無(wú)創(chuàng)血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)NICOM在產(chǎn)科的應(yīng)用與展望*

吳蘭綜述 馬玉姍審校

(1．四川大學(xué)華西第二醫(yī)院麻醉科，四川 成都 610041；2.出生缺陷與相關(guān)婦兒疾病教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610041)

當(dāng)前，妊娠合并子癇前期[1-2]或妊娠合并心臟病[3-9]、急性心肌梗塞[10]、急性肺栓塞[11]患者越來(lái)越多，這部分患者血流動(dòng)力學(xué)變化巨大，監(jiān)測(cè)心輸出量(cardiac output, CO)等參數(shù)有利于臨床治療決策的制定。經(jīng)肺動(dòng)脈導(dǎo)管的熱稀釋法是測(cè)定的金標(biāo)準(zhǔn)[12]，但其操作復(fù)雜、可引起多種并發(fā)癥[13-15]，時(shí)效滯后，使用意義受到質(zhì)疑[16]。無(wú)創(chuàng)血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)包括心臟彩超、連續(xù)多普勒超聲心排監(jiān)測(cè)儀[17]、生物電阻抗(以noninvasive cardiac output monitoring, NICOM為代表)系統(tǒng)，以其無(wú)創(chuàng)和無(wú)放射性的優(yōu)勢(shì)，在產(chǎn)科重癥患者有良好的臨床應(yīng)用前景。本文對(duì)無(wú)創(chuàng)血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)NICOM的作用原理，優(yōu)勢(shì)和缺陷，以及在產(chǎn)科危重患者中應(yīng)用及進(jìn)展做一綜述。

1 NICOM系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 NICOM系統(tǒng)基本原理 NICOM基本原理為電阻抗法，具體如下：我們將胸部視為圓柱形的導(dǎo)電晶體，胸部?jī)?nèi)主要物質(zhì)為血液和氣體，其中氣體的導(dǎo)電性可以忽略不計(jì)，而血液作為強(qiáng)導(dǎo)電性物質(zhì)，心臟射血之后胸部阻抗會(huì)發(fā)生變化，影響胸部的導(dǎo)電性。此導(dǎo)電晶體具有對(duì)抗交流電的電阻抗和電抗。固定頻率(30KHz～100KHz)的交流電通過(guò)胸廓時(shí),電阻抗與胸廓兩端電壓成正比,而電抗則會(huì)造成釋放電流與電壓之間的相位移(φ)。心臟搏動(dòng)可以引起釋放電流與電壓之間的相位移變化，另外也會(huì)引起胸廓兩端電壓的變化。有研究表明，降主動(dòng)脈的最大血流速度與dZ/dtmax和dφ/dtmax均成正比[18-19]。生物電阻抗方法是通過(guò)測(cè)量電流曲線與電壓曲線之間的相位移來(lái)測(cè)量每搏輸出量(stroke volume, SV)。1974年，首次由Kubicek等[20]找出了每搏輸出量(stroke volume，SV)的計(jì)算公式：SV=C×VET×dφ/dtmax,C為常數(shù)。由公式可以看出，SV除了與dφ/dtmax有關(guān),還與心室射血時(shí)間(ventricular rejection time, VET)有關(guān)——心電圖上QRS波的高峰為起點(diǎn),dφ/dt曲線上0 時(shí)刻為終點(diǎn),兩點(diǎn)之間的時(shí)間為VET。

經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，多種胸腔阻抗法無(wú)創(chuàng)血流動(dòng)力監(jiān)測(cè)儀被研制成功并應(yīng)用于臨床[21],但結(jié)果一直不理想[22-23]。直至2007年Keren等[18]設(shè)計(jì)的以生物電阻抗為基礎(chǔ)的NICOM系統(tǒng)，才在測(cè)量SV和CO時(shí)表現(xiàn)出與傳統(tǒng)測(cè)量方法的可比性及較高的準(zhǔn)確率。

