肺動脈導管與經(jīng)胸心臟超聲測量非體外循環(huán)冠脈搭橋術后心排量的對比研究

李連鎮(zhèn) 梅舉 何毅 劉浩 姜兆磊

作者單位：116100 遼寧省大連市，大連市友誼醫(yī)院心胸外科（李連鎮(zhèn)）；上海交通大學醫(yī)學院附屬新華醫(yī)院心胸外科（梅舉、何毅、劉浩、姜兆磊）

肺動脈導管與經(jīng)胸心臟超聲測量非體外循環(huán)冠脈搭橋術后心排量的對比研究

李連鎮(zhèn) 梅舉 何毅 劉浩 姜兆磊

作者單位：116100 遼寧省大連市，大連市友誼醫(yī)院心胸外科（李連鎮(zhèn)）；上海交通大學醫(yī)學院附屬新華醫(yī)院心胸外科（梅舉、何毅、劉浩、姜兆磊）

目的 對比研究肺動脈導管（PAC）和經(jīng)胸心臟超聲（TTE）測量非體外循環(huán)冠狀動脈搭橋術（OPCABG）后心排量（CO）的偏差和一致性。方法 應用PAC和TTE檢測265例OPCABG后患者心功能及血流動力學相關參數(shù)，根據(jù)Bland-Altman法分析兩方法測量CO結(jié)果的一致性，最后通過二元Logistic回歸分析造成兩方法測量CO結(jié)果偏差的原因。結(jié)果 兩種方法在相同患者同一時間點下測量CO的相關系數(shù)為r=0.68，偏差值為（1.82±1.27）L/min，95%置信區(qū)間為（-0.67～4.31）。射血分數(shù)＜40%、外周血管阻力＜700或＞1400 dys·n-1·cm-5，可以直接影響兩種方法測量CO的一致性，并且測量時若并發(fā)心房顫動、左室游離壁及室間隔節(jié)段運動異常、三尖瓣中重度關閉不全、二尖瓣中重度關閉不全和主動脈瓣中重度關閉不全，均可造成兩方法測量CO結(jié)果的較大偏差。結(jié)論 綜合分析PAC與TTE的檢測結(jié)果，才能更好地評價OPCABG后心功能和血流動力學。

非體外循環(huán)冠狀動脈搭橋術； 肺動脈導管； 心排量監(jiān)測； 血流動力學

心排量（cardiac out，CO）測定是心臟外科術后的重要內(nèi)容，是監(jiān)護醫(yī)師正確判斷患者心功能狀態(tài)和及時作出正確處理決定的必要條件。肺動脈導管（pulmonary artery catheterization，PAC）通過熱稀釋法能夠準確地測量CO和外周血管阻力（systemic vascular resistance，SVR），是CO測定的“金標準”[1]。但PAC是一項有創(chuàng)檢測，并伴有心律失常、肺栓塞等風險，故應用仍具有一定局限性[2,3]。經(jīng)胸心臟超聲（transthoracic echocardiography，TTE）是臨床應用更為廣泛的技術，通過二維超聲心動圖即可計算出CO。本研究通過TTE和PAC測量非體外冠狀動脈搭橋術（OPCABG）后CO結(jié)果的偏差和一致性分析，探討兩種方法對術后心功能和血流動力學評估的作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料 隨機選取上海交通大學醫(yī)學院附屬新華醫(yī)院心胸外科2014年6月至2016年6月行OPCABG患者315例，其中265例患者因術前心功能較差或術后血流動力學不穩(wěn)定，于術中或術后植入PAC（Edwards肺動脈導管組件），女性126例，男性139例，年齡42～78（62±8）歲，體重52～105（77±11）kg，心功能Ⅱ級12例、Ⅲ級187例、Ⅳ級66例。

