千帆血流动力学产品特点介绍[5篇模版]

第一篇：千帆血流动力学产品特点介绍

心动力专家CSM3000

千帆无创血流动力检测系统

香港千帆有限公司应用美国最新的码德塞（MIRDSAP®）专利技术研发出“CSM3000无创血流动力检测系统”是服了既往有创导管检测血流动力的安全系数低，专业性强，操作复杂，检测费用高昂等方面的缺陷，只需在人体粘贴电极片即可测出心排量、心指数、搏排量、胸液水平、加速度指数等临床常用心功能参数，并独有反映心脏前负荷-“血管容积”、后负荷-“血管弹性”、心肌收缩能力-“收缩变力性”等指导临床治疗意义多达28项血流动力参数,在世界同类产品中处于领先地位，代表着无创血流动力检测的最高水平，能长时间连续监测人体血流动力学变化状况，为临床医生提供患者全方位的生命信息参数，帮助进行病情早期诊断，制定合理的治疗方案，观察药物疗效，总结经验与学习等，特别是可降低危重患者的死亡率和耗资，赢得了国内外广大医学专家的好评，并获得“国际血流动力协会”荣誉推荐产品称号。我们独有的优势值得您的信赖：

1)专业的企业

深圳千帆电子有限公司隶属香港千帆集团，拥有自主研发性质的加拿大生命研究中心，有美国、英国、德国多家技术商务合作伙伴，是专业从事无创血流动力研发、生产、服务的国际型厂家。购买千帆的产品代表着能得到专业的最新、最强产品，有专业的系统使用培训，享受专业的售后服务。千帆曾与多家重点医院和机构(包括：世界血流动力学 1

会、香港威尔斯亲皇医院等)共同研究合作，对临床应用实际需要有充分的了解。

2)产品功能强大、全面

CSM3000是同行内测量参数最多、最详细的无创血流动力检测系统，可达28项测量参数与多种波形图形分析，是国内首创可同时监测血流动力学参数、常规七导心电和血压参数的血流动力检测系统。

3)性能稳定

针对国内电网、电路条件专门设计，适应多种恶劣工作环境，比同行产品更具抗干扰性。选用一级进口原材料电路，性能稳定，按照国际标准生产，检试系统完备，产品出口到世界各国。

4)应用最新技术

用MIRDSAP®码德塞专利技术(即数字式微信号增伏还原法)，采用最新数字转换技术，测量精确、实用、安全、可靠。2003年初被世界血流动力协会的知名专家评为现代最实用、最安全的血流动力测量方法。

5)测量准确

CSM3000是国内唯一针对亚洲人体状况进行系统优化的无创血流动力检测系统，测量结果与导管法相关性大于0.91。

6)优异的设计

具有多项人性化设计：使用15寸特大液晶显示屏、独有触摸屏设计、内置外置打印机、中英文双界面、多种接口、扩展等22项特殊设计。

7)超大记忆

超大的存储量，可存储2000例以上的患者历史资料，长达7天的连续趋势图数据，独有24H同步波形回放，可为研究临床提供重要依据。

8)强大的兼容性

CSM3000系统采用国际标准常规电极与附件，比同类产品因技术、干扰的问题必须使用自身改装的附件和特殊的耗材有进一步改进。用户可自选耗材、附件而不需考虑特殊耗材的价格与供货持续等售后问题。

9)优良售后服务体系

千帆的服务人员都是经过培训合格的专业工程师，每天24小时为用户提供一流的售后服务，服务承诺自接到反馈信息起8小时内提供解决方案，36小时解决问题。

第二篇：血流动力学监测的临床进展及应用

血流动力学监测的临床进展及应用（综述）

沈阳军区总医院急诊科

王静

近些年来，血流动力学监测技术日益提高，已越来越多应用于危重症患者的诊治过程中，为临床医务人员提供了相对可靠的血流动力学参数，在指导临床治疗及判断患者预后等方面起到了积极的导向作用。随着血流动力学技术在临床中的发展应用，许多研究者对血流动力学监测的有效性、安全性及可靠性提出置疑。因此关于血流动力学监测技术的临床进展及具体应用是临床上十分迫切的研究课题。

【关键词】

血流动力学监测

临床应用

自上世纪70年代来，Swan和Ganz发明通过血流引导的气囊漂浮导管（balloon floatation catheter或Swan-Ganz catheter或PAC）后，在临床上已得到广泛的应用，它是继中心静脉压（CVP）之后临床监测的一大新进展，是作为评估危重病人心血管功能和血流动力学重要指标，是现代重症监护病房（ICU）中不可缺少的监测手段。许多新的微创血流动力学监测技术如雨后春笋般地应用于临床，为危重症患者的临床救治提供了详尽的参数资料，它主要是反映心脏、血管、血液、组织氧供氧耗及器官功能状态的指标。通常可分为有创和无创两种，目前临床常用的无创血流动力学监测方法是部分二氧化碳重复吸入法（NICO）、胸腔阻抗法（ICG）及经食道彩色超声心动图（TEE）等。由于两类方法在测定原理上各有不同，临床应用适应症及所要求的条件也不同，同时其准确性和重复性亦有差异。因此对危重症患者的临床应用效果各家报道不尽相同，本文就目前国内外血流动力学的临床进展及具体应用综述如下。

1.无创血流动力学的临床应用

无创伤性血流动力学监测(noninvasive hemodynamic monitoring)是应用对机体组织没有机械损伤的方法，经皮肤或粘膜等途径间接取得有关心血管功能的各项参数，其特点是安全、无或很少发生并发症。一般无创血流动力学监测包括：心率，血压，EKG，SPO2以及颈静脉的充盈程度，可在ICU广泛应用各种危重病患者，不仅提供重要的血流动力学参数，能充分检测出受测患者瞬间的情况，也能反映动态的变化，很好的指导临床抢救工作，在一定程度上基本上替代了有创血流动力学监测方法。目前较为全面的无创监测血流动力学的方法有经胸电阻抗法（TEB）和CO2部分重吸收法监测（NICO）。① 经胸电阻抗法（TEB）是利用心动周期中胸部电阻抗的变化来测定左心室收缩时间和计算心搏量。其基本原理是欧姆定律(电阻=电压/电流)。1966年Kubicek【1】采用直接式阻抗仪测定心阻抗变化，推导出著名的Kubicek公式。1981年Sramek【2】提出对Kubicek公式加以修正。修正后的公式中Vept是高频低安培通过胸部组织的容积，T为心室射血时间。Sramek将该数学模式储存于计算机内，研制成NCCOM1～3型(BOMed)。NCCOM操作简单：8枚电极分别置于颈部和胸部两侧，即可同步连续显示HR、CO等参数的变化。它不仅能反映每次心跳时上述各参数的变化，也能计算4、10秒的均值。TEB是无创连续的，操作简单、费用低并能动态观察CO的变化趋势【3，4】。但由于其抗干扰能力差，易受病人呼吸、手术操作及心律失常等的干扰，尤其是不能鉴别异常结果是由于病人的病情变化引起，还是由于机器本身的因素所致，其绝对值有时变化较大，故在一定程度上限制了其在临床上的广泛使用。② CO2部分重吸收法监测（NICO）美国 Novametrix公司研制的CO2部分重吸收法监测（NICO）采用的Fick 原理对心输出量进行监测，而应用CO2重复吸收装置后，经过一系列的数学推导公式;最终心输出量由CO2产生量和呼末CO2与动脉CO2含量之间的比例常数求得。通过大量的动物实验及临床实

