心輸出量及血流動力學(xué)檢測在心力衰竭中的應(yīng)用進(jìn)展

盛文兵，張永正

甘肅省第三人民醫(yī)院CCU，甘肅蘭州 730000

心力衰竭（heart failure, HF）患者是當(dāng)今心臟病學(xué)和內(nèi)科疾病中最常見的人群之一。先進(jìn)的血流動力學(xué)監(jiān)測是心力衰竭患者治療的基礎(chǔ)。在過去的幾十年里，血流動力學(xué)監(jiān)測技術(shù)從間歇監(jiān)測發(fā)展到連續(xù)實時監(jiān)測，從有創(chuàng)監(jiān)測發(fā)展到無創(chuàng)監(jiān)測。提供的血流動力學(xué)參數(shù)也更全面。SwanGanz 導(dǎo)管和脈搏指數(shù)連續(xù)心輸出量（pulse indicator continuous cardiac output, PiCCO）作為一種測量心輸出量（cardiac output, CO）的方法的準(zhǔn)確性已得到認(rèn)可，但它是一種有創(chuàng)操作，因其操作復(fù)雜、創(chuàng)傷性大、費用高、并發(fā)癥多等原因，患者及家屬接受程度差，臨床應(yīng)用受到一定限制。目前無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測技術(shù)不斷涌現(xiàn)，多項研究證明，無創(chuàng)心輸出量及血流動力學(xué)監(jiān)測與有創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測有高度相關(guān)性，準(zhǔn)確性一致性均較好，它能提供客觀的量化指標(biāo)，為心力衰竭的診斷和治療提供了直接的依據(jù)，無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測技術(shù)在臨床工作中的應(yīng)用及關(guān)注度不斷提高。下文將對各類血流動力學(xué)監(jiān)測手段做一概述。

1 肺動脈壓監(jiān)測（CardioMEMS?）

CardioMEMS 是一種使用微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical System, MEMS）技術(shù)的無線壓敏設(shè)備。使用右心導(dǎo)管插入術(shù)（right heart catheterization, RHC）和局部麻醉，該裝置被植入遠(yuǎn)端肺動脈。施加在傳感器上的肺動脈壓（pulmonary artery pressure, PAP）的變化會導(dǎo)致共振波頻率的變化。CardioMEMS 收集的信息被轉(zhuǎn)換為壓力測量值并傳輸?shù)桨踩?wù)器進(jìn)行處理。醫(yī)生根據(jù)數(shù)據(jù)在充血癥狀出現(xiàn)之前調(diào)整HF 治療，最終導(dǎo)致住院率降低[1]。一項大型隨機(jī)試驗（CHAMPION）證明，直接肺壓監(jiān)測系統(tǒng)（CardioMEMS）可顯著減少隨機(jī)接受主動肺壓指導(dǎo)管理的受試者的心力衰竭住院率。該研究證明，針對肺壓升高的早期管理能夠提供最有效的治療干預(yù)，以防止心力衰竭惡化[2]。無線CardioMEMS?肺動脈監(jiān)測設(shè)備于2014 年獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局（U.S.Food and Drug Administration,FDA）批準(zhǔn)，用于監(jiān)測NYHA Ⅲ級心力衰竭患者（射血分?jǐn)?shù)保留或射血分?jǐn)?shù)降低的心力衰竭）的肺動脈壓。壓力傳感器體積小、安全性好、植入程序簡單，并提供與Swan Ganz 方法相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確肺動脈壓力測量[3-5]。CardioMEMS 批準(zhǔn)后進(jìn)行了PAS 研究，在12個月內(nèi)從美國104 個地點對1 200 名既往HF 入院的慢性HF 患者進(jìn)行研究，將CardioMEMS 植入后前12個月的住院率與CardioMEMS 植入前12 個月的住院率進(jìn)行了比較，射血分?jǐn)?shù)降低型心力衰竭（heart failure with reduced ejection fraction, HFrEF）患者的背景HF 治療是規(guī)范且充分的。通過CardioMEMS HF 系統(tǒng)進(jìn)行PA 監(jiān)測，HF 住院率顯著降低了57%[6]。該分析顯示CardioMEMS HF 系統(tǒng)的優(yōu)勢與射血分?jǐn)?shù)無關(guān)，在所有EF%范圍內(nèi)都有獲益。以前沒有任何治療或監(jiān)測策略顯示對EF 保留患者有任何益處。監(jiān)測PA 壓力可有效預(yù)防射血分?jǐn)?shù)保留心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction,HFpEF）患者的臨床充血[6]。

2 肺淤血監(jiān)測[遠(yuǎn)程電介質(zhì)系統(tǒng)（ReDS）]