1.2 方法

1.2.1 TTE檢查方法 患者術后回監(jiān)護室第1、3、7天常規(guī)行床邊TTE檢查心功能；當患者出現(xiàn)血流動力學不穩(wěn)定或者監(jiān)護醫(yī)師需調(diào)整治療方式時，行床邊TTE復查。TTE使用Philips IE33超聲儀，二維多普勒取心尖四腔心切面和兩腔心切面測量左心房內(nèi)徑（left atrial diameter，LA）、左室舒張期末內(nèi)徑（left ventricular diameter of the diastole，LVDd）、左室收縮期末內(nèi)徑（left ventricular diameter of the systole，LVDs）、射血分數(shù)（ejection fraction，EF）和CO；取左室短軸切面和心尖四腔心切面做局部室壁運動分析。所有指標連續(xù)測量3個周期后取平均值。

1.2.2 PAC檢查方法 將PAC組件連接監(jiān)護儀（Philips六導聯(lián)監(jiān)護儀）模塊，在TTE檢查同一時間點，經(jīng)PAC彈丸式注射25℃生理鹽水10 ml，在PAC肺動脈端溫度探頭感知血液溫度變化后，監(jiān)護儀顯示出溫度-時間曲線并自動得出CO值和每搏量（stroke volum，SV），連續(xù)注射3次取平均值并記錄。而后于PAC肺動脈段球囊注入1.5 ml氣體嵌頓肺小動脈，記錄此時的肺動脈嵌壓（pulmonary artery wedge pressure，PAWP），抽回氣體，并記錄平均動脈壓（mean arterial pressure，mAP）、平均肺動脈壓（mean pulmonary arterial pressure，mPAP）和中心靜脈壓（central venous pressure，CVP），輸入監(jiān)護儀模塊后可自動計算出SVR并記錄。

1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 21.0軟件進行統(tǒng)計學分析。所有數(shù)據(jù)以患者例數(shù)或±s表示。對兩種方法測量所得的CO通過Bland-Altman分析法進行一致性分析，計算兩種方法測量所得CO的相關系數(shù)、偏差值、95%偏差值置信區(qū)間和可信度范圍。根據(jù)可信度范圍結(jié)果，將數(shù)據(jù)資料分為測量結(jié)果一致組和測量結(jié)果不一致組，對兩組數(shù)據(jù)應用單因素方差分析法和二元Logistic分析法，明確造成兩種方法測量CO偏差的原因。

2 結(jié)果

265例患者均在非體外循環(huán)下完成冠狀動脈搭橋手術，術后行床邊TTE檢查（2.44±1.11）次，PAC檢查（12.12±4.66）次，同時間點下完成兩種測量共484次。

Bland-Altman分析法計算484次CO測量值，兩種方法在相同患者同一時間點下測量CO的相關系數(shù)為r=0.68，偏差值為（1.82±1.27）L/min，95%置信區(qū)間為（-0.67～4.31）；兩種方法測量CO非一致性次數(shù)為92次，即可信度范圍為81%。因此Bland-Altman分析法得知兩種方法測量CO相關性和一致性良好。Bland-Altman分析法結(jié)果如圖1。

圖1 兩種心排量測量的Bland-Altman分析結(jié)果

進一步分析引起兩方法測量CO差異的原因，根據(jù)可信度范圍，將兩種方法484次測量的所有數(shù)據(jù)分為測量結(jié)果不一致組（n=92）和測量結(jié)果一致組（n=392）。兩組測量指標的單因素分析如表1。

根據(jù)兩種測量CO方法是否引起結(jié)果不一致，將單因素分析結(jié)果進一步行二元Logistic回歸分析，結(jié)果認為EF＜40%（OR=2.35，P＜0.05）、SVR＜700 dys·n-1·cm-5（OR=4.33，P＜0.05）和SVR＞1400 dys·n-1·cm-5（OR=7.53，P＜0.05）可以直接影響兩種方法測量CO的一致性，并且測量時若并發(fā)心房顫動（OR=3.44，P＜0.05）、左室游離壁（OR= 24.65，P＜0.05）及室間隔節(jié)段運動（OR=11.53，P＜0.05）、三尖瓣中重度關閉不全（OR=22.23，P＜0.05）、二尖瓣中重度關閉不全（OR=12.75，P＜0.05）和主動脈瓣中重度關閉不全（OR=12.34，P＜0.05），均可造成兩方法測量CO結(jié)果的較大偏差。Logistic回歸分析結(jié)果見表2。