【5-7】践证实, 其与温度稀释法有良好的相关性。但 Nielsson 【8】等将NICO监测系统和热稀释法测量心输出量进行研究发现，两者之间缺乏一致性，他们认为NICO监测的是有通气部分的肺毛细血管血流量，若所测量患者的通气血流比例不匹配将会导致两种测量方法所导致的CO出现差异。Gama【9】等研究了不同血流动力学状态和不同通气血流比条件下CO2部分重吸收法的准确性。他们的结论是：在高心输出量状态和肺泡死腔增加的情况下CORB偏低，并且种监测方法仅能局限在气管插管的机械通气的病人。王波等【10】通过对8例肺心病患者在机械通气中进行无创血流动力学监测认为：血流动力学监测可综合动态评价心肺组织灌注情况，对心肺循环功能障碍作出早期诊断，特别是需要应用呼吸机救治的患者，可指导临床医师及时调整呼吸参数，在纠正呼吸衰竭的同时，尽可能少地影响体、肺循环，进而使病情得到逆转。万伟民等【11】通过对90例冠心病患者行无创血流动力学检测，认为冠心病患者随心肌损害程度加重，心功能逐渐下降，无创方法检测心功能简便、实用，与临床表现相关性好，对指导临床治疗有重要意义。张【12】国强等认为无创血流动力学监测技术操作简便，使用方便，在指导血管扩张剂的应用方面具有良好依据，可及时反映患者用药过程中的病情变化，并避免出现医源性感染等情况，具有很强的实用价值。William等通过对185例急诊病人行无创血流动力学监测后认为：无创血流动力学监测技术及信息功能可提供可行的途径去早期预测患者的预后及评价各种治疗措施的效果【13】。Kabal等通过对203例患者的临床监测，认为无创监测技术具有广泛应用前景，但无创监测技术不能替代有创监测技术，这是由它们特定的技术性质所决定的。无创监测技术的局限如仅能适用于18岁以上患者，如果有心律失常存在，其计算结果将不再精确【14】。虽然无创血流动力学监测技术可简捷快速为患者建立血流动力学变化趋势，为临床医生诊断、治疗提供指导。但实践应用中，亦出现在某些休克、高度浮肿或过度肥胖的患者中，电阻抗信号可能太弱，至使结果不可靠,这在一定程度上也限制了其临床应用。

2.有创血流动力学的临床应用

创伤性血流动力学监测(invasive hemodynamic monitoring)通常是指经体表插入各种导管或监测探头到心腔或血管腔内，利用各种监测仪或监测装置直接测定各项生理学参数。目前创伤性血流动力学监测的方法主要有：肺动脉漂浮导管（PAC），经肺热稀释测定技术（PiCCO）和经食管超声多普勒(TEE)。①肺动脉漂浮导管（PAC）19世纪70年代Swan与Ganz发明肺动脉漂浮导管（PAC）以来，肺动脉漂浮导管监测血流动力学一直是临床血流动力学监测的金标准。肺动脉漂浮导管通过热稀释法获得心排，而通过下列假设：PCWP(肺毛细血管嵌压)、LAP（左房压）、LVEDP(左室舒张末压)、LVEDV(左室舒张末容量)相当于前负荷来通过压力指标来反映容量状态。然而临床很多情况下，这一假设是不准确的。特别是危重病人，据报道约52％的病人存在PCWP和CVP不能准确反映容量负荷的危险。因为这一假设的前提必须是导管位置正常；无二尖瓣疾病：心室顺应性正常和心室无几何变形。采用压力评价前负荷，是假定容量升高，压力呈线性升高。事实上，心室舒张末容量与压力并非线性关系，而是曲线关系。压力并不总是反映病人的容量状况，但可反映顺应性的变化。漂浮导管是目前临床中广泛应用的一种操作，但关于其能改善临床预后的证据并不多，有些甚至指出它会造成损伤【15-17】。美国国家心肺及血液病研究所赞助的关于PAC的一份前瞻性随机临床研究ESCAPE研究随机观察了26个中心内的433名患者失代偿心衰住院病人，总结Swann-Ganz漂浮导管行血液动力学监测情况下进行治疗的安全性与仅依靠临床体征的治疗安全性相仿，但是操作并不改善临床预后【18】。Sandham【19】等对将近2000例高危手术病人研究发现采用漂浮导管与中心静脉导管住院时间、死亡率以及器官功能不全的发生率无差异。美国国家心肺及血液病研究所与ARDS协作组采用漂浮导管与中心静脉导管对ARDS患者进行液体管理发现两者之间无显著差异【20】。②经肺热稀释测定技术（PiCCO）PiCCO监测仪是德国PULSION公司推出的新一代容量监测仪，近年来欧洲开始广泛接受并开始应用于临床。其所采用的方法结合了经肺温度稀释技术和动脉脉搏波型曲线下面积分析技术。该监测仪采用热稀释方法测量单次的心输出量(CO)，并通过分析动脉压力波型曲线下面积来获得连续的心输出量(PCCO)。PiCCO对心排的监测是从经肺温度稀释曲线计算而得，与肺动脉导管温度稀释曲线相比，经肺温度稀释曲线更长、更平坦。因此，经肺温度稀释曲线对温度基线的飘移更敏感。但经肺温度稀释曲线不受注射剂在何种呼吸周期注射的影响。PiCCO利用经肺温度稀释法测得的CO(COTDa)与同时利用肺动脉导管测得的CO(COTDpa)相关【21，22】良好。容量监测方面通过计算可得出容量性指标胸内血容量(ITBV)和血管外肺水(EVLW)，ITBV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【23】。PiCCO监测仪对容量的判断从压力监测发展为容量监测应该说是一个革命性的转变，对临床医生来说也需要一个概念上的转变过程，新参数、新单位的引进，还有一个适应过程。PCCO是PiCCO监测仪通过一种改良的分析动脉压力波型曲线下面积的方法来获得连续的心输出量(PCCO)。PCCO利用经肺温度稀释单次测定CO来校正。PCCO与COTDpa相关良好。③经食管超声技术（TEE）TEE根据物体（红细胞）移动的速度和已知频率超声波的反射频率成正比的原理设计的HemoSonicTM100的超声多普勒探头通过测定红细胞移动的速度来推算降主动脉的血流量，其配有的M型超声探头，还可直接测量降主动脉直径的大小，而不需要根据年龄、身高等参数来间接推算主动脉直径，这样就提高了测量结果的准确性。由于降主动脉的血流量是CO的70%(降主动脉血流与CO的相关系数是0.92，故根据相应的计算公式即可得出较为准确的CO。多数研究结果显示它与热稀释法高度相关【24，25】。TEE测量左心室充盈期舒张末面积直接与每搏容量指数相关，可作为前负荷的定量指标，已成为许多麻醉医师围术期处理病人的重要组成部分。但TEE技术操作水平要求高，多种因素影响可造成误差，操作者及结果分析者要有超声检查技术、图形分析基本理论知识、心血管疾病知识，而且要经过严格培训才能避免错误。此外检查费用昂贵，所以此技术推广目前有较大难度。

