血流動(dòng)力學(xué)的前世今生

血流動(dòng)力學(xué)是生物力學(xué)的一個(gè)分支，主要研究血液及其組成成分在血管系統(tǒng)中的流動(dòng)規(guī)律和生理機(jī)制。其發(fā)展是一個(gè)跨學(xué)科的過(guò)程，融合了生理學(xué)、物理學(xué)、工程學(xué)和醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù)，不斷推動(dòng)著人們對(duì)心血管系統(tǒng)功能和疾病機(jī)制的理解。

血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)的歷史可以追溯到17世紀(jì)。17世紀(jì)，英國(guó)生理學(xué)家威廉?哈維（William Harvey）通過(guò)大量的解剖學(xué)研究和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了血液循環(huán)的基本原理。他指出血液在心臟的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)動(dòng)脈流向全身，再經(jīng)靜脈返回心臟，這一發(fā)現(xiàn)為血流動(dòng)力學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

1844年，法國(guó)生理學(xué)家Claude Bernard通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)右心室內(nèi)的血液溫度略高于左 心室，從而提示機(jī)體能量代謝的主要場(chǎng)所在外周組織，而不是在肺臟。1870年，德國(guó)生理學(xué)家Adolph Fick首先提出通過(guò)測(cè)量氧氣消耗量和二氧化碳增加 量以及這些氣體的肺動(dòng)脈和肺靜脈濃度來(lái)計(jì)算肺血流量，從而計(jì)算出心排血量（cardiac output，CO），這就是至今仍在應(yīng)用的計(jì)算心排血量的Fick原理。

1907年，Cremer在離體青蛙心臟上進(jìn)行電阻抗測(cè)量，并首次使用了生物阻抗法一詞。

1929年，一位名叫Forssmann的德國(guó)住院醫(yī)生對(duì)著鏡子經(jīng)自己的左肘前靜脈插入導(dǎo)管，成功測(cè)量了右心房壓力，從此打開(kāi)了直接測(cè)量血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的大門(mén)。之后，右心導(dǎo)管技術(shù)逐步發(fā)展。也有人稱(chēng)Forssmann醫(yī)生的壯舉開(kāi)啟了血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)的大門(mén)。同一時(shí)期，F(xiàn)ick原理用于測(cè)量動(dòng)物的心排血量。生理學(xué)家Otto Klein第一個(gè)使用Fick原理測(cè)算人體心排血量。

1959年，Nyober將胸部同化為圓柱體，通過(guò)測(cè)量基線胸部阻抗（Z0）來(lái)估計(jì)基線 胸腔積液量和胸腔的幾何體積。1960年，美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)Kubicek教授根據(jù)歐姆定律提出了心阻抗圖（ICG）技術(shù)，用于無(wú)創(chuàng)心功能檢查（隨著心臟舒縮，血管內(nèi)血流量發(fā)生變化，電流通過(guò)胸部的阻抗也產(chǎn)生相應(yīng)的變化）。1960年，NASA（美國(guó)國(guó)家航空和宇宙航行局）成立專(zhuān)項(xiàng)基金支持ICG技術(shù)的研發(fā)。1966年，Kubicek和Bernstein修改了截頭圓錐模型。1967年，美國(guó)Harold JC Swan教授和William Ganz教授通過(guò)多年的努力，發(fā)明了肺動(dòng)脈漂浮導(dǎo)管，將熱敏電極安裝在肺動(dòng)脈導(dǎo)管的頂端，使其可以根據(jù)熱指示劑稀釋方法來(lái)測(cè)量心排血量。1970年，血流導(dǎo)向氣囊導(dǎo)管（也稱(chēng)Swan-Ganz導(dǎo)管）進(jìn)入臨床實(shí)踐，在血流動(dòng)力學(xué)的發(fā)展史上具有里程碑意義。

1978年，Miller和Horvath發(fā)表了第一篇將生物阻抗法應(yīng)用于生理學(xué)研究的文章。1980年，Sramek將阻抗測(cè)量方法引入了臨床領(lǐng)域。這種經(jīng)典的生物阻抗方法將 4個(gè)電極片分別放置在胸部和頸部左右兩側(cè)，通過(guò)捕獲阻抗信號(hào)計(jì)算相應(yīng)生理學(xué)參數(shù)。最初，阻抗信號(hào)很難重復(fù)，此外，由于在用于計(jì)算收縮期容積的公式中內(nèi)置了所謂“基線 阻抗”的Z0參數(shù)，因此基于這些曲線的計(jì)算不夠完美。并且由于受各種因素如受試者的呼吸、電極位置、汗液和解剖學(xué)變化等的影響，結(jié)果不可靠。20世紀(jì)80年代之后，隨著計(jì)算機(jī)軟件及運(yùn)算技術(shù)的不斷提高，ICG技術(shù)飛速發(fā)展，并大大改善了其臨床準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、可重復(fù)性及抗干擾性。

中國(guó)血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)的開(kāi)展始于上世紀(jì)80年代，重癥學(xué)之父北京協(xié)和醫(yī)院陳德昌教授將肺動(dòng)脈漂浮導(dǎo)管（Swan-Ganz導(dǎo)管）介紹到國(guó)內(nèi)，臨床血流動(dòng)力學(xué)在我國(guó)的發(fā)展已歷時(shí)近40年從實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的臨床應(yīng)用，到對(duì)血流動(dòng)力學(xué)理論的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)從僅限于循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)，到指標(biāo)遍布整個(gè)機(jī)體，從對(duì)血流動(dòng)力學(xué)無(wú)處不在的臨床認(rèn)識(shí)，到對(duì)重癥治療每一個(gè)細(xì)節(jié)的把控，從對(duì)臨床治療與再損傷的認(rèn)識(shí)，到通過(guò)血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)對(duì)臨床行為的定量管理，終于使血流動(dòng)力學(xué)從監(jiān)測(cè)走向治療。

血流動(dòng)力學(xué)理念從監(jiān)測(cè)走向了治療，血流動(dòng)力學(xué)檢測(cè)設(shè)備也從有創(chuàng)發(fā)展到微創(chuàng)到無(wú)創(chuàng)。目前無(wú)創(chuàng)血流動(dòng)力學(xué)檢測(cè)設(shè)備中，胸阻抗法原理的設(shè)備無(wú)論理論基礎(chǔ)，還是操作簡(jiǎn)便程度、數(shù)值檢測(cè)準(zhǔn)確性等都遠(yuǎn)遠(yuǎn)由于其他方法學(xué)，是值得信賴(lài)的設(shè)備。