心输出量（精选7篇）
心输出量 篇1
脉搏指数连续心输出量 (PICCO) 监测是一种简便、微创、高效的危重症患者血流动力学参数监测技术。其利用肺温度稀释技术和动脉压力波型曲线下面积分析技术, 监测血流动力、指导容量管理[1]。我科于2012 年引进的德国PULSION公司推出的新一代PICCO监测仪, 采用热稀释方法测量单次心输出量 (CO) , 并通过分析动脉压力波型曲线下面积来获得连续心输出量 (PICCO) , 同时可测得胸内血容量 (intra thoracic blood volume, ITBV) 和血管外肺水 (extra vascular lung water, EVLW) 。目前, 胸内血容量已被许多学者证明是一项可重复、敏感且比肺动脉阻塞压 (PAOP) 、右心室舒张末期压 (RVEDV) 、中心静脉压 (CVP) 更能准确反映心脏前负荷的指标。将PICCO应用于亚低温治疗患者中, 具有以下优点:创伤与危险性小、操作简单、置管时间长、便于观察护理;各类参数可直接应用于临床评估病情;监测每次心搏出量, 有利于及时判断心脏功能[2]。我科将PICCO监测应用于颅脑损伤亚低温治疗患者以来, 取得较好临床效果, 现将经验总结如下。
1 资料与方法
1.1 临床资料
2013 年1 月至2015 年2 月入住ICU的成年 (≥18 岁) 重型颅脑损伤亚低温治疗并行PICCO监测的患者72 例。年龄19~69 岁, 平均 (42±5) 岁。颅内血肿清除术后40 例, 脑挫裂伤25 例, 弥漫性轴索损伤7 例。
1.2 材料
PICCO监测仪、PICCO专用动脉导管、中心静脉导管 (双腔) 、飞利浦多功能监护仪、颅压监测仪、压力传感器、接口导线等。
1.3 方法
采用右侧颈内或锁骨下静脉通路, 利用三通将注射器与心输出量 (CO) 模块、电缆的温度探头相连。于股动脉处置动脉专用监测导管, 通过压力传感器将CO模块、接口导线与有创压力模块相连。测量开始时从中心静脉注入10 ml冰生理盐水 (2 ℃~10 ℃) , 4 s内匀速注射完毕, 经过上腔静脉→右心房→右心室→肺动脉→肺静脉→左心房→左心室→升主动脉→腹主动脉→股动脉→PICCO导管温度接收端。连续行3 次温度稀释心排血量测定, 最后将整个热稀释过程绘制成热稀释曲线, 对该曲线波形进行分析, 得出基本参数, 然后结合PICCO导管测得的股动脉压力波形, 得出一组重要参数: (1) 心排血量与心指数 (CO/CI) :注一次冰水就可以得到两者的精确数值, 而且以后可以连续测得。 (2) 胸内血容量 (ITBV) :可以精确反映患者血容量, 指导治疗。 (3) 心脏舒张末期总容积 (GEDV) , 此参数能精确反映心脏前负荷, 优于中心静脉压 (CVP) 和肺毛细血管嵌入压 (PCWP) , 且不受呼吸、心脏功能影响, 真实反映心脏前负荷。 (4) 血管外肺水 (EVLW) :目前监测肺水肿最具特异性的指标。 (5) 其他指标:心率 (HR) 、血压 (BP) 、每搏输出量 (SV) 、心功能指数 (CFI) 、心肌收缩指数 (dmax/dt) 、体循环阻力 (SVR) 。
2 结果
2.1 心肌收缩力指标
GEF和CFI是评估心脏收缩功能特有的参数, 由SV与GEDV通过公式计算得出。大量研究发现, CFI和GEF能够准确地反映左室收缩功能[3]。在运用此项指标监测亚低温治疗患者时发现, 低温对GEF影响明显, 且温度越低, GEF下降越明显, 不同温度区间GEF差异有显著性 (P < 0.05) , 见表1。
2.2 心脏前负荷指标
2.2.1 GEDV和ITBV目前反映心脏前负荷的常用参数包括CVP、肺动脉嵌顿压 (PAWP) 、左心室舒张末期压 (LVEDP) 等, 都是通过以压力代容积的方法来反映心脏前负荷, 易受心室顺应性、机械通气等多种因素影响。ITBV、GEDV以胸腔和心腔内的血容量指标直接反映心脏前负荷, 避免了以压力代容积、以右心代全心的缺陷。该参数可以反映心脏容量状态, 消除胸腔内压力和心肌顺应性对压力参数的干扰, 从而更准确地反映心脏容量负荷的真实情况[4]。目前, 已有研究证实, ITBV和GEDV左反映心脏前负荷的敏感性与特异性方面, 远比CVP、PAWP、左心室舒张末期容积更强[5,6]。心血管和脏器移植手术中都有应用PICCO监测心脏前负荷的报道, 结果均是ITBV比CVP和PAWP能更准确地反映心脏前负荷变化[7]。运用该指标监测亚低温治疗患者低温时的血容量变化, 结果显示, 在降温早期给予比常规组更多的液体, 使血压稳定, 其结果是在亚低温 (33℃~35℃) 维持阶段, 低血压发生减少, 且易纠正, 可以减少液体入量, 缓解脑水肿, 见表2。
2.2.2 SVV和PPV是心脏前负荷评价的另一项重要参数, 也是功能性血流动力学监测的重要指标, 多用于机械通气患者。SVV和PPV通过记录单位时间内SV与脉压, 计算出它们在该时间段的变异程度, 以此来预测心血管系统对液体负荷的反应, 从而更准确、更有效地判断循环系统前负荷状态, 常与心脏前负荷的静态参数结合起来判断容量, 进而指导液体控制治疗[8]。
2.3 心脏后负荷指标
动脉脉搏轮廓分析通过动脉压力波形获得连续的每搏参数, 经肺热稀释法初始校正后, 根据公式可以在每次心脏搏动时计算出SV, 并得到CO和SVRI。我们在亚低温治疗中观察到, 温度越低, SVRI越小, 这也是亚低温治疗患者出现低血压的原因之一。不同温度区间的SVRI差异有显著性 (P < 0.05) , 见表2。
2.4 EVLW和PVPI
