第十章 壓力、流量與容量
第十章 壓力、流量與容量
血流運(yùn)動(dòng)過程中的壓力、流量與容量是處在動(dòng)態(tài)變化過程中，不但相互影響，而且決定著血流狀態(tài)和組織器官灌注，是臨床血流動(dòng)力學(xué)的基本參數(shù)。通常，壓力、流量與容量及其之間的相互關(guān)系是一般流體力學(xué)的研究范疇，也已經(jīng)有相應(yīng)的理論解釋。但由于血流是發(fā)生在富有彈性的心血管系統(tǒng)內(nèi)，與鋼性管道有明顯的不同；心臟的周期性收縮舒張受到血流狀態(tài)的影響；血液本身的黏稠度也影響到流體的特性等，這些因素都使血流的運(yùn)動(dòng)具有自己明確的特點(diǎn)。
在循環(huán)系統(tǒng)中，心臟是血流運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來源。心肌的收縮使心室內(nèi)的血液射向主動(dòng)脈，形成動(dòng)脈系統(tǒng)的收縮壓力。在舒張期，心臟被動(dòng)地充盈，但并非產(chǎn)生負(fù)壓（相對(duì)于胸腔內(nèi)壓），不能對(duì)靜脈血的回流產(chǎn)生主動(dòng)的抽吸作用。由于心臟的這種特性，使得在心臟功能正常的情況下，循環(huán)的流量不取決于心臟本身的做功能力，而是取決于心臟外因素的影響。有人將心臟的這種特性與膀胱相比：膀胱收縮排除由腎臟產(chǎn)生的尿液，并不對(duì)腎臟產(chǎn)生抽吸作用。計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)的尿量可以根據(jù)每次尿量和排尿的次數(shù)，但尿量的多少并不取決于膀胱本身，而是取決于腎臟。同樣，心輸出量可以用每搏輸出量與心率的乘積獲得。但在心功能正常情況下，心輸出量只受到心臟之外的因素影響，也就是受靜脈回流量的影響。在這個(gè)過程中，心臟不僅不產(chǎn)生負(fù)壓（相對(duì)于胸腔內(nèi)壓），而且還由于其自身的順應(yīng)性等因素增加靜脈回流的阻力。
早在1894年，Starling就將犬的交感神經(jīng)切除，刺激迷走神經(jīng)以誘導(dǎo)犬的心搏驟停，并觀察到犬的股靜脈、股動(dòng)脈、門靜脈、下腔靜脈、主動(dòng)脈內(nèi)所有壓力最終均趨于一致，并將此壓力命名為平均系統(tǒng)壓力（mean systemic pressure，Pms）。又過了半個(gè)世紀(jì)，Starr明確將Pms定義為靜脈回流的驅(qū)動(dòng)壓力，并且第一次在人身上測(cè)得Pms：在患者腔靜脈或者心臟內(nèi)置入導(dǎo)管測(cè)壓，在患者死后30分鐘內(nèi)測(cè)量，認(rèn)為患者心臟泵功能停止后所有壓力達(dá)成一致，即為Pms，結(jié)果發(fā)現(xiàn)死于慢性心衰患者的Pms平均值20cmH2O遠(yuǎn)高于死于其他病因的患者Pms平均值10.6cmH2O。因此認(rèn)為Pms在慢性心衰患者中增加，通過增加靜脈回流以增加對(duì)心臟收縮功能不全的代償。Guyton醫(yī)師在世界上第一次描述了循環(huán)平均充盈壓（mean circulatory filling pressure，MCFP）的概念，并提出了測(cè)量的方法并分析了影響它的因素，他也據(jù)此構(gòu)建了靜脈回流曲線。Guyton測(cè)量MCFP的方法是使心搏驟停，并用一個(gè)泵使得全身循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)脈靜脈壓迅速達(dá)到平衡，測(cè)量當(dāng)循環(huán)沒有血液流動(dòng)時(shí)血管內(nèi)的壓力。
