經(jīng)肺動脈多普勒法與連續(xù)熱稀釋法測量瓣膜置換術(shù)患者心臟指數(shù)的一致性分析

王振紅 史宏偉魏海燕葛亞力趙雅梅陶紅偉

南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院南京市第一醫(yī)院南京市心血管病醫(yī)院麻醉科，江蘇南京210006

經(jīng)肺動脈多普勒法與連續(xù)熱稀釋法測量瓣膜置換術(shù)患者心臟指數(shù)的一致性分析

王振紅 史宏偉▲魏海燕葛亞力趙雅梅陶紅偉

南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院南京市第一醫(yī)院南京市心血管病醫(yī)院麻醉科，江蘇南京210006

目的分析經(jīng)食管超聲心動圖（TEE）經(jīng)主肺動脈（MPA）測量的心臟指數(shù)（CIMPA）與肺動脈導(dǎo)管連續(xù)熱稀釋法監(jiān)測心臟指數(shù)（CIPAC）的一致性。方法選擇2013年4～6月在南京市第一醫(yī)院擇期行單純二尖瓣置換術(shù)（MVR）或同期主動脈瓣膜置換術(shù)（DVR）的25例患者為研究對象。麻醉誘導(dǎo)后將TEE探頭經(jīng)口腔置入食管，于心肺轉(zhuǎn)流術(shù)（CPB）后15 min（T1）、30 min（T2）、45 min（T3）、60 min（T4）和關(guān)胸后5 min（T5）、10 min（T6）、15 min（T7）時測定經(jīng)主肺動脈的CIMPA，同時記錄各時間點(diǎn)經(jīng)肺動脈導(dǎo)管測定的CIPAC。采用Bland-Altman PLOT一致性檢驗(yàn)分析CIMPA與CIPAC的一致性，采用線性回歸分析兩者的相關(guān)性。結(jié)果兩種測量方法共168對CI值，兩種方法測量CI的平均值為2.8 L/（min·m2），偏差為0.66 L/（min·m2），一致性界限為（-2.59～3.89）L/（min·m2），偏差的百分誤為117%。CIPAC與CIMPA的回歸方程為y=2.3+0.06x（r=0.21，P＜0.01），相關(guān)程度較弱。結(jié)論TEE經(jīng)主肺動脈測量CI與肺動脈導(dǎo)管連續(xù)熱稀釋法監(jiān)測CI的一致性較差，不可替代肺動脈導(dǎo)管熱稀釋法用于瓣膜置換術(shù)患者CI的監(jiān)測。

經(jīng)食管超聲心動圖；心排血量；心臟指數(shù)；導(dǎo)管插入術(shù)；Swan-Ganz

經(jīng)食管超聲心動圖（TEE）作為一種微創(chuàng)診斷工具，進(jìn)入臨床應(yīng)用的20多年來，在心臟手術(shù)患者術(shù)中心臟功能的評估和麻醉治療中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。心排血量（CO）是圍術(shù)期評估血流動力學(xué)最重要的基本指標(biāo)之一，心臟指數(shù)（CI）是CO與單位體表面積（BSA）的比值，可以對個體進(jìn)行直接比較。超聲多普勒法可以對血流動力學(xué)進(jìn)行定量的評估，通過測量計算出每搏量（SV）后，可由SV和心率（HR）得到CO[1]。相比較于經(jīng)肺動脈導(dǎo)管熱稀釋法測量CO的“金標(biāo)準(zhǔn)”，TEE具有無創(chuàng)、不干擾手術(shù)操作、不污染術(shù)野等優(yōu)點(diǎn)，并可以清楚連續(xù)的監(jiān)控心臟結(jié)構(gòu)功能。先前的研究主要比較TEE經(jīng)主肺動脈測量的CO與經(jīng)肺動脈導(dǎo)管熱稀釋法（單次注射法）測量的CO間的一致性，而本研究比較與驗(yàn)證了TEE經(jīng)主肺動脈測量瓣膜置換患者的CI與經(jīng)肺動脈導(dǎo)管熱稀釋法（連續(xù)法）測量的CI間的一致性，為臨床瓣膜病患者提供一種微創(chuàng)的、持續(xù)的、準(zhǔn)確的術(shù)中血流動力學(xué)監(jiān)測方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2013年4～6月南京市第一醫(yī)院（以下簡稱“我院”）胸心血管外科擇期行單純二尖瓣置換術(shù)（MVR）或同期主動脈瓣膜置換術(shù)（DVR）的患者25例，男12例，女13例，年齡25～78歲，BSA為1.32～1.87 cm2，美國麻醉醫(yī)師學(xué)會（ASA）分級Ⅱ～Ⅲ級，NYHA心功能分級Ⅱ～Ⅲ級，術(shù)前左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）≥45%，術(shù)前未使用正性肌力藥物，排除合并臟器功能障礙、中或重度三尖瓣反流、肺動脈高壓的患者。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，所有患者簽署同意書。