遠(yuǎn)程介電傳感技術(shù)基于一個微型雷達(dá)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用通過胸部在兩個外部應(yīng)用傳感器之間傳輸?shù)牡凸β孰姶判盘枴Ｒ粋€傳感器位于胸部前方，另一個位于背部后方；傳感器不需要與皮膚接觸，傳感器嵌入在經(jīng)過調(diào)整以適合每個患者的身體習(xí)慣的背心中。外部信號處理器，評估穿過胸腔的電磁信號，并計算電極之間肺組織的平均介電系數(shù)，測量值以百分比（%）為單位記錄，表示被液體占據(jù)的肺組織體積的百分比。經(jīng)CT 測量并經(jīng)ReDS 證實的肺液量正常值范圍在20%～35%之間，高于35%定義為高血容量狀態(tài)，低于20%表示脫水[7]。胸部計算機(jī)斷層掃描（chest computed tomography,CCT）量化肺實質(zhì)增加的水含量的能力被認(rèn)為是量化肺液含量的最準(zhǔn)確方法。然而，可用性和輻射限制使其不適合對肺液含量進(jìn)行連續(xù)評估。Amir O等人[7]發(fā)現(xiàn)ReDS 與CCT 之間存在高度相關(guān)性，使用基于ReDS?的系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程患者監(jiān)測可能有助于管理心力衰竭患者。Amir O 等[8]選擇了50 例心力衰竭患者，利用遠(yuǎn)程介電傳感（ReDS）為導(dǎo)向的液體管理，研究結(jié)果表明，ReDS 指導(dǎo)的管理有可能減少最近出院的急性失代償HF 患者因HF 再入院，在出院后的90 d HF 再入院率顯著降低了87%，而在停用red 系統(tǒng)后，HF 再入院率增加了79%。幾項大型登記研究的結(jié)果表明，許多因急性失代償性心力衰竭（acute decompensated heart failure, ADHF）住院的患者在出院時仍然容量超負(fù)荷，充血未充分解除是心衰再入院的一個重要風(fēng)險因素。因為出院通?；诎Y狀的消退，而不是充分緩解充血的客觀證據(jù)[9]。BEST-HF 研究發(fā)現(xiàn)心衰患者在提議出院時，所有患者都接受ReDS 讀數(shù)以測量肺液，32%的人表現(xiàn)出明顯的殘余肺充血和43%的人在建議出院時的ReDS 讀數(shù)≥35%[10]。ReDS 指導(dǎo)的治療在治療組中30%的患者中引發(fā)了額外的利尿。這項研究證實大部分因ADHF 入院的患者在出院時仍伴有肺充血，在提議的HF 出院時進(jìn)行的ReDS 測量可以識別出出院前可能仍需要減輕充血的患者，從長遠(yuǎn)來看，這可能會降低HF 再住院的風(fēng)險[9]。

3 肺動脈導(dǎo)管插入術(shù)（PAC，Swan-Ganz 導(dǎo)管）

肺動脈導(dǎo)管插入術(shù)（pulmonary artery catheterization, PAC）是一種在手術(shù)和重癥加強(qiáng)護(hù)理病房（intensive care unit, ICU）住院期間密切監(jiān)測血流動力學(xué)的侵入性方法。它能收集有關(guān)心臟壓力、容量狀態(tài)和氧飽和度等數(shù)據(jù)，PAC 的使用可能導(dǎo)致并發(fā)癥，例如肺動脈破裂、右束支傳導(dǎo)阻滯、完全性心臟傳導(dǎo)阻滯和導(dǎo)管相關(guān)的敗血癥[11]。盡管它有局限性和與之相關(guān)的并發(fā)癥，但它仍然是黃金標(biāo)準(zhǔn)，仍然被廣泛使用[12]。測量CO 的金標(biāo)準(zhǔn)是肺動脈導(dǎo)管（PAC，Swan-Ganz 導(dǎo)管）[13]。校準(zhǔn)后的PAC 通過頸靜脈或鎖骨下靜脈放置，并穿過右心房到達(dá)右心室并卡在肺動脈的遠(yuǎn)端分支中。右心房壓、肺毛細(xì)血管楔壓和CO 都可以從PAC 獲得。由于其高度侵入性，PAC 不再是用于連續(xù)監(jiān)測的最常用技術(shù)。在充血性心力衰竭和肺動脈導(dǎo)管插入（PAC）效果評估研究試驗（valuation study of congestive heart failure and pulmonary artery catheterization effectiveness,ESCAPE）中研究了血流動力學(xué)引導(dǎo)治療的作用，其中右心導(dǎo)管插入（right heart catheterization, RHC）引導(dǎo)治療并未改善急性失代償性心力衰竭患者的短期預(yù)后，結(jié)果表明會增加不良事件而不影響總體病死率和住院率[11]。