心臟的收縮作用，使血液在射向動(dòng)脈系統(tǒng)的過程中產(chǎn)生較高的壓力，這個(gè)壓力推動(dòng)血液從動(dòng)脈進(jìn)入毛細(xì)血管和靜脈系統(tǒng)。小靜脈內(nèi)的壓力高于大靜脈和右心房?jī)?nèi)的壓力，血液流回心臟。當(dāng)循環(huán)內(nèi)有血液流動(dòng)時(shí)，由于心血管系統(tǒng)各個(gè)部位的順應(yīng)性不同、阻力不同，血容量依據(jù)順應(yīng)性及阻力在循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)分布的血量不同、壓力也不同。循環(huán)系統(tǒng)中必須保持一定的壓力才可能保證血液流回到心室，維持心室下一次收縮之前有足夠的血量進(jìn)入心室，以備射入動(dòng)脈。循環(huán)系統(tǒng)中保持的正壓是血流運(yùn)動(dòng)的基本保證。心臟暫時(shí)停跳時(shí)，循環(huán)內(nèi)的血液停止流動(dòng)，循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部各部位的壓力逐漸得到平衡，這個(gè)壓力稱為循環(huán)平均充盈壓。
MCFP是在血流停止運(yùn)動(dòng)后，循環(huán)系統(tǒng)中的各個(gè)部分，包括，動(dòng)脈、毛細(xì)血管、靜脈、心房心室等部位之內(nèi)的壓力實(shí)現(xiàn)平衡時(shí)所測(cè)得的循環(huán)系統(tǒng)的內(nèi)壓力。理論上講，心搏驟停后動(dòng)脈內(nèi)血液向靜脈系統(tǒng)移動(dòng)，動(dòng)脈內(nèi)壓力逐漸下降，大約在30秒后動(dòng)脈內(nèi)壓力與靜脈內(nèi)壓力實(shí)現(xiàn)平衡。這個(gè)壓力應(yīng)該總是低于動(dòng)脈壓力，而高于靜脈壓力。MCFP以高于心臟中線水平計(jì)算，通常為15～18cmH2O。
在MCFP的作用下，靜脈系統(tǒng)的血液流向心臟。心室的收縮將MCFP分配向動(dòng)脈，同時(shí)降低心臟入口處的壓力。MCFP越高，回心血量越多，心室射出的血量越多，動(dòng)脈內(nèi)的壓力也就越高，反之亦然。由于心室處于被動(dòng)充盈狀態(tài)，心臟入口處的壓力可以隨心室射血逐漸趨近于零，但不可能低于零。也就是說，中心靜脈壓（CVP）永遠(yuǎn)是正值。臨床上直接測(cè)量到CVP的負(fù)值是因?yàn)樾厍粌?nèi)壓的影響。
MCFP取決于血容量和整個(gè)心臟血管系統(tǒng)的順應(yīng)性。血容量和心血管系統(tǒng)的順應(yīng)性受多種因素的影響。血容量中包括水、電解質(zhì)、血細(xì)胞及其他成分。這些物質(zhì)通過消化道等途徑被吸收進(jìn)入體內(nèi)，又通過腎臟和腸道等被排出。雖然機(jī)體可以通過多種途徑調(diào)節(jié)這些物質(zhì)的體內(nèi)分布，但不難看出，MCFP的維持是一個(gè)動(dòng)態(tài)、持續(xù)的過程。如果MCFP升高，回心血量增加。在心臟功能正常情況下，心輸出量增加，導(dǎo)致腎臟血流量增多，尿量增加，以致循環(huán)循環(huán)血量減少，MCFP降低回到之前水平。相反，當(dāng)MCFP降低時(shí)，機(jī)體可通過同樣機(jī)制增加血容量，恢復(fù)MCFP。當(dāng)大量失血、血容量突然變化時(shí)，循環(huán)系統(tǒng)的順應(yīng)性可對(duì)MCFP的改變起到緩沖作用。順應(yīng)性的改變可導(dǎo)致循環(huán)張力容量和非張力容量的比例改變，從而緩解了MCFP的改變。MCFP的改變還可以引起血管內(nèi)外液體平衡的改變，導(dǎo)致液體的移動(dòng)，從而影響血容量，對(duì)MCFP的變化起到緩沖作用。另外，局部血管順應(yīng)性的改變或局部血管床容積的改變不僅導(dǎo)致了MCFP的改變，而且在壓力平衡的過程中產(chǎn)生了液體的重新分布，更進(jìn)一步影響到循環(huán)流量。如失重狀態(tài)的回心血量增加或分布性休克時(shí)的心輸出量改變等。
