物理学和生理学
流量由脉管压力梯度和其流动阻力所决定（F=ΔP/R）。 FloTrac 算法采用类似的监测原理，利用换算因数 Khi (χ) 将脉管阻力和顺应性二者的影响加以综合，从而对搏动血流进行监测。

心输出量是全身供氧（DO2）的重要指标，也是改善供氧量时最常调整的变量。心输出量由心率乘以每搏输出量计算得出。 FloTrac 算法使用相同的指标，但用脉率（PR） 代替心率，仅捕捉真实的灌注脉搏，并将 PR 乘以计算的每搏输出量。每搏输出量系采用特别设计的系统、FloTrac 传感器和 Edwards Vigileo 监视仪从患者的动脉压计算得出，以便使用独有的 FloTrac 算法分析动脉压波形。 FloTrac 算法在 20 秒中以 100 次/秒的速度分析动脉压波形，捕捉 2000 个数据点进行分析。这些数据点与患者的人口统计学信息一并使用以计算其动脉压的标准差（σAP）。 此动脉压标准差（σAP）与脉压（PP）成正比。 σAP 乘以综合阻力和顺应性（血管张力）双重影响的换算因数 Khi（χ），并将 σAP（单位：mmHg）转换为毫升/搏动。因此，使用变量 σAP 和血管张力（χ）可计算流量或每搏输出量。

传统算法：: CO = HR * SV

FloTrac 系统:
APCO= PR x (σAP * χ)
Where χ = M (HR, σAP, C(P), BSA, MAP, µ3ap, µ4ap . . .)

σAP 动脉压标准差（单位：mmHg），与脉压成正比。

χ = 多变量比例参数，与血管张力对脉压的影响成正比。

M = 多变量多项式方程。

BSA =体表面积，用 Dubois 体表面积公式计算。

MAP = 平均动脉压，将 20 秒钟取样压力点数值相加后除以压力点数而得出。

µ = 统计动差，由依据几个数学导数计算的偏度（对称）和峰度（峰值差别）所决定。

动脉压心输出量
FloTrac 算法所依据的原理是，主动脉压与每搏输出量（SV）成正比，与主动脉顺应性成反比。

动脉压标准偏差。
在初始时，FloTrac 算法使用 MAP 值附近的动脉压标准偏差(σAP)评估脉压，以 mmHg 为单位，使其不受血管张力的影响。这种脉压标准偏差与排出量或每搏输出量成正比。 这是通过以 100 次/秒的速度分析 20 秒中的动脉压波形，从产生的 2000 个数据点而计算出σAP。

Khi 和由 MMHG 换算为“毫升/搏动”
动脉压标准偏差（mmHg）的换算是通过将其乘以换算因数 Khi（χ）而实现的。 Khi 是一个多变量多项式方程，它可评价时刻变化的患者血管张力对脉压的影响。 Khi 是通过分析患者的脉率、平均动脉压、平均动脉压标准偏差、根据患者人口统计数据估计的大脉管顺应性、动脉波形的偏度和峰度计算得出的。 Khi 以 60 秒的平均滚动速度更新并应用于 FloTrac 算法。

• 脉率
  患者的脉率是通过计数 20 秒时间中的搏动数并推算为每分钟的数值而计算得出。
• 平均动脉压（MAP）
  平均压力的增加常常表示阻力的增加，反之亦然。
• 动脉压标准偏差 (σAP)
  脉压与 σAP 和每搏输出量成正比。标准偏差的增加和减少也能提供压力幅值信息。当压力幅值与峰度相关联时，它能够补偿不同动脉点的顺应性差异和不同的波反射率。这又可以监测不同动脉点的心输出量。
• 大脉管顺应性
  由 Langewouters 所报告的文献指出，主动脉顺应性与年龄、性别和 MAP 有直接的关系。这些研究得出了一个公式，通过该公式，患者的顺应性即可通过输入其年龄和性别而估计得出。 按照 Langewouters 等人的研究，动脉顺应性（C）作为压力的函数，可以使用以下公式估算：

  http://www.edwards.com/zh/SiteCollectionImages/Edwards/products/mininvasive/flotracalgopic1.jpg

