官亞蘭綜述,鐘 玲審校重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院腎內(nèi)科,重慶400010)
心阻抗無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測臨床應(yīng)用的研究進展
官亞蘭綜述,鐘 玲審校
重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院腎內(nèi)科,重慶400010)
血流動力學(xué); 心動描記術(shù),阻抗; 臨床醫(yī)學(xué); 綜述
心阻抗法無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測利用胸阻抗原理,通過對心阻抗微積分血流圖(ICG)的處理得到多個臨床參數(shù)。隨著技術(shù)的革新,心阻抗法無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測作為一種無創(chuàng)、操作簡便、快速、安全、可連續(xù)使用的監(jiān)測技術(shù),越來越廣泛地應(yīng)用于臨床,指導(dǎo)疾病的診治及療效評價。本文就心阻抗法無創(chuàng)監(jiān)測技術(shù)的基本原理、主要臨床應(yīng)用及其局限性作一綜述。
心阻抗無創(chuàng)血流動力學(xué)的原理衍生于歐姆定律,利用胸阻抗原理:依據(jù)脂肪、肌肉、骨骼、血液、肺的電阻抗不同,其中血液是導(dǎo)體,電阻抗最小,而胸腔中的脂肪、肌肉、骨骼、肺(暫不考慮呼吸時空氣的變化)的電阻抗相對不變[1]。當(dāng)血液從心臟泵出流經(jīng)胸腔的大血管時,胸腔的血流量增大,電阻抗減少,根據(jù)胸腔的電阻抗變化(ΔZ)及ΔZ對時間的微積分dz/dt,即ICG,經(jīng)過處理后可提供多個血流動力學(xué)參數(shù):每搏輸出量/每搏輸出量指數(shù)(SV/SVI)、心輸出量/心臟指數(shù)(CO/CI)、外周血管阻力/外周血管阻力指數(shù)(SVR/SVRI)、胸液水平(TFC)、速度指數(shù)(VI)、加速度指數(shù)(ACI)、射血前期(PEP)、左心室射血時間(LVET)、收縮時間比率(STR)、左心室做功/左心室做功指數(shù)(LCW/LCWI)等。心阻抗法與有創(chuàng)法的一致性好,相關(guān)系數(shù)達0.9[2]。
2.1 疾病診斷及監(jiān)測
2.1.1 呼吸困難的鑒別 彭雪梅等[3]比較了心源性和非心源性呼吸困難患者的血流動力學(xué)參數(shù),發(fā)現(xiàn)心源性呼吸困難患者中CI、ACI、TFC水平升高,STR水平降低。ICG系統(tǒng)可以協(xié)助醫(yī)護人員早期鑒別呼吸困難,提高診療療效。
2.1.2 危急重癥的監(jiān)測 (1)急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)的早期診斷。Tatevossian等[4]發(fā)現(xiàn)患者在發(fā)展為ARDS前均有CO及經(jīng)皮氧分壓降低、經(jīng)皮二氧化碳分壓升高,即有效循環(huán)血容量及組織灌注的不足。對危重患者進行ICG連續(xù)監(jiān)測有助于早期發(fā)現(xiàn)有效循環(huán)血容量不足,提高ARDS的早期診斷率。(2)判斷重癥敗血癥預(yù)后。Napoli等[5]在對發(fā)生嚴重敗血癥的患者監(jiān)測時發(fā)現(xiàn)死亡患者CI值明顯低于存活者,CI<2 L/(min·m2)預(yù)測死亡率的敏感性和特異性分別達到43%和93%;ACI<40 L/100 see2預(yù)測死亡率的特異性為95%,并且這一結(jié)果不依靠臨床癥狀和實驗室檢測,有很好的獨立性[6]。(3)移植監(jiān)測。有臨床試驗證明,在心臟術(shù)后患者中電阻抗法與肺動脈漂浮導(dǎo)管法測量CO有很好的相關(guān)性(r為0.77~0.90)[7]。并且ACI降低20%對心臟移植后早期排異的判定敏感性達71%,特異性達100%[8]。王鳳祥等[9]發(fā)現(xiàn)在肝移植過程中患者無肝期、新肝期和術(shù)畢時心率(HR)均升高,無肝期和新肝期平均動脈壓(MAP)和CO降低。以上研究均顯示ICG系統(tǒng)能很好地反映移植患者的血流動力學(xué)狀態(tài),并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整治療方案。
2.1.3 血管迷走神經(jīng)性暈厥(VVS) 直立傾斜試驗(HUT)用于診斷VVS耗時且缺乏衡量的“金標(biāo)準(zhǔn)”。Parry等[10]發(fā)現(xiàn)在HUT前VVS患者與健康人的血流動力學(xué)無明顯改變,但患者在HUT試驗中暈厥前期,CI、LCWI有明顯改變,提示可將ICG用于VVS的診斷,但該研究尚不充分,有待進一步研究證實。