3.有创血流动力学监测技术进展现状

血流动力学监测技术自1970被Dr H.J.Swan 和 Dr W.Ganz.【26】引入临床工作中以来，它的应用迅速扩大。PAC最初应用于急性心血管病【27】，1985年，为鉴别急性肺水肿与急性呼吸衰竭，导致PAC在危重病领域的广泛使用。PAC作为血流动力学监测技术的金标准是毫无疑议的，因为它所提供的参数是其他任何监测方法都无法得到的。PAC能及时准确地反映病人的血流动力学状况，并由此计算出其他有关指标，为危重病的诊治提供了非常有价值的资料，是现代危重症监护病房重要的监测手段之一，然而它用于指导危重病治疗的可用性最近受到不同程度的质疑。Shah等【28】通过对13个随机对照研究的meta分析，其结果是PAC的应用既没有明显增加死亡率，也未改善患者的生存率。在心力衰竭的早期常规应用PAC，没有减少或增加患者的死亡及住院时间。因此建议PAC不应常规应用于ICU病人、失代偿心力衰竭病人及外科手术病人，除非有证据证实相对于其它诊断工具而言，PAC能提供有效的治疗改善患者的预后。Richard等【29】的研究显示PAC的临床应用既未增加患者死亡率，也未改善患者转归。Cohen等【30】则认为PAC导致患者死亡率增加。Harvey等【31】通过来自65个ICU的1014例病人的随机对照研究，尚没有明确的证据说明应用PAC对患者是有益还是有害。Connors【32】等调查了接受加强监护的第一个24小时使用肺动脉导管与生存率之间的关系。这是一个前瞻性联合研究，包括了5家教学医院的整体超过9000例病人中的5735例病人，而且都是危重病人，预计半年死亡率超过50%。经过分析处理得出的结果令人不安，PAC监测的病人死亡率、住院时间和费用均增加。这导致了许多多中心随机临床研究去评价PAC的应用价值。关于PAC临床应用的激烈争论，导致1997年对PAC的会议讨论，关于PAC的并发症由5个最受尊敬的医疗护理机构一致认可，在应用PAC前应由临床医生去衡量其风险和利益，另外在特定的临床情况下还应确定适当应用PAC的标准。关于PAC的应用标准的需求及提高临床医生关于对PAC的知识水平尚需最后决定。其中阻碍PAC应用的原因可能有以下几点：

1、增加了病人的风险；

2、可以用更少的侵袭操作获得相似的变量参数；

3、费用增加；

4、不精确的测量导致错误的变量参数；

5、不正确的解释和临床应用；

6、缺乏获益的有力证据。也许是基于上述原因，PAC在紧急救护方面的临床应用在过去10年较开始应用的前25年相比较明显下降。2005年PAC在急危重患者的应用仅有少数并且在外科病人存有较高的风险率。这使得对PAC的传统应用提出了新的挑战，是因为PAC没有明确证据证明其临床应用可明显改善患者预后。为什么同样的方法会得出不同的结论呢？因为上述研究均忽视了时间因素和一些临床情况对血流动力学复苏治疗的影响，如果将所有临床情况下的早晚期治疗结果放在一起分析，很难发现结果上的显著差别【33】。一些研究者分析了漂浮导管不能带给危重病人益处的可能原因有医务人员对漂浮导管数据的误解，无效的治疗方案，缺乏更全面的漂浮导管知识的培训等等，呼吁找出良性的漂浮导管管理方案，进一步明确漂浮导管的应用价值【34，35】。虽然从PAC中获得的大多数数据也可通过较少侵袭性方法获得，但是肺动脉楔压及混合静脉血氧饱和度监测是PAC所特有的特点，PAC在某些特定情况下仍保持着它的金标准【36】。

在肺动脉漂浮导管的安全性及可靠性受到质疑的时代，一种安全可靠的无创血流动力学监测技术受到人们的欢迎。这种直接的Fick方法简便、容易，但是在严重肺疾病及多脏器功能衰竭患者不能提供精确的早期诊断信息。而脉搏轮廓分析法（PiCCO）在稳定的血流动力学情况下与PAC有很好的相关性，在不稳定的血流动力学情况下这种设备可频繁定标。1999 年Goedje 等【37】对肺动脉和股动脉温度稀释法与PiCCO 进行了比较, 在心脏术后患者的对照研究中, 显示r 值为0.850。Zollner 等【38】对ARDS 患者进行了PiCCO 与PAC热稀释法的比较,也取得了令人满意的结果。Markus等通过应用PiCCO系统及传统PAC对14例严重烧伤病人监测参数的比较，认为在低于正常心输出量的患者，其CI、SVR、SVRI两者有明显相关性（r=0.81），而对于CI>5.5的病人两者相关性差（r=0.46）。因其费用低、侵害性小等优点较传统的PAC更具明显优势【39】。也有人认为PiCCO系统安全、方便，可避免应用传统PAC，仅需一条中心静脉导管及动脉导管，即能连续监测患者多项有价值的参数，似乎其应用更俱前景。然而这个系统也有其局限性，主动脉瘤、主动脉内的球囊泵以及外周插入的导管可导致过高评估其容量，另外心内分流也限制了它的临床应用【40】。

4.与PiCCO的相关研究

对于PiCCO而言，是一项比传统应用的PAC创伤更为少的一种方法，并且还可监测到许多可以测量参数。使用PiCCO监测仪可以有效地检测胸腔内血容积（ITBV), 血管外肺水（EVLW)、心功能指数。这些参数可以非常准确地反应心脏前负荷、肺水肿、心收缩力。①胸腔内血容积（ITBV）：PiCCO可以评估胸腔内血容积（ITBV）是基于通过热稀释法测定的舒张末期容积(GEDV)，GEDV和ITBV