MCFP是靜脈回流的上游壓力。也就是說靜脈回流的壓力起點(diǎn)是MCFP，在循環(huán)容量相對(duì)恒定的一段時(shí)間內(nèi)為一相對(duì)恒量，而終點(diǎn)壓力是右房壓（Pra），當(dāng)Pra隨著呼吸等因素快速變化時(shí)，靜脈回流量亦隨之快速共變著。其實(shí)MCFP只是一個(gè)概念化的數(shù)值，反映全身血管床整合后的充盈壓；如果一定要描述一個(gè)生理學(xué)定位，那么通常位于毛細(xì)血管床的微靜脈腔隙內(nèi)。如果我們拆分獨(dú)立分析每個(gè)器官，理論上它們各自的平均循環(huán)充盈壓也會(huì)因神經(jīng)體液調(diào)節(jié)彼此間容量狀態(tài)的差異而略有不同；而實(shí)際上，在循環(huán)穩(wěn)定狀態(tài)下，血液流入各個(gè)器官是穩(wěn)定的，最終所有臟器器官血流流入同一靜脈循環(huán)內(nèi)，靜脈回流的阻力又是很低的，最終各個(gè)器官血管床的平均充盈壓幾乎是相等的。
測(cè)量MCFP必須在循環(huán)血流停止運(yùn)動(dòng)的情況下進(jìn)行，具有不可操作性。在血流運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下，僅以體循環(huán)內(nèi)的流量與壓力的變化趨勢(shì)，計(jì)算當(dāng)血液停止流動(dòng)時(shí)所有血管內(nèi)壓力達(dá)到靜態(tài)平衡時(shí)的壓力稱之為體循環(huán)平均充盈壓（mean systemic filling pressure，MSFP）MSFP和 MCFP的數(shù)值非常接近，但略有差異。MCFP包含肺靜脈壓，而左房壓略高于右房壓，故MCFP可略高于MSFP。另外，測(cè)量的MSFP主要由已經(jīng)流入靜脈系統(tǒng)的血容量及靜脈血管的彈性等因素決定，同時(shí)，動(dòng)脈壓力并不對(duì)MSFP起決定作用。可見，MSFP是決定體循環(huán)血流回到右心的主要因素。臨床上通常可以用三種方法測(cè)量MSFP。
給機(jī)械通氣患者4個(gè)不同水平氣道壓（Pvent）的12秒吸氣末屏氣，用穩(wěn)態(tài)CVP代替右房壓，用脈搏輪廓方法監(jiān)測(cè)最后3秒的CO。原理是右房壓和靜脈回流量是線性相關(guān)關(guān)系，而且在容量相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)該線性關(guān)系的斜率不會(huì)發(fā)生改變。通常選用5cmH2O、15cmH2O、25cmH2O、35cmH2O這四個(gè)水平的氣道壓，臨床中容易操作同時(shí)也不與ARDS肺保護(hù)策略的氣道壓力限制相悖。如圖10－1－1所示：當(dāng)吸氣末屏氣氣道壓（Pvent）上升時(shí)，右房壓（Pcv）同時(shí)上升，延遲了3～4次心動(dòng)周期，可以看見連續(xù)監(jiān)測(cè)的心輸出量（COmf）和有創(chuàng)動(dòng)脈血壓（Pa）均降低，7～12秒后達(dá)到穩(wěn)態(tài)；嘗試4個(gè)不同水平的Pvent后，得到4組Pra和COmf配對(duì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行線性回歸分析，得到一條靜脈回流曲線，延長(zhǎng)至x軸的交點(diǎn)即為MSFP，意義為當(dāng)靜脈回流是零時(shí)，右房壓等于MSFP，用該方法測(cè)得的MSFP通常記錄為（Pmsf）。