表1 兩種方法測量CO不一致的單因素分析比較（±s，例）

表1 兩種方法測量CO不一致的單因素分析比較（±s，例）

注：mAP：平均動脈壓；mPAP：平均肺動脈壓；CVP：中心靜脈壓；PAWP：肺動脈嵌壓；SVR：外周血管阻力；LA：左心房內(nèi)徑；LVDd：左室舒張期末內(nèi)徑；EF：射血分數(shù)。1 mm Hg=0.133 kPa；1 cm H2O=0.098 kPa。與結(jié)果一致組比較，aP＜0.05，bP＜0.01

組別 例數(shù) mAP（mm Hg） mPAP（mm Hg） CVP（cm H2O） PAWP（cm H2O） SVR（dys·n-1·cm-5） LA（mm）結(jié)果一致組 92 79.56±18.32 19.93±4.78 10.55±3.54 15.34±5.53 1025.62±350.61 49.31結(jié)果不一致組 392 82.07±18.83 20.71±4.52a 10.26±3.42 15.32±4.34 1228.37±294.83b 40.63a組別 LVDd（mm）EF（%）SVR＜700 dys·n-1·cm-5700＜SVR＜1400 dys·n-1·cm-5SVR＞1400 dys·n-1·cm-5陣發(fā)性心律失常 心房顫動 LA＞45 mm結(jié)果一致組 58.74 42.64 22 14 56 12 44 66結(jié)果不一致組 52.52a 48.52a 63a 218b 111a 42a 62b 54a室間隔節(jié)段運動結(jié)果一致組 33 34 2 38 4 13 53 62結(jié)果不一致組 47a 64b 5a 55a 11a 22a 98a 89a組別 EF＜40% 三尖瓣中重度關閉不全二尖瓣中重度狹窄二尖瓣中重度關閉不全主動脈瓣中重度狹窄主動脈瓣關閉不全左室游離壁節(jié)段運動

3 討論

雖然超聲醫(yī)學和監(jiān)護重癥技術不斷更新發(fā)展，越來越多的新技術用于心臟功能和血流動力學檢測，但PAC和TEE仍是目前心臟外科術后心功能和血流動力學檢測應用最廣泛的技術[4]。TTE作為評價心臟收縮和舒張功能、左心室功能的主要手段，對于早期發(fā)現(xiàn)心血管功能異常，指導臨床針對性治療和搶救血流動力學不穩(wěn)定患者，有非常重要的意義[5]。但是，由于TTE測量CO精確度不夠理想、不能實時監(jiān)測等問題，限制了其臨床應用。因此，面對血流動力學不穩(wěn)定的患者，如何結(jié)合PAC和TTE結(jié)果及時、準確地評估CO變化及相關血流動力學指標，是目前心臟外科術后監(jiān)護急需解決的難題。本研究從兩種方法測量CO結(jié)果一致性入手，分析造成測量結(jié)果偏差的原因，使監(jiān)護醫(yī)師能夠更加客觀地評估血流動力學和心臟功能狀態(tài)，進而指導臨床治療。

表2 兩種方法測量CO不一致的Logistic回歸分析結(jié)果

TTE測量CO目前臨床公認相對最準確的定量方法是雙平面Simpson法。應用二維超聲技術分別取心尖四腔心和心尖兩腔心切面，描計舒張及收縮末期的心內(nèi)膜，超聲儀內(nèi)置程序會根據(jù)所描計的心內(nèi)膜，將左心室容積等效為沿左心室縱軸方向一系列厚度相等、容積不等的薄圓柱體容積的總和，從而計算出LVDd和LVDs，再根據(jù)超聲探頭感知的心率，進一步計算出CO。

