一、ICON的产品介绍及技术原理
ICON ®是由德国OSYPKA公司研发的一款便携式无创血液动力学测量仪，用于连续测量新生儿、儿童及成人等全年龄组的不同血流动力学参数，根据评估结果指导临床治疗。
ICON ®产品特点包括：1）具有高分辨率 3.5 英寸屏幕，可用作独立设备显示结果或与 iControl™ 软件（ICON 工作站）结合使用；2）逐次心跳连续监测血流动力学 ，1分钟出准确测量数据，且微小变化都可检测；3） 可测量新生儿、儿童及成人等全年龄组人群；4）可提供19个参数，同类产品参数最全面，并有血流动力学状态的整体视图；5）4个专用电极片，耗材同类产品最少。6）唯一开胸术中可测得血流动力学的设备；7）一机多监测模式，静息、运动、动态、连续监护均可实现。
1.ICON ®的准确性
无创心排从1970年研发开始，技术突破难点就在于准确性，因为不准确的心排参数对临床来说比没有参数更可怕，传统阻抗法问世以来，不能被市场接受的原因也在于准确性不够。德国ICON连续无创心排问世的初衷就是想为临床带来一款“最准确的”血流动力学监测设备。它的发明者OSYPKA先生做到了，ICON是当之无愧的准确性最高的无创血流动力学检测仪，ICON与金标准Swan-Gans的相关性达97%，大量临床文献可证实。
2.ICON ®检测原理——电子心力测量法
ICON ®检测原理是OSYPKA 先生一直致力于攻破无创心排的准确性，一次偶然的机会，他发现超声测量主动脉血流时主要测量主动脉内血流的红细胞变化，于是他发现阻抗法中阻抗波形的变化和红细胞线性排列顺序的之间的关联性，主动脉瓣开放前红细胞排列顺序是杂乱的，主动脉瓣打开后红细胞排列顺序变规律，与此同时导电率也相继变化，再采用专利滤波技术，将以红细胞排列顺序为基准的主动脉阻抗波形变化描记出来，从用专利计算公式计算出精准的SV，这就是“电子心力测量法”的由来。
3.血流动力学与心功能的关联性
长久以来血流动力学在重症中使用居多，但血流动力学的参数在心内科的应用和普及是近几年开始兴起。实际上心内科的各类心血管疾病以及相对应的治疗都和血流动力学息息相关，换而言之心内科是血流动力学大循环参数的发源地。
我们可以从心脏结构和电生理的角度来逐步认识血流动力学。
3.1、心血管系统：心脏和血管构成血液运输的网络——心血管系统。通过该系统将血液泵入身体的大血管系统，我们常见的参数血压就是一个血流动力学参数。血液将养分和氧气运送至细胞，并带走细胞代谢产生的废物。体内有3种血管：动脉、静脉和毛细血管。在压力的作用下，血液离开心脏，并通过动脉的分支系统运输到全身，所以压力是血液流动的指挥官，外周血管就是后负荷。最后一级动脉——微动脉——将含氧量丰富的血液运送至毛细血管。氧气、养分、代谢产生的废物及细胞外液中的其他物质在由毛细血管构成的毛细血管床中进行交换。血液再经毛细血管床进入类似毛细血管的薄壁微静脉。微静脉的血汇入小静脉，小静脉再汇入较大的静脉，最后由大静脉——腔静脉把含氧量较低的血液又运回心脏，我们常常在腔静脉部位侧量CVP。
3.2、心脏：心脏是血管系的动力器官，位于胸腔内、两肺之间，像个前后略扁的圆锥体。心脏分为左、右心房和左、右心室4个腔。房中隔和室中隔把心脏分为左、右两半，每半又由房室口及周围的瓣膜分为上部的心房和下部的心室。左心房接受左右肺的血液，属动脉血。左心室接受左心房的血液，收缩时把血液压入主动脉，推动大循环。右心房接受全身流回心脏的静脉血，收缩时把血液压入右心室。右心室收缩时再把血液压入肺静脉，这就是容量。由此可见，心脏是个泵血器官。心脏泵血前心室血液量就是常说的前负荷，也就是心室舒末容积，而心输出量（每分钟心脏所射出的血量）就是泵血功能的重要指标，保障外周组织血压灌注。健康成人安静时平均心跳为每分钟75次，计算心输出量51左右。剧烈运动时，心输出量可增到安静时的5～6倍，可见心脏的泵血功能是有一定的贮备的。心脏具有传导兴奋和调节节律跳动的结构，叫心脏传导束。心脏传导束是由特化的心肌纤维构成，包括窦房结、房室结、房室束和左右束支，其中窦房结是心跳的起搏点。心脏的一次收缩和舒张称为心动周期。在心动周期中，由于心脏各腔内压力、容积的变化、瓣膜的开闭等保证了血液沿一定方向流动。加上心脏传导系的作用，使得心脏终生有节律地收缩和舒张，推动和维持血液的不断循环，保证体内的血液供应，这就是机电偶联机制，血流动力学是机械能，在电生理的驱动下实现心动周期。
3.3心脏重症患者的常见病理生理状态