1.2 方法

1.2.1 麻醉方法與監(jiān)測患者于麻醉誘導(dǎo)實(shí)施前30 min行肌肉注射苯巴比妥鈉0.1 g和東莨菪堿0.3 mg。入室后開放靜脈通路，監(jiān)測ECG、血氧飽和度；行左側(cè)橈動脈穿刺監(jiān)測動脈血壓。麻醉誘導(dǎo)：咪達(dá)唑侖0.05～0.1 mg/kg，丙泊酚1.5～2.0 mg/kg，舒芬太尼1 μg/kg，羅庫溴銨0.6～1.0 mg/kg。麻醉維持：丙泊酚4～6 mg/（kg·h），瑞芬太尼0.2～0.4 μg/（kg·min），順苯磺酸阿曲庫銨2 μg/（kg·min），七氟烷0.5～1.0 MAC，采用多功能氣體濃度監(jiān)護(hù)儀監(jiān)測呼末二氧化碳分壓（PetCO2）和七氟烷吸入濃度。于CPB前、后適量追加舒芬太尼。氣管插管后經(jīng)右頸內(nèi)靜脈穿刺置入Swan-Ganz漂浮導(dǎo)管（7.5 Fr，774HF），監(jiān)測中心靜脈壓（CVP）、肺毛細(xì)堵塞壓（PAOP），連接連續(xù)心排量監(jiān)護(hù)儀（vigilanceⅡ，Edwards Lifesciences Co.，美國）監(jiān)測連續(xù)心排血量（CCO）。

術(shù)中監(jiān)測鼻咽溫和尿量，維持麻醉深度指數(shù)（CSI）40～60。CPB停機(jī)后，采用臨時起搏器經(jīng)右心室表面起搏心臟，起搏心室率控制在90次/min，術(shù)中維持CVP 8～12 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），平均動脈壓（MAP）≥70 mm Hg，LVEF≥45%。MAP、CVP、PAOP在呼氣末讀取數(shù)據(jù)。

1.2.2 TEE經(jīng)主肺動脈計算CIMPA的方法氣管插管后，經(jīng)口腔將多平面TEE探頭（4.5～6.5 MHz；PET-510MA，TOSHIBA，日本）插入食管，連接成像系統(tǒng)（Aplio XG-790A，TOSHIBA，日本）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。某個時相的血流速度時間總和被稱為速度-時間積分（VTI），VTI可以被理解為血流在每一心動周期經(jīng)過的距離，因此也被稱為“搏出距離”。經(jīng)主肺動脈測量VTIMPA的獲取切面為經(jīng)食管中上段升主動脈短軸切面，將脈沖多普勒的取樣容積置于主肺動脈處測量，通過描記多普勒血流曲線邊界，超聲機(jī)內(nèi)的計算機(jī)軟件自動得出VTI，連續(xù)3個心動周期取其平均值，測量方法見圖1。在相同平面的同一位置測量主肺動脈直徑DMPA 3次，取其平均值（測量方法見圖2）。用圓形面積計算公式計算主肺動脈橫截面積CSA：CSAMPA=π×（DMPA/2）2= 0.785×。SV為CSA與VTI的乘積，即：SVMPA= CSAMPA×VTIMPA。根據(jù)公式計算CIMPA=（SV×HR）/BSA。

