ganz导管存在的种种弊端，最近有学者提出临床使用Swan-Ganz导管并没有改善危重患者的预后，反而增加了患者的病死率及医疗费用[12]。随着新型的血流动力监测手段的诞生，Swan-Ganz导管在临床的利用不断减少，尤其在婴幼儿中极少使用。
连续脉搏波形法是通过测量动脉压力曲线下面积获得的每搏输出量来计算血流动力学参数。主要包括以下三类：
(1)依赖指示剂稀释法校正的脉搏波形法，如脉搏指示连续心排量监测(pulse indicator continuous cardiac output，PiCCO)。PiCCO是将PCMs与经肺热稀释法联合应用的一种监测血流动力学的技术。PiCCO是采用一条中心静脉导管和一条动脉导管(股动脉或腋动脉)来测量心输出量，其基本原理是用成熟的温度稀释法测量单次心排出量，并通过分析动脉压力波形曲线下面积与心排量存在的相关关系，获取连续心排出量[15]。热稀释法可间断地对PCMs测量的参数进行校正，以保证数据的准确性。对血流动力学相对稳定的患者建议每8小时校正1次；对血流动力学不稳定者，校准频率应适当增加，否则数据的可信度会下降[16]。该技术除能够测量心输出量外，还能测量全心舒张末期容积、体循环血管阻力和血管外肺水等广泛的参数，从而更好地反映容量、血管阻力及肺水肿等的变化[17,18]。PiCCO导管放置过程简便，损伤小，并发症少，是一种可靠的有创血流动力学监测措施。PiCCO可以持续监测婴幼儿先心病围术期血流动力学状态，而且通过热稀释法的不断校正能保证监测数据的准确性，对指导先心病患儿围术期治疗有重要意义[19]。心内分流是影响PiCCO监测数据准确性的重要因素，轻度分流对PiCCO测量结果无影响，但对于存在中度以上分流者，其结果易出现偏差[20] 。但是，PiCCO在临床应用中仍不能避免Swan-Ganz导管热稀释法的诸多弊端。不能避免低温指示剂对患儿的生理功能产生的影响。对存在主动脉瘤、主动脉狭窄者、肺叶切除、体外循环和心律失常等患者易出现测量误差，患者体温波动对其准确性也有影响[20]。另外，该方法需及时校正才能得到可靠心排量数值[10]，所以，PiCCO不能实现真正意义上连续心输出量的测定。
(2)依赖预设的人口调查所得血管阻抗的脉搏波形法，如Vigileo/FloTrac。该方法是根据人口统计学资料评估不同患者的差异性和校准血管的差异性(顺应性和阻力)，结合Flotrac系统通过对动脉压力波形进行分析来计算心排量。由于缺少婴幼儿的血管顺应性及阻力数据，该方法不适用于18 kg以下的患儿，并且目前研究证明该方法在儿童中应用测量心输出量的准确性较差[21]。因大多数先心病患者在婴幼儿期行手术治疗，因此该方法并不适用先心病患儿围术期血流动力学监测。
(3)直接脉搏轮廓记录分析法(pressure recording analytical method，PRAM)，如Mostcare监护仪。该方法是通过分析桡动脉或股动脉压力波形来获取连续心输出量等血流动力学参数。PRAM以每次心跳的整个动脉压力波形图的客观分析为主，对所有显著的曲线点进行自动检测，这些特殊的点有：收缩压和舒张压、重脉切迹和不稳定的点。依据物理的扰动理论对这些点和波形轮廓进行评估和加权分析，得出血流动力学参数[22,23]。其采样率高达1 000 Hz，可以完整、详细地记录并分析压力形态，无需外部校准就可以测量每次心跳的心搏量，真正意义上实现了心排量的连续监测[24]。这种方法只需要一个桡动脉或者股动脉插管外加一套压力传感器就能实现数据采集，操作简单。先心病术后患儿常规留置桡动脉或股动脉插管，因此，PRAM并未增加额外创伤。PRAM的应用为临床血流动力学的监测提供新的选择，除脉搏变异度、外周血管阻力指数等能直接量化反映心脏前后负荷的变化趋势外，其独特指标心脏循环效率(cardiac circulation efficiency，CCE)、最大压力梯度(dp/dt)能直接反映左心室收缩功能，为临床心功能的监测提供了新的参考[25]。CCE描述了心脏循环系统的能量使用和消耗效率情况，是心室释放的能量占血管系统消耗能量的比例。临床研究也表明CCE值与左心室功能成正相关[26]。dp/dt也反映左心室收缩功能，其值高低取决于左心室内的压力，低值提示左心室收缩力弱[27]。