1.2 NICOM的操作方法和適應(yīng)證 首先放置傳感器：一共四個(gè)傳感器，在保證四個(gè)傳感器將心臟包裹起來(lái)的前提下，可放置于患者的前胸或者后背的任意位置；第二，設(shè)置患者基本信息，包括性別、身高、年齡、體重。第三，選擇70KHz的高頻，低幅(2.5mA)交流電信號(hào)通過(guò)胸部傳導(dǎo)，電信號(hào)循阻力最小的路徑傳導(dǎo)至主動(dòng)脈，通過(guò)阻抗的變化則可以計(jì)算出SV。此監(jiān)護(hù)適用于所有患者，除外安裝了分鐘通氣量式(MV)起搏器的患者。

1.3 NICOM測(cè)量的參數(shù) NICOM能直接測(cè)量的參數(shù)包括胸腔積液量(TFC)、加速指數(shù)(ACI)、速率指數(shù)(VI)、心率(HR)。通過(guò)直接測(cè)量參數(shù)以及患者的身高、體質(zhì)量和無(wú)創(chuàng)血壓，可以計(jì)算的參數(shù)包括CO、心指數(shù)(CI)、SV、心搏指數(shù)(SI)、體循環(huán)血管阻力(SVR)、體循環(huán)血管阻力指數(shù)(SVRI)、全身外周阻力(TPR)、左心室每搏作功指數(shù)(LVSWI)、左心室作功指數(shù)(LCWI)、收縮時(shí)間比率(STR)、估計(jì)的傳輸氧指數(shù)(eDO2I)、射血前期(PEP)、左心室射血時(shí)間(LVET)。

2 NICOM與其他血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)方法的比較

2.1 與肺動(dòng)脈漂浮導(dǎo)管法比較 肺動(dòng)脈漂浮導(dǎo)管(pulmonary arterial catheters, PAC)是血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn),可作為驗(yàn)證新的血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)儀器準(zhǔn)確性和精確性的首選對(duì)照。Sguara等[24]研究表明,與PAC測(cè)得的CO相比,NICOM的敏感性及特異性均為93%,可接受程度為85%。Lamia等[25]研究表明，PAC和NICOM均能很好地反應(yīng)CO的動(dòng)態(tài)變化，而且兩者有很好的關(guān)聯(lián)性。肺動(dòng)脈漂浮導(dǎo)管價(jià)格昂貴,需要有經(jīng)驗(yàn)的人進(jìn)行的有創(chuàng)操作；有可能發(fā)生嚴(yán)重的并發(fā)癥，例如心律失常、感染、血栓形成、肺動(dòng)脈破裂出血、肺栓塞及心包填塞等；留置導(dǎo)管的時(shí)間不宜超過(guò)5天,不適用于長(zhǎng)時(shí)間多次反復(fù)使用,限制了其臨床長(zhǎng)時(shí)間廣泛應(yīng)用；加之PAC被證實(shí)不能改善成人ICU患者的預(yù)后[26]，其常規(guī)應(yīng)用也受到限制。NICOM是一種無(wú)創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單的測(cè)量方法,使用者操作簡(jiǎn)單；測(cè)量時(shí)間為30秒～1分鐘,比肺動(dòng)脈漂浮導(dǎo)管的5分鐘明顯縮短,能實(shí)時(shí)反映出患者的心臟功能情況；可減少外源性冷物質(zhì)進(jìn)入患者體內(nèi)造成的應(yīng)激；但目前NICOM對(duì)右心系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)是一個(gè)盲區(qū)。

2.2 與脈搏指示連續(xù)心排血量技術(shù)(PiCCO)的比較 PiCCO相對(duì)PAC而言是一種比較微創(chuàng)的經(jīng)肺熱稀釋法，其操作過(guò)程是將一根特殊的熱稀釋導(dǎo)管置入股動(dòng)脈，冷試劑經(jīng)中心靜脈置管注入右心房，流經(jīng)肺循環(huán)，外周動(dòng)脈感受溫度的變化以及動(dòng)脈脈搏波形,以此計(jì)算出SV和CO來(lái)評(píng)價(jià)血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，同時(shí)計(jì)算血管外肺水(EVLW)來(lái)評(píng)價(jià)肺水腫狀態(tài)。NICOM和PiCCO有相同的CO和SV的監(jiān)測(cè)性能[27]；EVLW可以在床旁量化肺水，預(yù)測(cè)感染性休克[28]，指導(dǎo)治療。PiCCO為微創(chuàng)技術(shù),仍然需要穿刺中心靜脈和股動(dòng)脈,這可能會(huì)導(dǎo)致血腫、感染及大出血等并發(fā)癥,尤其是在合并凝血功能障礙的危重病患者中。PiCCO也不是一項(xiàng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)，反映的是幾分鐘之前的血流動(dòng)力學(xué)狀況，但是PiCCO能直接提供前負(fù)荷數(shù)據(jù)及肺水情況,NICOM卻無(wú)法做到。