分別于CPB后15 min（T1），30 min（T2）、45 min（T3）、60 min（T4）和關(guān)胸后5 min（T5）、10 min（T6）、15 min（T7）時測量VTIMPA；為減少誤差，同一患者所有時間點(diǎn)的DMPA均采用首次測量值計算截面積；同時記錄在各時間點(diǎn)經(jīng)Swan-ganz肺動脈導(dǎo)管測定的CCO，取各時間點(diǎn)連續(xù)3次的CCO值，測量方法見圖3。取其平均值，根據(jù)公式計算CIPAC，CIPAC=CCO/BSA。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用MedCalc9.2.10統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計處理。正態(tài)分布資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，非正態(tài)分布資料用中位數(shù)（M）及四分位數(shù)（P25～P75）表示。正態(tài)分布資料組內(nèi)比較采用重復(fù)測量方差分析，非正態(tài)分布資料組內(nèi)比較采用Kruskal-Wallis H檢驗(yàn)，若P＜0.05，采用兩兩比較的t檢驗(yàn)或秩和檢驗(yàn)。兩種方法測量的CIPAC與CIMPA一致性分析采用Bland-Altman PLOT一致性檢驗(yàn)[2-3]，并計算偏差的百分誤。CIPAC與CIMPA的定量描述采用一元直線回歸方程。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

25例患者中1例置換機(jī)械瓣膜患者CPB停機(jī)后，心室率超出控制范圍，變異度大，保留數(shù)據(jù)不做分析，有效病例24例，男12例，女12例?；颊咝g(shù)中主動脈阻斷時間（118.90±29.23）min，CPB時間（159.14± 29.10）min，手術(shù)時間（282.38±46.63）min。

2.1 不同時間點(diǎn)患者血流動力學(xué)的比較

不同時間點(diǎn)血流動力學(xué)指標(biāo)及兩種方法測量的CI值比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

2.2 兩種方法測量的CI值Bland-Altman一致性分析

兩種測量方法共168對CI值。兩種方法測量CI的平均值為2.8L/（min·m2），偏差為正偏差0.66L/（min·m2），95%的一致性界限為-2.59～3.89 L/（min·m2）。CI偏差的百分誤定義為偏差的2個標(biāo)準(zhǔn)差（SD）與兩種方法測量的CI值的均數(shù)[（CIPAC+CIMPA）/2]的比值，即CI值偏差的百分誤=2SD/[（CIPAC+CIMPA）/2]。兩種方法測量CI偏差的百分誤為117%。CIPAC與CIMPA的回歸方程為y= 2.3+0.06x（r=0.21，P＜0.01），兩種測量方法相關(guān)性較弱。見圖4。

實(shí)線表示CIMPA與CIPAC平均偏差為正偏差0.66 L/（min·m2）；虛線表示95%的一致性界限為-2.59～3.89 L/（min·m2）。

圖1 經(jīng)主肺動脈測量速度-時間積分

圖2 主肺動脈直徑DMPA的測量

圖3 連續(xù)心排血量的STAT框

圖4 兩種方法測量CI值的Bland-Altman分析

3 討論

心臟瓣膜病患者存在不同程度的瓣膜結(jié)構(gòu)功能異常及心功能不全，術(shù)中隨時監(jiān)測患者血流動力學(xué)改變評價心功能顯得尤為重要。Swan-Ganz導(dǎo)管是經(jīng)右頸內(nèi)靜脈插入肺動脈導(dǎo)管聯(lián)合溫度稀釋法來監(jiān)測血流動力學(xué)，是目前評價心排血量的最佳工具之一。由于Swan-Ganz有一定的操作風(fēng)險、造價昂貴及嚴(yán)重的并發(fā)癥，近年來人們不斷在尋找新的微創(chuàng)監(jiān)測CO的工具來部分替代術(shù)中Swan-Ganz導(dǎo)管的應(yīng)用[4-5]。TEE是心血管外科手術(shù)過程中持續(xù)監(jiān)測血流動力學(xué)的一種無創(chuàng)、準(zhǔn)確的重要工具，它不僅為心臟外科醫(yī)生決定手術(shù)方式、麻醉醫(yī)師術(shù)中及時合理用藥提供了參考，而且它特有的彩色多普勒系統(tǒng)在判斷心臟瓣膜狹窄及反流程度，評價所換人工瓣膜功能等方面有顯著優(yōu)點(diǎn)。Lopes等[6]的動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示TEE經(jīng)主肺動脈評估CO是準(zhǔn)確可行的，這與劉悅等[7]早期的研究心臟瓣膜置換術(shù)的患者，TEE經(jīng)主肺動脈與漂浮導(dǎo)管熱稀釋法測定的CO值具有良好的相關(guān)性（r=0.946，P＜0.01），是一致的，但是他們早期采用的漂浮導(dǎo)管為人工間斷注射熱稀釋法，這提示了本研究采用新型漂浮導(dǎo)管測量CO（自動連續(xù)熱稀釋法）與TEE法測量CO一致性的必要性和可行性。