這個(gè)方法必須避免交感神經(jīng)興奮，否則測(cè)量結(jié)果無法反映測(cè)量前的循環(huán)內(nèi)容量狀態(tài)，測(cè)量的結(jié)果是經(jīng)過交感神經(jīng)再調(diào)節(jié)后的循環(huán)狀態(tài)。之所以選擇7～12秒這個(gè)時(shí)間間隔是因?yàn)橛袆?dòng)物研究顯示，通過肺動(dòng)脈阻斷使全循環(huán)靜止，導(dǎo)致動(dòng)脈壓下降和中心靜脈壓上升，全循環(huán)達(dá)到平衡大概在4～5秒時(shí)間，所以選擇7～12秒這個(gè)時(shí)間間隔足夠長(zhǎng)以達(dá)到全身循環(huán)平衡，可以用以代表MSFP；同時(shí)這段時(shí)間足夠短，還不足以引起動(dòng)脈壓力感受器介導(dǎo)的交感神經(jīng)調(diào)節(jié)的改變。同時(shí)，即便在高氣道壓水平（Pvent 35cmH2O）時(shí)，也沒有發(fā)現(xiàn)有心率增快等交感興奮的表現(xiàn)。同時(shí)該方法必須給予充分的鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛藥物以鈍化交感神經(jīng)興奮。
由于用吸氣末屏氣法測(cè)MSFP需要在機(jī)械通氣患者才可進(jìn)行，測(cè)量時(shí)也需要深度鎮(zhèn)靜，這種情況并不適用所有的危重患者，故衍生出前臂循環(huán)平衡法測(cè)MSFP。原理是假設(shè)在循環(huán)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)下前臂局部循環(huán)可以代表全身系統(tǒng)循環(huán)狀態(tài)，那么一過性使前臂血液循環(huán)靜止，并測(cè)量前臂循環(huán)靜止平衡后充盈壓，以代表全身循環(huán)的充盈壓。用這種方法測(cè)量出的MSFP通常記錄為（Parm）。
具體方法如圖10－1－2所示：在患者上臂使用袖帶快速充氣產(chǎn)生高于動(dòng)脈收縮壓50mmHg的壓力，以阻斷前臂血液流動(dòng)，當(dāng)動(dòng)脈靜脈血流達(dá)到壓力平衡的時(shí)間點(diǎn)是在血流完全阻斷后25～30秒，故讀取前臂動(dòng)脈靜脈平衡壓的時(shí)間點(diǎn)是在前臂血流完全阻斷的30秒時(shí)，并且反復(fù)測(cè)量3次取平均值以增加準(zhǔn)確性。
根據(jù)Guyton的循環(huán)生理學(xué)模擬出MSFP的數(shù)學(xué)計(jì)算公式，通常用Pmsa表達(dá)：Pmsa＝a×Pcv＋b×Pa＋c×CO，（a和b是常數(shù)，a＋b＝1，經(jīng)典的是a＝0.96，b＝0.04），c是根據(jù)患者的身高、體重、年齡估算的阻力大小。c＝0.0389×（94.17＋0.1939×age）/（4.5×［0.9（age－15）］×0.007184×［height0.725］×［weight0.425］）。
血流運(yùn)動(dòng)的阻力受多種因素的影響，如同一水平上血管總橫截面積、血流通路形狀、直徑、彈性、血液黏滯度、血流運(yùn)動(dòng)的形式等。雖然在這些因素的作用下可形成不同程度的阻力，但對(duì)循環(huán)流量的影響更取決于阻力產(chǎn)生的部位。不同部位的阻力對(duì)循環(huán)流量有著不同的影響。動(dòng)脈系統(tǒng)的阻力主要發(fā)生在小動(dòng)脈、毛細(xì)血管前括約肌。這些部位的阻力隨著部位的不同而不同，時(shí)間的不同而不同。動(dòng)脈的搏動(dòng)血流在這些不同阻力的作用下分布到機(jī)體的不同部位的組織。動(dòng)脈系統(tǒng)以這種形式通過阻力調(diào)節(jié)著血流的分布。在心臟功能正常的情況下，動(dòng)脈系統(tǒng)的阻力幾乎對(duì)心輸出量不產(chǎn)生影響。動(dòng)脈阻力的增加使血壓升高，心臟做功增加。正常心肌收縮時(shí)實(shí)際應(yīng)用的能量大于每次射血需要的能量。所以，在動(dòng)脈阻力增加的情況下仍然可以保證將回流到心臟的血液射入動(dòng)脈系統(tǒng)。若動(dòng)脈阻力長(zhǎng)期增高，則可發(fā)生心肌和動(dòng)脈的器質(zhì)性改變，逐漸出現(xiàn)心臟功能衰竭。若阻力發(fā)生在順應(yīng)性高的血管，如靜脈系統(tǒng)阻力增加，則可明顯減少回心血量，降低循環(huán)流量。在心臟功能正常的情況下，靜脈回流阻力對(duì)心輸出量有明顯影響，而動(dòng)脈阻力增加幾乎不降低心輸出量。