（1）、心力衰竭：左心衰竭以肺循环淤血为主要临床表现，右心衰竭以体循环淤血为主要临床表现，这
些均是心排血量减少的结果。在心排血量下降的情况下，心脏主要依赖3种代偿机制来维持心功能：
①交感神经兴奋：这是一种快速代偿反应，心率加快、提高心肌收缩力；
②心脏扩张：根据Frank-Starling机制，提高心脏前负荷以维持每搏输出量；
③心肌肥大：一方面增加心肌收缩力，维持心输出量，一方面降低室壁张力，降低心肌耗氧量。短期内，上述代偿机制可维持正常心排血量，但最终会加重病情，形成恶性循环。
Frank-Starling机制图
（2） 急性心肌梗死：是冠状动脉急性、持续性缺血缺氧所引起的心肌坏死。一方面，心肌严重 缺血坏死导致左心室功能不全，与左心室肌损伤程度直接相关。另一方面，心肌缺血也会导致舒张功能障碍，最初可出现左心室舒张期顺应性增加，而后因左心室舒张末期压力的过度升高而下降。急性心肌梗死的恢复期，由于左心室纤维性瘢痕的存在，左心室顺应性减低。在血液动力学上，左室排空障碍亦导致前负荷增加，左心室容积和压力增加，心室壁张力增大，心室后负荷也增加。心室后负荷增加，不仅阻碍左心室射血排空，亦可使心肌耗氧量增加，更加重心肌缺血。如果心肌缺血或坏死不严重，正常心肌可以代偿以维持左心室功能。一旦出现大面积坏死，出现泵衰竭甚至心源性休克。此外，心肌严重缺血时，膜电位明显降低，促使出现慢反应动作电位。慢反应的自律活动，随膜电位减小而不断增高。心脏内的潜在起搏点可由于这种特殊自律活动而形成异位节律，常见为室性早搏。此外缺血区心肌细胞缺血性损害程度不一致，造成复极化的速度不均匀或有部分极化状态存在，易引起折返性室性心动过速。
2.4.3非心脏手术的心脏重症患者：心脏重症患者可能伴有需施行手术的心脏外疾病。围手术期的生理的、心理的负荷对心脏的影响值得注意。心脏重症患者合并主动脉破裂、危及生命的大出血等必须紧急实施手术才有可能挽救患者生命时，不应首先考虑心脏的危险性，但术后应加强心脏方面的监测。当心脏重症患者是否施行非心脏手术以及何时实施手术还有选择余地时，则估计心脏危险性是重要的。严格来说，非心脏手术后CVD并发症好发于明确诊断或无症状的缺血型心脏病、左室功能不全、心脏瓣膜疾病及心律失常的患者。非心脏手术引起长时间血液动力学异常及心脏异常负荷。
①冠心病：非心脏大手术的患者中，接近50%的死亡是由于心血管并发症，其中>90%为冠心病患者，故应小心评估左室功能储备和冠脉血流储备或缺血负担；
②心力衰竭：心力衰竭伴发的心血管风险由基础疾病的性质决定，尽早识别左室收缩或/和舒张功能不全、瓣膜情况。若有冠心病危险因素，应进一步评估冠心病是否是左室收缩功能不良的原因。
③高血压是诱发CAD的重要因素（术中波动—心肌缺血）；
④瓣膜疾病：严重主动脉瓣狭窄发生心血管事件风险性最大。固定的左室流出道梗阻，严重限制左室功能储备。伴左室肥厚易发生左室舒张功能不全和肺淤血。左室肥厚、左室流出道梗阻和左室腔内高压力易发生心肌缺血。二尖瓣狭窄患者HR影响血流动力学，中度心动过速可促发肺淤血。主动脉瓣关闭不全易发生容量负荷过重。严重二尖瓣关闭不全可发生容量负荷过重和肺淤血。
⑤心律失常：良性心律失常也可能暴露隐匿性并发症，因此良性心律失常也是危险因素。室性异位节律常不需要特殊治疗，除非伴有低灌注。应关注由其引发的围手术期心房颤动可导致心力衰竭。
4.ICON的血流动力学参数解析及临床意义
4.1.每搏输出量SV，心输出量CO，这两个参数是想反应心脏排血的流行是否正常，可否足够供给其他组织器官的使用；
4.2.心肌收缩力ICON和心脏收缩比STR（相当于1-EF），主要反应心肌力量和心功能；
4.3.前负荷参数包括肺水TFC、每搏变异度SVV、射血校正时间FTC，主要看液体量是否增多，肺水TFC增多代表组织间液增多，每搏变异度SVV增多代表血管内血容量增多，射血校正时间FTC代表心室液体量增多。
4.4.外周血管阻力代表外周小动脉微动脉的阻力情况。
4.5、反应氧合的参数：输氧量DO2，反应心排为外周组织输送的氧情况。
4.6、血压和心率：常规血流动力学参数。其实ICON血流动力学参数直接反应心脏功能。
参数 |
概念 |
临床意义 |
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排量 |
心输出量 |
CO |
每分钟内由左心室所泵出的血液总量 |
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心脏指数 |