【41】的相关性是在实验和临床研究中证实的。2000年 Bindels等发现在临床上ITBV

【42】对于检测心脏前负荷要优于肺动脉楔压。Buhre等通过根据稀释指示剂可以显示血容积从胸腔内向胸腔外的移动并加以量化也支持上述观点，从而帮助性地指

【43】导液体治疗。1992年Lichtwarck-Ascoff等指出应用ITBV可以及时反应机械通气患者的循环血容积情况，这不同于常规测定的中心静脉压和肺动脉楔压，这些并未准确反应心脏前负荷，因此PiCCO可以帮助在临床上准确监测胸腔内血容积并获得最佳的心输出量数据，心脏前负荷的优化评估是治疗危重症患者的前提，不佳的心脏前负荷会影响组织灌注，导致多器官功能衰竭，而过多的液体治疗会导致肺水肿，甚至出现呼吸衰竭，以至死亡。感染性休克的患者很大程度上是因为毛细血管的通透性增加，使从而增加了血管外肺水（EVLW），而胸腔内血容积(ITBV)减少，脓毒症患者病情加重期，全身血管阻力（SVR）、胸腔内血容积（ITBV）减少，同时伴有发热的症状，这时心输出量和心功能指数增加，在此时期，适当的液体治疗是非常重要的。②血管外肺水（EVLW）：EVLW 与肺内血管外的热容积相关，可以通过平均传输时间的方法计算得到。EVLW是反应肺水肿的情况，这通常不是临床和实验的常规研究。早期，肺间质的含水量和其中较少的变化不能被检测或仅仅依赖于胸部X线及动脉血气分析，胸部X线反应了整个胸腔的密度，因此应用X线评估肺水肿要比EVLW差得多。Breiburg等【44】于2000年讲述了ARDS患者的整个肺损伤的情况，整个肺泡基底膜的通透性增加，血浆膨胀压下降导致了体液进入了肺泡腔，另外，由于蛋白水解酶破坏了毛细血管上皮细胞和内皮细胞的连接点，使体液进入了肺间质，肺的淋巴循环系统遭到破坏，使液体积累逐渐增多。因此，ARDS患者EVLW是增加的，这也直接导致了静脉压的增高，ITBV减少。EVLW是病情严重的标志。Sturm等【45】于1990年阐明了ARDS患者的死亡率与EVLW的关系，这项实验中的81名患者是外科ICU的，大多数是创伤和/或伴有呼吸衰竭的脓毒症患者，其余还包括伴有脓毒症以及腹膜炎的腹部术后患者。实验发现，患者的EVLW在8-10ml/kg之间的死亡率为25%，在10ml/kg以上的死亡率可高达75%。EVLW增高的机械通气患者很容易出现院内感染，因此，任何减少血管外肺水而不减少灌流的治疗都可以使患者提高生存率。例如左心衰竭、肺炎、脓毒血症、中毒和烧伤患者的肺间质液体量增多，EVLW的增加是因为液体向组织间隙渗出增加，后者可由血管内滤过压的升高（左心衰竭，容量过多）或肺血管血浆蛋白通透性增加引起，血浆蛋白产生的胶体渗透压会将水分拉向组织间隙（内毒素休克、肺炎、脓血症、醉酒、烧伤）。Bindels等【46】于1999年建议血流动力学不稳定同时伴有肺水肿的患者仍需要通过溶液冲击来提高心输出量，肺水肿的患者需要在最初的24小时内通过EVLW的检测快速达到体内液体平衡。③心功能指数（CFI）:危重症患者的治疗中评估心脏的收缩性是非常重要的，这可以通过放置左心室导管采用左心室压力增高率的最高值的参考标准来测量，左心室压力增高率是收缩性的直接反应，主要是计算在心脏收缩时压力上升的速度，当压力接近于主动脉瓣时，血压在心室收缩时也是成比例上升的，在重症监护室中采用上述检测方法是不可能的，也是过时的想法。如果使用肺动脉导管（PAC）时，右心室射血分数、心功能指数和充盈压的比率等等将会测出，中心静脉压和肺毛细血管楔压也可以很好地反应心功能情况。PiCCO是检测心功能的一项新方法，它测量的参数被称为心功能指数，是心输出量与全心舒张末期容积的比值。心功能指数是心脏前负荷的自变量，反应了心脏的变力状态。在1994年Pfeiffer等【47】的研究中发现心功能指数的结果与之前提到的左心室压力增高率非常接近，它对区别容积和收缩性的变化非常灵敏，不同于使用PAC的测量。发现心功能指数不受胸内压、心血管的顺应性和血管紧张度的影响，因此它可以作为检测心功能的常规参数

PiCCO的特点：优点：1.损伤更小，只需要利用一条中心静脉导管和一条动脉通路，无需使用右心导管 2.直观性，各类参数结果可直观应用于临床，无需加以解释 3.对每次心搏测量，治疗更及时 4.费用和时间节省，导管放置过程更简单，无需做胸部X线定位，不再难以确定血管容积基线，无需仅凭X线胸片争论是否存在肺水肿 5.使用更简便，结果与操作者无关，PiCCO导管留置达10天，有备用电池便于病人转运。与经食道多普勒超声这种安全、无创和快速获得数据的检测方法相比，PICCO很明显是一种有创，但获得的数据更为广泛。Matthews和Nevin【48】在1998年指出经食道多普勒超声需要频繁地变换位置，很多时候收集的数据是不可靠的，更显著的是会影响到患者的呼吸，多普勒超声不同于PAC，不能提供有关心肺血管压力的数据，然而Higgins和Singer【49】于1993年强调了经食道多普勒超声是评估血流动力学的快速检测方法，当在临床上需要置管却风险很大时，这种检测方法是非常重要的，例如严重的凝血功能障碍的患者。

同样的，应用PiCCO也有禁忌症。例如股动脉移植术或是股动脉置管处严重烧伤，这都是PiCCO的禁忌。在心内分流、主动脉瘤、主动脉狭窄、非切除术和体外循环的病人采用热稀释法得到检测数据是不准确的。制造厂家提示当中心静脉导管置于股静脉时心输出量将被过高评估。

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第三篇：(修订)血流动力学不稳定骨盆骨折急诊处理专家共识

血流动力学不稳定骨盆骨折急诊处理专家共识

（2015年修订）

中华医学会急诊医学分会 中华医学会创伤学分会 中国医师协会创伤外科医师分会 中国医师协会急诊医师分会

一、流行病学

钝性伤导致骨盆骨折血流动力学不稳定的定义为低血压(收缩压≤90mmHg），并伴有需要大量输血（伤后6h内需要输注4~6U或以上浓缩红细胞）、显著的碱缺失（≤-6 mmol/L）或两者兼有。血流动力学不稳定骨盆骨折是各种高能量损伤导致死亡的主要损伤之一，伤后24 h内的主要死亡原因是急性失血。随着损伤程度的增高，死亡率不断升高，可达18%~40%。处理的关键在于要明确出血部位并控制出血。

二、多学科团队与诊治流程（附图）

处理血流动力学不稳定骨盆骨折需要医院建立一个多学科的团队即创伤小组，包括急诊科、创伤外科、骨科、腹部外科、血管外科、麻醉科、重症医学科、放射科/介入治疗科、输血治疗科及相关学科，通过制定并落实匹配医院救治能力的创伤小组启动标准和诊治流程，可以有效地提高救治效果。