2.3 與唯捷流系統(tǒng)(Flotrac-Vigileo, FV)的比較 根據(jù)動(dòng)脈壓力波形曲線下面積與CO成正比的原理,Vigileo通過(guò)分析動(dòng)脈壓力波形測(cè)定CO。此操作相比PiCCO更為微創(chuàng)，僅需要橈動(dòng)脈穿刺置管,接Vigileo傳感器即可，出現(xiàn)并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)低。臨床試驗(yàn)證明,NICOM與Vigileo兩種方法測(cè)量的CO均和PAC測(cè)量的CO呈現(xiàn)良好的相關(guān)性(rB=0.77 和rF=0.69),也對(duì)CO的變化均呈現(xiàn)出良好的敏感性[29]。Vigileo監(jiān)測(cè)結(jié)果易受到患者手臂移動(dòng)或者主動(dòng)脈病變的影響，與NICOM相比，Vigileo不能測(cè)量TFC，不能評(píng)估胸腔積液量，另外兩者均在患者的右心功能評(píng)價(jià)上有局限性。

2.4 與連續(xù)多普勒超聲心排監(jiān)測(cè)儀(USCOM)的比較 USCOM可以精確監(jiān)測(cè)CO，探頭放置于胸前，經(jīng)胸測(cè)量肺動(dòng)脈、主動(dòng)脈血流，從而計(jì)算出CO、SV等。超聲的優(yōu)勢(shì)在于能提供心肌收縮、前負(fù)荷、后負(fù)荷等左心功能信息。但是，心臟彩色超聲數(shù)據(jù)可靠性需要考證,一方面取決于操作者自身的水平，另一方面在患者并存心律失常、肺部疾病尤其機(jī)械通氣時(shí)，數(shù)據(jù)采集易受干擾。NICOM只需要在胸廓表面放四個(gè)傳感器,操作簡(jiǎn)單,連續(xù)測(cè)量,無(wú)明顯并發(fā)癥,缺點(diǎn)在于不能看到心臟結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，兩種監(jiān)測(cè)方法的結(jié)果可比性極高，但NICOM不依賴于操作者且能連續(xù)測(cè)量，優(yōu)勢(shì)明顯[30]。

3 NICOM在重癥患者心肺功能監(jiān)測(cè)方面的臨床應(yīng)用

3.1 孕婦血流動(dòng)力學(xué)基本數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè) 妊娠期孕婦血流動(dòng)力學(xué)發(fā)生巨大的變化。NICOM為一種簡(jiǎn)單有效的無(wú)創(chuàng)操作技術(shù)，不依賴于操作者即可獲得可靠地?cái)?shù)據(jù)。Doherty等[31]比較超聲心動(dòng)圖和NICOM兩種技術(shù)測(cè)量中孕期至29周初產(chǎn)婦的CO和SV，發(fā)現(xiàn)兩者的相關(guān)性良好，進(jìn)一步證實(shí)NICOM在孕婦監(jiān)測(cè)中的可靠性。由于妊娠期血紅蛋白的生理性稀釋，肺動(dòng)脈漂浮導(dǎo)管的在孕期實(shí)施的不可行性，NICOM方法與經(jīng)典的肺動(dòng)脈漂浮導(dǎo)管的相關(guān)性不能得到確證。因此，基于NICOM建立孕婦血流動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可用于指導(dǎo)臨床。CO監(jiān)測(cè)應(yīng)作為產(chǎn)科麻醉的常規(guī)監(jiān)測(cè)，其不僅能指導(dǎo)危重產(chǎn)婦治療，還能認(rèn)識(shí)妊娠的生理、病理以及孕婦對(duì)麻醉藥物、液體容量以及藥物的反應(yīng)性[32-33]。