CI |
经过体表面积标准化处理后的心输出量 |
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每搏输出量 |
SV |
每次心跳搏动由左心室泵出的血液总量 |
A、决定SV的基本因素：前负荷，后负荷，心肌收缩力 B、导致低SV主要原因：低前负荷和左心功能障碍（心肌收缩不良） C、SV的变化是血流量和心肌收缩发生变化的早期信号 D、心衰诊断的重要指标 |
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每博指数 |
SI |
经过体表面积标准化处理后的每搏输出量 |
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阻力 |
外周血管阻力 |
SVR |
血液在动脉系统内流动所遇到的阻力（通常 所称后负荷） |
A、代表后负荷 B、影响因素：血管收缩和扩张程度、血流量 C、引起SVR增加的因素：低血容量，血管加压因子 引起SVR降低的因素：休克，贫血， 血管扩张因子 |
外周血管阻力指数 |
SVRI |
经过体表面积标准化处理后的血液在动脉系 统内流动所遇到的阻力 |
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容量 |
每搏输出变异度 |
SVV |
是一种由胸腔内压力变化而出现的自然现象 。利用此现象来判断血管内有效液体容量， SVV表现出非常高的敏感性来判断病人对输 液反应的能力。 |
A、是血管内有效液体容量的指标， 高SVV意味着低血管内液内有效 液体量和低前负荷 B、心律失常或使用血管扩张剂有可能影响SVV的准确性 |
胸腔体液水平 |
TFC |
代表病人胸部总的液体量 |
A、高TFC意味着高的组织内液体， 或者组织间隙水肿 B、低TFC意味着低组织液体 |
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校正左室射血时间 |
FTC |
心脏射出每搏输出量血液的时间 |
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心肌收缩力 |
心肌收缩力指数 |
ICON |
反映了左心室收缩的能力，是反应左心室收 缩力的非常好的指标 |
指导心肌活性药物的滴定，为提高重症患者的心输出量和心肌收缩力 带来巨大帮助 |
收缩时间比率 |
STR |
是指心肌电兴奋期与机械收缩期之间的比 率， STR=PEP/LVET （0.3—0.5） |
A、心衰时STR值升高 B、STR 大于0.5时考虑心肌缺血 |
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其它参数 |
预射血时间 |
PEP |
表示左心室去极化和左心室射血通过主动脉 瓣需要准备的时间（从二尖瓣关闭到主动脉 瓣开启的时间） |
心衰病人PEP延长 |
左室射血时间 |
LVET |
指左心室射血进入主动脉的时间间隙，主动 脉瓣从开放到关闭的时间 |
A、随心率、洋地黄的增加而减少；随年龄的增加而增加 B、心衰病人LVET缩短 |
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心肌收缩力指数变异 |
VIC |
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心脏功能指数 |
CPI |
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运动负荷试验时趋势变化及参考范围
参数 |
趋势变化及参考范围 |
心输出量Cardiac Output (CO) |
随运动负荷增加而持续增加直到最大心输出量，无氧阈运动之前大部分以每搏量增加为主，无氧阈以后以心率增加为主，最高可达30-40L/min,运动负荷试验最大值建议大于静息的2倍。 |
心指数Cardiac Index (CI) |
随运动负荷增加而增加，无氧阈运动之前大部分以每搏量增加为主，无氧阈以后以心率增加为主， |
心率Heart Rate (HR) |
随运动负荷增加而增加，无氧阈后交感神经亢进，心率会快速增加，最高达180-200次/分。 |
每搏输出量 Stroke Volume (SV) |