EVLW和PVPI是PICCO的特有参数, 是肺水监测的重要指标。EVLW指的是肺组织内液体的容量, 提示何时补充血容量不再有利, 或何时需要关键性的平衡, 其值升高是急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 的重要病理生理改变, 已被证实与ARDS的严重程度、机械通气天数、入住ICU的时间及死亡率明确相关, 用其评估肺水肿效果远远优于X线检查。临床采用PAWP、胸部影像学改变评价肺水肿程度, 都不能准确反映EVLW。动物实验已经证实, 无论是通透增高型还是压力增高型肺水肿, 利用PICCO的单指示剂法与重力法所得的EVLW都有高度相关性。在亚低温治疗中使用PICCO监测, 只要EVLW有少量增加, PICCO就有反映, 因而该数值可准确诊断早期肺水肿, 防止病情加重。PVPI反映肺血管通透性, 可在一定程度上说明肺水肿形成的原因。在亚低温治疗患者中尽早应用PICCO监测技术, 可能对鉴别肺水肿类型、明确诊断、改进液体治疗策略、改善预后有临床价值。
3 讨论
对颅脑损伤亚低温治疗患者进行PICCO监测是了解其循环状态及心脏功能的重要措施, 可有效预防亚低温治疗过程中心率减慢、血压下降、心律失常等血流动力学不稳定现象。目前, 临床上监测心输出量的金标准是通过肺动脉漂浮导管的热稀释法进行的, 但该方法操作复杂、创伤大、费用高, 且操作本身会导致严重并发症, 甚至有死亡风险。近年来的大量研究结果显示, 应用肺动脉导管进行血流动力学监测的患者病死率较未使用组高[9]。因此, 还需努力寻找能够反映血流动力学指标的良好监测方法, 既要准确又要创伤小、操作简便、方便开展。脉搏指数连续心输出量监测技术不但操作简单、创伤小、并发症少、成本低, 而且在连续监测心输出量、肺水等方面都有较好的临床应用价值和前景。PICCO监测只用一根中心静脉和动脉通道, 就能提供多种特定参数, 使临床获得连续、动态、准确的血流动力学监测数据, 从而及时、准确地提供治疗意见。这一基于动脉压力波形的连续CO监测技术与传统监测方法相比, 有其优势但也有局限性。PICCO监测需要经肺热稀释法的校正以及其数据的准确性在很大程度上有赖于较好的动脉压力波形, 需要临床医师接受正规培训, 掌握其监测原理, 而这也对此监测技术在指导临床治疗上能否得到充分应用起着决定性作用。然而, 不管应用何种监测技术, 操作者都应对所测结果有正确的解释。该监测技术在颅脑损伤亚低温治疗患者中的应用还处于探索阶段, 积累的经验有限, 需要我们不断学习、提高监测水平。
参考文献
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心输出量 篇2
目前心输出量(CO)的测量方法有肺动脉漂浮导管法、超声心动图法、经胸电阻抗法、CO2部分重吸收法[4]。通过肺动脉漂浮导管的热稀释法是CO测量的金标准,但因费用昂贵、操作复杂、对病患有创伤和不能做长时间监测等弱点,限制了它的广泛应用。超声心动图属于无创检查,在评价心功能方面使用较为普遍,但受技术水平影响对使用环境有较高的要求[5]。长期以来,众多研究者都在寻找一种无损伤、便捷、实时的心输出量测算方法。脉搏波是心脏周期运动在体表的反映,我国学者张大祥以此展开研究,推出了脉图法[6]。脉图法是一种无创伤、可连续检测心血管功能的方法,在分析疾病状态、辅助诊断、指导治疗和预警等领域发挥了巨大的作用。本文就以脉图法为理论基础,采集桡动脉处脉搏信号,通过单片机实现心输出量的实时计算。
1 脉图指标的计算模型
心脏每收缩一次,动脉的压力就发生一次周期性的变化,动脉脉搏波便是这种周期性的压力变化引起的血管波动。由此可以看出,脉搏波不仅受到心脏本身的影响,同时也受到流经的动脉及其分支的影响,这使动脉波中包含极其丰富的心血管生理病理信息。早在两千年前,我国祖先便以手指切脉作为疾病诊断方法,发展成为了举世瞩目的中医脉象学。
我国学者张大祥在此基础上首创“脉图法”[6]。他对桡动脉处脉搏波进行血液循环动力学参数分析,利用状态空间法建立血液循环系统各子系统的数学模型,并以此为依据推导各类参数计算式,用这些计算式算得的结果能较好地满足临床医疗对心功能评估的要求。“脉图法”通过各标志点的确定,将一个心动周期划分为若干部分,如图1所示。
注:b点是主动脉瓣开放点,是整个脉图的最低点;c点是主动脉最高压力点;e1是左心室舒张开始点
自20世纪60年代以来,众多科研工作者投入到利用脉搏波波形导出流量的方法计算心输出量。1983年,Wesseling提出了用弹性管模型计算CO的方法。1987年,罗志昌等在前者的基础上继续简化,提出了只需检测SP、DP和K值就能计算CO的方法,虽然做了较多的近似,但因检测量简单且结果较可靠,也得到了很好的应用[7]。文献[8]密切结合“脉图法”理论基础,运用比较完备的心输出量计算方法[6]。本文在前面已提及CO与SV、HR的关系,即:
PP间期为脉图中bb时值,要实现CO的准确测量,依据式(1)、式(2)及式(3),可将CO的计算细分为射流压力EP(e1)、喷射压力JP和左心舒张末容量LDV。
1.1 射流压力EP(e1)
射流压力指一搏间左心室有效输入主动脉血液所具有的压力,定义式为:
其中,除8这一系数是综合考虑系统硬件设计时的采用的采样率而定的,不同系统会有所不同。TA为一搏期间动脉压力曲线的面积;SA、DA分别为收缩期和舒张期压力曲线面积;在脉图中以e1点作为划分标志,E1为e1点相对于b点高度;BK为动脉输运系数,EK为压力转换系数,可通过系统软件压力校准计算测得。
1.2 喷射压力