创伤小组成员应该具有本专业高年资主治医师以上的资格，并接受过美国高级创伤生命（advanced trauma life support，ATLS）之类课程的培训。创伤小组需要有明确的组长，负责整个急救过程。创伤小组组长应该掌握先进的创伤救治理论知识，有丰富的严重创伤救治的临床经验，并具有很好的组织协调能力，能够有效指挥从急诊室—手术室/DSA—ICU的整个救治过程。

对于需要手术/放射介入止血的患者，要尽最大努力缩短其受伤与确定性止血的时间间隔。

三、诊断性评估

1.遵循高级创伤生命支持的评估和处理的原则，立即进行快速评估并优先处理危及生命的问题，包括紧急的气道管理、呼吸和循环支持。对于怀疑有骨盆骨折的患者，不应该反复进行骨盆挤压-分离试验。

2.创伤复苏单元应配置床旁X线摄片机和超声机。严重创伤患者到达后尽快拍摄前后位的骨盆片和胸片，完成针对创伤的快速超声评估（focused assessment with sonography for trauma，FAST），明确腹腔、胸腔和心包腔有无大量积液。如有紧急剖腹/剖胸指征，应立即送往手术室。

3.对于血流动力学不稳定的患者，诊断性腹腔穿刺（ＤＰ）／诊断性腹腔灌洗（ＤＰＬ）是排除腹腔内出血的最好手段。

4.CT已经成为严重创伤救治中非常重要的检查手段，尤其是增强CT检查可以很好地诊断/排除骨盆出血。医院应具备24h开展增强CT检查的条件，最好CT室紧邻创伤复苏单元设置。如果两者相距较远，必须充分评价转送CT检查的利弊，并保证转送和检查期间能够连续获得与复苏室相当的监测与治疗强度。检查之前必须做好计划，保证CT扫描完成即可以采取下一步的措施，直接送手术室、导管室或者ICU。

5.骨盆骨折可合并全身其他部位损伤，要注意充分和全面的评估，尤其需关注合并直/结肠、泌尿生殖器的损伤。导尿和肛指检查可以及时发现泌尿生殖系和结直肠损伤。

四、损伤控制复苏

1．骨盆骨折合并血流动力学不稳定需尽快开始液体治疗，优选上肢途径的外周静脉通路2~3条，条件允许时可考虑颈内/锁骨下静脉置管。初始应用晶体液治疗，如果合并严重颅脑损伤（GCS≤8分），避免应用低渗溶液。如果应用人工胶体液，建议在其处方剂量范围之内。输注红细胞以维持血红蛋白7~9 g/dl。

2.对于需要手术或者血管栓塞治疗止血的患者，建议早期将收缩压控制在80~90mmHg左右，直至确定性止血后进行充分的复苏。如果合并颅脑损伤，建议将收缩压控制在90mmHg以上，并尽最快的速度完成确定性止血。对液体复苏无效的患者，推荐使用缩血管药物来维持目标的动脉血压。对于心功能不全的患者，推荐使用正性肌力药物。

3.尽早（伤后3h内）使用氨甲环酸针，首剂1g静脉微泵给药（持续大于10min），后续1g持续输注超过8h。建议在创伤复苏单元储备氨甲环酸针，有条件的地方可考虑在救护车中即开始使用。

4．推荐早期采取综合措施减少体热丢失和保温，以达到并维持正常的体温。

5．积极纠正酸中毒。动态监测血乳酸或碱缺失，是评估出血和休克程度的敏感指标。常规监测血浆离子钙水平并维持在正常范围。

6．常规和动态监测凝血功能，建议开展血栓弹力图检查，积极防治创伤性凝血病。对于大出血的患者，推荐早期应用血浆、凝血酶原复合物、纤维蛋白原。建议血浆:红细胞的输注比例至少达到1:2。血浆纤维蛋白原水平≤1.5-2.0g/l或血栓弹力图提示功能性纤维蛋白原缺乏，输注纤维蛋白原或冷沉淀，起始剂量纤维蛋白原为3-4g，冷沉淀为50mg/kg。输注血小板以维持血小板计数大于50×109/L，对于持续出血和/或创伤性脑损伤的患者，建议将血小板计数维持在100×109/L以上，输注的起始剂量为4-8单位血小板。建议建立大量输血治疗（massive transfusion protocol，MTP）的预案，确保及时获得血液制品。

7.对于已经采取标准的控制出血的努力和最佳的传统止血措施的患者，如果持续存在大出血和创伤性凝血病，建议使用基因重组的活化VII因子（rFVIIa）。

五、骨盆带与支架外固定

对于机械不稳定的骨盆骨折，应尽快维持骨折的稳定性。稳定骨盆可以减少骨折移位和缩小盆腔容量，有利于减少出血，并降低患者后续翻身/搬动带来的风险。稳定骨盆的措施包括骨盆带和支架外固定两类。

1．骨盆带：尽早使用，如能在院前就开始使用则更佳。

1）如果FAST和诊断性腹腔穿刺结果阴性而患者血流动力学仍不稳定，临床怀疑或者X线摄片提示骨盆后环增宽或耻骨联合分离，建议先行无创性的骨盆带固定。

2）骨盆的束带外固定可采用一条床单紧紧包裹后以毛巾夹扣住，或使用专门的固定装置。要以大转子为中心并包裹臀部，持续时间不超过24~36h，以防止损伤部位或骨性突出处的皮肤坏死。2 支架外固定

1）有效的支架外固定方式有外固定架-固定前环，C形钳（C-clamp）-固定后环。前方固定用于固定前环不稳定，常用于耻骨联合分离及耻骨支骨折，后方固定用于固定后环不稳定，常用于骶髂关节分离、骶骨骨折等。

2）外固定支架作为一种可以快速、简单完成的骨折固定技术，适用于紧急情况下不稳定骨盆环损伤的临时性固定，对部分患者也可作为确定性的治疗选择。可以在急诊室或者手术室完成。

六、腹膜外填塞/剖腹探查手术

1.腹膜外填塞作为血流动力学不稳定骨盆骨折多学科处理临床路径的综合措施之一（还包括血管造影和栓塞，支架外固定），能够快速有效地控制出血，即使作为挽救性止血手段也有效。可以在没有条件进行血管栓塞时，或者血管栓塞后有继续出血时使用。

2.腹膜外填塞可在床旁或者送手术室进行，最好选择能够同时进行血管造影的杂交手术室。通过从前方暴露后腹膜血肿，并清除血和血凝块来完成腹膜外填塞。用牵开器向外侧拉开膀胱，仔细探查骨盆缘并徒手分离，小心避免撕裂髂血管和闭孔血管之间的任何血管分支。沿骨盆边缘尽可能深地向后方探查，依次填塞三块剖腹用的大纱布。第一块纱布置于最深处，骶髂关节的下方；第二块置于骨盆窝的中部，第一块纱布的前方；第三块置于膀胱后外侧的耻骨后窝。在完成一边的填塞后，将膀胱拉向对侧，再填塞另外一侧。