随运动负荷增加而增加而后进入平台期，因心率的增快，舒张期缩短，每搏量不再持续增加，心率180次/分时出现每搏量下降。 |
每搏输出量指数 Stroke Volume Index (SVi) |
随运动负荷增加而增加而后进入平台期，因心率的增快，舒张期缩短，每搏指数不再持续增加，心率180次/分时出现每搏指数下降 |
收缩压 Systolic Arterial Blood Pressure (SABP) |
收缩压随运动负荷增加而持续增加直到220mmhg，部分高血压患者可达270mmhg，正常建议不超过220mmhg |
平均压 Mean Arterial Blood Pressure (MABP) |
随运动负荷增加而持续增加最大可达160mmhg |
舒张压 Diastolic Arterial Blood Pressure (DABP) |
随运动负荷增加而缓慢增加或见下降趋势，正常参考范围不超过90mmhg |
外周血管阻力指数 Systemic Vascular Resistance Index (SVRi) |
随运动负荷增加而持续下降，可减小到1000， |
外周阻力 Systemic Vascular Resistance (SVR) |
随运动负荷增加而持续下降 |
左心做功指数 Left Cardiac Work Index (LCWi) |
随运动负荷增加而持续增加，最高可达28 |
收缩时间比STR |
随运动负荷增加而持续减小 |
心收缩力指数ICON |
心肌收缩力随运动负荷增加持续增加，而后进入平台期，后会有下降趋势，一般可增加至200 |
胸液指数TFC |
正常人群运动中无变化，心衰或心功能下降者可出现增加. |
每搏变异度(SVV) |
一般处于正常范围 ，变化趋势平稳， 心功能异常者可出现增加 |
5.与其他心输出量监测手段的区别及优缺点
监测方法 |
监测手段 |
优缺点 |
无创心输出量测量仪ICON |
电子心力测量法 |
1. 无线、无创、实时、连续、精准监测动、静态血流动力学变化；参数涵盖心排血量、前负荷、心肌收缩力、外周阻力、输氧量、心率变异性分析等19项相关参数；有专利高频滤波技术，防止呼吸、运动、肌肉活动、呼吸机等引起的干扰； 2. 涵盖4个功能：血流动力学阻抗图、血流动力学静息柱状评估图、血流动力学实时趋势变化图、抬腿负荷试验。 3. 准确性最高，相关研究显示静息每搏输出量和心输出量的准确性与金标准Swan-Ganz漂浮导管（Ficks法）静息r = 0.95，运动r² =0.89。 4. FDA唯一批准的新生儿、儿童、成人全年龄组均可使用设备 5. 全球唯一便携式机身、系统和显示器一体化设备，轻巧便携，仅0.5kg. |
Swan-Ganz导管漂浮导管 |
热稀释法Ficks法 |
属于有创金标准，但是风险大、专业性强、费用高、应用受限，亚健康、重危人群、禁忌症患者、低收入者不适合 |
BIOZ.com DASH 3000 BENEview T NICOM等 |
传统阻抗法类 |
传统阻抗法的每搏量计算公式为SV = p *L2/ Z02 *(dZ/ d t ma x) • LVET，其中 Z0为基础阻抗，受呼吸、体位及电极片位置影响很大，因此只用于静息评估，不能动态连续，及无线传输，无专利高频滤波技术，因此抗干扰能力弱。 |
ICON |
红细胞密度法 |
多用于静息评估，运动评估的准确性有待于实验验证。 |
USCOM |
超声法 |
数值测量精准度高，但只能够静息床旁评估血流动力学，不能运动中监测心输出量变化，无实时连续曲线数值变化 |
普通超声 |
多普勒超声法 |
是普通超声的测试的结果，但是准确度不如专业超声法血流动力学设备， |
PICCO |
半有创 热稀释法测 |
创伤小，操作相对简单，评估血流动力学数值全面，但是操作复杂，适合于危重症静息病人评估，未能运动连续评估 |
CardioQ食道超声血流动力监护仪 |
超声法 |
痛苦，适用于昏迷病人， 清醒患者必须经麻醉，避免感染，必须使用探头护套，价格高昂 |
NICO无创心肺功能监护仪 |
部分CO2重复吸入法 |
侧重呼吸力学数据监测 ， 仅适于呼吸机支持危重患者 数据显示迟缓，不能实时 |
6.心内科治疗手段与血流动力学相关性。
血流动力学其实就是基于心肺氧输送的组织器官灌注管理。