JP指左心室收缩期内(t0—te1)对血液做功而造成的增压(djP)的累积。定义式为:
其中,等号后左半部分描述的是等容收缩期的喷射压力,即主动脉喷血期前的压力值DP;右半部分表示喷血期的喷射压力,为有效输入主动脉血液的压力(射流压力EP(e1))与在t=te1时心室仍保留的压力值PP(e1)之和,而PP(e1)与测得的动脉压力(AP(e1))之间具有准线性关系。因此:
1.3 左心舒张末容量LDV
左心舒张末容量是指左心室舒张期末和收缩期前这一瞬间左心室内充盈的血液体积。据著名的心脏生理学中的Starling定律:在心率一定的条件下,左心舒张末容量与喷射压力或每搏血量成函数关系。前人依据曲线拟合,得出LDV的方程表达式为:
式(7)中,EPC表示射流压力时间常数,指射流压力的变化率与射流压力的比例系数,取EPC=0.344S-1。t表示脉图标志点a—e1表示的时值,可依据脉图计算得到。
完成对以上指标的整理分析后,我们就可以利用式(1)得出心输出量。所有相关指标都可通过完成特征点标记的脉图计算得到,在计算过程中也并未做过多的估计近似,可以使计算结果具有较强的可靠性。
2 硬件系统的设计
根据功能模块的划分,其系统硬件结构框图如图2所示。它包含脉搏信号调理电路、AD转换、单片机控制、按键和显示5部分。其中,由前端脉搏信号调理电路完成人体桡动脉处脉搏信号采集以及信号的放大、滤波,再将信号送入A/D转换芯片。经模数转换后将数字信号送入AT89C52单片机(脉搏信号数据较大,扩展EEPROM实现数据存储及读取),最后将计算得到的心输出量通过数码管显示。
脉搏波信号经过各级放大,幅值在3 V左右。AD转换器的基准电压一般选+5 V或+2.56 V。如果选择8位精度的ADC芯片,其量化误差为10~20mV,已经在误差允许的范围内。A/D转换硬件电路如下图3所示。
如上图4所示,由于本文的数据量较大,而AT89C52的片内只有8k字节Flash,512字节RAM,所以我们使用了EEPROM存储实时采集的脉搏波数据。24C02是CMOS 2048位串行EEPROM,内部组织成256*8位,16字节页面读写,与AT89C52接口如上图4所示。根据连接方式可知,其读数据的地址为A1,写数据的地址为A0。由于SDA是漏极开路输出,且可以与任何数目的漏极开路或集电极开路输出“线或”(wire-OR)连接。上拉电阻的选择可参考24C02的数据手册(一般为10K)。24C02的I2C总线读写时序图和起始时序图,如图5、图6所示。
如上图7所示,本文用到的扩展器件为74HC244。它是由两个单向的4位并入并出组成的一个8位单向并入并出的总线驱动器,在此我们主要是用它对单片机数据线和矩阵键盘列线进行隔离,只有在读键选通信号有效时键盘的列数据才会反映到单片机总线上。使用74HC574锁存器,锁存数码管显示数据。
3 系统软件设计
本系统以AT89C52单片机为处理核心,完成对脉搏信号的处理以及指标计算及显示。本系统软件可分为初始化模块、特征点提取模块、按键模块、压力换算模块、指标计算模块以及数码管显示模块。主程序由初始化、特征点提取和按键模块组成。按键模块分别完成其他子程序的调用,最终在数码管完成心输出量的显示,图8为相应的程序流程图。
在特征点提取模块采用5点差分阈值判别法,阈值过大或过小均会影响特征点定位的准确度。因此,本系统对阈值的设定进行了多次的测试,最终以PC分析采集的脉搏信号数据中每个脉搏周期最大差分平均值的一半作为最佳差分阈值。幅度阈值选取脉搏幅度平均值的0.6—1.4倍作为上下限,这样使漏检和误检的概率达到最低。5点差分阈值法具体步骤为扫描脉搏数据,寻找5点差分大于差分阈值点,找到则向前向后搜索拐点。计算两拐点幅度差与幅度阈值比较,正确则进行b、c的记录,反之继续向后查找。同理可通过二阶差分法找到e1特征点。
压力换算模块目的是计算压力换算系数,为后期数据转换为压力单位做准备。软件部分通过4个按键进行SP、DP手动输入,完成压力校准,这一模块可以提高后续计算精度,只在首次测量时才需进行本次操作。在系统中也设置了另一按键,可轻松跳过这一环节,利用已保存的压力换算系数值进行指标计算。指标计算模块便是依据脉图法理论及公式计算心输出量,并通过数码管模块进行实时显示。
4 实验数据分析及总结
对24位正常人进行了实验测量,并与导管法等主要的心输出量检测方法的正常范围进行比对,发现此系统的计算数据具有较高的符合度,能满足日常心输出量的监护要求。两种不同方法计算得到的正常值比较如表1所示。
注:表中带*检测方法正常数据来源于张大祥所著《脉搏图像分析》
本系统设计的心输出量检测仪基本满足了临床和监测要求,达到了预期的设计目标。该系统携带方便,操作简便,适用于家庭监护,具有较广的应用价值。
摘要：设计的心输出量检测仪硬件装置以AT89C52单片机为核心处理元件,将脉搏传感器采集的脉搏信号经过A/D转换输入单片机,进行相关计算并通过数码管实时显示。其中的软件分析运用5点差分阈值法进行特征定位,以脉图法为理论基础计算心输出量。实验结果表明,此检测仪测量的正常人的心输出量均值为5.411L/min,标准差为0.873,而作为金标准的导管法的均值为5.51L/min,标准差为1.09。此系统能满足常规心输出量的检测要求,实现了一种无创、便捷、可连续检测、易于操作、低成本的新型心输出量检测仪的设计。
关键词：心输出量,脉搏波信号,脉图法,无创检测
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心输出量 篇3
1资料与方法