4 阻抗心電圖（ICG）

阻抗心電圖（impedance electrocardiogram, ICG）是一種非侵入性技術(shù)，通過測量胸部總電導(dǎo)率的動態(tài)變化來持續(xù)評估心臟血流動力學(xué)，ICG 使用4 對感應(yīng)電極：2 對應(yīng)用于雙側(cè)頸部底部，2 對應(yīng)用于胸部底部。發(fā)射電極通過胸腔發(fā)送高頻、低幅度的電流，并且傳感電極感測傳輸電流的阻抗（即電阻）的變化。因此，每次心跳之間阻抗的動態(tài)變化對應(yīng)于心臟內(nèi)血容量和速度的變化，這為許多重要的血流動力學(xué)參數(shù)的無創(chuàng)量化提供了機(jī)會[14]。ICG 允許監(jiān)測血流動力學(xué)參數(shù)，包括例如：每搏輸出量（stroke volume, SV）、CO、全身血管阻力（systemic vascular resistance, SVR）、胸腔液體含量（thoracic fluid content, TFC）和許多其他參數(shù)[15]。它的優(yōu)點是非侵入性、經(jīng)濟(jì)高效、獨立于操作員的方法，也能夠在直立和仰臥位置進(jìn)行穩(wěn)定測量，它還可以實現(xiàn)對心循環(huán)變化的持續(xù)實時監(jiān)測，連續(xù)CO 監(jiān)測設(shè)備可能更有助于血流動力學(xué)的管理和優(yōu)化[16]。阻抗心電圖對比肺動脈導(dǎo)管及脈搏指標(biāo)連續(xù)心輸出量在血流動力學(xué)測量參數(shù)上高度相關(guān)且無明顯差異。Drazner MH 等[17]選擇50 例心力衰竭患者分別進(jìn)行ICG 與PAC 的血流動力學(xué)監(jiān)測指標(biāo)進(jìn)行對比，研究證明ICG 與PAC 測得CO、心臟指數(shù)（cardiac index, CI）指標(biāo)顯著相關(guān)。

5 超聲心輸出量監(jiān)測器（USCOM?）

超聲心輸出量監(jiān)測（ultrasonic cardiac output monitoring, USCOM）于2001 年推出，是一種非侵入性且易于學(xué)習(xí)的技術(shù)，通過測量大血管（例如主動脈）中的多普勒流量，提供有關(guān)心血管功能的信息（例如心輸出量、心臟指數(shù)和全身血管阻力）。無創(chuàng)連續(xù)超聲心輸出量監(jiān)測儀由于其方便、快速、可重復(fù)連續(xù)監(jiān)測血流動力學(xué)，同時可保證心輸出量和心臟指數(shù)的準(zhǔn)確性，已廣泛應(yīng)用于重癥患者的血流動力學(xué)監(jiān)測[18]。范崇軍等[19]對87 例老年心力衰竭患者，對照組患者采用常規(guī)方案治療，研究組患者采用常規(guī)方案治療的同時給予USCOM 監(jiān)測，分析比較兩組患者治療前后的血流動力學(xué)指標(biāo)和臨床療效，研究組心輸出量和心臟指數(shù)高于對照組，研究組患者的臨床有效率高于對照組，患者臨床療效高于對照組，與過往研究結(jié)果一致。孫杰等[20]對35 例重癥患者分別實施USCOM 及PiCCO 進(jìn)行血流動力學(xué)監(jiān)測，兩組監(jiān)測結(jié)果顯示，研究組與對照組間心輸出量及血流動力學(xué)監(jiān)測參數(shù)無顯著差異。結(jié)果顯示采用USCOM 與PiCCO 監(jiān)測重癥患者血流動力學(xué)指標(biāo)，對心排血量的監(jiān)測指標(biāo)有較高的一致性。