心内科电生理治疗后可稳定血流动力学，保障外周重要脏器的稳定血供氧供及正常压力梯度，以保证外周各器官和神经的功能。介入、塔桥是主要是保障心肌细胞功能，避免出现心肌梗死导致心肌收缩力下降继而心排量下降。瓣膜病和各类先心病手术可通过修复正常组织结构来恢复血流动力学功能。高血压药物治疗是通过改善心排量和外周血管阻力来回归正常血流平衡状态。双心治疗，通过精神类药品改善自主神经功能，从而保障血流动力学稳定。心脏康复作为心血管类疾病恢复期治疗手段，主要是通过运动处方、营养处方等手段，恢复心肌功能，改善心排量和外周血管扩张能力来恢复心脏功能，可以说血流动力学恢复正常，是心内科各项治疗手段的终极目标。
7心脏康复和血流动力学有何关系？这一直是心脏康复医师的疑问。
ICON在心脏康复制定运动处方上，有独特价值。 从血流动力学运动生理机制出发。心排量主要作用是保障组织器官供血，其中血液所带的能量和氧流是主要参与运动的环节，心肺主要功能是保障细胞呼吸，从经典的vo2=co*d(a-v)公式可见，心排量和外周线粒体功能共同影响摄氧量，心排量就是血流动力学最主要的指标，说明粗略的说心排量好，摄氧量就好，成线性关系，但是摄氧量VO2好，不一定心排CO好，动静脉氧含量差，也就是内呼吸能力也是一个影响因素。心脏康复运动处方的目的是通过外周肌肉的运动，调动心肌运动，从而增强心脏功能，同时外周肌肉的运动可以增加内呼吸能力，改善临床症状，但是重点还是关注心肌功能的改善，才是心脏康复最初期的目标，也是心脏康复一期的目标，而以CO增加为目标导向的VO2增加才是II期心脏康复运动处方的终点。
心血管系统的运动生理反应和血流动力学息息相关。
1） 急性有氧运动时心脏反应：关注增加心输出量
心输出量(cardiac output ,CO))是指每分钟一侧心室射出的血液总量，又称每分输出量。静息状态下为4.5～6L/min。然而，在最大运动状态下，其因人而异，从健康未经训练人的20L/min到优秀健美运动员的40 L/min。CO这种变异在一定程度上解释最大耗氧量(maximal VO2, VO2 max)的变异，VO2 max指人每公斤体重每分钟可以使用氧量的毫升数，其正常值范围在35-85ml/kg·min。CO可以由心脏每搏输出量(stroke volume, SV)计算，CO=SV×HR，在有氧运动时SV、HR均增加。SV为一次心跳一侧心室射出的血液量，等于心舒张末期容积与心收缩末期容积之差值，左、右心室的搏出量基本相等。左心室SV是心血管运动生理学的关注的焦点，在有氧运动时，舒张末期容积(前负荷)和心肌收缩力增加。静息状态下SV为60-80ml，在运动过程中，充盈量和收缩力的增加使SV呈倍数增加，且受年龄、性别、遗传和运动状况的影响。SV随运动而增加，到50%VO2 max时SV 增加到平台期，在此之后，SV随HR呈线性增长从而增加CO。在一次渐进的有氧运动中达到最大状态过程中，HR随VO2增加而呈线性增加，VO2每增加3.5 ml/kg·min则HR约增加10次/min。有氧运动靶心率标准计算公式: 最大心率=220-年龄(±12)。在最大运动时，高HR有可能降低左心室充盈时间，可能导致CO减少。此外，CO与机体新陈代谢水平相适应，可因性别、年龄及其它生理情况而不同。如，健康成年男性静息状态下CO为5L/min（4.5～6.0L/min）。女性比同体重男性的心输出量约低10%，青年时期心输出量高于老年时期。
2） 心脏对有氧运动的长期适应：增加CO的机制
无论健康人群还是心脏重症患者，不论年龄和性别，有氧运动能有益于心脏形态学。在运动过程中，左心室形态学改变从而引起相应生理功能的适应。其机制在于：1）增加心肌收缩力。2）增加前负荷和增加心肌松弛，增加舒张早期充盈。虽然大部分注意力都集中在LV上，但值得注意的是，在右心室（LV）上也出现了形态上的适应性改变，这也反映了LV的适应性。运动诱导的心脏适应性变化明显受健康个体的影响，这些因素包括年龄、性别、遗传学、训练前状态、训练模式等，这些适应导致运动时CO增加。如：运动时，由于心交感中枢兴奋和心迷走中枢抑制，①使心率加快，心肌收缩力加强，②使容量血管收缩，体循环平均充盈压升高，也有利于增加静脉回流，从而增加前负荷，③由于心输出量显著增加，故收缩压升高。或肌肉血管舒张对外周阻力的影响大于其他不活动器官血管收缩的代偿作用故总的外周阻力仍有降低，表现为动脉舒张压变化不大或有降低。此外，随着年龄的增长，心脏功能的下降，有氧运动能力亦随之下降。然而，心血管疾病患者的形态学变化不太明显，这是心脏重症患者与年轻人和健康个体之间的一个重要区别。
3） 心脏重症：心脏生理改变=有氧运动减少