1.1 2008年12月～2009年7月,解放军总医院心脏病研究所监护室共收治急性心力衰竭患者30例,其中男性24例,女性6例,年龄(51～82)岁,平均73岁,其中冠状动脉粥样硬化性心脏病23例,风湿性心脏病3例,高血压性心脏病4例,临床上均主要表现为急性肺水肿,心功能NYHA分级Ⅳ级,除积极治疗原发疾病外,常规给予吸氧,强心剂,快速利尿,平喘等对症支持治疗,效果均不明显。经患者及家属知情同意后,尽早行PICCO置管术。
1.2置管方法
PICCO需留置1根动脉导管及1根大静脉导管,我科采用留置颈内静脉及股动脉的方式,具体方法如下:
1.2.1动脉置管
患者平卧,右下肢外展位,常规消毒铺巾,于腹股沟韧带下方处扪及股动脉搏动,取其内侧1.5cm做点穿刺,针体与皮肤成30度,指向头进针,经针尾进导丝无阻力,退针进扩张器扩皮肤,退器进鞘管,撤导丝后肝素盐水冲管。
1.2.2大静脉置管
患者去枕平卧,头部偏向对侧约45度,常规消毒铺巾,局部麻醉,找到销骨、胸锁乳突肌的胸骨头及锁骨头所形成的三角,于该三界顶点(中路)取点进针,送导丝无阻力,辙针后沿导丝进皮肤扩张器扩开皮肤,退器进管顺利,拔出导丝及管芯,肝素盐水封管,连接脉搏指数连续心输出量监测(PICCO)仪监测导线,调校零点,观察压力波形变化,监测心排血量(CO)、胸腔内血容量(ITBV)、血管外肺水(EVLW)等指标,动态监测连续心排出量(PCCO)、每博量(SV)等。
2结果
本组30例病人中,28例病人在监测治疗48h后病情好转,胸闷、呼吸困难等症状有了不同程度的改善,水肿减轻,双肺湿罗音得以减退或消失。2例病人由于病情复杂,原发病较多,于治疗呼吸困难症状改善后自动出院。30例病人在应用PICCO期间内均未出现由其引起的严重并发症。
3护理
3.1.1穿刺点护理
穿刺点应注意保持无菌、干燥,可用透明敷料保护穿刺点,密切观察穿刺点情况,有无红肿、渗出,注意局部皮肤血液循环,观察有无渗出,局部有无出现血肿,视情况及时给予处理。
3.1.2病情观察
通过及时监测PICCO机的各项参数及压力波形,准确判断病人的病情,及时汇报医生并通过监测指标有针对性的使用血管活性药物和正性肌力药物。PICCO与SwanGanz导管相比,采用了新的监测指标,Swan-Ganz导管通过监测PAP、PAWP及CVP来评价血管容量和心脏前负荷的状况,可是易受到血管壁顺应度、心内瓣膜功能、胸腔内压力等因素的影响[2],而且不能反映血管外肺水的量,使其准确性倍受质疑。PiCCO引入胸腔内血容量(ITBV)及血管外肺水(EVLW)这两个指标的测定,大量研究表明连续监测ITBV及EVLW能够更准确、及时的反映体内液体的变化[3]。定时测定心排血量,用热敏电阻导管尾端连接PICCO机,抽吸0℃～4℃无菌盐水10 mL,通过导管在4 s内迅速注入,即显示心排血量数值和心脏指数。心排血量测
量采用热稀释法测定3次,每次误差<10%,取其均值。[4]
3.1.3并发症的预防及护理
①感染:文献报道与导管有关的局部感染发生率为0.7%,导管相关性败血症为0.6%[5],且最长留置时间为10天,因此在使用过程中,严格消毒及无菌操作原则的使用卓为重要,置管处3M贴膜(2～3) d更换1次,更换时消毒要严格细致,常规2%碘酒、75%乙醇消毒或0.5%碘伏消毒,消毒后待皮肤干燥贴紧贴膜。及时观察渗液,必要时及时更换敷料。
②导管护理:避免导管折叠、扭曲或堵塞,防止机械性堵塞,保持各管道通畅,接头处以无菌纱布避污,输液管、延长管、三通接头、纱布等要每天更换,各项操作要严格遵守无菌操作规程。定时用10 U/mL的肝素盐水冲管,避免堵管。
③血栓形成:在监测系统中使用加压输液袋,袋装0.9%氯化钠1 000mL加肝素0.8 ml,压力袋压力达250mmHg,保持在监测过程中以3 mL/h的速度持续冲洗导管,每小时采用脉冲方式冲洗管道1次,但如果管腔有堵塞的迹象,不可用力推注肝素,以免栓子脱落造成栓塞。
3.1.4心理护理
穿刺前要对患者及家属做好充分的解释工作,取得患者及家属的充分配合,指导患者术前1天洗澡,不能下床或行动不便者由护士协助整理个人卫生,向患者及家属说明穿刺可能会出现的并发症及处理措施并签字以示同意,穿刺中嘱患者避免咳嗽及移动身体,取去枕平卧位,肩部略抬高,穿刺后嘱患者监测期间避免下床活动,穿刺点如有出汗较多、瘙痒、水泡等症状要及时告知护士,并由护士给予相应处理,避免抓挠穿刺处透明敷料。
4讨论
现代医学思考的问题不仅仅是如何把人的病痛去除、如何延长人的寿命,还包括人的社会价值和医学的社会价值。PICCO无需置管到肺动脉及肺小动脉,极大的减轻了对人体的损伤;整合了直接动脉压(IBP)监测,一举两得,使用方便,减少了患者的医疗费用,实现了人与医学的社会价值方面的一个进步,严重急性心力衰竭病人往往血流动力学严重障碍,使用PICCO进行血流动力学监测,不需床旁拍X光片确定导管位置,且疾病的治疗在血流动力学监测下进行,对及时调整药物,判断疗效提供了有效的帮助,减轻了患者的痛苦及负担。使用PICCO进行血流动力学监测中要求护士专业理论知识丰富,熟悉并掌握心脏各部位压力波形的变化,及血流动力学的各项监测指标,及时发现问题,解决问题,有效的进行危重病人的监护及提高抢救成功率。
摘要：目的:探讨临床运用PICCO监测技术对急性心力衰竭患者进行血流动力学监测及护理。方法:解放军总医院心脏病研究所自2008年12月起对30例急性心力衰竭患者应用PICCO机进行血流动力学监测的临床护理资料。结果:本组30例病人中28例病人在监测治疗48h后病情好转,2例病人由于病情复杂,原发病较多,于治疗呼吸困难症状改善后自动出院。置管时间在2-7天,30例病人在应用PICCO期间内均未出现由其引起的严重并发症。结论:使用PICCO进行血流动力学监测,对获得并准确分析病情,有效指导临床用药有重要意义,同时可以减少并发症,减轻病人痛苦,提高抢救成功率