2.1.4 孕期監(jiān)護 San-Frutos等[11]監(jiān)測18名正常妊娠孕婦從懷孕12周到產(chǎn)后6個月,觀察到SV、CO、左心室射血分數(shù)(LVEF)在產(chǎn)后48 h有明顯下降,且對孕產(chǎn)婦及胎兒無任何影響,提出ICG是孕期和產(chǎn)后血流動力學(xué)合適、準(zhǔn)確的監(jiān)測手段。錢宇佳等[12]對314例子癇前期孕婦進行觀察,發(fā)現(xiàn)伴腎功能損害組SVRI、SVR明顯高于無腎功能損害組,CI、CO及SI、SV、VI明顯低于無腎功能損害組,提示子癇前期,孕婦CO的下降和外周阻力的升高是其發(fā)生腎功能損害的重要因素。在未出現(xiàn)腎功能損害的孕婦中,當(dāng)出現(xiàn)外周血管阻力增高、CO及心臟收縮功能降低,應(yīng)警惕患者出現(xiàn)腎功能損害,并給予相應(yīng)的治療。
2.2 指導(dǎo)治療
2.2.1 血壓的監(jiān)測及治療 (1)高血壓。Krzesinski等[13]將128例原發(fā)性高血壓患者隨機分成兩組,一組根據(jù)血流動力學(xué)特點針對性用藥:CI高和(或)心率(HR)快者選擇β受體阻斷劑,TFC高者選擇利尿劑,SVRI高者選擇血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑或血管緊張素受體阻斷劑(聯(lián)用或不聯(lián)用鈣通道阻滯劑),該組患者血壓較另一組未按照血流動力學(xué)特點施治的患者血壓下降更明顯,藥物使用劑量更小。與僅根據(jù)臨床經(jīng)驗用藥相比,ICG系統(tǒng)協(xié)助治療高血壓其血壓控制率高,并可同時糾正血流動力學(xué)的異常[14]。(2)肺動脈高壓。Tonelli等[15]對30例肺動脈高壓患者和18名健康人進行6 min步行試驗,同時監(jiān)測血流動力學(xué),發(fā)現(xiàn)在肺動脈高壓患者中CI、SV、CO顯著降低,且不管是在加速或減速運動時肺動脈高壓患者的CO都低于健康人。ICG可用于肺動脈高壓患者的監(jiān)測,評估治療效果。
2.2.2 心力衰竭 CO、SV為反映心臟功能的指標(biāo),慢性心力衰竭(CHF)在治療后CO、SV明顯升高,SVR、HR明顯降低[16];同時STR、LVET也較治療前明顯改善[13]。且CO、CI與血腦鈉肽(BNP)呈負相關(guān),SVR、SVRI、TFC與BNP呈正相關(guān)[17]。上述研究均表明ICG可以用于指導(dǎo)CHF的治療。
2.2.3 急性心肌梗死(AMI) Chen等[18]同時用ICG系統(tǒng)、BNP、肌鈣蛋白T及超聲心動圖監(jiān)測AMI患者得出,ICG參數(shù)能夠反映AMI患者的早期心功能。心肌梗死面積越大,心功能指標(biāo)(CO、SV及SVI)異常越明顯[19];溶栓成功后CI、SV水平迅速升高,SVRI明顯下降[20]。因此ICG系統(tǒng)可用于AMI患者病情監(jiān)測、治療指導(dǎo)。
2.2.4 起搏器的優(yōu)化 起搏器使用的最好結(jié)果是改善患者心臟泵血情況,而不適宜的房室間期設(shè)定會降低CO。使用超聲心動圖監(jiān)測CO可調(diào)節(jié)房室間期,但該方法耗時,對技術(shù)操作依賴性強。Tse等[21]研究發(fā)現(xiàn),心阻抗法和超聲心動圖在對房室間期的設(shè)定有很好的一致性,達83%,分別用這2種方法測定50、80、110、150、180ms和225 ms時的CO,發(fā)現(xiàn)將房室間期設(shè)定在110~ 180 ms時CO取得最優(yōu)值。ICG對房室間期的優(yōu)化是一種簡單、經(jīng)濟的選擇方法之一。
2.2.5 輔助通氣模式選擇 適宜的通氣模式可減少對血流動力學(xué)的影響,降低因心力衰竭造成撤機失敗的發(fā)生率。心功能正?;颊呤褂秒p水平氣道正壓、壓力支持、成比例壓力支持(PPS)3種通氣模式時CO、CI、SV值無顯著差異;心功能低下患者采用PPS通氣模式時其血流動力學(xué)變化最小,PPS模式可作為心功能低下患者撤機的首選模式[22]。ICG系統(tǒng)能協(xié)助醫(yī)護人員選擇合適的輔助通氣模式。
2.2.6 評估容量狀態(tài)指導(dǎo)液體復(fù)蘇 TFC值能夠反映胸腔積液和胸腔過度的含水狀態(tài)[23]。如TFC、SV均低提示容量不足,應(yīng)給予患者補液處理;TFC高而SV低提示心功能不全或胸腔積液,需要強心或減輕后負荷;TFC、SV均高提示容量負荷過重狀態(tài),需利尿處理。
2.2.7 血液透析患者干體質(zhì)量監(jiān)測 維持性血液透析要求恢復(fù)患者體液正常的容量及分布狀態(tài),即達干體質(zhì)量,干體質(zhì)量設(shè)定過高易導(dǎo)致容量依賴性高血壓、心力衰竭;干體質(zhì)量過低易發(fā)生透析時低血壓等不良反應(yīng)。生物電阻抗頻譜(BIS)分析法是近年研究較多的一種估計人體干體質(zhì)量的客觀指標(biāo)[24]。張俊霞等[25]研究發(fā)現(xiàn),心阻抗法評估容量狀態(tài)與BIS分析法結(jié)果一致,且TFC每下降1 kOhm-1,平均約有220 mL的水分被清除。且TFC水平與MAP呈正相關(guān),調(diào)整超濾前后TFC差值與MAP差值呈正相關(guān)[26],提示TFC可以用于透析干體質(zhì)量的評價及設(shè)定。以上臨床研究證實ICG系統(tǒng)可以用于干體質(zhì)量的設(shè)定。