正常的心功能是定义最大有氧能力的基础，心脏重症者心脏形态学发生改变(心脏扩张从代偿时的紧张源性扩张过度到失代偿时的肌源性扩张，向心性或离心性肥大)，从而心功能受损，CO下降的同时VO2 max亦下降。在心力衰竭患者中，接受运动康复后，VO2 max虽然较之前增加，通常不超过20 ml/kg•min，但远低于同年龄、同性别人群的正常值。这并不意味着运动康复在心力衰竭患者中不是很有益处，恰恰是相反。心肺运动试验是心力衰竭患者的标准评定方法。然而，没有正常的心脏生理学，不可能实现最大有氧能力。
静息状态及高强度运动中的血流分布情况改变
血流分布体现了人体各组织器官实时代谢需求。在静息状态下，约一半的血流供应给肝脏和肾脏，骨骼肌的血流仅占15-20%；而在较高强度运动中，骨骼肌的代谢需求骤增，心血管调节活动的作用下心输出量显著增加，在保障心脑血液供应的前提下，骨骼肌的血流量可增加至心输出量总量的80%以上，肝肾的血流供应相应降低（见图1），这种现象称为运动中的血流重分布（Blood Flow Redistribution）。运动中血流重分布一方面如前所述，受神经内分泌调节的作用，另一方面局部调节也起重要作用。局部调节的主要机制包括：
在乙酰胆碱、缓激肽等物质作用下血管内皮释放一氧化氮（NO）、前列腺素、血管内皮超极化因子等血管活性因子，使血管平滑肌舒张，引起骨骼肌血管扩张；
②骨骼肌代谢增加引起局部扩血管效应：骨骼肌摄氧量增加导致局部相对缺氧，引起小动脉舒张，同时代谢底物不足、二氧化碳、H+、K+、乳酸等代谢产物浓度增加也能够促进骨骼肌血管舒张。
运动中血流重分布的结果是大量血液集中在骨骼肌局部循环内，临床上有时会观察到运动中因脑供血不足导致的头晕症状。与运动中血流重分布相似，进食后消化系统的血流量可增加10倍左右，如果在进食后短时间内进行运动，消化系统将与骨骼肌“竞争”血液供给，脑部供血相对减少，增加运动中发生骨骼肌痉挛、甚至低血压晕厥的风险，同时也会导致消化不良，因此应避免进食后进行运动。
4）.运动训练后心血管系统的适应性改变
人体在进行短时间的运动训练时会根据运动需求，增强循环、呼吸等相关系统做功，以保证运动系统的供血。若反复有规律地进行有氧训练，人体可发生一系列适应性改变，主要表现在改善耐力、心率储备、心搏量、心输出量、心功能储备、血压、周围血流等各项生理指标，以及增强肌肉能源利用效率、调节自主神经功能、促进新生血管生成、动脉重构、改善内皮功能等。要实现这些改变需要花费一定的训练时间，且每种适应性改变所花费的时间不尽相同。例如心功能储备在训练数周后即有所提升，连续训练9-12个月后可以达到峰值；高血压患者单次训练后即可能观察到血压一定程度的降低，而维持和增强此降压效果则需要长期坚持运动训练。
5）耐力提高
耐力（Endurance）包含心肺耐力和肌耐力两方面含义。肌耐力决定了特定肌肉或肌群持续进行运动的能力；心肺耐力则是维持全身性运动的基础，为运动系统提供氧气及其他营养物质，是肌肉进行有氧代谢的前提，因此心肺耐力也称有氧耐力（Aerobic Endurance）。
有氧耐力是临床上评估患者健康状况、制定运动治疗方案、评估治疗效果的重要指标。最大摄氧量（VO2max）是公认最客观的评价有氧耐力的实验室指标，通常由心肺运动试验测得。长时间的有氧训练可以提高有氧耐力，未经训练的人群经过20周的有氧训练，VO2max可提高15%-20%。
长期有氧训练的有氧耐力获益，与心血管系统的适应性改变密切相关。根据Fick公式，VO2max可以由心输出量及动、静脉血氧含量差值（CaO2 - CvO2）计算得出，公式：VO2max=HRmax × SVmax × (CaO2 - CvO2)。
如前所述，HRmax与年龄相关可视为常量，因此，VO2max的主要影响因素是运动峰值的心搏量，以及周围组织的氧摄取率。
6） 血容量增加
运动训练可使血容量增加10%左右，其机制尚不完全明了。血容量增加有利于增加心脏前负荷，提高心搏量。第一次运动训练后血容量即可增加，原因可能是肌肉运动导致血液中钾离子含量增加，随后肾远曲小管醛固酮受体表达增多，促进水、钠重吸收。经过2-3次运动训练，血液中的白蛋白含量代偿性增加，以维持正常的血浆渗透压，白蛋白增加与运动相关皮质醇分泌增多有关。
7）心脏结构改变与心功能储备改善