关键词：PICCO,急性心力衰竭,血流动力学,护理
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心输出量 篇4
1 资料和方法
1.1 资料
1.1.1 入选标准:选择2011年1月-2012年12月入住我院ICU的心源性休克的患者, 需进行血流动力学监测, 无放置中心静脉导管和股动脉导管的禁忌。
1.1.2 排除标准:严重肥胖、严重心律失常以及接受主动脉内球囊反搏治疗的患者。
1.2 方法
1.2.1 监测装置的选择:
PiCCO采用德国Pulsion公司生产的PiCCOPlus型号监测仪, 中心静脉置管 (上海普益公司, 一次性双腔中心静脉导管) , 需摄X片证实置管位于上腔静脉;股动脉置管 (德国Pulsion公司, 型号PV8115) 。超声心动图仪器选用GE公司生产的Vivid-q超声仪, 使用探头型号M4s, 探头频率为1.7~3.4MHz。
1.2.2 PiCCO监测方法:
向符合入选标准的患者及其近亲属充分告知, 签署知情同意书。由ICU医生自中心静脉置管快速注入15ml小于8℃生理盐水, PiCCO监测仪直接显示CO, 连续测量3次取平均值。
1.2.3 超声心动图测定方法:
由经验丰富的超声心动图室医生独立完成, 使用双平面Simpson法在心尖四腔及两腔切面测得舒张末容积 (Endsystolic volume, EDV) 及收缩末容积 (Enddiastolicvolume, ESV) , 每搏量SV=EDV-ESV, 带入公式CO=SV×HR, 可以直接获得CO数据。
1.3 统计方法
采用SPSS17.0统计软件, 计量资料以均数±标准差表示, 组间比较采用配对t检验, P<0.05为有统计学差异。
2 结果
共有43例患者纳入研究, 其中急性心肌梗死22例, 病毒性心肌炎10例, 高血压心脏病7例, 风湿性心脏病4例。共40例获得满意的二维图像, 其中男28例, 女12例, 平均年龄 (51.7±11.4) 岁, 另外3例患者因体型肥胖不易获得满意的图像而被放弃。超声心动图和PiCCO测定的CO分别为 (3.18±0.60) ml/min及 (3.58±0.97) ml/min, 两者无统计学差异 (P>0.05) , 详见表1。
3 讨论
PiCCO采用的是热稀释法测定CO, 被证实是一项准确、可靠的血流动力学监测技术[1], 近年来已广泛应用于危重患者的血流动力学监测, 因此本研究采用PiCCO测得的CO值作为标准进行对比。一较大几何体体积可由若干个具有相似形状的较小几何体的体积组成, Simpson法即应用这一原理, 先将左室划分为一系列等距离的圆柱体, 测算出每一圆柱体的体积, 再将所有圆柱体的体积相加得出总体积[2]。本研究采用心尖双平面Simpson法测量左室容积, 进而测算出CO。有国内外文献报道了无创CO测定在急诊感染性休克患者以及ICU心脏术后患者中的应用[3,4], 结果显示无创方法测得的CO与有创方法所测值具有很好的相关性。本研究选择的均为心源性休克患者, 其CO值往往偏低, 测量过程中出现细微的误差就可能造成统计学差异, 本研究结果证实无创超声与有创测得的CO值无统计学差异, 进一步证实无创超声法测CO的准确性与可靠性。另外, 相对于PiCCO, 无创超声法具有快速、可重复测量、相对廉价以及无明显并发症 (如出血、继发感染) 等优势, 非常适合在ICU应用。
本研究结果显示超声法测得的CO较PiCCO测得值偏低, 其原因可能如下: (1) 从Simpson法上述原理可知, 该方法需要显示左心室的全貌, 在本实验中, 有22例为急性心肌梗死患者, 大都存在左室节段性室壁运动异常, 所以用心尖双平面Simpson法计算的左室容积仍有一定误差。 (2) 本实验选取的病例中, 有部分患者出现轻度心律失常, 以致同步监测的心电图不能完全反映出收缩和舒张期相, 进而导致EDV及ESV测量的误差, 影响SV的结果, 同时也影响了CO的结果。 (3) 在ICU的部分患者, 常常体位受限, 或者高龄、肥胖等因素的影响, 不能获得特别满意的超声图像, 集中体现在心尖两腔平面以及内膜面显示不够清晰, 这在一定程度上也会影响测量结果。
尽管无创超声测CO具有许多优势, 但不可否认其存在一定的局限性, 主要体现在: (1) 超声心动图Simpson法在体型肥胖患者中往往难以获得满意的二维图像, 本研究中获得满意图像的患者约93%; (2) 超声心动图缺乏前负荷、血管外肺水、外周血管阻力等方面的数据, 而上述数据可由PiCCO直接获取。因此, 在选择血流动力学监测手段时, 应充分评估患者病情, 选择合适的监测方法。
综上所述, 超声心动图CO测定可获得准确的CO值, 尽管其在血流动力学方面具有一定的局限性, 但仍不失为一种快速、准确、无创、安全的监测手段, 适合在ICU心源性休克患者中的使用。