3.骨盆骨折合并腹腔脏器损伤的概率为16%~55％不等，如有明确证据支持存在腹内脏器损伤的患者，需尽快送手术室进行剖腹探查。对于剖腹探查时考虑后腹膜血肿是动脉性出血为主的患者，探查的同时行髂内动脉结扎是一种有效的控制骨盆大出血的重要手段,若髂内动脉结扎后仍未控制出血可行腹膜外填塞。

4.如果腹膜外填塞止血有效，建议48~72h之内去除或更换（如果纱布移除后又持续出血）纱布。

七、血管造影/栓塞

1.在排除非骨盆来源的出血后，骨盆骨折患者有血流动力学不稳定或有进行性出血的征象，应考虑行骨盆血管造影/栓塞。

2.于60岁的严重骨盆骨折（翻书样、蝶样或垂直剪切损伤）患者，不管血流动力学状况如何，均应考虑行骨盆血管造影。

3.对于符合指征的患者，应尽快开始血管造影和栓塞治疗。有研究提示在1h内进行血管造影，能够明显改善预后。对于高度怀疑动脉性出血的骨盆骨折，如病情允许可以先行增强CT检查以明确出血部位，也可以直接送导管室；如果血流动力学极不稳定，有条件时可以在急诊室实施稳定骨盆和/或腹膜外填塞和/或主动脉球囊阻断，然后送导管室/杂交手术室。4.骨盆骨折患者接受血管造影后无论是否行栓塞治疗，在排除非骨盆来源的出血后仍有进行性出血的征象，应考虑再次行血管造影和必要的栓塞。

5.对于病情不稳定的患者，血管栓塞治疗后建议保留动脉导管鞘24~72h，以备再次造影和栓塞之需。

6.骨盆血管造影与双侧栓塞似乎是安全的，很少有大的并发症。已有报告在血流动力学不稳定患者中发生臀部肌肉缺血坏死，长期制动和臀部直接创伤也是可能的原因，并非一定是血管造影栓塞的直接并发症。双侧髂内动脉栓塞治疗似乎并不影响男性的性功能。

八、主动脉球囊或钳夹阻断 1．如果患者经过常规手段积极复苏后血流动力学极不稳定，已经发生过或者濒临心脏骤停，或者作为转送手术室/导管室/CT室前的保障手段，可考虑采用经皮穿刺腹主动脉球囊阻断。如果已经开腹手术，可行腹主动脉钳夹阻断；或者紧急开胸手术，阻断降主动脉。2．主动脉球囊或钳夹阻断的时间原则上不超过60min，可作为临时的紧急方法，能最大程度地控制动脉性出血，为进一步的血管栓塞或手术止血、积极复苏创造机会，可以提高存活的可能。但有可能导致下肢缺血、加重肾功能损害的严重并发症。

九、落实救治流程和持续质量改进

医院制定救治流程后应对相关人员进行反复培训，并采用核查表、电子病历等形式，确保流程得到高效准确的落实。要对整个救治过程进行质量监控，定期评估循证治疗流程的依从性和救治效果，开展持续质量改进活动。

附图.血流动力学不稳定骨盆骨折急诊处理的参考流程

第四篇：张千帆《宪法学导论》读书笔记

张千帆《宪法学导论》读书笔记

张千帆，曾任南京大学法学院教授、博士生导师。现任北京大学法学院、政府管理学院双聘教授，博士生导师，担任北京大学宪法与行政法研究中心常务副主任、中国宪法学会副会长等职。1997年、1999年先后获得德克萨斯大学奥斯汀分校政府学硕士与政府学博士学位。张千帆教授是国内最著名的宪法学者之一，为中国宪法学的发展做出了卓越的贡献。北京大学政府管理学院包万超博士评价他为“一位出类拔萃的宪法学者，是我国少有的几位能应用西方法学理论研究中国公法问题的学者，他的博学、智慧和敬业精神将中国的宪法研究和教学推向了一个新的阶梯。

法律的生命力源于理性。如果把法律看作是鱼，那么社会则为水，正义为其肉，理性为其骨。法律的魅力在理性中得以奔腾、彰显，最终得到升华。正如张千帆教授在文中所写道的：“在现代法治社会，动态的法律是一种永恒的理性对话过程。”读张千帆教授的书就如同与张千帆教授的交谈，让我们感受到了一个宪法学者应有的理性深度，一位法学家对社会现象冷静的反思，以及一位法学教授孜孜不倦的探求精神和对社会充满睿智的爱。随着阅读的深入，理性与思辨，冷静与热情，在他的叙述中一一展露。我们接近的不仅是一位宪法学家，而是更像是一位拓荒者，他带着比较的规尺追逐地平线上的太阳，并用正义的犁挑起宪法看得见的东方梦。

作为一个留学归来的学者，张千帆教授熟稔国外的司法体系以及宪政构建，这从他所编的《西方先政体系》当中就可以看得出来。这本《宪法学导论》，结合了英美法系和欧陆法系在宪政上的司法实践，与中国当前的宪政状况形成了鲜明的对比。作者在写作中，逻辑清晰，资料详实，系统论述了宪政的发展历程以及当前在各国的实践。虽然这本书是作为一个法律教程来写的，但是由于书中举出了大量的司法案例并加以分析，让我这个法学的门外汉一点也不觉得枯燥。而且这本书的写作更多的是采用西方的学术思维，摆脱了中国传统教材的枯燥无味。书中序言中列举的拆迁案列，更是紧贴当前的社会现状，让人感同身受。我认为这本书是现在中国的宪法学教材中最好的一本。通过这本书的阅读，自己学到了许多深刻的东西，对当前国内外的宪政也有所了解。从宪政发展的起源到当前宪政的实践，从宪法司法化到宪政审查的建立，从国家体制的变迁到政党政治的运行，书中都做出了详尽的分析。它最大的贡献就在与国内的很多宪法学者还在纠缠于意识形态上，而张千帆教授的这部著作是完全站在法律人自己的领地、以法律人的思维来研究和书写宪法学的。单纯的宣示“人民主权”、“依法治国”以及“公民权利”、“宪政”等等，而不继之以稳定的制度

保障，这些迷人的口号原本具有的功能也会逐渐褪掉，进而使它们成为谁都可以用来装点门面的廉价货。法治、宪政及宪法学的研究，固然以前述教义为理论基础，但理论本身只是一个出去了的娜娜，而法治、宪政及宪法学应该回答的是“娜娜出去以后怎么办”这样的问题。作为公法的宪法固然无法脱离政治——那是不现实的，但宪法学不是政治宣传手册，宪法学者不应该是政治宣传工作者。作为学问的宪法学必须独立呼吸，发出自己的声音。