先前的研究表明，无论是在动物实验还是在成人的研究中，PRAM与其他方法(热稀释法、Fick法、超声多普勒)所测得的心输出量有很好的相关性[23,28,29,30]。对于血流动力学不稳定的患者，通过PRAM获得的血流动力学监测指标与热稀释法获得的相关指标也具有很好的相关性[31]，充分证实了PRAM的准确性。目前该技术已经应用于儿童血流动力学的监测，而且研究结果也表明，PRAM在先心病术中测得的数据具有很好的可靠性[31,32]。由于该方法对血流动力学的监测依赖于动脉波形，因此，对于存在主动脉瓣反流、心律失常、主动脉夹层等患者的测量值准确性会降低[27]。PRAM监测指标能直接量化反映先心病患儿围术期前后负荷和心肌收缩功能的变化趋势，为选择血管活性药物和扩容治疗提供帮助。而且PRAM相对于热稀释法安全性高，且前期不需要任何校准，实现了血流动力学的实时监测，因此，该微创的血流动力学监测方法在替代传统技术方面前景光明，在先心病患儿围术期的血流动力学监测方面应用潜力极大。
ICON是一种无创、持续性的血流动力学监测仪，是利用电子心力测量法获得血流动力学参数。其原理是在心动周期中，胸主动脉中红细胞的排列顺序变化而引起电阻抗的变化(在心脏舒张期红细胞排列紊乱，而产生高阻抗；在收缩期红细胞排列一致，而处于低阻抗状态)，从而使导电性发生变化。利用这种生物电阻抗的变化来计算血流动力学的参数[33,34]。ICON是完全无创、持续的监测方法，ICON根据此原理用四个心电图电极(头部、左颈部、胸部左腋中线、腹部左腋中线或者左侧大腿位置)连续监测胸部电流传导的变化，可以获得每搏量及心输出量等参数，并且通过复杂计算得出的一系列参数，如心肌收缩指数、胸腔液体水平、外周血管阻力指数、每搏输出量变异、输氧量等，可以反映心功能、前后负荷以及肺水肿、氧供等变化趋势，指导临床治疗[34]。在婴幼儿中，使用该方法监测心输出量的变化明显早于心率和血压的变化，对指导临床治疗有一定帮助。但该方法测量心输出量等指标的准确性被广泛质疑[35,36,37,38,39]，无论是在新生儿、肥胖青少年，还是在先心病和危重症儿童中，ICON监护仪测量的心输出量与Fick法、热稀释法和超声多普勒测量的心输出量相关性的各项研究结果并不一致。ICON无创监护仪虽然可应用于先心病围术期婴幼儿，甚至是低龄低体重儿(≤1 500 g)，但该方法准确性较低，主要用于反映血流动力学的变化趋势。
部分二氧化碳重复呼吸法(NICO监护仪)是以弥散能力强的二氧化碳作为指示剂，利用衍生的Fick方程推算心排血量[24,40]。其无创、操作简单的优点避免了插管操作的繁琐和可能造成的损伤及并发症。但该方法在临床应用的准确性一直存在争议[41,42]。在心脏术后及呼吸功能不全的患儿，尤其是气体交换障碍的患儿，使用NICO监测心输出量的准确性降低[43]。此外，肺内分流是影响NICO准确性的重要独立因素[41]。NICO的应用需要有闭合气路，因此仅适合于ICU内镇静、机械通气患者心输出量的连续监测。部分CO2重复吸入过程间歇地增加了呼吸回路的死腔量，可能导致PaCO2短暂上升10%左右[42]。所以该技术并未得到广泛推广。
超声多普勒法心排量监测是一种无创心功能监测方法，其基本原理是通过对降主动脉血流量的测量来实现心排量的测量。多项研究表明，其与热稀释法的心排量监测结果相关性良好[44,45]。但该方法也有一定的局限性，它不适宜长期、连续监测；主动脉病变、手术操作等因素都会影响心排量测定的准确性。该技术操作水平要求高，要经过严格培训才能避免错误[46]。
综上所述，先心病围术期血流动力学监测技术须具备准确、实时、无创或微创、易于操作等特点，这既对现有血流动力学测量方法提出了挑战，也指出了未来的研究方向。
直接Fick法利用呼吸质谱仪测量氧消耗量虽然在临床未得到广泛应用，但仍是先心病围术期血流动力学的金标准。热稀释法(Swan-Ganz导管及PiCCO)创伤性大、对患儿生理干扰性强以及不能用于心血管畸形患儿，这些原因导致其不适用于先心病患儿。部分二氧化碳重复呼吸法需气管插管而且其准确性较低，未在先心病患儿术后得到广发应用。连续、无创的血流动力学监测方法在婴幼儿中应用的准确性仍需检验校正。PRAM技术能够持续动态地监测患儿血流动力学的变化，并且是微创的，能直接量化反映体外循环前后心脏前后负荷和心肌收缩功能的变化趋势，在先心病患儿围术期已得到广泛应用。