摘要：目的:对入住ICU的心源性休克患者, 同时使用脉搏指示的连续性心输出量 (Pulse indicator continuous cardiac output, PiCCO) 监测技术以及超声心动图进行心输出量 (Cardiac output, CO) 测定, 以PiCCO测定的有创数据为标准, 对超声心动图CO测定的准确性进行评估。方法:选择2011年1月-2012年12月入住我院ICU需要进行血流动力学监测的心源性休克患者共43例, 对这些患者同时进行PiCCO监测技术以及使用双平面Simpson法进行无创CO测定, 对比两者CO差异, 以判断超声心动图CO测定的准确性。结果:共有40例患者获得满意的二维图像, 其中男28例, 女12例, 最大年龄78岁, 最小年龄22岁, 另外3例患者因未获得满意图像而被放弃。对比结果显示, 超声心动图和PiCCO测定的CO分别为 (3.18±0.60) ml/min及 (3.58±0.97) ml/min (P>0.05) , 两组数据无显著差异。结论:超声心动图CO测定是一种快速、准确、无创的血流动力学监测技术, 适合在ICU心源性休克患者中进行CO测定。
关键词：心输出量,超声心动图,重症监护病房,脉搏指示的连续性心输出量测定
参考文献
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心输出量 篇5
关键词：可编程逻辑控制器,开关量输出,模拟量输出,PWM脉宽调制,占空比,RC时间常数
0 引 言
PLC已被广泛应用于工业生产,而模拟量控制也已不可或缺,如今主流的PLC均具备模拟量输出模块选件,但一个模块至少需要千元左右,对于只需少量模拟量输出点且转换精度要求不高的系统,如冷却系统风机变频调速系统、供水系统压力控制系统、输送机械变频调速系统等,则显得成本较高。如果采用脉宽调制(PWM)技术,基于现有的PLC晶体管开关量实现模拟量输出,在满足控制要求的同时,可大大降低控制系统成本。
本研究以西门子S7-300、S7-200及三菱FX系列PLC为例,介绍采用PWM技术实现利用PLC晶体管开关量输出模拟量的方法。
1 PWM脉宽调制技术介绍
PWM技术被广泛应用于从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中[1]。在本研究中,希望通过采用脉冲周期固定、调整脉冲宽度大小的方法,实现一个与脉冲宽度成线性关系的模拟量输出。开关量输出与模拟量输出的波形图如图1所示。图1(a)中,T0为脉冲周期宽度,是一个固定值,T1为开关量输出脉冲宽度,是一个可控的变化值,Δt=T1/T0为脉冲占空比,即输出导通时间占脉冲周期时间的比例[2],输出关断时,占空比为0%,输出始终导通时占空比为100%;图1(b)中,模拟量输出的大小是随着开关量输出占空比大小的变化而变化的,理想的模拟量输出Uout=Umax×Δt,即输出与占空比成线性关系。
2 输出平滑电路
开关量输出必须配合使用平滑电路,才能实现与占空比成线性关系的模拟量输出。同时,由于受频率特性限制,PLC开关量输出必须是晶体管输出类型。一典型的平滑电路如图2所示[3]。图中,当由共发射极输入端输入时,适用于三菱FX系列等共发射极输出的PLC使用,而增加虚线框内的元件后,由共集电极输入端输入,则适用于共集电极输出的西门子等PLC。
2.1 工作原理
以共发射极输入为例,电源经稳压管稳压后保持在10 V,当输入端IN为低电平时,T1导通,T2关断,电源经T1和电阻R对电容C充电,电容C两端电压慢慢上升,直至上升到电源电压;当输入端IN为高电平时,T1关断,T2导通,这时电容C通过电阻R和T2放电,电容C两端电压慢慢下降,直到为零。由输入端IN的高、低电平控制T1和T2的交替导通和断开,输出端电容C不断地经电阻R进行充、放电,使其两端的直流电压保持在一个相对平衡的值。当T1导通时间加长而T2导通时间缩短时,电容C的充电时间加长,放电时间缩短,电容C两端电压较高;反之,当T1导通时间缩短而T2导通时间加长时,电容C的充电时间缩短,放电时间加长,电容C两端电压较低;当IN始终保持在高电平时,即占空比为0%,T1保持关断,T2保持导通,电容C始终处于放电状态,直至电压为零,而IN始终保持在低电平时,即占空比为100%,T1保持导通,T2保持关断,电容C始终处于充电状态,直至电压为电源电压。电容C两端的电压与充、放电时间的比值基本成线性关系,因此,控制T1、T2的导通和关断时间比例,即输入脉冲信号的占空比,可控制电容C两端电压的大小,即:
Uc=Umax×Δt=10 V×Δt (1)
2.2 主要参数选择
电路能否正常工作,关键取决于以下两个因素:
(1) 充放电电阻R和电容C的值。时间常数t=R×C必须远大于脉冲信号脉冲周期T0,一般取10倍以上。时间常数太小时,电容C两端电压不稳,有明显的脉动,但也不能太大,过大会造成线路响应时间太长。
(2) 脉冲信号频率不能太低。频率降低,T0增大,势必要求增大RC时间常数,电容C容量加大,体积会变得很大,同时造成电容C两端电压脉动明显。由于受限于PLC的性能,脉冲信号的频率不可能很高,根据实际经验,一般以不低于8 Hz为宜,上限则取决于PLC的性能。
3 PLC设置及控制程序
3.1 有专用脉宽调制指令的PLC
西门子S7-200系列PLC有两个PTO/PWM发生器,能建立高速脉冲输出串(PTO输出,脉冲周期可以改变,占空比为50%)或高速脉冲宽度可调节的波形(PWM输出,输出脉冲周期和占空比可以改变)[4,5,6],三菱FX系列PLC也具有专用的脉宽调制指令,实现比较简单。
以三菱FX系列PLC为例,其脉宽调制指令为FNC58(PWM),用于Y000和Y001输出控制(即最多可控制2个点),由于三菱FX系列PLC为共发射极输出,平滑线路PWM脉冲信号须从共发射极输入端输入。指令应用如图3所示。
S1—脉宽T1设定值,0～32 767 ms;S2—脉冲周期T0设定值,0～32 767 ms(图中为50 ms);D—输出端,Y000或Y001.