心房結(jié)構(gòu)和功能對(duì)靜脈阻力的形成及靜脈回流產(chǎn)生明確的影響。在MCFP的作用下，血液呈連續(xù)地回流。同時(shí)，心室作為肌性器官有著自身的硬度，或者說是更低的順應(yīng)性。心室的收縮、房室瓣膜的關(guān)閉更是對(duì)持續(xù)血流形成阻力。尤其是左心室，由于較右心室有著更厚的肌肉、更低的順應(yīng)性，所以，靜脈系統(tǒng)必須保證更高的回流壓力，才能維持與右心室的充盈血量之間的平衡。在這個(gè)基礎(chǔ)上，心房正位于心室與靜脈的結(jié)合部位，在功能上有著下列幾個(gè)方面的特點(diǎn)：首先，心房的入口處無瓣膜存在，從結(jié)構(gòu)上不影響靜脈血液連續(xù)地回流；其次，心房的收縮為不完全收縮，使得心房在收縮期盡可能少地影響靜脈回流；最后，心房的收縮更為柔和，以使向靜脈產(chǎn)生的壓力不至于過高；還有，心房在心室收縮之前就開始舒張，降低了心室對(duì)靜脈連續(xù)血流的影響。由此可見，心房在維持靜脈回流、保證連續(xù)血流與搏動(dòng)性血流的過渡和維持心室在下一次收縮之前可以獲得足夠的血量方面起到重要的作用。
有人發(fā)現(xiàn)，心房的作用維持了大約75%的每搏輸出量（SV）。這與心房每次收縮產(chǎn)生的血流僅僅占SV的15%左右并不矛盾。心房的主要作用不是通過自身的收縮來增加心輸出量，而是通過減少靜脈回流阻力，增加靜脈回流血量。心房顫動(dòng)時(shí)心輸出量可降低20%～25%，是因?yàn)榧词乖诓煌降那闆r下，心房的結(jié)構(gòu)、順應(yīng)性、彈性等因素仍然對(duì)靜脈連續(xù)血流進(jìn)入心室有重要作用。另外，心房顫動(dòng)時(shí)循環(huán)系統(tǒng)的代償機(jī)制也對(duì)心輸出量的維持起到一定作用。
另外，循環(huán)壓力與心臟被動(dòng)充盈的特性也是維持體循環(huán)與肺循環(huán)容量平衡的基本保證。左心室與右心室相比，無論從體積、順應(yīng)性、收縮力等諸多方面都有著明顯的不同。靜脈的回心血量決定心輸出量的特點(diǎn)非常有效地保證了左右心室得到相互匹配的血量充盈，也射出相應(yīng)的血量進(jìn)入體循環(huán)或肺循環(huán)。在心臟功能正常的情況下，心輸出量受心臟之外的因素調(diào)節(jié)和心臟被動(dòng)充盈的特點(diǎn)，避免了體循環(huán)和肺循環(huán)其中之一的血量過多或不足，使之保持在平衡狀態(tài)。
由于心臟的被動(dòng)充盈和心室的收縮力超過每次射血實(shí)際需要的能力，靜脈回流血量通常不會(huì)達(dá)到心室舒展末期的最大容積量。在這種情況下，靜脈回流血量增加導(dǎo)致心輸出量增加，但不會(huì)引起心率和心肌收縮力的明顯改變；同樣，在靜脈回心血量減少時(shí)，心輸出量減少。若這種減少不足以導(dǎo)致組織灌注的改變，心率和心肌收縮力也不會(huì)發(fā)生明顯變化。在循環(huán)流量一定的情況下，若心率增快，則SV下降；心率減慢，則SV升高。心輸出量受心率和SV的影響。由于心功能正常時(shí)心肌收縮力的超額狀態(tài)，SV不能代表心肌收縮力，但在一定程度范圍內(nèi)與心肌收縮力平行改變。心臟自身的這種穩(wěn)定性具有一定的限制條件。當(dāng)循環(huán)流量持續(xù)減少，則心率和心肌收縮力下降，以降低心肌的能量消耗，反之亦然。可見，心率和心肌收縮力與心肌的能量消耗呈大致平衡狀態(tài)。