《宪法学导论-原理与应用》一书由以下三个部分八个章节组成：第一部分为概论，主要章节为宪法学是什么？宪政制度及其思想渊源的形成与发展，宪政审查与宪法效力。第二部分为国家权利的结构与组织，主要章节为国家结构形式，政府的组织形式，政党与选举。第三部分为公民基本权利，主要章节为权利的理论基础，权利的宪法保障。读完这本书，让我总的感触就是《宪法学导论：原理与应用》是从具体的问题和案例出发，来解说公民权利、政府权力、法治、宪政，探讨宪法的价值所在以及它们变成现实的途径和保障，内容不仅覆盖了美国、英国、法国、德国的宪政实践，还涉及欧盟和联合国的有关问题，大量的“评注”和条文的理解。这对于我来说是一种意外而迫切想取得的收获。

对于书中的每一个篇幅，在我个人看来都是精典之作，特别是张千帆教授对宪政的历史、发展，内容，乃至哲学层面上的思考，都提了精道的观点，使我恨不得立即将其所有吸入脑中全部予以消化吸收，但时间，资力有限，也只能对一些自己理解的，感触最深的部分书写一下读后感。

对于此本书，我印象和感触最深，作为法律工作最想实现的就是第三章宪政审查理与宪政效力。这一章张千帆教授主要用五节来说明实现宪法效力的意义以及应有何种的保障机制。我们都清楚，如果宪法效力不能正真的体现，那么再华丽的“权利”、“民主”都是一句空谈，如果没有司法性质的机构对立法进行独立的审查，宪法条文如果只取决于立法机构自查，那么法治就无从谈起。因此，张千帆教授试图通过五节内容来对宪政审查和宪法效力之间的关系进行一个梳理，以求宪政对于实现法治的重要性。

读完这一章，让我对原本已认识到的问题有了一个更深的理解。特别是张教授提到的，宪法审查是否抵触到中国现行的国家制度即人民代表大会制度。

“宪法审查”，首先必要的条件就是审查机构必须具备高度独立性。但是在中国，对宪法的所谓的审查权在人大，然人大又是制定法律的立法机构。这时我们就发现一个违反法治的普遍原则，即“任何人不能做自已案件的法官。因此我们一般都认为”宪法审查“与“人大至上性”的矛盾，已使宪法司法化在现行体制上不能完全行使。

然张教授并没有将人大制度与宪法审查完全予以对立，而是试图通过对人大的进一步的解悉为论证宪政的审查和我们的人大制度并不存在抵触，从而使宪政在中国这种政治环境下予以生存以至发展。

张教授认为人大所行使的并不是原始意义上的主权，而是人民委托行使的主权。人民具有国家全部主权本身并不表明人民不能通过宪 法把部分主权委托其他机构行使。因此，宪政审查机构对立法的审查并不能被认为是必然侵犯了人民代表大会的权力。就这样，张教授通过国家宣传的“一切的权力属于人民，人民是国家的主人“的基本论点来化解宪法审查与人大的矛盾。

此外，张教授在书中还讲到了在司法判案中适用宪法的问题，因为这也是宪法司法化所必须的。

我们都清楚，如果宪法的不直接适用性，那就大大的削弱了宪法的权威性。产生这种现象的原因有很多。除了宪法本身具有高度的抽象性、原则性、概括性，造成其惩罚性，制裁性不强，使宪法规范本身缺乏可诉性和可操作性。然而最主要的是人们对宪法认识的观念问题。长期以来，人们认为宪法主要是服务于政治，和国家的大政方针联系在一起，久而久之，人们就认为用根本大法去解决刑事、民事等小问题是对宪法的亵渎。这不仅仅是社会群众对此的认识，连最高人民法院以往的司法解释中都将是否引用宪法条文进行裁判采取了回避的态度。

终于，历经数十年，“齐玉苓案”这个被国人称为中国“宪法司法化第一案”横空出世。该案似乎让人看到“宪法司法化”的曙光。的确，该案对于实际处于休眠状态的中国宪法而言，是一个可喜的进步。但这只是开始，还必须有“第二案、第三案”。乃至在宪政制度上的进一步发展；否则，真的就像张教授所说的将成为中国的后无来者的“博纳姆医生案”。

保证法律判决的公正合理，需要司法体制的改革，而司法体制的改革从根本上来说是需要中国宪政体制的确立，让宪法保障的一系列权利落到实处。要使宪政改革沿着和平的方向进行，需要有一种有利于宪政转型的文化。首先，宪政文化要求适当的大众参与，从而使社会改革沿着大多数人的能够认同的方向进行，因而限制政治精英的作用和权力。其次，与此相关的是，这个社会必须具备一套普遍的权力游戏规则，当有人偏离这套游戏规则的时候，能够引起足够的社会反应，这样，军事强人也不能为所欲为。最后，宪政文化需要一定的社会经济基础，如果社会各方的利益不可调和，那么暴力冲突就不可避免。然而，社会利益不可调和的真正矛盾是很少的多数情况是人们基于偏激的观念认为某些阶层或者阶级的利益存在是如此不可容忍，以至于被消灭，或者自己所代表的利益是如此优越以至于不能做出任何让步。因此，宪政文化所要求的其实是宽容。同情、以及相信矛盾可以通过合法途径解决的法治信念。

最后，在我读完这本书的时候，我觉得这本著作是现在中国的宪法学教材中最完美的一本,它的与众不同之外就是不像其他宪法学者纠缠于意识形态上，而是以纯粹的法律人，法律的视野在法律人自己的领地上探研宪法学。而不是单纯的去宣扬 “人民主权”、“依法治国”以及“公民权利”、“宪政”，但对如何通过稳定的制度进行保障只字不提。因此，我觉得这是一本值得所有法律工作者和和对法律兴趣的读者一阅。

第五篇：计算多刚体动力学介绍

计算多刚体动力学介绍

1.多体系统动力学研究状况

工程领域对机械系统的研究主要有两大问题。第一个问题是涉及系统的结构强度分析。由于计算结构力学的理论与计算方法的研究不断深入。加之有限元（FEA）应用软件系统成功开发并应用，这方面的问题已经基本得到解决；另一个问题是要解决系统的运动学、动力学与控制的性态问题，也就是研究机械系统在载荷作用下各部件的动力学响应。作为大多数的机械系统，系统部件相互连接方式的拓扑与约束形式多种多样，受力的情况除了外力与系统各部件的相互作用外，还可能存在复杂的控制环节，故称为多体系统。与之适应的多体动力学的研究已经称为工程领域研究的热点和难点。

多体系统动力学的核心问题是建模和求解，其系统研究开始于20世纪60年代。起始于20世纪70年代的基于多体系统动力学的机械系统动力学分析与仿真技术，随着计算机技术，以及计算方法的不断进步，到了20世纪90年代，在国内外已经成熟并成功地应用于工业界，成为当代进行机械系统设计不可或缺的有力工具之一。