例:在输出端Y000输出一个20 Hz,占空比为20%的脉冲信号。应设定为:
S2=50 ms,即频率f=1 000 ms/50 ms=20 Hz;S1=10 ms,占空比Δt=S1/S2=20%;分辨率为1/50。当用此设置控制某一最高运行频率为50 Hz的变频器时,理想的频率控制最小单位为1 Hz。
3.2 无专用脉宽调制指令的PLC
西门子S7-300、S7-400等PLC并无专用的脉宽调制指令,但通过循环中断程序(定时中断)也能实现PWM输出。S7-300 PLC的实现方法如下:
(1) 硬件设置。修改CPU设置cyclic interrupts中OB35的循环中断时间[7],这个时间需根据PWM脉冲频率及模拟量输出的分辨率而定,循环中断时间太长,则造成频率太低或分辨率太低,而循环中断时间太短,会使CPU负担太重。以4 ms为例,每1 s内CPU调用OB35的次数为1000 ms÷4 ms=250次,若分辨率要求为1/25,则频率为250÷25=10 Hz。
(2) 控制程序。基于S7-300/400 PLC实现的PWM控制程序如图5所示。
①插入OB35程序块,并在该程序块中加入CALL FC1指令(FC1功能块用作PWM控制程序)。
②以循环中断时间为4 ms,分辨率为1/25为例,其中中间继电器M100.0启动PWM输出,Q4.0作脉冲输出点,DB1.DBW0为脉冲周期计数器,DB1.DBW2为占空比设置值,在FC1中输入如图5所示程序。若在DB1.DBW2中设置为20,程序运行后,置位M100.0,则在Q4.0上输出频率为10 Hz、占空比Δt=20÷25=80%的脉冲信号,经平滑电路处理后,在电容器C上得到理想的模拟信号大小为:
Uc=Umax×Δt=10 V×80%=8 V。
4 应用实例
以杭州发动机有限公司从美国应达公司进口的12.5T保温电炉为例,其逆变电源冷却水要求额定温度为33 ℃,最低不得低于25 ℃,最高不高于69 ℃,冷却水系统由杭州发动机有限公司自行设计配套。为了满足冷却水温度要求,其冷却塔风机采用变频控制,根据水温调节冷却塔风机转速。具体配置如下:
(1) 硬件配置。PLC采用三菱FX1N-40MT-001;温度检测为电炉配套的5个冷却水温度检测开关,接入PLC输入点,分别设置为25 ℃、31.5 ℃、33 ℃、34.5 ℃、40 ℃,其中25 ℃为低温报警点,40 ℃为高温报警点;变频器选用三菱FR-A140E-7.5风机专用变频器。
(2) 参数设置。运行频率控制设置为模拟量0～10 V,最高运行频率52 Hz,模拟量信号由PLC的Y0采用PWM脉宽调制输出后经平滑电路提供,脉冲周期设置为100 ms(S2为100,即脉冲频率10 Hz),占空比设置值则根据冷却水温度自动调整,分辨率为1/25(即S1的最小单位为4 ms),Y2用作变频器运行控制信号。
(3) 工作数据。实际测试的运行数据如图6所示。由图中可以看出实际模拟量输出信号线性较好。由于晶体管饱和压降的缘故,当占空比为0%时,实际输出并非为零,而是0.359 V,在变频控制使用中,太低的频率段并无实用价值,因此,该缺陷对实际应用没有影响;当占空比为100%时,实际输出为9.7 V,由于变频器最高频率设置为52 Hz,变频器实际运行的最高频率为:
Fmax=Uc×52÷10=9.7×52÷10=50.4 Hz,基本接近电动机额定运行频率。
5 结束语
与模拟量输出模块相比,采用PWM控制方法输出的模拟量在实际应用中有一定的局限性,如分辨率低,线性度较差,但仍不失为一种实现模拟量输出的方法,特别是在一些项目总价较低的场合,更具有其应用价值。随着电子技术的发展,PLC运行速度日益提高,采用PMW技术实现模拟量输出,其分辨率及线性度水平将得到很大突破。
参考文献
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泰国计划扩大对邻国的鸡肉输出量 篇6
Preecha先生说:“泰国已有相当长一段时间未再出现禽流感病毒, 而世界动物卫生组织 (OIE) 也已承认了目前泰国无禽流感疫情的状况, 因此东盟国家应及早考虑撤销对泰国鸡肉的进口禁令。此外, 东盟国家还应在年内按照东盟自由贸易协议 (AFTA) 开放其鸡肉市场。
他补充说, 由于东盟国家经济崛起, 肉类消费量不断增长, 所以泰国的鸡肉出口商应将关注重点放在这一潜力巨大的出口市场上。他指出, 目前肉类消费出现增长的国家包括柬埔寨、马来西亚和越南等。
心输出量 篇7
关键词：口语输出量,语言输入,教师提问,学习环境
1 概述
随着科技的发展与进步, 语言学习者的口头表达能力被越来越多的语言学家所关注。为了顺应国际贸易和全球化教育中使用英语交流的要求, 很多语言学家都着眼于寻求新的教学、教育方法来帮助学生说出更流利的英语。他们还认为成功流利的口语不仅能保证有效的交流, 而且能促进他们目标语的学习。一些国内学者认为课堂语言输入的不足是影响口语输出量的一个重要因素。本研究中, 笔者以输入输出假说、二语习得过程作为理论基础来探讨分析影响大学生英语口语输出量的因素, 目的是为语言教学者在今后的教学中提供一些启示, 为大学英语教学提供一些参考。
2 影响大学生口语输出量的因素分析
2.1 课堂中的语言输入
2.1.1 口语输出的前提条件
克拉森认为语言习得的一个重要条件就是习得者能够理解那些略超越他们现有水平语言结构的语言输入, 即可理解性输入假说“i+1”模式中的“1”。但是由于每个大学生英语水平存在个体差异, 那么针对每个学生可理解性输入的难度也应该不尽相同, 所以这样就需要语言教育者们首先掌握每个学生现有的语言水平并且懂得课堂教学的动态特征, 然后针对个体差异给予不同的语言输入内容。
2.1.2 学习者对目标语的理解程度
很多语言学专家都非常地重视语言输入与输出的相互作用。例如, 周卫京 (2005) 在《语言输入模式对口语产出的影响》这篇文章中就提到英语口语的流利程度、准确性以及复杂性是检验语言学习者的语言输入方式对语言输出量影响的一项可操作指标。研究结果表明:视觉输入方式对语言输出的流利性、准确性以及复杂性都起到了积极的效果, 而听觉输入的作用只局限于语言输出的复杂性。此外, 他的研究还证明了学习者的目标语理解程度对他们的口语输出量有非常重要的影响, 那些丰富多样的语言输入模式都会对语言产出起到积极的作用。所以我们也应该重视语言输入的多样化以及生动形象化。
2.2 教师提问