左心室收縮前負荷即左心舒張末期壓力或容積。TTE可直接通過雙平面Simpson法得知LVDd。而PAC可以通過測量PAWP來評估左心前負荷狀態(tài)。PAC可經(jīng)血流漂浮并楔嵌到肺小動脈部位，當肺小動脈被楔嵌堵塞后，堵塞的肺小動脈段及與相對應的肺小靜脈段內(nèi)的血液即停滯，成為靜態(tài)血流柱，其內(nèi)壓力相等。靜態(tài)血流柱的遠端即是引流肺靜脈的結(jié)合點，持續(xù)靜態(tài)的血流柱將嵌頓的導管頂端與鄰近左房的肺靜脈結(jié)合點連接起來，由于大的肺靜脈血流阻力可以忽略不計，故PAWP近似左房壓和左室舒張末期壓力[6]。正常情況下左右心每搏量是相等的。本研究通過比較發(fā)現(xiàn)，如果右心存在三尖瓣中重度關閉不全，PAC所測值與TTE所測值存在較大差異，這是因為部分注射液因三尖瓣返流而不能被PAC頭端溫度傳感器感知，可造成測量結(jié)果誤差較大。同理，左心存在二尖瓣返流和主動脈瓣返流等情況時，PCWP與實際左心舒張末期壓力不能完全等同。本研究也證實，在二尖瓣中重度關閉不全和主動脈瓣中重度關閉不全時，PAC所測值與TTE所測CO也存在較大偏差。

左心室射血后負荷主要有大動脈壓力和SVR。人體大動脈具有一定的可擴張性，心臟射血后具有一定的儲血作用，因此影響循環(huán)前向血流的因素是SVR。在心臟射血量相同時，SVR升高，血流速度減慢；SVR降低，血流速度增快。因此，PAC通過前向血流速度計算出的CO，可進一步推算出SVR值[7]。而二維超聲只能測量左心容量，不能進一步反映血流速度。本研究也證明，在SVR明顯高于或低于正常值的情況下，兩種方法測量出的CO偏差較大。

冠心病患者因術前心肌血運障礙，心肌收縮力下降，雖然冠脈搭橋術可以改善冠脈血流，但局部心肌功能無法徹底恢復，造成局部室壁變薄甚至運動幅度較弱[8,9]。在這種情況下，TTE根據(jù)雙平面Simpson法計算左心容積時，僅僅由一個切面來估算整個心室活動幅度，勢必影響其測量結(jié)果的準確性。此外，頻繁發(fā)作的心律失常，一方面使PAC模塊和TTE探頭感知有效心室率產(chǎn)生差異，另一方面也使心肌收縮和舒張活動障礙，最終造成兩方法測量CO的差異。

綜上所述我們認為，PAC和TTE在冠脈搭橋術后血流動力學和心功能評價時，若心臟存在較為嚴重的瓣膜返流、心律失常，以及心肌局部運動和外周循環(huán)阻力異常，兩種方法測量CO具有較大偏差。這對于冠脈搭橋術后結(jié)合應用PAC和TTE，如何能更及時、有效、互補地了解心臟結(jié)構(gòu)和功能變化具有很好的指導意義。

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Validation of cardiac output assessed by pulmonary artery catheter against transthoracic echocardiography in patients after coronary bypass graft

LI Lian-zhen＊，MEI Ju，HE Yi，et al.＊Department of Cardiothoracic Surgery，F(xiàn)riendship Hospital，Dalian 116100，China

MEI Ju，E-mail：ju_mei63@126.com

Objective To analyze the difference and agreement of cardiac output（CO）by pulmonary artery catheter and transthoracic echocardiography in patients after coronary bypass graft.Methods 256 patients after off-pump coronary bypass graft was recruited in this study.The heart functions and hemodynamic variations were measured by pulmonary artery catheter and transthoracic echocardiography at the same time from the same patients.According to the CO results，the difference and agreement of the both methods in measuring the heart functions and hemodynamic variations were evaluated by the logistic regression analysis.Results 484 measurement sets were obtained，the correlation index of both methods was 0.68.Bland-Altman plots showed good agreement: the bias was（1.82±1.27）L/min，95%CI was（-0.67-4.31）.Logistic regression analysis showed that ejection faction，systemic vascular resistance，regional wall motion abnormalities and valvular regurgitation could result in the difference of the two methods.Conclusion We should integrate the measurements from both of two methods when we assessed the heart functions and hemodynamic variations.

Off-pump coronary bypass graft； Pulmonary artery catheter； Cardiac output measurement； Hemodynamics

梅舉，E-mail：ju_mei63@126.com

10．3969/j．issn．1672－5301．2017．05．007

R654.2

A

1672-5301（2017）05-0409-05

2016-09-19）