表1 不同時間點(diǎn)血流動力學(xué)的比較（±s，n=24）

表1 不同時間點(diǎn)血流動力學(xué)的比較（±s，n=24）

注：1 mm Hg=0.133 kPa；HR：心率；MAP：平均動脈壓；CVP：中心靜脈壓；PAOP：肺毛細(xì)堵塞壓；VTIMAP：TEE經(jīng)主肺動脈測量的速度-時間積分；CIMAP：TEE經(jīng)主肺動脈測量的心臟指數(shù)；CIPAC：肺動脈導(dǎo)管連續(xù)熱稀釋法測量的心臟指數(shù)

時間HR（次/min）MAP（mm Hg）CVP（mm Hg）PAOP（mm Hg）VTIMAP[L/（min·m2）] CIMAP[L/（min·m2），M（P25～P75）] CIPAC[L/（min·m2）] T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 90 90 90 90 90 90 90 64±6 70±10 73±9 71±10 71±9 68±9 70±9 9±2 10±3 10±3 10±3 10±3 10±3 9±3 13±3 15±3 15±5 15±5 15±4 14±5 14±5 10.2±3.8 11.4±4.3 11.1±4.0 10.8±5.4 11.4±4.5 10.8±4.3 11.2±4.5 2.5（2.0～3.7）2.8（2.3～3.8）2.5（2.1～3.3）2.5（1.9～3.0）2.7（2.2～3.7）2.4（2.1～3.9）2.6（2.3～3.6）2.4±0.5 2.5±0.5 2.4±0.4 2.5±0.4 2.5±0.4 2.5±0.5 2.5±0.5

獲取準(zhǔn)確的血流動力學(xué)資料依賴于超聲聲束與血流方向平行、臨近血流的最小干擾及面積或直徑的準(zhǔn)確測量。二尖瓣病變患者大多合并有房顫，在測量VTIMPA時，對房顫患者一般要求測量8～10次取其平均值，所以本研究對術(shù)前患者的CIMPA不做統(tǒng)計。CPB停機(jī)后，起搏心室率控制在90次/min，為固定心室律，我們在同一解剖部位測量主肺動脈的直徑，測量3次直徑取其平均值，測量VTIMPA時保證獲取最大血流信號，測量3個心動周期，取其平均值，大大減少了測量誤差。

前人的研究顯示，TEE計算CO與漂浮導(dǎo)管熱稀釋法得出的結(jié)果有較好的相關(guān)性，但往往是在左室流出道或主動脈瓣平面做的測量[8-9]，是對左心輸出量的直接反映。在心臟無異常分流的情況下，左心排血量與右心排血量是大致相等的，而心臟瓣膜病患者存在不同程度的二尖瓣、主動脈瓣和三尖瓣的反流。也曾有文獻(xiàn)報道在三尖瓣反流的心臟患者，漂浮導(dǎo)管熱稀釋法測得的CO偏低[10]。本研究是TEE經(jīng)主肺動脈與漂浮導(dǎo)管連續(xù)熱稀釋法測定的CI值的比較，兩種方法皆是右心輸出量的直接反映，統(tǒng)計結(jié)果顯示兩種方法存在顯著的統(tǒng)計學(xué)差異，TEE經(jīng)主肺動脈測量的CIMPA高于Swan-Ganz導(dǎo)管測量的CIPAC，有弱相關(guān)性（r=0.21，P＜0.01）。