3.2 重度子癇前期的監(jiān)測(cè) 重度子癇前期是一種妊娠期發(fā)生的高血壓疾病，以高血壓、蛋白尿、全身浮腫為主要的表現(xiàn)，其中血壓升高不僅僅帶來(lái)心臟后負(fù)荷的增加，長(zhǎng)期高血壓也可能影響孕婦的心臟功能。NICOM監(jiān)測(cè)已經(jīng)成功地應(yīng)用于重度子癇前期，能夠識(shí)別非孕婦、健康孕婦和重度子癇前期孕婦三種群體的顯著血流動(dòng)力學(xué)表象，可以為治療提供監(jiān)測(cè)，同時(shí)也能及時(shí)反映出孕婦對(duì)于藥物治療的反映[34]。

3.3 妊娠合并心臟疾病的監(jiān)測(cè) NICOM已經(jīng)被用于測(cè)量肺動(dòng)脈高壓患者，其精確度高于Swan TD[35]。妊娠合并心臟疾病通常情況下為未發(fā)現(xiàn)或者治療的先天性心臟病，孕婦的心臟結(jié)構(gòu)和肺動(dòng)脈壓力等已經(jīng)發(fā)生改變，NICOM能及時(shí)監(jiān)測(cè)CO和外周阻力，指導(dǎo)這類患者的治療。NICOM用于指導(dǎo)圍產(chǎn)期心肌病患者的剖宮產(chǎn)麻醉、產(chǎn)后監(jiān)測(cè)及容量治療[36]。

3.4 預(yù)測(cè)妊娠期高血壓疾病及胎兒發(fā)育遲滯 有研究表明[37]，在孕14周進(jìn)行NICOM的測(cè)量可早期預(yù)測(cè)孕產(chǎn)婦是否在孕期產(chǎn)生重度子癇前期或者子癇，還能預(yù)測(cè)孕期是否會(huì)發(fā)生胎兒生長(zhǎng)受限，這是一項(xiàng)極富創(chuàng)新性的應(yīng)用。早期預(yù)測(cè)母胎界面的疾病并進(jìn)行干預(yù)能明顯改善孕婦和新生兒的結(jié)局，帶來(lái)巨大的社會(huì)效益。

3.5 指導(dǎo)危重孕產(chǎn)婦容量的復(fù)蘇 產(chǎn)后大出血是孕產(chǎn)婦死亡的第一位因素；液體復(fù)蘇是產(chǎn)后大出血休克患者搶救中的重要環(huán)節(jié),但液體復(fù)蘇不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致器官功能惡化甚至增加死亡率,故有必要評(píng)估患者的容量反應(yīng)性以精確指導(dǎo)補(bǔ)液。雖然NICOM不能直接測(cè)量前負(fù)荷和血管外肺水,但是TFC可以反映出胸腔積液和胸腔含水狀態(tài),可將TFC和其他指標(biāo)，例如SV結(jié)合起來(lái)分析評(píng)價(jià)容量狀態(tài)。TFC和SV均低提示容量不足,需加強(qiáng)補(bǔ)液治療；高TFC和低SV提示心功能不全或胸腔積液； TFC和SV均高，則提示高容量狀態(tài)。被動(dòng)抬腿試驗(yàn)(passive legraising, PLR)可有效預(yù)測(cè)容量反應(yīng)性。具體實(shí)施過(guò)程為床邊被動(dòng)抬高下肢45°,由于重力影響會(huì)額外增加約150～300ml的回心血量,這時(shí)監(jiān)測(cè)SV、CO等血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)有助于評(píng)估容量負(fù)荷,指導(dǎo)容量的復(fù)蘇。Benomar等[38]用NICOM評(píng)估75 例心臟術(shù)后入ICU患者血流動(dòng)力學(xué)情況。測(cè)量基礎(chǔ)水平的CO, 500ml膠體快速擴(kuò)容后CO ,被動(dòng)抬腿試驗(yàn)后CO及恢復(fù)后CO結(jié)果顯示,NICOM對(duì)容量復(fù)蘇有較好的反應(yīng)性,能用于容量復(fù)蘇時(shí)的監(jiān)測(cè),同時(shí)，國(guó)內(nèi)也有研究證實(shí)這一結(jié)果[39]。