為了防止能量的過度消耗，機(jī)體主要通過兩種方式防止心率和心肌收縮力的增加。一是當(dāng)循環(huán)流量下降時(shí)，神經(jīng)體液調(diào)節(jié)機(jī)制反射性改變外周血管張力，增加MCFP；水鈉潴留，增加循環(huán)血量，以增加靜脈回心血量。在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)體充分地利用了這個(gè)機(jī)制。肌肉組織對(duì)循環(huán)需求量突然增加，心輸出量處于不足狀態(tài)。神經(jīng)體液的調(diào)節(jié)使外周血管張力增加，MCFP增加，使回心血量明顯增加。心率的加快在一定程度上降低了心房壓力，也有助于靜脈的回流。肌肉的規(guī)律收縮更是對(duì)靜脈系統(tǒng)的回流起到動(dòng)力作用，靜脈瓣膜保證了回心血流的單向運(yùn)動(dòng)，靜脈回流阻力明顯降低。二是心肌收縮力可隨舒張期心室張力的不同而改變。這個(gè)機(jī)制被稱為Starling定律。Starling定律并不能完全說明心肌的耗能狀態(tài)。在心臟手術(shù)中可發(fā)現(xiàn)，心室在完全排空狀態(tài)下仍然存有搏動(dòng)有力的心肌收縮。
心功能衰竭時(shí)，心室不能將靜脈回流的血量足夠地射入動(dòng)脈系統(tǒng)，靜脈血流的淤滯，導(dǎo)致心室在舒張期被充盈至心室舒張期最大的容積狀態(tài)。此時(shí)靜脈的回流壓力的增加已經(jīng)無法增加心輸出量，循環(huán)流量幾乎完全取決于心室的射血能力，靜脈的回流也取決于心室排空的能力。心臟成為決定心輸出量的唯一器官。
心室的排空能力下降，靜脈回流阻力的增加，大量的血液向心臟的靜脈一側(cè)聚集。如果在左右心室衰竭程度不同，或單一心室衰竭時(shí)，血液則更多地向衰竭嚴(yán)重的心室前端聚集。僅有左心室衰竭時(shí)，右心室仍然保持一定的輸出量。因?yàn)榇藭r(shí)心臟外因素已經(jīng)不能對(duì)循環(huán)流量起到調(diào)節(jié)作用。體循環(huán)的血液涌向肺循環(huán)移動(dòng)，導(dǎo)致肺循環(huán)血容量增加，壓力增加，發(fā)生肺水腫。右心室衰竭時(shí)則相反，血液向體循環(huán)移動(dòng)。發(fā)生體循環(huán)的淤血。靜脈血液在心臟前的淤滯，導(dǎo)致心室舒張末期容積增大。心肌的收縮能力下降導(dǎo)致心室收縮末容積增加。動(dòng)脈系統(tǒng)血流的減慢減少了腎臟的灌注，水鈉的潴留增加了循環(huán)容量，同時(shí)增加了MCFP。根據(jù)Starling定律，此時(shí)的MCFP增加已經(jīng)不再影響心輸出量。過高的MCFP導(dǎo)致血管內(nèi)液體向血管外移動(dòng)，發(fā)生組織器官水腫。
如果心室收縮能力增強(qiáng)，射入動(dòng)脈的血量增加，靜脈系統(tǒng)的壓力逐漸降至正常范圍，循環(huán)流量的調(diào)節(jié)又回到?jīng)Q定于心臟之外的因素時(shí)，心功能衰竭消失。
張力容量（stressed volume，VS）特指對(duì)血管壁產(chǎn)生牽張的容量，因?yàn)椴⒉皇撬械难萘慷寄軘U(kuò)張彈性血管壁并產(chǎn)生張力。在基礎(chǔ)情況下，全身血容量?jī)H30%扮演擴(kuò)張彈性血管壁的角色。所以說產(chǎn)生正的跨血管壁的壓力的容量才可稱之為張力容量，用數(shù)學(xué)表達(dá)式闡述：使血管內(nèi)壓力－血管外周圍壓力＞0，這部分血管內(nèi)容量為張力容量。張力容量的生理學(xué)意義是真正產(chǎn)生靜脈回流驅(qū)動(dòng)壓MCFP的物質(zhì)基礎(chǔ)。
那些充盈血管床并不產(chǎn)生血管壁牽張力的容量被稱為非張力容量（unstressed volume）。非張力容量的生理學(xué)意義是血流動(dòng)力學(xué)的應(yīng)激儲(chǔ)備容量，當(dāng)應(yīng)激時(shí)在神經(jīng)－內(nèi)分泌調(diào)節(jié)機(jī)制下，小靜脈和微靜脈的血管壁平滑肌收縮，使得非張力容量可變成張力容量，產(chǎn)生更多的靜脈回流量，但目前臨床中并不能通過任何監(jiān)測(cè)裝置測(cè)量非張力容量。一名患者體內(nèi)非張力容量?jī)?chǔ)備了多少我們無法測(cè)算，只能通過患者的臨床情況預(yù)測(cè)，例如已有容量丟失代表已經(jīng)使用了多少非張力容量的儲(chǔ)備（圖10－4－1）。