Critchley等[11]認(rèn)為百分誤低于30%時一致性良好，臨床上可以接受兩者相互替代。本研究Bland-Altman一致性分析結(jié)果顯示，CI值偏差的百分誤為117%，CIPAC與CIMPA線性回歸方程為CIPAC=2.3+ 0.06CIMPA（r=0.21，P＜0.01），相關(guān)性較弱，兩種方法不可相互替代。兩種方法測量的CI值存在差異的原因可能有以下幾點(diǎn)：①呼氣末正壓通氣的影響。Jean-Luc等[12]報道多普勒心動圖測量心臟指數(shù)時應(yīng)用呼氣末正壓通氣，其測量值有明顯的增加（19±11）%。②合并三尖瓣的反流。在風(fēng)心病的患者中，約有50%的患者存在多瓣膜病變，本研究并未排除部分行三尖瓣成型術(shù)的患者。在嚴(yán)重三尖瓣反流的心臟患者，用漂浮導(dǎo)管熱稀釋法測定的CO是偏低的，且三尖瓣反流的嚴(yán)重程度，與經(jīng)多普勒和漂浮導(dǎo)管熱稀釋法測定心輸出量的相關(guān)性成正比[10]。③TEE對血流動力學(xué)參數(shù)改變的反應(yīng)及時性。有文獻(xiàn)報道，在搬動心臟時，經(jīng)食管超聲多普勒測定的連續(xù)心排量變化反應(yīng)及時，而Swan-Ganz導(dǎo)管滯后[13-14]。

本研究的不足之處有以下幾點(diǎn)：①本研究中置換的人工瓣膜有機(jī)械瓣膜和生物瓣膜兩種，不同的瓣膜種類可能對停機(jī)后的血流動力學(xué)有不同的影響，與機(jī)械瓣膜相比，生物瓣膜有更好的血流動力學(xué)性能[14]。②與左室流出道和主動脈瓣口相比，主肺動脈在心動周期的幾何形態(tài)改變較大，如前所述，直徑測定的偏差將引起橫截面積的平方改變，擴(kuò)大了測量誤差。這也使得超聲多普勒經(jīng)主肺動脈測量CO的可靠性不如經(jīng)主動脈瓣和左室流出道[15-17]，但是TEE經(jīng)主動脈瓣或左室流出道測量CO比經(jīng)肺動脈測量操作要復(fù)雜。③本研究僅限于行瓣膜置換術(shù)的患者，未研究行冠脈搭橋術(shù)的患者，可在以后的臨床實(shí)踐中擴(kuò)大樣本量做進(jìn)一步研究。

綜上所述，本研究以行單純二尖瓣置換或同時合并主動脈瓣置換的患者為研究對象，應(yīng)用TEE經(jīng)主肺動脈多普勒法和肺動脈導(dǎo)管連續(xù)熱稀釋法兩種方法測量CI，結(jié)果顯示兩種方法不可相互替代。

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Consistency analysis of transesophageal echocardiography technique through the main pulmonary artery and continuous thermodilution technique in the detection of cardiac index of patients with valve replacement

WANG ZhenhongSHI Hongwei▲WEI HaiyanGE YaliZHAO YameiTAO Hongwei
Department of Anesthesiology,Nanjing Hospital Affiliated to Nanjing Medical University the First Hospital of Nanjing Cardiovascular Hospital of Nanjing,Jiangsu Province,Nanjing210006,China

Objective To identify the agreement of cardiac index between transesophageal echocardiography technique through the main pulmonary artery and continuous thermodilution technique.Methods 25 patients who were scheduled for mitral valve replacement(MVR)or aortic valve replacement(AVR)simultaneously undergoing cardiopulmomary bypass in Nanjing first hospital from April to June in 2014 were included.The TEE probe was inserted after tracheal intubation.Cardiac index(CI)derived from TEE through the main pulmonary artery(CIMPA)and pulmonary artery catheter (CIPAC)were collected at seven study periods:approximately 15 min(T1),30 min(T2),45 min(T3),60 min(T4)after termination of cardiopulmonary bypass,and approximately 5 min(T5),10 min(T6),15 min(T7)after closure of the incision. The consistency of CIMPAand CIPACwas analyzed by Bland-Altman plot method and linear regression analysis was used to analyzed the correlation coefficients between CIMPAand CIPAC.Results There are 168 matching data measured by two methods.The mean CI was 2.8 L/(min·m2),bias was 0.66 L/(min·m2),limit of agreement was from-2.59 to 3.89 L/(min·m2), and the percentage error was 117%.A weak correlation between CIMPAand CIPACwas found(y=2.3+0.06x,r=0.21,P＜0.01).Conclusion There is a poor agreement of CI between TEE technique through the main pulmonary artery and continuous thermodilution technique,and thermodilution technique is irreplaceable in the monitoring of CI in patients with valve replacement.

Transesophageal echocardiography technique;Cardiac output;Cardiac index;Catheterization;Swan-Ganz

R542.2

A

1673-7210（2015）06（b）-0084-05

2015-01-27本文編輯：任念）

▲通訊作者