  L = 估计的主动脉长度。
  
  Amax = 主动脉根截面面积最大值。
  
  P = 动脉压。
  
  P0 = 顺应性达到最大值时的压力。
  
  P1 = 在最大顺应性半值位置的顺应性曲线宽度。研究还发现体重和身高（BSA）测量值也与血管张力有关，并将其加入计算中以提高主动脉顺应性计算的精确度。
  
  
• 偏度 (对称性缺乏的监测值， µ3ap)
  动脉压中的对称特性可表示血管张力和/或阻力的变化。两个不同的函数可能有相同的平均值和标准偏差，但很少会有相同的偏度。例如：数据点在心收缩期增加较快但降得较慢的动脉压波形是血管收缩加快所致并会增加偏度。

  http://www.edwards.com/zh/SiteCollectionImages/Edwards/products/mininvasive/flotracalgopic2.jpg

  
  
  
• 峰度（压力数据点与正常分布比较有怎样的峰值或低平，µ4ap)
  有高峰度的压力数据相对正常脉压来说有非常快的升压和降压，并与大脉管顺应性有直接关系。 1) 高峰度值表示在平均值附近有一个明显的峰值，然后下降并有一个沉重的“拖尾”。 2) 低峰度值主要表示函数在其峰值段相对较平并表示中心张力降低，如同在新生儿脉管系统中常见的现象。

  http://www.edwards.com/zh/SiteCollectionImages/Edwards/products/mininvasive/flotracalgopic3.jpg

Khi (χ) MMHG 换算为毫升/搏动
FloTrac 算法考虑了所有这些变量，以每 60 秒钟的间隔连续评价血管张力对压力的影响。 这种分析的结果就是被称为 Khi（χ）的换算因数。 然后，用 Khi 乘以动脉压标准偏差，计算出以“毫升/搏动”为单位的每搏输出量。用这个每搏输出量乘以脉率，即可获得以“升/分钟”为单位的心输出量。

每搏输出量（毫升/搏动） = σ_AP (mmHg)* χ (毫升/mmHg)

用临床金标准加以确定
血管张力因数（Khi）是以心血管血液动力学原理、先进的动脉压波形信号处理技术、临床金标准热稀释心输出量比较分析为基础确定的。

Khi（χ）是以大量的心输出量值、患者病历资料、病理学和血液动力学状况作比较而确定的。

因为 FloTrac 系统可用于临床，故其已针对各种心输出技术（包括热稀释心输出量法）进行了验证。

无需手动校准
其它动脉压心输出仪（脉搏波形或脉冲电源）要求校准，因为它们不能自动校准以适合变化的患者血管张力。 因为 FloTrac 算法连续调节以适应不断变化的患者血管张力，因此它不需要手动校准。 作为一项校准指标，Khi 通过复杂的波形分析自动纠正血管张力的变化。这一特性还无需中心或外周静脉管路，而在指示剂稀释法手动校准中则需要这些管路。

技术考虑
FloTrac 算法依赖于高保真压力追踪。 重要的是应注意以下最佳的压力监测操作：用重力灌注、压力袋保持 300 mmHg、充足的输液袋清洗容量、传感器管塞与静脉静力学轴保持平行、用方波试验定期进行最优湿润测试。 FloTrac 传感器附件经特殊配置以优化频率响应，因此不得增加其它的压力管道或管塞。

限制
截至本文献出版为止，FloTrac 传感器仅适合成人使用，且尚未在配带心室辅助仪器或内置主动脉球囊泵的患者中进行过验证。虽然其趋势可能是适合的，但在主动脉瓣反流期间的绝对值可能会受影响。在休克期间或低体温状态下，严重的外周收缩可能影响桡动脉点的数值，可考虑这些情况下的股动脉点或肺动脉导管插入的情况。

结论
Edwards 已将复杂且需要有创介入的传统型连续心输出量监测变成简单且只需使用动脉导管的操作。 FloTrac 系统的简便实用可让重症患者获得早期流量监测。 临床医生现在可以选择对需要动脉管路的患者进行心输出量的监测。



编写：

John Frazier 注册护士，注册呼吸治疗师
临床营销，Edwards Lifesciences

Feras Hatib 博士
技术与发现，Edwards Lifesciences


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http://www.edwards.com/zh/Products/MinInvasive/flotracalgorithm.htm

 

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