在课堂互动中教师提问使用得非常频繁, 其主要目的是使学生融入学习过程中来, 并引发他们深思熟虑的反应。课堂环境中的教师提问是为教学服务的机制之一, 并且是自课堂讲义之后第二个主要的教学策略 (Freiberg, 1996) 。Chastain (1988:142) 指出教师的提问在课堂话语中占据很大一部分, 同时课堂活动也促使语言学习者通过语言来参与意义的创作和再创造 (creation or recreation of meaning through language) 。这个创作与再创造的过程就是一个语言输出的过程。此外, Tusi (1995) 指出在大多数的英语课堂中, 教师的提问是产生课堂互动的一个主要因素。教师的问题是衡量学生对语言理解和观察他们参与口语表达的有效方法, 同时也是评测学生是否真正获取了教师所传授的知识, 教师能否吸引和引导学生参与课堂互动的有效途径。只有学生吸收了一定的语言输入量, 才有可能做到相应的语言输出。
2.2.1 提问类型
最早期对提问类型做出分类的是Barnes (1969;1976) , 他根据英国一些中学英语教学的观察提出四种类型:事实型提问 (factual questions) ;推理型问题 (reasoning questions) ;开放型问题 (open questions) ;社会型问题 (social questions) 。
接下来, 其他的一些学者对问题的分类做了进一步的深入研究, 例如Sato和Long (1983) 把问题分为两大类:参考性问题和展示性问题。而一般来说, 共有六种提问类型:知识性问题、思考性问题、应用性问题、分析性问题、复合型问题以及评价性问题。前三种属于低级的问题, 后三种属于高级问题。根据第二语言教学中的一些课堂提问研究来看, 展示性问题和参考性问题的研究在课堂教学中是最受关注的。例如, “what is the color of moonlight?”是一个展示性问题, 而“how do you think Hamlet?”则是一个参考性问题。
2.2.2 提问策略
Richards (2005) 认为提问策略一般是指教师在提问时使用的不同方法以及他们所提问的不同问题。通常, 老师在提问的时候可以选择使用以下四个策略:自我解释策略、刺激策略、探索策略、重新定向策略。自我解释策略需要老师在提问前为学生清除所有的障碍, 并且给出的提问要尽量的明确;刺激策略要求老师提问时给出一点信息提示;探索策略则是基于学生反应情况的一种提问策略;重新定向策略一般是老师向多个学生同时问多个问题的一种策略, 例如, “Can you find some evidence to prove this?”。而不管使用何种提问策略, 只要能够成功地增加他们的口语输出量, 激发他们积极参与到问题的讨论中来, 就可以说是有效的提问策略。
2.3 环境因素
2.3.1 教室的教学环境
所谓环境因素, 在这里是指教室环境、所涉及的教学活动以及一些社会文化环境。在第二语言习得和外语学习的过程中, 很多研究者都特别重视一种轻松的、安全无忧的教室环境。此外, 他们还强调语言学习者应该在没有目的性的学习过程中来学习目标语, 也就是说最好是习得语言而不是学习语言。通常很多二语习得者在口语输出时, 难免感到紧张、焦虑甚至于会产生各种害怕的心理, 那么创造一个使他们在心理上感到安全的学习环境是非常必要而且也是很关键的。这样, 他们才能够尝试着在社会交际中比较流利地使用所学第二语言, 摆脱不自信或者害怕的心理。
2.3.2 教学材料
教学材料多种多样, 其中最常见的是课本。从某种程度上来说, 教科书决定了学习的构件和学习方法, 例如教学内容、教学方法及教学程序等。虽然老师应该把学生作为教导的中心, 即根据每个学生的实际情况来教学, 然而在很多情况下, 老师和学生都严重依赖于课本而不是根据实际情况来教学, 教材在一定程度上也影响着学生的口语水平。一些研究结果表明, 很多大学使用的教材都是以传统语法——翻译法为基础来设计的, 这在当今很不利于学生的口语交际能力的发展与提高, 因为这样的教材仅仅着重于书面语法而不能够有效地锻炼学生的口语。
2.3.3 社会文化环境
相对于教室环境这个内因来说, 社会文化因素是影响语言学习者口语输出量的一个外因。它的研究重点是, 在学生的传统文化价值观和思维模式与目标语言国家的文化价值和思维模式不同的情况下, 文化是如何影响学生第二语言学习的。因此, 当我们在研究语言教学的时候, 应该考虑到文化差异的因素, 例如, 东西方国家的社会文化背景差异。换句话说, 如果学生是在西方国家文化背景的熏陶下长大和学习的, 那么他们的二语口语输出量相对来说就会多一些, 也会更流利, 这也是为什么越来越多的中国孩子被送往国外学习的原因之一。
2.4 语言学习者的情感因素
2.4.1 学习焦虑
语言焦虑是学生保持沉默和不积极参与课堂互动的一个最主要原因, 所以老师需要帮助学生把焦虑降到最低程度, 让他们自信地开口, 积极地参与到课堂互动交流中来。在我们的英语作为第二语言的课堂中, 学生通常都不愿意开口说英语, 不愿意参与课堂师生互动, 其原因主要有以下几点:性格特征差异;学生对教学材料是否感兴趣;自身的语言流利程度以及最主要的测试焦虑。学习者的焦虑关系到他们能否成功地学习第二语言, 从某种意义上来说, 一定程度的焦虑对学习者来说是有用而且是必要的, 因为可以迫使他们努力学习, 但是过多或者过少的焦虑则都会阻碍他们的二语学习。
2.4.2 学习动机
很多语言研究者都认为学习动机是二语学习过程中一个很重要的因素, 甚至有一些学者把它看作是决定能否成功学习二语的最关键因素。在二语习得研究领域中, 语言学者和专家把学习动机主要分为:工具型动机和结合型动机, 前者指学习英语完全是为了达到某种实用目的, 而不是为了与目标语社团进行交流的特殊目的的需要, 即为了某些实际的目的, 如通过考试、找工作、借助该语言作为媒介促进其他学科的学习、留学等等而去学习另一种语言;后者则指个人学习外语时对语言本身产生了强烈的兴趣, 并希望可以融入所学语言人民的文化生活方式中去, 执有融入型动机的人学习外语时能够体会到学习的乐趣, 不觉得枯燥厌烦, 更容易掌握外语。在当今的英语教学中, 很多的语言学习者一般都有工具型动机, 而持有结合型动机的则很少。由于他们必须通过大学英语四六级考试, 找工作时需要使用英语面试, 所以能够说出流利的口语也是检验能否成功习得二语的一个决定性因素。
3 总结
本文主要讨论了影响大学生英语口语输出量的一些因素, 其目的在于鼓励大学英语教师改变传统的英语口语教学模式, 例如, 提问时多尝试着提参考性问题、要求学生多做口头演讲与报告、给学生多一点的时间进行小组讨论以及角色扮演活动等, 这些教学方式都可以提高学生参与积极性, 克服消极心理因素, 对增加学生的口语输出量及提高口语输出的质无疑起到很大的帮助。此外, 希望能够给英语教学者提供一些教学启示, 同时为此领域的研究者提供一些借鉴和参考。
参考文献
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