多体系统是指由多个物体通过运动副连接的负载机械系统。多体系统动力学的根本目的是应用计算机技术进行负载机械系统的动力学分析与仿真。它是在经典力学基础上产生的新学科分支，在经典刚体系统动力学的基础上，经历了多刚体系统动力学和计算多体系统动力学两个发展阶段，特别是在前者已经趋于成熟。

多体动力学是以多体系统动力学、计算方法，以及软件工程相互交叉为主要特点，面向工程实际问题新学科。计算多体动力学是指利用计算机数值手段来研究负载机械系统静力学分析、运动学分析、动力学分析，以及控制系统分析的理论和方法。计算多体动力学的产生极大地改变了传统机构动力学分析面貌，对于原先不能够求解或者求解困难的大型复杂问题，可以借助计算机顺利完成。

在20世纪80年代初，Haug等人提出了“计算多体动力学”的概念，认为其主要任务如下：

（1）建立复杂机械系统运动学和动力学程式化的数学模型，开发实现这个数学模型的软件系统，再输入少量描述系统特征的数据、由计算机自动建立系统运动学与动力学方程。

（2）建立稳定的、有效的数值计算方法，分析弹性变形对静态偏差、稳定性、动态响应的影响，通过仿真由计算机自动产生系统的动力学响应。

（3）将仿真结果通过计算机终端以方便直观的形式表达出来。实现有效数据后处理，采用动画显示、图标或者其他方式提供数据后处理。

2.多刚体系统建模理论简介

多体系统动力学是基于经典力学理论的，多体系统中最简单的情况（自由质

点）和一般简单的情况（少数多个刚体），是经典力学的研究内容。多刚体系统动力学就是为多个刚体组成的复杂系统的运动学和动力学分析建立适宜计算机程序求解的数学模型，并寻求高效、稳定的数值解法。由经典力学逐步发展形成了多刚体系统动力学，在发展过程中形成了各具特色的多个流派。

对于由多个刚体组成的复杂系统，理论上可以采用经典力学的方法，即以牛顿—欧拉方程为代表的矢量力学方法和以拉格朗日方程为代表的分析力学方法。这种方法对于单刚体或者少数几个刚体组成的系统是可行的，但随着刚体数目的增加，方程复杂度成倍增长，寻求其解析解往往是不可能的。由于计算机数值计算方法的出现，使得面向具体问题的程序数值方法成为求解复杂问题的一条可行道路，即针对具体的多刚体问题列出其数学方程，再编制数值计算程序进行求解。对于每一个具体的问题都要编制相应的程序进行求解，虽然可以得到合理的结果，但是这个过程长期的重复是让人不可忍受的，于是寻求一种适合计算机操作的程式化的建模和求解方法变得迫切需要了。20世纪60年代初期，在航天领域和机械领域，分别开展了对于多刚体系统动力学的研究，并形成了不同派别的研究方法。如罗伯森·维腾堡（Robeson·Wittenburg）方法、凯恩（Kane）方法、旋量方法和变分方法等。

对于多刚体系统，从20世纪60~80年代，在航天和机械两个领域形成了两类不同的数学建模方法，分为称为拉格朗日方法和笛卡尔方法；20世纪90年代，在笛卡尔方法的基础上又形成了完全笛卡尔方法，这几种建模方法的主要区别在于对刚体位形描述的不同。

航天领域形成的拉格朗日方法，是一种相对坐标方法，以罗伯森·维腾堡（Robeson·Wittenburg）方法为代表，是以系统每个铰的广义坐标（又称拉格朗日坐标）来描述，广义坐标通常为连接刚体之间的相对转角或位移。这样，开环系统的位置完全可由所有铰的拉格朗日坐标阵q所确定。其动力学方程的形式为拉格朗日坐标阵的二阶微分方程组，即

B(q,q,t)

（1.2.1.1）A(q,t)q这种形式首先在解决拓扑为树的航天器问题时推出。其优点是方程个数最少，树系统的坐标数等于系统自由度，而且动力学方程易转化为常微分方程组（ODEs-Ordinary Differential Equations）。但方程显严重的非线性，为了使方程具有程式化与通用性，在矩阵A与B中常常包含描述系统拓扑的信息，其形式相当复杂，而且在选择广义坐标时需人为干预，不利于计算机自动建模。不过目前对于多体系统动力学研究比较深入，现在又几种应用软件采用拉格朗日的方法也取得了较好的效果。

对于非树系统，拉格朗日方程要采用切割铰的方法以消除闭环，引入了额外 的约束，使得产生的动力学方程为微分代数方程，不能直接采用常微分方程算法去求解，需要专门的求解技术。

机械领域形成的笛卡尔方法是绝对坐标方法，即Chace和Haug提出的方法，以系统中每一个物体为单元，建立固结在刚体上的坐标系，刚体的位置相对于一个公共参考基进行定义，其位置坐标（又称广义坐标）统一为刚体坐标系基点的笛卡尔坐标与坐标系的方位坐标，方位坐标可以选用欧拉角或欧拉参数。单个物体位置坐标系统在二维系统中为3个，在三维坐标系统中为6个（如果采用欧拉参数为7个）。对于由N个刚体组成的系统，位置坐标阵q中的坐标个数为3N（二维）、6N或7N（三维），对于铰约束的存在，这些位置坐标不独立。系统动力学模型的一般形式可表示为

CTAqqλB

（1.2.1.2）C(q,t)0式中，C为位置坐标阵q的约束方程，Cq为约束方程的雅可比矩阵，λ为拉格朗日乘子。

这类数学模型就是微分—代数方程组（DAE-Differential Algebraic Equations），又称为欧拉—拉格朗日方程组（Euler—Lagrange Equations），其方程个数较多，但系数矩阵显稀疏状，适用于计算机自动建立统一的模型进行处理。笛卡尔方法对于多刚体系统处理不区分开环与闭环（即树系统与非树系统），统一处理。目前国际上最著名的两个动力学分析商业软件ADAMS和DADS都是采用这种建模方法。

完全笛卡尔坐标法，是由Gracia和Bayo于1994年提出，是另一种形式的绝对坐标方法。这种方法的特点是避免使用一般笛卡尔方法中的欧拉角或欧拉参数，而是利用与刚体固结的若干参考点与参考矢量的笛卡尔坐标描述刚体空间位置与姿态。参考点选择在铰中心，参考矢量沿铰的转轴或移动轴，通常可由多个刚体共享而使未知变量减少。完全笛卡尔坐标所形成的动力学方程与一般笛卡尔方法本质相等，只是其雅可比矩阵为坐标线性函数，便于计算。

3.多体系统动力学建模与求解

利用利用计算多体动力学对机械系统进行分析，其实质实质是建立其系统的多体动力学方程并对其进行求解，对于多刚体系统笛卡尔方法产生的形如式（2.1.1.2）所示的动力学数学模型，也就是著名的微分—代数方程组（DAEs），多体动力学数值仿真核心问题的实质是对DAE方程初值问题的处理，以及方程的求解计算方法，这也是计算多体系统动力学领域的热点问题。

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