血流動力學(xué)監(jiān)測方法分為有創(chuàng)和無創(chuàng)兩大類,有創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測因操作難度相對大、并發(fā)癥多、且價格昂貴,難以在臨床中常規(guī)應(yīng)用。而無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測具有安全、快速、無創(chuàng)的特點,容易被醫(yī)生和患者接受。但是不可否認,ICG系統(tǒng)仍存在著很多局限性:(1)頸部、胸部創(chuàng)傷的患者,由于頸胸部貼放電極片的位置被占用,ICG系統(tǒng)無法采集到信號而無法使用。(2)對于胸骨切開、活動過多、HR>250次/分的患者,使用ICG系統(tǒng),其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性將受到影響。某些休克、過度肥胖、高度水腫的患者,由于電阻抗信號太弱,干擾性的生物電過高,系統(tǒng)也不能靈敏反映患者此時的血流動力學(xué)情況[27]。(3)對重度主動脈瓣關(guān)閉不全患者,ICG系統(tǒng)因主動脈反流會導(dǎo)致CO值測量失誤,不能準(zhǔn)確反映心臟泵功能。對安裝有分鐘通氣量式(MV)起搏器并且MV傳感器功能開放的患者,由于MV起搏器對電阻抗信號有較大的干擾導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確[28]。
綜上所述,ICG系統(tǒng)在臨床應(yīng)用中有很多優(yōu)點,但其準(zhǔn)確性還有待進一步研究,目前研究顯示ICG系統(tǒng)難以取代熱稀釋法測量CO。盡管如此,ICG監(jiān)測系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用到臨床的各個領(lǐng)域。有關(guān)ICG的研究逐漸引起廣泛的關(guān)注,通過對ICG系統(tǒng)的完善,在臨床上得到更廣泛的認可和使用,使患者在診療過程中有更大受益。
[1]Kazuhiko N,Kawasaki M,Kunihiko T.Usefulness of thoraci celectrical bioimpendance cardiography:noninvasive monitoring of cardiac output[J]. J Card Fail,2003,9:170.
[2]馬立業(yè).無創(chuàng)心臟血流動力學(xué)監(jiān)測儀的工作原理、參數(shù)意義和臨床價值[J].中國心血管雜志,2008,13(1):72-73.
[3]彭雪梅,黃國洪.無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測鑒別急性呼吸困難的應(yīng)用價值[J].吉林醫(yī)學(xué),2013,34(29):6008-6009.
[4]Tatevossian RG,Shoemaker WC,Wo CC,et al.Noninvasive hemodynamic monitoring for early warning of adult respiratory distress syndrome in trauma patients[J].J Crit Care,2000,15(4):151-159.
[5]Napoli AM,Machan JT,Corl K,et al.The use of impedance cardiography in predicting mortality in emergency department patients with severe sepsis and septic shock[J].Acad Emerg Med,2010,17(4):452-455.
[6]Napoli AM,Corl K,Gardiner F,et al.Prognostic value of noninvasive measures of contractility in emergency department patients with severe sepsis and septic shock undergoing early goal-directed therapy[J].J Crit Care,2011,26(1):47-53.
[7]施景,左祥榮,曹權(quán).生物電抗無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測研究進展[J].中國急救醫(yī)學(xué),2013,33(1):85-88.