當(dāng)患者體內(nèi)注入任何容量的液體，只要出現(xiàn)可測(cè)到的MSFP壓力的改變，那么非張力容量一定已經(jīng)充滿。那么在此基礎(chǔ)之上可以看到通過擴(kuò)容使得血管內(nèi)容量－壓力曲線沿著x軸移動(dòng)以增加MSFP并由此增加靜脈回流的壓力梯度（圖10－4－2a點(diǎn)→b點(diǎn)的改變）。
靜脈收縮可以降低器官內(nèi)的非張力容量，使得靜脈回流上游的壓力一過性升高，將更多的血流擠入靜脈回流循環(huán)內(nèi)，使得這部分血流由非張力容量向張力容量轉(zhuǎn)化。這個(gè)過程經(jīng)常發(fā)生在門脈系統(tǒng)，主要因?yàn)殚T脈系統(tǒng)含有豐富的神經(jīng)，當(dāng)機(jī)體處于應(yīng)激狀態(tài)下，門脈血流在神經(jīng)體液調(diào)節(jié)作用下交感神經(jīng)興奮刺激壓力感受器（α－腎上腺素能和β2腎上腺素能受體），門脈血流由非張力容量轉(zhuǎn)變?yōu)閺埩θ萘繀⑴c靜脈回流，提供更多的靜脈回流量以產(chǎn)生更高的CO。門脈系統(tǒng)的血管順應(yīng)性低于其他臟器，如腦、腎、肌肉、皮膚等，改變門脈血管順應(yīng)性對(duì)全身靜脈血管總順應(yīng)性影響較小，因此，門脈系統(tǒng)血管收縮對(duì)全身血管總順應(yīng)性影響小但增加MSFP的作用卻很顯著，對(duì)全身CO有重要影響。
這個(gè)過程還可以通過或者外源性注射α－腎上腺素能藥物使得非張力容量轉(zhuǎn)變?yōu)閺埩θ萘縼韺?shí)現(xiàn)。例如給予去甲腎上腺素（α和β1受體）可以使得門靜脈血管床收縮，并可觀察到Pmsf增加，由此可以看出門脈系統(tǒng)血管內(nèi)非張力容量減少，注入體循環(huán)轉(zhuǎn)化為張力容量。盡管最終結(jié)果可以看出伴有CO的增加，但加重了腸、肝等臟器的缺血。
另外，正性肌力作用藥物多巴酚丁胺單用于伴有低血壓的心衰患者，如果同時(shí)合并患者血容量不足時(shí)，可能進(jìn)一步使得循環(huán)惡化加重低血壓。只因多巴酚丁胺增加了血管順應(yīng)性，進(jìn)一步降低了張力容量，轉(zhuǎn)化為非張力容量，盡管增加了心肌收縮力，但是無法彌補(bǔ)回心血量減少引起CO的下降。其他一些藥物，如硝酸甘油和硝普鈉，可以減少靜脈阻力，增加靜脈順應(yīng)性，使用這些藥物時(shí)如能維持恒定張力容量情況可以增加靜脈回流以增加CO。而單純的α－腎上腺素能受體激動(dòng)劑如去氧腎上腺素可以降低靜脈順應(yīng)性，從而降低張力容量，轉(zhuǎn)化為非張力容量，這就解釋了為什么去氧腎上腺素只刺激α－腎上腺素能受體提高動(dòng)脈壓力但不會(huì)增加心輸出量。
這個(gè)過程被稱作容積比的改變，即總壓力相對(duì)于總?cè)萘康母淖儭Ｔ谏韺W(xué)范疇內(nèi)這個(gè)斜率值不會(huì)發(fā)生改變。那么引申出下一個(gè)重要的參數(shù)，血管順應(yīng)性。
血管順應(yīng)性對(duì)血流的運(yùn)動(dòng)有著重要的意義，這也是血流動(dòng)力學(xué)研究不同于一般流體力學(xué)的重要原因。血液流動(dòng)的動(dòng)力源于循環(huán)起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的壓力差，并源于心臟的收縮舒張運(yùn)動(dòng)，在循環(huán)內(nèi)血流是以脈動(dòng)為主要形式的。但假如循環(huán)閉合環(huán)路中所有血管的順應(yīng)性極差（硬質(zhì)管路），那么增加循環(huán)起點(diǎn)的壓力，例如增加心臟收縮力，可以迅速見到壓力傳導(dǎo)到整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，并不會(huì)形成有壓力差的脈動(dòng)波。