长期运动训练可以使心室腔扩大、心肌增厚，如“运动员心脏”。与病理性心肌肥厚不同，这种结构的改变是可逆的，且伴有心功能的增强。心脏结构的改变与运动训练的类型相关：单纯有氧运动，心室腔扩大，心室壁增厚；单纯阻抗运动，心室壁增厚更加明显，心室腔大小可无明显改变。有氧训练后心脏结构改变带来的功能变化包括：心室充盈能力增加，心脏搏动更加有力，心搏量增加，同时静息心率降低。据报道，经过2周的常规有氧训练，静息心率可降低10次/分左右。其机理一方面是有氧训练后血容量增加，心室前负荷增加，心搏量改善，通过压力感受反射降低心率；另一方面，有氧训练后心交感神经张力降低，心迷走神经活动优势相对更加明显，静息心率下降。
静息心率降低的最大意义在于心率储备的增加（心率储备=最大心率 - 静息心率）。以20岁的男性举例说明：训练前静息心率70次/分，运动中心率可提升（220-20-70）/70=1.86倍，经过训练后静息心率降低至60次/分，运动中心率可提升（220-20-60）/60=2.33倍，即训练后心率储备明显提升。单纯的阻抗运动心脏结构改变以心室壁增厚为主，心室腔增大不明显，因此，阻抗运动降低静息心率、提高静息状态心搏量的效果不及有氧训练。
8）血压
运动结束后，通常有血压降低的现象，即“运动后低血压”，大多数学者认为这是运动治疗高血压的基本原理。有报道低强度 (40%max）运动后10min血压即可下降。通常，运动降压的幅度为5-7mmHg，可持续至运动后24小时。其机理为：单次运动后，神经中枢发出的交感激活命令随运动终止，组织间隙仍存在NO、前列腺素等扩血管活性物质，骨骼肌和内脏器官血管床仍处在扩张状态，TPR降低，因此运动后血压降低。
有研究者针对缺乏运动的青年男性制定了为期4周的有氧运动训练方案，只经过1周静息血压就显著下降，训练2周即降至最低值，静息收缩压和舒张压均降低10mmHg左右。运动降压的效果因人而异，有长期、规律运动习惯的人若继续相同强度的运动训练，血压难以发生进一步改变。长期运动降低血压的主要机制包括：
神经系统适应性改变：血容量增加刺激压力感受器，引起反射性的交感缩血管神经张力降低；后脑下行信号增益水平降低，使人体在应激状态下的血压反应降低。
②改善血管内皮功能：在反复运动过程中的血液切应力作用下，血管内皮细胞更新周期缩短，内皮由更多的“年轻”内皮细胞组成，因此有更强的分泌功能，静息状态下NO等扩血管因子释放增加，血管平滑肌舒张，静息TPR降低。运动训练涉及的肌肉越多，与血管内皮功能改善相关的降压作用也越明显。
9） 血管新生
长期有氧训练有利于血管内皮细胞合成血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF），促进骨骼肌、心肌等部位的血管新生。这些新生血管在降低TPR方面作用甚微，但有利于为骨骼肌和心肌提供充足的血液供应。阻抗运动主要涉及骨骼肌的IIb型细胞，此类细胞的毛细血管密度远低于I型肌细胞，因此其促进血管新生的效果明显低于有氧训练。
10） 停止运动训练
停止训练后，运动带来的一系列适应性改变将随时间恢复运动训练前的状态。停止运动2天，运动降低血压的作用将消失，血浆容量将在停止训练后数天内降低，而包含血细胞数在内的血容量将在2-3周后随最大心输出量一同下降。停止运动2周左右，血管内皮细胞功能将下降至训练前水平。若训练时间仅持续了数周时间，最大摄氧量将在停止运动后数周内回到原点；若训练时间长达数月以上，因新生血管的形成及心脏结构的适应性改变，最大摄氧量的降低速度相应减慢。
8.ICON在心内科及心脏康复中临床价值
8.1高血压分型----血压管理初筛/药控/效果评估
分型 |
高动力型 |
高阻力型 |
高心排量型 |
高容量型 |
混合型 |
ICON参数特点 |
心率快 心肌收缩力强ICON STR |
血管阻力SVRI高 |
CO SV 高 ICON可能高 |
容量指标高 SVV TFC |
以上2项或多项 |
降压药选择 |
β受体阻滞剂 |
钙通道阻滞剂 ACEI/ARB类 |
利尿剂 |
利尿剂 |
联合用药 |
8.2心衰的心功能评估、药物选择指导、药物滴定管理、临床治疗手段效果评价。
ICON的SVV和TFC用来判定前负荷情况及液体分布情况，ICON用以判定心肌收缩力，CO判断心衰病人的心排，STR\LCWI判断心脏功能。如心肌收缩力调节器治疗心衰时，可用ICON这一参数做临床指导。
8.3 评定ECMO下的血流动力学改变，辅助ECMO的调节
8.4 静态TFC和SVV或联合被动抬腿负荷试验（PLR）评估重症患者液体负荷状态及容量反应性 ，辅助把控I期心脏康复运动治疗的安全性。
定义：被动抬腿负荷试验是指模拟容量负荷试验，将静脉血从下肢和内脏转移到胸腔，暂时可逆的增加静脉回心血量，从而增加心脏前负荷 。