6 脈搏指標(biāo)連續(xù)心輸出量（PiCCO）監(jiān)測

PiCCO 是一種微創(chuàng)連續(xù)性的血流動力學(xué)監(jiān)測技術(shù)手段，和Swan-Ganz 導(dǎo)管不同的是，它不需要在肺動脈置入導(dǎo)管，只需要在股動脈和中心靜脈導(dǎo)管置入導(dǎo)管。其工作原理基于經(jīng)心肺熱稀釋技術(shù)和經(jīng)脈搏輪廓分析技術(shù)。脈搏輪廓分析提供連續(xù)的CO 和CI 測量，而經(jīng)肺熱稀釋法用于校準(zhǔn)系統(tǒng)。在校準(zhǔn)過程中，用曲線下面積計算CO。測量從標(biāo)準(zhǔn)熱稀釋技術(shù)開始，該技術(shù)能夠通過動脈追蹤的脈沖輪廓分析監(jiān)測連續(xù)CO。PiCCO 技術(shù)適用于血流動力學(xué)不穩(wěn)定和容量狀態(tài)不確定的患者。PiCCO 是第一個在臨床實踐中用于CO 測量的脈沖輪廓設(shè)備。它通過提供有關(guān)患者前負(fù)荷和全身血管阻力的信息，指導(dǎo)重癥監(jiān)護(hù)專家液體復(fù)蘇和正性肌力藥物治療[21]。PiCCO 可以實現(xiàn)對血流動力學(xué)的連續(xù)監(jiān)測與評估，尤其是全心舒張末期容積指數(shù)（global heart end diastolic volume index, GEDVI），它構(gòu)成了心臟前負(fù)荷的可靠指標(biāo)，以及血管外肺水（extravascular lung water, ELW），它是肺水腫的敏感指標(biāo)，PiCCO 系統(tǒng)可以為指導(dǎo)立即和后續(xù)治療提供實質(zhì)性幫助[21]。Wu W[22]等對60 名嚴(yán)重心力衰竭患者的一項前瞻性研究指出，嚴(yán)重心力衰竭患者以PiCCO監(jiān)測為目標(biāo)導(dǎo)向的治療管理，有助于個性化地準(zhǔn)確治療，縮短ICU 住院時間，改善短期預(yù)后，28 d 病死率明顯降低。PiCCO 的并發(fā)癥相對較少，通常為導(dǎo)管相關(guān)感染及血管損傷等。

7 超聲

目前常用的超聲監(jiān)測手段包括床旁超聲（point of care ultrasound, POCUS）和經(jīng)食管超聲心動圖（transesophageal echocardiography, TEE）。以前的研究表明，下腔靜脈大小與右心房壓力和肺毛細(xì)血管楔壓相關(guān)，具有良好的敏感性和特異性，并且在檢測升高的頸靜脈壓力方面優(yōu)于體格檢查。肺超聲B線是一種代表血管外肺水的偽影，同樣與肺動脈收縮壓顯著相關(guān)，并且優(yōu)于典型的充血癥狀和體征，肺超聲可以在出現(xiàn)明顯的臨床充血之前檢測亞臨床充血，但目前的研究表明，對于心力衰竭較輕的患者，肺超聲可能不夠敏感，無法檢測到血流動力學(xué)充血的這種微小變化，根據(jù)目前的結(jié)果，下腔靜脈大小或塌陷指數(shù)并不是血流動力學(xué)充血改善的準(zhǔn)確標(biāo)志，B 線可能是更好的充血標(biāo)志[23]。Boissier F 等[24]對使用經(jīng)食管超聲心動圖對休克患者進(jìn)行血流動力學(xué)監(jiān)測的研究發(fā)現(xiàn)，與熱稀釋技術(shù)黃金標(biāo)準(zhǔn)相比，TEE 和熱稀釋技術(shù)在血流動力學(xué)測量參數(shù)之間沒有顯著差異。相比起經(jīng)胸超聲心動圖，TEE 的優(yōu)勢在于可以避免胸腔內(nèi)氣體的干擾，從而獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，TEE 被廣泛應(yīng)用于各類心血管危重病人的容量管理[24]。Shah SB 等[25]研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用TEE 監(jiān)測下指導(dǎo)的液體治療可以更好地改善左室射血分?jǐn)?shù)≤40%患者的血流動力學(xué)。

綜上所述，血流動力學(xué)監(jiān)測在臨床中的應(yīng)用越來越廣泛，為臨床醫(yī)生準(zhǔn)確判斷心輸出量及血流動力學(xué)參數(shù)提供了依據(jù)，不同類型的血流動力學(xué)監(jiān)測技術(shù)手段都有自己的特點，沒有一種監(jiān)測手段是完美的，如何根據(jù)患者病情選擇個體化監(jiān)測手段使患者最大化獲益是我們要思考的問題。隨著科技的發(fā)展無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測手段層出不窮而且其準(zhǔn)確性不斷提高，監(jiān)測技術(shù)也從院內(nèi)持續(xù)至院外不間斷指導(dǎo)心力衰竭病人的精準(zhǔn)化容量管理并提供個性化治療方案，我相信在日后的發(fā)展中越來越多的患者將從血流動力學(xué)監(jiān)測技術(shù)中獲益。