但如果循環(huán)系統(tǒng)順應(yīng)性好（彈性管路），那么動(dòng)脈內(nèi)一過性被容量占據(jù)，隨之容量又釋放，脈動(dòng)波將產(chǎn)生。也就是說動(dòng)脈可以將容量的改變轉(zhuǎn)化為壓力的改變，這就是血管順應(yīng)性的生理學(xué)意義。而在全身整體的血管系統(tǒng)中靜脈的順應(yīng)性極好，可視為低張力高容量容器，其中產(chǎn)生靜脈壁張力的容量可以轉(zhuǎn)化為靜脈回流的流量，其中靜脈壁的張力就是靜脈回流的動(dòng)力。
血管順應(yīng)性（systemic compliance，Csys）是靜態(tài)測(cè)量值；換句話說，Csys最關(guān)鍵的決定因素是在循環(huán)內(nèi)的血流量，典型特點(diǎn)是測(cè)量時(shí)必須沒有流動(dòng)血流才能計(jì)算，如何在患者床旁測(cè)算？根據(jù)擴(kuò)容前后MSFP（Pmsf）變化。如圖10－4－2所示：給患者輸注一定量的液體，并分別在擴(kuò)容前后測(cè)量Pmsf，然后根據(jù)下述公式計(jì)算：Csys＝Vload/（PmsfHyper－PmsfBaseline）。當(dāng)計(jì)算出血管順應(yīng)性，則根據(jù)患者當(dāng)時(shí)的Pmsf，即可計(jì)算出產(chǎn)生如此壓力Pmsf需要多少?gòu)埩θ萘咳莘e。有研究測(cè)算正常循環(huán)血容量狀態(tài)下仰臥位患者平均張力容量為19.5ml/kg，而另有研究測(cè)量的患者平均張力容量為20.2ml/kg，相差并不懸殊。
目前在動(dòng)物模型中測(cè)算Csys有3種方法：①在擴(kuò)容前后分別用停循環(huán)的方法測(cè)算Pmsf，然后根據(jù)擴(kuò)充的液體量和△Pmsf計(jì)算Csys；②建立右心旁路循環(huán)，改變右房壓來計(jì)算Csys；③測(cè)量在吸氣末正壓時(shí)，CVP和右心每搏輸出量的瞬時(shí)變化來計(jì)算Csys。其中停循環(huán)的方法測(cè)得Csys為1.8～2.0ml/（mmHg·kg），而通過建立右心旁路循環(huán)和根據(jù)瞬時(shí)壓力變化描記靜脈回流曲線的方法計(jì)算Csys為1.3～2.5ml/（mmHg·kg）。而在ICU患者中測(cè)得的Csys（0.97±0.49）ml/（mmHg·kg），略比動(dòng)物模型中測(cè)量的數(shù)值低，可能是生物學(xué)特異性所致。另外，有些動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也提示，給予β2激動(dòng)劑、腎上腺素或者去甲腎上腺素后Csys會(huì)下降，提示上述兒茶酚胺類血管活性藥物對(duì)Csys是有影響的。此外，在Csys測(cè)算時(shí)，數(shù)據(jù)可能受很多混雜因素的影響，比如測(cè)算時(shí)合并毛細(xì)血管滲漏，或者測(cè)算時(shí)有血液、體液的丟失使得有效循環(huán)血容量的丟失從而高估Csys，所以要求在給患者測(cè)算Csys時(shí)，試驗(yàn)時(shí)間限制在25分鐘內(nèi)，以減少毛細(xì)血管滲漏對(duì)研究結(jié)果的影響，并避免試驗(yàn)測(cè)量階段應(yīng)用利尿劑，密切觀察患者胸腔、腹腔引流管等體液丟失的情況以客觀分析測(cè)量的Csys能否真實(shí)反映患者情況。另外，曾經(jīng)有研究因?yàn)镻msf不易獲得，而利用擴(kuò)容前后CVP的變化來測(cè)算Csys，這種方法值得商榷，因?yàn)镃VP同樣也受心臟周圍壓力變化和心功能變化的影響，評(píng)價(jià)擴(kuò)容對(duì)CVP的影響來測(cè)算Csys混雜因素過多，不被推薦，還應(yīng)測(cè)算Pmsf的變化來計(jì)算Csys的數(shù)值。
（劉大為 杜 微）