[8]Weinhold C,Reichenspurner H,F(xiàn)ulle P,et al.Registration of thoracic electrical bioimpedance for early diagnosis of rejection after heart transplantation[J].J Heart Lung Transplant,1993,12(5):832-836.
[9]王鳳祥,喻文立,翁亦齊,等.心排量監(jiān)測在肝移植圍術(shù)期血流動力學(xué)監(jiān)測中的應(yīng)用[J].黑龍江醫(yī)學(xué),2014,38(11):1246-1247.
[10]Parry SW,Norton M,Pairman J,et al.Impedance cardiography:a role in vasovagal syncope diagnosis?[J].Age Ageing,2009,38(6):718-723.
[11]San-Frutos L,Engels V,Zapardiel I,et al.Hemodynamic changes during pregnancy and postpartum:a prospective study using thoracic electrical bioimpedance[J].J Matern Fetal Neonatal Med,2011,24(11):1333-1340.
[12]錢宇佳,賈瑞喆,劉曉梅,等.子癇前期患者腎功能損害及其與血流動力學(xué)變化的關(guān)系[J].實用婦產(chǎn)科雜志,2012,28(9):751-754.
[13]Krzesinski P,Gielerak GG,Kowal JJ.A"patient-tailored"treatment of hypertension with use of impedance cardiography:a randomized,prospective and controlled trial[J].Med Sci Monit,2013,19:242-250.
[14]Aoka Y,Hagiwara N,Kasanuki H.Heterogeneity of hemodynamic parameters in untreated primary hypertension,and individualization of antihypertensive therapy based on noninvasive hemodynamic measurements[J]. Clin Exp Hypertens,2013,35(1):61-66.
[15]Tonelli AR,Alnuaimat H,Li N,et al.Value of impedance cardiography in patients studied for pulmonary hypertension[J].Lung,2011,189(5):369-375.
[16]李秀琪,謝剛,蘆蘭,等.心阻抗血流圖在充血性心力衰竭治療初期的臨床價值[J].心臟雜志,2014,26(5):547-549.
[17]葉宥文.心力衰竭患者血漿腦利鈉肽水平與無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測的相關(guān)性[J].中國老年學(xué)雜志,2011,31(4):578-580.
[18]Chen SJ,Gong Z,Duan QL.Evaluation of heart function with impedance cardiography in acute myocardial infarction patients[J].Int J Clin Exp Med,2014,7(3):719-727.
[19]鄭萬斌,李虹,陳文,等.應(yīng)用無刨血流動力學(xué)監(jiān)測急性心肌梗塞心功能變化的臨床意義[J].中國初級衛(wèi)生保健,1998,12(5):46.
[20]徐栩羚,瞿炬,徐劍君,等.胸阻抗法對急性心肌梗死急診溶栓治療患者血液動力學(xué)的監(jiān)測[J].中華急診醫(yī)學(xué)雜志,2005,14(7):601-603.
[21]Tse HF,Yu C,Park E,et al.Impedance cardiography for atrioventricularinterval optimization during permanent left ventricular pacing[J].Pacing Clin Electrophysiol,2003,26(1/2):189-191.
[22]徐磊,張納新,秦英智,等.低輔助通氣不同通氣模式對心功能低下患者血流動力學(xué)的影響[J].中國危重病急救醫(yī)學(xué),2006,18(6):363-366.
[23]Gilbert J,Lazio L.Managing congestive heart failure with thoracic electrical bioimpedance[J].AACN Clin Issues,1999,10(3):400-405.
[24]黃紅,那宇,韋加美,等.人體成分監(jiān)測儀在血液透析患者干體重評估中的意義[J].中華臨床醫(yī)師雜志,2013,7(22):113-115.
[25]張俊霞,徐金升,周薇,等.應(yīng)用無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測評估血液透析容量狀況研究[J].中國實用內(nèi)科雜志,2012,32(9):704-706.
[26]劉金彥,朱彬,李蘇,等.無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測對血液透析患者干體重的評價[J].山東大學(xué)學(xué)報:醫(yī)學(xué)版,2007,45(7):688-691.
[27]韋玉文,王衛(wèi)國,陳端睢,等.無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)在ICU的綜合應(yīng)用分析[J].國際醫(yī)藥衛(wèi)生導(dǎo)報,2004,10(10):57-59.
[28]Cybulski G,Strasz A,Niewiadomski W,et al.Impedance cardiography:recent advancements[J].Cardiol J,2012,19(5):550-556.
10.3969/j.issn.1009-5519.2015.12.020
:A
:1009-5519(2015)12-1813-04
2015-02-11)
官亞蘭(1989-),女,重慶北碚人,在讀碩士研究生,主要從事腎臟疾病的研究;E-mail:julia325@qq.com。
鐘玲(E-mail:zhongling110@qq.com)。