血流動力學的前世今生

血流動力學是生物力學的一個分支，主要研究血液及其組成成分在血管系統中的流動規律和生理機制。其發展是一個跨學科的過程，融合了生理學、物理學、工程學和醫學等多個領域的知識和技術，不斷推動著人們對心血管系統功能和疾病機制的理解。

血流動力學監測的歷史可以追溯到17世紀。17世紀，英國生理學家威廉?哈維（William Harvey）通過大量的解剖學研究和動物實驗，發現了血液循環的基本原理。他指出血液在心臟的驅動下，通過動脈流向全身，再經靜脈返回心臟，這一發現為血流動力學奠定了堅實的理論基礎。

1844年，法國生理學家Claude Bernard通過實驗發現右心室內的血液溫度略高于左 心室，從而提示機體能量代謝的主要場所在外周組織，而不是在肺臟。1870年，德國生理學家Adolph Fick首先提出通過測量氧氣消耗量和二氧化碳增加 量以及這些氣體的肺動脈和肺靜脈濃度來計算肺血流量，從而計算出心排血量（cardiac output，CO），這就是至今仍在應用的計算心排血量的Fick原理。

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

1929年，一位名叫Forssmann的德國住院醫生對著鏡子經自己的左肘前靜脈插入導管，成功測量了右心房壓力，從此打開了直接測量血流動力學參數的大門。之后，右心導管技術逐步發展。也有人稱Forssmann醫生的壯舉開啟了血流動力學監測的大門。同一時期，Fick原理用于測量動物的心排血量。生理學家Otto Klein第一個使用Fick原理測算人體心排血量。

1959年，Nyober將胸部同化為圓柱體，通過測量基線胸部阻抗（Z0）來估計基線 胸腔積液量和胸腔的幾何體積。1960年，美國明尼蘇達大學Kubicek教授根據歐姆定律提出了心阻抗圖（ICG）技術，用于無創心功能檢查（隨著心臟舒縮，血管內血流量發生變化，電流通過胸部的阻抗也產生相應的變化）。1960年，NASA（美國國家航空和宇宙航行局）成立專項基金支持ICG技術的研發。1966年，Kubicek和Bernstein修改了截頭圓錐模型。1967年，美國Harold JC Swan教授和William Ganz教授通過多年的努力，發明了肺動脈漂浮導管，將熱敏電極安裝在肺動脈導管的頂端，使其可以根據熱指示劑稀釋方法來測量心排血量。1970年，血流導向氣囊導管（也稱Swan-Ganz導管）進入臨床實踐，在血流動力學的發展史上具有里程碑意義。

1978年，Miller和Horvath發表了第一篇將生物阻抗法應用于生理學研究的文章。1980年，Sramek將阻抗測量方法引入了臨床領域。這種經典的生物阻抗方法將 4個電極片分別放置在胸部和頸部左右兩側，通過捕獲阻抗信號計算相應生理學參數。最初，阻抗信號很難重復，此外，由于在用于計算收縮期容積的公式中內置了所謂“基線 阻抗”的Z0參數，因此基于這些曲線的計算不夠完美。并且由于受各種因素如受試者的呼吸、電極位置、汗液和解剖學變化等的影響，結果不可靠。20世紀80年代之后，隨著計算機軟件及運算技術的不斷提高，ICG技術飛速發展，并大大改善了其臨床準確性、穩定性、可重復性及抗干擾性。

中國血流動力學監測的開展始于上世紀80年代，重癥學之父北京協和醫院陳德昌教授將肺動脈漂浮導管（Swan-Ganz導管）介紹到國內，臨床血流動力學在我國的發展已歷時近40年從實現監測指標的臨床應用，到對血流動力學理論的系統認識從僅限于循環系統內，到指標遍布整個機體，從對血流動力學無處不在的臨床認識，到對重癥治療每一個細節的把控，從對臨床治療與再損傷的認識，到通過血流動力學指標對臨床行為的定量管理，終于使血流動力學從監測走向治療。

血流動力學理念從監測走向了治療，血流動力學檢測設備也從有創發展到微創到無創。目前無創血流動力學檢測設備中，胸阻抗法原理的設備無論理論基礎，還是操作簡便程度、數值檢測準確性等都遠遠由于其他方法學，是值得信賴的設備。