适应症：一般而言所有重症心血病患者需要评估容量反应性、明确I 期康复安全开始进行节点的均适合，包括轻中重度心衰、休克、患者不明原因心率加快、怀疑血容量不足、明确I期心脏康复起始的安全性、评估前负荷状态需求、预测运动耐量 等 。
禁忌症：患者存在严重的心功能不全、肺水肿、重度二尖瓣/主动脉瓣狭窄及关闭不全等
8.5无创动态心输出量监测联合六分钟步行实验评估心脏储备功能评估及制定步行康复运动处方
适应人群： 可下床活动者或出院前心功能稳定，尤其适用于不能耐受心肺运动试验的病人。如GABG后3周，心肌梗死后2周，PCI术后一周，心衰、COPD病人等
ICON指标分析：六分钟步行试验是I 期康复中评估重症心功能和制定运动处方的重要手段。同步监测血流动力学的六分钟步行试验能够更加安全有效的制定运动处方。目前临床制定运动处方的原则是氧脉大于95%以上，可以最大心率的85%制定运动处方的目标心率，氧脉小于于85%，以最大心率的60%制定运动处方的目标心率，若氧脉在也可以在85%-95%之间，则以60%-85%的最大心率制定运动处方，或则结合运动肺的结果制定运动处方。
同步动态心排后，6分钟步行试验过程中可以反映心脏排血的变化，包括最大每搏量、SV平台期、最大心率、心肌收缩力ICON、外周血管阻力、收缩时间STR、心率变异性 HRV/HRC等，通过综合分析测试过程中的血流动力学趋势变化，制定更加安全有效的运动处方。
一般最主要观察指标为每搏输出量SV和心肌收缩力ICON的平台期所对应的心率和最大心率，其次观察最大每搏输出量、TFC、SVV是否存在测试中大于正常范围,以及HRV/HRC有无异常增大，以预警自主神经功能。临床建议：综合以上指标制定运动处方。
8.6 ICON联合低强度运动负荷试验（踏车或跑台）
对于出院前不愿做或不能耐受心肺运动试验的患者，可通过ICON血流动力学负荷试验制定运动处方。该检查建议同步运动心电图，负荷递增方案可根据标准公式推算，功率递增幅度（W）={{[身高（cm）-年龄（y）]*20(锻炼较少的男性)或*14（锻炼较少的女性）}-{150+[6*体重（KG）]}}/100.出现每搏阈平台期即可终止试验，无需亚极量运动。该种方法的运动负荷时间和强度，与心肺运动试验相比有所降低，所以患者更易耐受，风险也较小。在整个试验过程中，医护人员需要密切观察患者在静息及运动中的血流动力学各项参数变化、心电图变化及运动反应，以便综合判断运动中是否有血流动力学异常、心肌缺血及心律失常等情况的发生，如有以上情况出现，运动处方还需结合缺血阈和心律失常阈综合制定。一般情况下，试验结束后，根据SV平台期所对应的心率和功率（踏车）制定运动处方。动态无创心输出量监测联合心肺运动试验。
ICON联合心肺运动试验是目前最为全面的心脏康复心肺功能评估手段及制定运动处方的可靠方法，可以从不同的状态——静息、运动负荷、恢复，不同的角度——血流动力学、心电学、气体代谢，连续动态的观察，并进行综合评估及考量，更有助于临床医生判断运动时继发于心肌缺血的心肌运动障碍、血流动力学障碍，以及运动负荷下患者的生理病理状态、运动受限的脏器等。
制定运动处方的目标心率建议以无氧阈时的心率结合每搏阈心率综合考虑，在此心率基础上，上下浮动5个心率，作为运动处方的靶心率区间范围，但如果患者有服用β受体阻滞剂及其他影响心率的药物，或在心脏康复期间调整药物剂量，那么此靶心率区间应适当进行调整，或者采用无氧阈和每搏阈时对应的功率进行院内心脏康复。若患者在无氧阈之前终止运动，可结合每搏阈、峰值摄氧量、峰值心率等计算出适合患者的中等强度的运动处方。
同时，患者在检查过程中可能会有心肌缺血、心律失常等情况的发生，若心肌缺血或心律失常发生在无氧阈或每搏阈之前，运动处方则应结合缺血阈及心律失常阈制定，心率可选择在阈值出现之前，故其靶心率区间会适当降低，以保证患者的安全性。
在心脏康复过程中，医护人员不能仅关注靶心率或靶功率，还要观察患者的运动反应，询问其主观疲劳程度，并适当调整运动处方。主观疲劳程度分级多采用Borg评分表，患者根据自己感觉的劳累程度打分，由最轻到最重分别对应6-20分，根据不同的危险分层，一般以12-16分为宜。
8.7以CO血流动力学为目标导向的心脏康复管理
以CO为主是直接心功能反映的最佳指标。在心脏康复的运动处方和营养处方等环节中，均应保障CO为治疗目标，同事结合心肌收缩力、外周血管阻力等，将血流动力学恢复，才是心脏康复的意义。