3.6 指導(dǎo)孕產(chǎn)婦充血性心力衰竭的治療 孕婦一旦發(fā)生充血性心力衰竭，即應(yīng)在心衰控制后盡早終止妊娠。對(duì)于妊娠合并充血性心力衰竭的患者，僅有血壓和心率并不能很好地反應(yīng)心功能。NICOM能監(jiān)測(cè)SVR、CO，對(duì)充血性心力衰竭患者的治療策略有指導(dǎo)意義，同時(shí)為心臟藥物療效評(píng)價(jià)提供了高質(zhì)量的監(jiān)測(cè)。對(duì)于需要注射強(qiáng)心藥物的心功能Ⅲ-Ⅳ級(jí)患者，可以通過(guò)NICOM系統(tǒng)即刻顯示VI、ACI，幫助醫(yī)師決定有效的治療劑量；也可以通過(guò)VI、ACI指導(dǎo)強(qiáng)心藥物的使用。這兩個(gè)參數(shù)的意義在于描述了心肌的收縮性，及時(shí)反映心肌對(duì)于決定強(qiáng)心藥物的治療反映。

3.7 呼吸困難的鑒別 呼吸困難是孕產(chǎn)婦入急診室常見主訴,治療前首先應(yīng)鑒別心源性和肺源性。常見的鑒別方法為抽血查腦鈉肽等血清標(biāo)志物及超聲心動(dòng)圖檢查心臟結(jié)構(gòu)；但實(shí)驗(yàn)室結(jié)果獲取較慢，早期往往難以進(jìn)行超聲檢測(cè)。一項(xiàng)以呼吸困難為主訴的回顧性研究中使用NICOM測(cè)量了CI和TFC,心源性呼吸困難者的TFC高于哮喘及COPD患者,且心源性呼吸困難者CI對(duì)體位變化的反應(yīng)性低于非急性心力衰竭者。NICOM監(jiān)測(cè)只需幾分鐘的時(shí)間, 且不受腎功能、肥胖等因素的影響，明顯縮短了呼吸困難鑒別診斷時(shí)間，是一種較為快速、可靠的輔助診斷方法[40]。

3.8 指導(dǎo)心肌梗塞患者的救治 妊娠期急性心肌梗塞發(fā)生率為十萬(wàn)分之3～10，盡管發(fā)生率低，但妊娠期的發(fā)生率仍是育齡期女性的3～4倍，其病死率為5.1%～38%。連續(xù)監(jiān)測(cè)妊娠期急性心肌梗塞患者的CO，判別患者危險(xiǎn)程度的同時(shí)還可檢測(cè)患者對(duì)治療系統(tǒng)的反應(yīng)。NICOM可提供心梗后準(zhǔn)確、連續(xù)的CO值。有研究將NICOM應(yīng)用于急性心肌梗塞靜脈溶栓成功的患者，溶栓再通后ACI明顯提高，CI和VI迅速增高，SVRI明顯下降，提示溶栓再通后心臟收縮力增加，心輸出量增減，周圍循環(huán)改善。NICOM監(jiān)測(cè)急性心肌梗死溶栓時(shí)血流動(dòng)力學(xué)可作為判斷溶栓成功的重要的客觀指標(biāo)。

4 小結(jié)

傳統(tǒng)血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)方法風(fēng)險(xiǎn)高、收益低，僅適用于部分產(chǎn)科危重患者。近年來(lái)，微創(chuàng)及無(wú)創(chuàng)技術(shù)的進(jìn)步使得重癥疾病實(shí)時(shí)普遍的血流動(dòng)力學(xué)測(cè)定變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。NICOM系統(tǒng)無(wú)創(chuàng)、操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低、安全，可動(dòng)態(tài)連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)CO及與其有關(guān)的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，在產(chǎn)科重癥疾病中得到了很好的應(yīng)用。雖然NICOM系統(tǒng)還有抗干擾能力差，易受患者呼吸、心律失常及手術(shù)操作等的干擾的缺點(diǎn)，在危重患者中的準(zhǔn)確性受到了一定的質(zhì)疑[41]。但是NICOM可以和微創(chuàng)技術(shù)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)全方位血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)；另外NICOM新應(yīng)用為患母胎界面疾病的孕婦的心肺功能監(jiān)測(cè)帶來(lái)了福音。