血流动力学的前世今生

血流动力学是生物力学的一个分支，主要研究血液及其组成成分在血管系统中的流动规律和生理机制。其发展是一个跨学科的过程，融合了生理学、物理学、工程学和医学等多个领域的知识和技术，不断推动着人们对心血管系统功能和疾病机制的理解。

血流动力学监测的历史可以追溯到17世纪。17世纪，英国生理学家威廉・哈维（William Harvey）通过大量的解剖学研究和动物实验，发现了血液循环的基本原理。他指出血液在心脏的驱动下，通过动脉流向全身，再经静脉返回心脏，这一发现为血流动力学奠定了坚实的理论基础。

1844年，法国生理学家Claude Bernard通过实验发现右心室内的血液温度略高于左 心室，从而提示机体能量代谢的主要场所在外周组织，而不是在肺脏。1870年，德国生理学家Adolph Fick首先提出通过测量氧气消耗量和二氧化碳增加 量以及这些气体的肺动脉和肺静脉浓度来计算肺血流量，从而计算出心排血量（cardiac output，CO），这就是至今仍在应用的计算心排血量的Fick原理。

1907年，Cremer在离体青蛙心脏上进行电阻抗测量，并首次使用了生物阻抗法一词。

1929年，一位名叫Forssmann的德国住院医生对着镜子经自己的左肘前静脉插入导管，成功测量了右心房压力，从此打开了直接测量血流动力学参数的大门。之后，右心导管技术逐步发展。也有人称Forssmann医生的壮举开启了血流动力学监测的大门。同一时期，Fick原理用于测量动物的心排血量。生理学家Otto Klein第一个使用Fick原理测算人体心排血量。

1959年，Nyober将胸部同化为圆柱体，通过测量基线胸部阻抗（Z0）来估计基线 胸腔积液量和胸腔的几何体积。1960年，美国明尼苏达大学Kubicek教授根据欧姆定律提出了心阻抗图（ICG）技术，用于无创心功能检查（随着心脏舒缩，血管内血流量发生变化，电流通过胸部的阻抗也产生相应的变化）。1960年，NASA（美国国家航空和宇宙航行局）成立专项基金支持ICG技术的研发。1966年，Kubicek和Bernstein修改了截头圆锥模型。1967年，美国Harold JC Swan教授和William Ganz教授通过多年的努力，发明了肺动脉漂浮导管，将热敏电极安装在肺动脉导管的顶端，使其可以根据热指示剂稀释方法来测量心排血量。1970年，血流导向气囊导管（也称Swan-Ganz导管）进入临床实践，在血流动力学的发展史上具有里程碑意义。

1978年，Miller和Horvath发表了第一篇将生物阻抗法应用于生理学研究的文章。1980年，Sramek将阻抗测量方法引入了临床领域。这种经典的生物阻抗方法将 4个电极片分别放置在胸部和颈部左右两侧，通过捕获阻抗信号计算相应生理学参数。最初，阻抗信号很难重复，此外，由于在用于计算收缩期容积的公式中内置了所谓“基线 阻抗”的Z0参数，因此基于这些曲线的计算不够完美。并且由于受各种因素如受试者的呼吸、电极位置、汗液和解剖学变化等的影响，结果不可靠。20世纪80年代之后，随着计算机软件及运算技术的不断提高，ICG技术飞速发展，并大大改善了其临床准确性、稳定性、可重复性及抗干扰性。

中国血流动力学监测的开展始于上世纪80年代，重症学之父北京协和医院陈德昌教授将肺动脉漂浮导管（Swan-Ganz导管）介绍到国内，临床血流动力学在我国的发展已历时近40年从实现监测指标的临床应用，到对血流动力学理论的系统认识从仅限于循环系统内，到指标遍布整个机体，从对血流动力学无处不在的临床认识，到对重症治疗每一个细节的把控，从对临床治疗与再损伤的认识，到通过血流动力学指标对临床行为的定量管理，终于使血流动力学从监测走向治疗。

血流动力学理念从监测走向了治疗，血流动力学检测设备也从有创发展到微创到无创。目前无创血流动力学检测设备中，胸阻抗法原理的设备无论理论基础，还是操作简便程度、数值检测准确性等都远远由于其他方法学，是值得信赖的设备。